2023年中国科学院农业资源研究中心刘小京研究组围绕盐碱区咸水、植物和土壤等资源利用开展了系列研究，在盐碱地土壤热特性、咸水入渗淋盐过程、植物适应非均匀盐分机制等方面取得了新的进展。
解析了不同类型盐碱土的热特性及其影响因素，其中盐分导致土壤导热性能显著下降，盐分类型对土壤导热性影响程度由大到小顺序为Cl->SO42->HCO3-，其中以CaCl2和KCl导热性降低程度最大，Cl-含量对土壤导热性能降低起主要作用，而苏打盐碱土壤导热性受碳酸氢盐含量影响较小，建立了不同盐碱土壤导热性预测的归一化模型，对盐渍地区土壤的水热盐耦合研究和农业工程利用有重要意义。
图1不同盐碱类型和含量土壤导热率曲线的变化
在咸水资源利用方面，依据咸水结冰融化过程中融水水质和水量的变化规律，在土柱中模拟了不同矿化度和水量的咸水在滨海盐土中的梯次入渗淋盐过程。以15g L-1的咸水冰融水过程中水质水量的梯次变化为例，采用矿化度分别为81 g L-1，19 g L-1，3 g L-1 和0 g L-1的水，对应 160mL、800mL、600mL和440mL的水量分4个阶段进行梯次入渗，全部入渗完成后，0-30cm土层盐分由最初的36.40 g kg-1降低至3.2 g kg-1以下，与咸水结冰融化入渗淋盐效果一致，前两个高矿化度咸水入渗阶段淋洗的盐分占总淋洗量的80%以上，后续低矿化度咸水和淡水入渗可将剩余20%的盐分淋洗出0-30cm土层。研究结果为冬季咸水结冰灌溉融水入渗淋盐过程提供了依据，同时也为不同咸水资源的联合利用提供了参考。
图2 不同咸水在滨海盐土中的梯次入渗过程
土壤盐分受降水、微地形或土壤结构影响具有非均匀特征。在植物对异质性土壤盐分适应机理方面，采用分根灌溉法研究了樱桃番茄生长对根区异质性盐分的适应机制，其中根区适当的盐分差异，能够促进低盐区番茄根系的生长，在不减产的基础上改善了果实品质，非均匀盐胁迫下番茄根区通过地上和地下补偿性生长，维持较高的光合能力和根系吸水能力，缓解盐分胁迫对番茄植株的影响。进一步采用双根嫁接法的研究结果表明，非均匀咸水灌溉显著降低了叶片中Na+和Cl-积累，保持了较高的K+水平，降低了光合作用的气孔和非气孔限制。与均匀盐分处理相比，樱桃番茄的生物量积累和产量均显著提高。研究结果为利用咸水进行耐盐蔬菜栽培提供了理论依据。
图3 樱桃番茄在异质盐分下的响应策略
另外，结合盐碱地改良利用进展和盐碱地综合利用需求，还探讨了盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术、农业高效利用盐碱地资源的方向。上述研究为盐碱地资源高效利用提供了支撑，相关成果分别发表在Land Degradation & Development，International Journal of Thermal Sciences，Journal of Soils and Sediments，Environmental and Experimental Botany，Scientia Horticulturae土壤学报、中国生态农业学报等期刊上。以上研究得到了中国科学院工程实验室项目（KFZD-SW-112）的资助，以及国家重点研发计划课题（2022YFD1900103, 2021YFD1900904），中国科学院先导专项(XDA28010403)，河北省重点研发技术项目（20327002D, 22326416D）等课题的支持.
相关成果：
[1] Guo, Kai and Liu, Xiaojing (2023). The successive infiltration of various saline waters accelerates the infiltration processes and enhances the salt leaching in a coastal saline soil. Land Degradation & Development, 34(16), 5083–5095.
http://dx.doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2022.108071
[2] Ju, Zhaoqiang; Guo, Kai and Liu, Xiaojing (2023). Modeling Thermal Conductivity on Salt-affected Soils and its Modification. International Journal of Thermal Sciences, 185:108071.
https://doi.org/10.1007/s11368-023-03564-1
[3] Ju, Zhaoqiang; Lu, Sen; Guo, Kai and Liu, Xiaojing (2023). Changes in the thermal conductivity of soil with different salts. Journal of Soils and Sediments, 23:3376–3383.
https://doi.org/10.1002/ldr.4831
[4] Li Jing, Wu Yujie, Feng Xiaohui, Hussain Tabassum, Guo Kai, Liu Xiaojing (2024). Nonuniform salinity regulate leaf characteristics and improve photosynthesis of cherry tomatoes under high salinity. Environmental and Experimental Botany, 217: 105565
https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2023.105565
[5] Li Jing，Wu Yujie, Li Jingsong, Feng Xiaohui, Ren Yufei, Guo Kai, Liu Xiaojing. (2024), Heterogeneous saline water irrigation improves stomatal and nonstomatal restrictions to decrease yield reduction threshold in cherry tomato, Scientia Horticulturae, 326:112788
https://doi.org/10.1016/j.scienta.2023.112788
[6] 郭凯，封晓辉，伍靖伟，陈小兵，巨兆强，孙宏勇，刘小京．盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展．土壤学报.
https:// DOI: 10.11766/trxb202207180394
[7] 刘小京, 郭凯, 封晓辉, 孙宏勇. 2023, 农业高效利用盐碱地资源探讨.中国生态农业学报 (中英文), 2023, 31(3): 345−353
https:// DOI: 10.12357/cjea.20220967
