间作系统对盐碱土壤土地利用效率及盐分调控的全球整合分析

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Field Crops Research 5.6

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  针对盐碱土壤改良的实践需求,中国研究人员通过整合51项研究(693组数据)的meta分析,揭示间作系统可显著提升土地当量比(LER=1.5)、降低土壤电导率(EC)33%,但对pH影响微弱(-0.3%)。研究明确了木本植物间作、20-50cm间距及2-3年周期为最优实践,为盐碱地可持续利用提供了科学依据。

  

土壤盐渍化正以每年200万公顷的速度侵蚀全球耕地,威胁着4.12亿公顷农田的生产力。传统改良措施如化学修复成本高昂,灌溉管理不当甚至可能加剧盐分表聚。间作技术因其生态友好特性备受关注,但既往研究对间作类型、环境适配性等关键参数存在显著异质性。中国农业科学院团队在《Field Crops Research》发表的研究,通过系统分析全球51项研究数据,首次量化了间作系统对盐碱土壤的改良效应。

研究采用文献检索(Web of Science/CNKI/Google Scholar)、效应值计算(响应比RR)和混合效应模型等关键技术,整合了涵盖不同气候带(MAT 10-20℃、MAP 300-500mm)和盐渍化程度(轻度/重度)的693组田间观测数据。通过亚组分析解析了作物类型、间作距离、氮肥施用等管理措施与环境因子的交互作用。

【总体效应】
间作使土地当量比(LER)提升至1.5(95%CI:1.2-1.8),意味着单位面积生产力提高50%。土壤电导率(EC)降低33%的效应远超预期,而pH仅微降0.3%,证实盐分淋洗而非酸碱调节是主要改良途径。

【管理实践】
木本植物间作展现出独特优势,可同步降低EC和pH(p<0.05)。20-50cm的合理间距使根际互作最大化,2-3年周期恰好覆盖盐分淋洗关键期。氮肥施用超过200kg/ha时LER增益递减,提示需平衡养分供给与盐分胁迫。

【环境调控】
寒冷地区(MAT<10℃)LER最高达1.8,因低温减缓盐分表聚。值得注意的是,当MAT>20℃时EC反升12%,可能与高温加速蒸发有关。在重度盐渍化土壤(EC>8dS/m)中,间作仍能降低EC达28%,展现极强适应性。

【驱动机制】
模型分析揭示初始盐度、pH和间作距离是LER的主控因子(R2
=0.72),而土壤有机质通过促进微生物活动显著增强EC降低效应(p<0.01)。

该研究建立了盐碱地间作改良的量化决策框架,证实合理配置的间作系统可使边际土地生产力提升至经济可行阈值(LER>1.4)以上。特别在"一带一路"沿线干旱区,20-50cm的枣麦间作模式兼具生态与经济效益。未来研究需关注深根/浅根作物的时空配置优化,以及气候变化背景下(如MAT上升)的长期效应。成果为联合国可持续发展目标(SDG15)中的土地退化零增长提供了实践路径。

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