单位:土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院南京土壤研究所;河南农业大学生命科学院;中国科学院大学
卷期:《土壤学报》2020年第57卷第2期
酸性硫酸盐土是世界范围内最恶劣的土壤类型之一,由于其酸性极强,大多数作物在这种土壤上无法正常生长。我国酸性硫酸盐土主要分布于东南沿海的入海河口及海岸沿线,该地区水热资源充沛,气候条件非常适合水稻生长。酸性硫酸盐土被农民开垦后,经常用来种植水稻。虽然水稻是一种较为耐酸铝的植物种类,但是在酸性硫酸盐土生长也很差,轻者植株矮小发黑,产量极低,重者插秧数天内全部死亡,结果这种土壤经常被废弃。如何提高酸性硫酸盐土上水稻生产力一直是个难题。
为筛选出适应酸性硫酸盐土的水稻品种,在广东省台山市典型酸性硫酸盐土,pH 3.69上种植了240个水稻品种,结果所有水稻品种均未获得经济产量,却在试验田中发现两种生长茂盛的野生植物。经形态和分子鉴定,两种野生植物为野荸荠,Eleocharis kuroguwai和五棱飘拂草,Fimbristylis quinquangularis。进一步比较了水稻和两种野生植物的根际和非根际土壤性质、根部和地上部各种矿质元素含量。结果表明,根际土壤性质、锰毒和缺氮不能解释水稻和两种野生植物耐性差异,而铝毒、铁毒和较低的磷、钾、钙、镁吸收能力是水稻生长不良的主要限制因子。相反,两种野生植物对铝毒和铁毒的耐性强,对养分吸收能力也强,所以生长良好。
酸性硫酸盐土,pH 3.69上水稻品种筛选试验
酸性硫酸盐土上野荸荠,Eleocharis kuroguwai和五棱飘拂草,Fimbristylis quinquangularis生长茂盛
上述研究结果为研究植物耐酸性硫酸盐土机制提供了新的植物资源,也为改善酸性硫酸盐土上水稻生长提供了策略:一方面可以改良水稻,提高其耐铝毒铁毒能力和养分获得能力,另一方面可以改良土壤,降低土壤毒性铝和毒性铁浓度和有针对性地增强土壤养分供应能力。
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