10月14日,《Soil and Tillage Research》发表题为“Assessment of tillage practices in ameliorating salt-affected arable lands: A meta-analysis”的研究论文。
本研究基于元分析与随机森林算法，系统评估不同耕作方式在多样土壤和气候条件下的盐碱化改良效果。结果表明深耕（≥25cm）为盐碱地改良最优方案，垂直旋耕效果最佳，免耕则加剧表层积盐。研究为不同环境下优化耕作策略、提升盐碱地生产力提供科学支持。
研究背景
土壤盐渍化是全球农业面临的关键挑战，目前全球超 8.33 亿公顷耕地受其影响，预计 2050 年将波及 50% 以上耕地。盐渍化会破坏土壤结构、抑制作物生长、降低农业生产力，而气候变化进一步加剧了这一问题。耕作是调控土壤结构的重要农业措施，但不同耕作方式对盐渍化土壤的改良效果存在争议，且土壤改良剂与耕作措施的交互作用尚不明确，亟需系统评估以优化盐渍化土壤治理策略。
主要内容
该研究以解决土壤盐渍化对全球农业的威胁及不同耕作措施改良效果争议为核心，采用元分析与随机森林算法，整合 72 项田间试验数据，系统评估了不同耕作方式及土壤改良剂对盐渍化土壤的改良效果，同时分析环境因素对改良效果的调控作用。
研究首先明确了耕作方式的影响，发现深耕（≥25cm）在 0-120cm 土层的脱盐效果整体优于常规耕作（<25cm），其中垂直旋耕（VRT）是所有耕作方式中最有效的，而免耕会导致表层土壤盐分年增幅达 25.5%，浅耕和深耕对不同土层盐分的影响则不敏感；其次揭示了环境因素的调控差异，深耕的脱盐效果主要受潜在蒸散量（PET）和年降水量（MAP）影响，在高 PET、低 MAP 区域效果更显著，常规耕作的脱盐效果则主要由土壤质地（砂粒和粉粒含量）调控；还探究了土壤改良剂与耕作的交互作用，发现改良剂（尤其是有机改良剂）能显著提升土壤有机碳、全氮含量及作物产量，且秸秆还田与常规耕作结合的脱盐效果显著优于秸秆还田与深耕结合。
最终研究得出深耕是改良盐渍化土壤最可行耕作方式的结论，同时指出未来需进一步明确秸秆还田与深耕的交互作用，以及耕作类型（水平 / 垂直切割）对盐渍化土壤改良的影响机制。
核心图表
图1. 不同耕作方式下土壤盐分的加权年平均变化率。土壤盐分由饱和土壤浸提液电导率（ECe）表示。DT、CT、ZT、RT、PL、DP、SS和VRT分别代表深耕( ≥25 厘米 )、常规耕作（<25 厘米）、免耕、旋耕、浅耕、深耕、深松和垂直旋耕。红线表示观测值的统计平均值。内部带有竖线的方块是通过调整的自助法百分位数法估算的加权平均值。误差线为加权平均值的95%置信区间。
图2. 常规耕作（a）和深耕（b）条件下，土壤和气候条件对表层土壤（0-20厘米）盐分年平均变化率（ECeCR）的影响。MAP、MAT和PET分别代表年平均降水量、年平均温度和潜在蒸散量。SOC代表土壤有机碳。环境变量的相对重要性通过随机森林模型估算。
图3. 常规耕作（CT：a、b和c）和深耕（CT：d、e和f）条件下，表土（0–20厘米）土壤盐分（ECe）的年平均变化率与土壤质地之间的关系。黑线表示线性回归函数的分布，黄色和绿色区域表示模型的95%置信区间。*、**和***分别表示P值小于0.05、0.01和0.001。
图4. 常规耕作（CT：a、b和c）和深耕（CT：d、e和f）条件下，表层土壤（0-20厘米）盐分（ECe）的年平均变化率与气候条件之间的关系。黑线表示线性回归函数的分布，黄色和绿色区域表示模型的95%置信区间。*、**和***分别表示P值小于0.05、0.01和0.001。
图5. 不同耕作方式对不同土层土壤性质和作物产量的影响。DT和CT分别代表深耕和常规耕作。ECe、BD、SOC和MWD分别代表土壤电导率（盐分）、容重、土壤有机碳和平均重量直径。效应量以CT为对照，通过响应比的自然对数（lnRR）计算得出。误差棒代表lnRR的95%置信区间（CIs），每个柱形旁显示相应的样本量。
图6. 耕作方式对土壤盐度（ECe）的效应量与环境条件之间的关系。效应量通过以传统耕作（CT）为对照的响应比的自然对数（lnRR）计算得出。黑线表示线性回归函数的分布，黄色区域表示模型的95%置信区间。*和**分别表示P值小于0.05和0.01。
图7. 改良剂施用对土壤性质和作物产量的影响。以不添加改良剂为对照，通过响应比的自然对数（lnRR）计算效应量。InO、Org和SR分别代表无机改良剂、有机改良剂和秸秆还田。ECe 、SOC、TN、AN、AP、BD和MWD分别代表土壤电导率、有机碳、全氮、碱解氮、有效磷、容重和平均重量直径。误差线代表lnRR的95%置信区间（CIs），每个柱形旁显示相应的样本量。
图 8. 耕作措施与土壤改良剂配施对土壤盐分（ECₑ）的影响。InRR 表示以不施用改良剂为对照的响应比的自然对数。InO、Org 和 SR 分别代表无机改良剂、有机改良剂和秸秆还田。CT 和 DT 分别代表常规耕作和深耕。误差线代表响应比自然对数（lnRR）的 95% 置信区间（CI），对应的样本量标注在每个柱状图旁边。
（论文整理：鲍枫）
原文链接：
https://www./science/article/pii/S0167198725004672
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