滴灌结合有机肥降低盐碱地盐分和氮素流失并提高向日葵氮素吸收与产量的机制研究

推荐：针对西北盐碱地向日葵农田土壤盐渍化严重、NO3?-N淋失和作物产量低的问题，中国农业大学团队通过3年田间试验，研究滴灌（SMPT为-20/-30 kPa）联合有机肥（LBF/SMF）对土壤团聚体结构、盐分动态及产量的影响。结果表明，滴灌结合LBF处理使土壤脱盐率提高21.7%–25.3%，NO3?-N淋失减少62.1%，产量提升48.8%，为盐碱地可持续农业提供新策略。

　　

在西北干旱区的广袤盐碱地上，向日葵作为重要的油料作物，其生产长期面临土壤盐渍化和氮肥利用率低的双重困境。传统的大水漫灌和过量施氮导致土壤盐分累积、硝酸盐淋失加剧，形成"越灌越盐、越施肥越贫瘠"的恶性循环。据统计，当地农民每年灌溉量超过450毫米，尿素施用量高达480公斤/公顷，却仅能维持低水平产量，同时引发浅层地下水污染风险。如何破解盐碱地农业中"控盐"与"保氮"的矛盾，成为提升耕地生产力的关键科学问题。

中国农业大学农业水资源高效利用国家重点实验室的研究团队通过为期三年的田间试验，创新性地将滴灌技术与有机肥改良相结合，系统评估了不同土壤基质势阈值（SMPT为-20 kPa和-30 kPa）下施用褐煤基有机肥（LBF）和羊粪（SMF）对盐碱地向日葵农田的改良效果。研究成果发表在《Soil and Tillage Research》上，揭示了滴灌结合有机肥通过改善土壤结构实现"减盐控氮增粮"的协同机制。

研究采用多技术联用的方法：通过干湿筛法测定土壤团聚体稳定性指标（MWD、GMD、R_0.25）；利用渗漏桶法监测0-100 cm土层NO₃^?-N淋失量；基于van Genuchten模型计算土壤水通量；结合结构方程模型（SEM）解析各因子的相互作用关系。

【土壤物理化学性质】

有机肥显著提升土壤质量：LBF处理使>0.25 mm水稳性大团聚体比例增加100.3%，SOM含量达8.3 g/kg，较对照提高110.3%。滴灌-20 kPa（D1）处理的脱盐率（25.3%）显著高于漫灌处理，其中D1LBF组合效果最佳，土壤电导率（EC_1:5）降低35%。

【NO₃^?-N淋失】

滴灌减少生育期氮淋失98%，有机肥降低春秋灌期淋失51.2%。D1LBF使全年NO₃^?-N总淋失量（18.7 kg/ha）较传统模式降低62.1%。

【作物响应】

D1LBF处理实现产量（4.21 t/ha）和氮素吸收量（137 kg/ha）双提升，水分生产力（1.31 kg/m³）较对照提高69.8%。SEM分析显示，SOM通过促进团聚体形成（路径系数0.82^*）间接降低盐分胁迫，而盐分含量每降低1 g/kg可使向日葵氮吸收量增加23%。

该研究创新性地提出"滴灌控水-有机改土-协同增效"的盐碱地治理模式。实践表明，采用-20 kPa SMPT滴灌配合4.5 t/ha褐煤基有机肥，既能通过改善土壤孔隙结构促进盐分淋洗，又能利用有机质缓释特性稳定氮素供应，实现"节水减盐-保氮增产"的双赢。这一成果为全球干旱区盐碱地农业可持续发展提供了可复制的技术范式，尤其对"一带一路"沿线类似生态区具有重要参考价值。研究建立的土壤-水-肥-作物协同调控模型，为数字化精准农业奠定了理论基础。