菊芋秸秆填埋对滨海盐碱地改良效应与机制研究开题报告

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

2.1研究目的

研究秸秆还田改善盐碱地土壤理化性质的动态过程，阐述改良机制；

研究秸秆还田影响盐碱地土壤微生物的动态过程，阐述影响机制。

3. 研究的方法与方案

3.1地理位置与样地布置

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。

试验设计三个盐度水平：低盐（LS）、中盐（MS）和高盐（HS），每个盐度设置3个区组（重复），每个区组中填埋不同重量梯度的秸秆（秸秆装于网袋中）共放置72个网袋。每个小区（区组）为2 m×3 m的长方形（挖掉该区域内10cm深的土，整齐的放入网袋后用土将网袋覆盖）。

填埋的菊芋（耐盐植物）秸秆，两个填埋重量梯度（菊芋秸秆为30 g和50 g）。

3.2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，每个区组种植物，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*3=54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。

3.3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。

土壤/秸秆全N：开氏法（湿烧法），双通道流动分析仪测量土壤全N量。

土壤微生物：微生物多样性混合分析

3.4技术路线

4. 研究创新点

本项目组在查阅相关文献中发现，盐土种植菊芋后，盐渍地耕作层盐分含量显著下降，同时对盐土熟化和地力提升的效应显著，但尚未系统性的进行研究。本项目从菊芋根状茎及根系改良盐碱地功能机制角度进行研究，这方面研究目前在国内外未见报道。由于菊芋特殊的形态学特性及生态适应性，菊芋根状茎及根系改良盐碱地过程中根状茎与根系生物学过程及特性、根际土壤理化性质的研究成为该项目研究的创新和特色之一。

在治理盐碱地的各项技术措施中，生物措施被普遍认为是最为有效的改良途径，本项目着眼于国家需求，立足于国家盐碱地改良，开展菊芋改良盐碱地基础理论研究，为我国盐碱地修复及资源高效利用提出了新的思路和解决办法。

本实验利用野外原位系统试验的方法，采用多学科集成方式阐明菊芋根状茎与根系改良盐碱地机制，获得全面翔实的试验数据，为探究耐盐碱植物改良盐碱地作用机制提供科学的实践依据。

5. 研究计划与进展

5.1研究计划

2018.10—2018.10阅读文献，查阅相关资料，撰写试验方案。

2018.11—2019.07定期采样，进行土壤盐度、ph、有机质的测定，完成土壤微生物的检测。