近日，石河子大学刘洪光教授团队在深垂直旋耕改良盐碱地机理研究方面取得了重要研究进展。相关研究成果以“Deep vertical rotary tillage depths improved soil conditions and cotton yield for saline farmland in South Xinjiang”为题，发表国际农林科学-农艺学期刊European Journal of Agronomy上（中科院一区TOP期刊）。
相比于常规耕作方式，深垂直旋耕能够通过打破土壤板结层，增加土壤孔隙度以及降低土壤盐分含量，提高作物产量。然而随着耕作深度的增加，土壤中不同粒径颗粒分布与土壤盐分动态变化也变得更加复杂，这为理解耕作机制和优化管理策略带来了巨大挑战。因此，研究深垂直旋耕下如何实现土壤结构优化与盐分淋洗解耦，将为盐碱地改良的长期耕作模式设计提供新的见解。
图1 图形摘要
本研究发现，垂直深旋耕通过改善土壤孔隙度和导水率，显著降低了盐碱胁迫，增强了土壤养分供应，有效缓解了传统耕作引起的土壤结构恶化和棉花养分吸收问题，最终大幅提高了棉花产量和经济效益，深旋耕60 cm时改良效果最为显著。结构方程模型分析表明，垂直深旋耕改良效果是土壤结构优化、盐分淋洗和水分保持等多因素协同作用的结果，土壤水分、孔隙度和盐分的变化分为显著改善区、适度改善区和有限改善区，显著改善区具有最高的增产潜力。
图2 基于结构方程的常规耕作和深垂直旋耕对棉花产量的影响（上）；
垂直深旋耕与常规耕作对土壤速效养分和有机质的影响（下）。
这项研究突破了传统耕作方法在改良盐碱地上的局限，首次通过深垂直旋耕显著改善土壤土壤理化性质及养分环境，为筛选适宜的粉垄深松措施提供了理论支撑，也为研究深耕对盐分迁移和土壤结构优化的长期影响提供参考。该工作的第一作者为石河子大学水利建筑工程学院硕士生李智杰、通讯作者为石河子大学水利建筑工程学院刘洪光教授（第二位次）和新疆生产建设兵团第三师农业科学研究所王谭刚（第三位次）。该研究获得了国家自然科学基金（52069026，U1803244）新疆生产建设兵团（2020DB001，021BC003）和新疆生产建设兵团第三师（KY2021GG11）的联合支持。
来源：石河子大学