菊芋还田改良土壤盐碱化过程研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.1课题来源

1.江苏沿海盐土区稻田绿色高效综合种养技术集成创新与示范（江苏省重点研发计划be2018387）

2.江苏沿海生态高值农业技术示范与推广（江苏省科研院所农技推广试点项目tg(17)004）

2. 研究的基本内容和问题

研究目的

3. 研究的方法与方案

技术路线

试验设计

3.1 地理位置

研究区域位于江苏省盐城大丰沿海滩涂湿地，地理位置N 33°16.480′ E 120°43.553′——N 33°16.869′ E 120°46.560′，是我国最大的海岸带保护区，海岸线长582 km，主要保护类型是内陆湿地和水域生态系统，原始生态环境保存完好。处于暖温带与北亚热带过渡地带，主要受海洋性和大陆性气候影响，年平均气温为13.7-14.6℃，年极端最低气温为－10℃（1月），年极端最高气温为39.0 ℃（8月）。光照充足，无霜期210-224 d，雨水丰沛，年平均降水量1000 mm左右。不同盐度试验地初始含盐量如下表。

3.2 研究材料

菊芋（Helianthus tuberosus L.）又名洋姜，鬼子姜、地环、五星草等，在西欧还叫加拿大土豆、俄罗斯叫地梨。秋季开花，长有黄色的小盘花，但结籽率低，长江以南可形成种子，生产上一般用块茎繁殖。其地下块茎富含淀粉、菊糖，可以食用，也可盐渍，或作制取淀粉和酒精原料。地上茎也可加工作饲料。菊芋有利水除湿，清热凉血，和中益胃的作用。主治水肿、小便不利、肠热便血，被联合国粮农组织官员称为“21世纪人畜共用作物”。菊芋起源于北美洲，17世纪经欧洲传入我国，由于其适应性较强，所以在我国各地均有栽培。菊芋具有很强的耐旱耐盐碱能力，经济价值高，适宜于中国北方沿海及半干旱平原区生长^[23]。 菊芋属于菊科（Compositae）向日葵属

（Helianthus L.），为多年生草本植物^[24]。植株一般2-4 m 高并有10多个分枝。自然生长的菊芋，在通常情况下，长成为灌木的簇丛。菊芋茎杆坚韧、粗黑、茎秆高、大、壮。叶片黑绿，呈宽卵圆型；叶片较宽、叶绿呈齿状^[25]。

3.3 采样方法

植物秸秆采集：每次每种植物每个填埋重量梯度采集三个网袋（即3个重复），抖落掉网袋上泥土后，单独装于大号档案袋中，做好标记。因此，每次采样取回108个网袋（共3个盐度，每个盐度3个区组重复，每个区组2种植物，每种植物2个重量梯度，每种植物每种梯度取3次重复，每次采样共取回3*3*2*2*3=108个网袋），采样周期45天左右，包括对秸秆填埋前原状土的采集共采样7次。

土壤采集：采集收取网袋正下方的土壤样品，方法是用土钻（直径6 cm），分层采样，采样深度为0-10 cm和10-20 cm（原状土分层为0-10 cm、10-20 cm、20-40 cm、40-60 cm）。将采集到的土壤样品装入单独的自封袋中并做好标记。采样周期45天左右，包括对秸秆填埋前原状土的采集共采样7次。

微生物样采集：带橡胶手套，将网袋上土壤抖落到锡纸中，包好，做好标记，投放入液氮罐中冷冻保存用于随后的16sRNA测序分析。采样周期90天左右，共采样3次。

植物秸秆带回实验室后于60℃烘箱中烘干。土壤样品带回实验室后风干，并通过100目筛子，在室温下保存以进行后期的土壤理化性质分析。

3.4 测定项目与方法

土壤pH值：20 g土壤干样，与无CO₂的水以1：5的比例混合。用pH计测定。

土壤含盐量：20 g土壤干样，与无CO₂的水以1：5的比例混合，含盐量用KCl溶液的标准曲线计算（电导法）。

土壤有机质：用低温外热重铬酸钾氧化-比色法进行测定。

纤维素：纤维素（CLL）含量试剂盒测定。

秸秆分解速率：根据以下公式计算出秸秆重量损失百分比，作为秸秆分解速率的指标：重量损失百分比=（M₀–M_t）/M₀，其中，M₀指初始烘干重，M_t指分解一段时间后的烘干重。

4. 研究创新点

因研究秸秆还田改良盐碱土壤的阐述改良机制的研究不多，有待进一步挖掘。通过对土壤理化性质、秸秆填埋过程中生理生化指标变化、土壤微生物种类及数量变化进行测定，旨在探究不同生态条件下，不同种类不同重量秸秆填埋后，土壤、秸秆、微生物的动态变化过程，进一步探讨秸秆还田改良盐碱土壤的机制，为盐碱化土地改良寻求有效途径，并为沿海滩涂合理开发利用提供理论与技术支撑。

5. 研究计划与进展

进度安排

2020.1—2017.3阅读文献，查阅相关资料，撰写文献综述、试验方案。

2020.3—2020.4定期采样，进行土壤盐度、ph、含盐量的测定，完成土壤微生物的检测。