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为解决盐碱地化肥依赖及土壤改良问题，石河子大学研究人员开展 “Applying bio - organic fertilizer improved saline alkaline soil properties and cotton yield in Xinjiang” 研究。结果表明，生物有机肥能改善土壤性质、提高棉花产量，60% 施用率最佳。为盐碱地可持续农业提供科学依据。
在广袤的农业土地中，土壤盐渍化正成为一个日益严峻的挑战。全球范围内，土壤盐渍化严重限制了农业生产力和经济发展。在中国新疆，这片重要的农业产区，盐碱地问题尤为突出，约 1336 万公顷的盐碱地，其中 33.3% 的耕地受到不同程度盐渍化影响，轻度、中度和重度盐碱土分别占土地的 28.86%、7.72% 和 1.13% 。而且，新疆作为世界最大棉花产区之一，在棉花种植过程中，施肥方式存在严重问题，过量施用氮磷肥，而钾肥和有机肥使用不足，这不仅加剧了土壤盐渍化，还降低了肥料利用率，影响棉花产量和品质。因此，寻找一种有效的方法来改善盐碱地土壤性质，提高棉花产量，减少对化学肥料的依赖，成为农业领域亟待解决的问题。
石河子大学的研究人员针对这一问题展开了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。研究旨在探究不同生物有机肥施用量对不同盐度盐碱地土壤性质、养分有效性和棉花产量的影响，为盐碱地合理施肥提供科学依据。
研究人员采用了一系列关键技术方法。首先，进行了为期两年（2022 - 2023 年）的田间试验，在新疆巴楚县现代农业产业园选择了三种不同盐度水平（4.58g·kg-1、9.07g·kg-1和 12.76g·kg-1 ）的盐碱地棉田。设置四个施肥处理，包括不减少化肥（CK）以及分别减少 20%（F1）、40%（F2）和 60%（F3）的化肥，减少的化肥用等量生物有机肥替代。在试验过程中，使用环刀法测定土壤容重，烘干法测定土壤含水量，电位法测定土壤 pH 和总盐含量，化学分析方法测定土壤养分含量，收获期通过调查棉株数量、棉铃数和单铃重计算棉花产量。此外，运用 Excel 2019、SPSS 25.0 和 Origin2021b 软件进行数据统计分析。
研究结果如下：
- 不同施肥处理对盐碱地土壤理化性质的影响：
- 土壤容重：与对照（CK）相比，生物有机肥的施用显著降低了不同盐度水平盐碱地土壤容重，2023 年降低幅度大于 2022 年。轻度盐碱地土壤容重降低最为明显，且在棉花铃期土壤容重低于苗期。
- 土壤 pH：生物有机肥的施用使土壤 pH 降低，降低幅度与施用率成正比，2023 年各处理 pH 降低幅度均超过 2022 年，轻度盐碱地土壤 pH 降低幅度相对较小，但不同盐度水平间差异不显著。
- 土壤含水量：生物有机肥显著提高了土壤含水量，提高幅度与施用率相关，2023 年部分处理土壤含水量增加幅度超过 2022 年。土壤含水量呈现明显季节性变化，在花铃期达到峰值。
- 土壤总盐含量：生物有机肥有效降低了土壤盐度，降低效果与施肥量呈正相关，且在 2023 年铃期表现出更强的盐度降低效果，不同生育期土壤盐分分布存在差异。
- 不同施肥处理对盐碱地土壤养分含量的影响：生物有机肥的施用显著增加了土壤有机质和养分含量，且施用率越高，提升效果越明显。2023 年土壤养分积累量显著高于 2022 年，轻度盐碱地土壤中有机质和有效养分增加最为显著，土壤养分在 20 - 40 cm 土层积累较多。
- 不同施肥处理对棉花产量构成因素和产量的影响：生物有机肥的施用显著提高了棉花籽棉产量，不同盐度下最佳施肥处理不同，轻度盐碱地 F2 处理产量提升最大，重度盐碱地 F3 处理效果最佳。高盐度环境下施肥效率更高，2023 年棉花产量高于 2022 年，F3 处理增产效果最显著。
- 相关性分析和主成分分析：通过皮尔逊分析和主成分分析（PCA）发现，土壤含水量、有机质和养分与棉花产量呈正相关，土壤容重、盐度和 pH 与产量呈负相关。PCA 提取的两个主成分解释了 84.3% 的方差，T1F3 处理综合得分最高。
研究结论和讨论部分指出，生物有机肥能显著改善盐碱地土壤理化性质，提高土壤养分含量和棉花产量。其作用机制包括促进土壤团聚体形成、降低土壤容重、螯合钠离子、降低土壤 pH 以及增加土壤微生物活性等。不过，该研究也存在一定局限性，如对土壤微生物群落和酶活性的长期影响尚不明确，土壤 - 微生物 - 作物相互作用机制有待进一步探究。未来研究应关注生物有机肥在大规模农业系统中的经济和环境可持续性。总体而言，该研究为盐碱地合理施肥提供了重要的科学依据，对推动盐碱地可持续农业发展具有重要意义。
