單質(zhì)硫?qū)Ω珊蝶}堿土中鹽分淋洗、植物生長(zhǎng)及微生物多樣性的影響
在干旱和半干旱地區(qū)，鹽堿化土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一大難題。這種土壤鹽分過多、堿性過強(qiáng)的環(huán)境導(dǎo)致作物生長(zhǎng)受阻、產(chǎn)量低下。然而，一項(xiàng)新的研究表明，單質(zhì)硫或許能成為解決這一問題的關(guān)鍵。該研究在阿曼的鹽堿地上展開，采用了多種實(shí)驗(yàn)方法，包括柱實(shí)驗(yàn)、田間試驗(yàn)和溫室盆栽試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，向土壤中添加單質(zhì)硫能夠有效去除土壤中的鹽分，降低土壤的pH值，從而改善土壤的物理化學(xué)性質(zhì)。
具體來看，在為期七周的柱實(shí)驗(yàn)中，添加750 kg ha-1單質(zhì)硫的處理組，其累計(jì)鹽分淋失量達(dá)到了14.6 g kg-1，顯著高于未添加單質(zhì)硫的對(duì)照組的6 g kg-1。同時(shí)，單質(zhì)硫處理組的土壤pH值也顯著降低，從初始的7.8降至7.5左右，而對(duì)照組的pH值僅略有變化。
圖1.用于評(píng)估 0、375和750 kg ha-1 單質(zhì)硫施用量對(duì)鹽分淋洗的影響（a）滲濾液分析獲得的累積浸出鹽，（b）滲濾液pH值的演變，（c）處理7周后0-20、20-40和40-70 cm土層ECe，（d）處理7周后0–20、20–40和40–70 cm土層的pH
在田間試驗(yàn)中，添加750 kg ha-1單質(zhì)硫使得羅氏草的產(chǎn)量增加了13%，土壤有機(jī)質(zhì)含量從0.9%增加到1.5%。土壤中鈣和磷的含量也顯著提高，羅氏草對(duì)鈣和磷的吸收分別增加了75%和14%。此外，單質(zhì)硫處理還顯著降低了土壤中的碳酸鈣含量，從初始的17.1%降至16.4%左右。
在溫室盆栽試驗(yàn)中，添加750 kg ha-1單質(zhì)硫的小麥產(chǎn)量提高了59%。土壤pH值從7.39降至6.79，鹽分淋失量顯著增加，達(dá)到了43.7 g m-2，比對(duì)照組增加了34.1%。
表1. 4.5個(gè)月后羅氏草田間試驗(yàn)和小麥溫室試驗(yàn)的土壤電導(dǎo)率、產(chǎn)量和累積鹽浸出量
表2.田間試驗(yàn)后土壤、植株數(shù)據(jù)
單質(zhì)硫的施用不僅改善了土壤環(huán)境，還顯著促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)。無論是田間試驗(yàn)中的羅氏草，還是溫室盆栽試驗(yàn)中的小麥，其產(chǎn)量都有了明顯提升。這主要得益于單質(zhì)硫降低了土壤的堿性，提高了土壤中鈣和磷等營(yíng)養(yǎng)元素的生物有效性，使得植物能夠更好地吸收這些養(yǎng)分。
此外，單質(zhì)硫還對(duì)土壤微生物群落產(chǎn)生了影響。雖然單質(zhì)硫的添加沒有顯著改變土壤原核生物的多樣性，但卻顯著改變了微生物群落的結(jié)構(gòu)。一些獨(dú)特的微生物種類僅在單質(zhì)硫處理的土壤中被發(fā)現(xiàn)，這些微生物可能在土壤質(zhì)量的改善和植物生長(zhǎng)的促進(jìn)中發(fā)揮著重要作用。
總之，單質(zhì)硫改良鹽堿地的潛力巨大，它不僅能有效去除土壤中的鹽分，降低土壤堿性，還能提高土壤肥力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，為干旱地區(qū)的可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了新的思路和方法。未來，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善和推廣，單質(zhì)硫有望在更多的鹽堿地區(qū)發(fā)揮作用，幫助當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，改善生活質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1] Al-Mayahi, A., Menezes-Blackburn, D., Al-Ismaily, S., Al-Busaidi, H., Al-Siyabi, A., Al-Siyabi, B., Al-Saidi, S., & Al-Harrasi, N. Elemental sulfur effects on salt leaching, plant growth, nutrient uptake, and microbial diversity in an arid saline soil[J]. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 2024, 23: 227–235. DOI:10.1016/j.jssas.2023.11.006.