東北地理所在蘇打鹽堿稻田離子徑流排放源頭控制方面取得進(jìn)展
松嫩平原蘇打鹽堿土具有高鹽分、高堿度和高氟等區(qū)域特征。暴雨徑流和人工排水會(huì)將稻田中可溶性鹽離子（主要是鈉離子、鎂離子、碳酸氫根）和氟離子輸出至下游河流、湖泊等淡水生態(tài)系統(tǒng)中，對(duì)水環(huán)境和水生態(tài)存在潛在的負(fù)面影響。因此，揭示生長(zhǎng)季蘇打鹽堿稻田離子的輸出特征，闡明不同田間管理措施下特征離子的徑流排放機(jī)制，對(duì)于蘇打鹽堿稻田面源污染源頭控制、促進(jìn)區(qū)域水生態(tài)安全及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
東北地理所水環(huán)境污染與防治研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)田間試驗(yàn)，揭示了不同氮肥施用策略對(duì)離子輸出的影響。研究表明，雖然水稻種植有助于改善蘇打鹽堿土壤，但同時(shí)也帶來(lái)了離子徑流排放的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。在蘇打鹽堿稻田中，可溶性鹽和氟離子的徑流排放顯著（p<0.001）受到氮肥種類(lèi)、徑流途徑及其二者之間交互作用的影響。無(wú)論施用何種氮肥，鈉離子和碳酸氫根均為蘇打鹽堿稻田主要發(fā)生徑流排放的可溶性鹽離子，分別占離子徑流排放總量的20.55~25.06 %和47.57~50.49 %。與其他氮肥處理組相比，施用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合肥會(huì)顯著（p<0.05）降低鈉離子和碳酸氫根的徑流排放，減少了碳酸氫根與氟離子之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附能力。同時(shí)，施用有機(jī)無(wú)機(jī)混施肥還降低了土壤中氟化鈣的溶解能力，從而減少了氟離子徑流排放。此外，無(wú)機(jī)復(fù)合肥可有效降低氟離子的徑流排放。因此，建議通過(guò)優(yōu)化氮肥種類(lèi)，減少蘇打鹽堿稻田對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色轉(zhuǎn)型和高效發(fā)展。
圖1 蘇打鹽堿稻田可溶性鹽與氟離子的徑流排放特征
相關(guān)成果發(fā)表在《Journal of Environmental Management》上，由特別研究助理王鑫壹（第一作者）、祝惠研究員（通訊作者）等人共同完成。該研究得到吉林省自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金、國(guó)家自然科學(xué)基金委區(qū)域聯(lián)合基金、中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等資助。
論文信息及鏈接如下：
Wang,X.Y.,Zhu,H.,Wang,B.,Yan,B.X.,2024. Optimizing fertilizer usage for source reduction of salt and fluoride ion runoff discharge from a soda saline-alkali paddy field. Journal of Environmental Management 364,121489.https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.121489
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