《Farming System》：Reconsidering “4 per 1000” target in mild salt-affected lands: A case study on exogenous carbon inputs
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本研究针对盐渍土地土壤质量改善与氮素管理优化需求，通过盆栽实验探究外源碳输入对甜高粱生长及土壤特性的影响。研究发现，2‰的土壤碳增加率可维持最佳土壤碳氮比（C:N≈12:1），显著提升甜高粱氮素利用效率（NUR），但过量碳输入会引发钾离子（K+）积累及碳氮解耦。该研究为盐渍土碳管理策略提供了关键阈值依据，对实现“千分之四”倡议的可持续目标具有实践意义。
在全球气候变化与农业可持续发展背景下，盐渍土地的治理与利用成为焦点。联合国提出的“千分之四”倡议（4 per 1000 Initiative）呼吁通过每年增加土壤有机碳（SOC）储量来抵消温室气体排放，但这一目标在盐渍土地中的可行性仍存争议。盐渍土中，高盐分抑制作物氮素吸收效率，导致化肥过量使用，进一步加剧土壤退化。甜高粱作为耐盐作物，其生长响应与外源碳输入的关联机制尚不明确，尤其缺乏对碳输入速率与土壤养分平衡的量化研究。
为厘清外源碳输入对盐渍土生态系统的影响，中国科学院地理科学与资源研究所团队在《Farming System》发表研究，通过控制实验探究不同碳输入率下甜高粱的氮素利用效率与土壤理化性质变化。实验设计包括无肥对照（CK）、单施尿素（N）及尿素配施2‰（N-C1）、4‰（N-C2）、6‰（N-C3）碳输入处理，系统监测植株生长指标、土壤盐离子动态及氮素转化路径。
研究采用盆栽实验结合同位素标记技术，通过15N标记尿素追踪甜高粱氮素吸收速率（NUR），并利用结构性方程模型（SEM）解析土壤性质与作物生长的因果关系。实验土壤采自黄河三角洲轻度盐渍农田（盐分3 g/kg），通过冗余分析（RDA）量化环境因子对生长的贡献度。
3.1 甜高粱生长动态
外源碳输入显著提升甜高粱氮素利用效率（NUR），N-C1处理下NUR较单施氮肥提高2.4–8.8倍，但生物量仅在2‰碳输入时最优，高碳输入（4‰–6‰）反而抑制生物量积累。表明碳输入存在阈值效应。
3.2 土壤盐分与离子响应
施肥处理对土壤pH、Na+、Cl-浓度无显著影响，但外源碳显著提高可溶性K+浓度，其与生物量呈负相关，暗示钾-镁拮抗作用可能制约生长。
3.3 土壤养分结构变化
外源碳输入提升表层土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）及有效磷（Avail. P），土壤碳氮比（C:N）在N-C1处理下维持在12:1左右，接近非盐渍土理想比值。过量碳输入（N-C3）导致C:N失衡（达14:1），引发氮素固持。
3.4 养分调控路径
SEM分析表明，五叶期土壤硝酸盐（NO3--N）是抑制生长的主导因子；八叶期C:N比与K+浓度分别解释27.02%和22.26%的生物量变异。外源碳通过调节氮转化缓解硝酸盐胁迫，但无法完全抵消盐助迫的负面效应。
研究结论指出，轻度盐渍土中2‰的外源碳输入可实现碳增汇与作物生产的协同增效，而“千分之四”目标需根据土壤盐分与碳源特性调整。过量碳输入引发的钾积累及碳氮解耦可能抵消增碳效益，强调盐渍土碳管理需兼顾养分平衡而非单一追求碳储量提升。该研究为区域盐渍土精准施肥与碳中和管理提供了理论依据。
