农业废弃物制成的生物有机肥助力盐碱地水稻生长

为解决盐碱地水稻生产及农业废弃物处理问题，研究人员开展生物有机肥（BIOs）研究，发现其可促进水稻生长，意义重大。

　　在全球粮食体系中，水稻（Oryza sativa L.）占据着举足轻重的地位，它是超过半数人类的主食，对众多国家的经济发展贡献巨大。然而，水稻生长面临着诸多严峻挑战，其中土壤盐渍化问题尤为突出。当土壤的电导率（EC）超过 3 dS m^-1时，水稻的生长就会受到显著抑制。如今，气候变化以及不合理的农业生产方式使得土壤盐渍化愈发严重，这不仅严重威胁水稻产量，还对全球粮食安全构成了巨大挑战。与此同时，化学肥料的长期过量使用也引发了一系列问题，比如土壤质量下降、水体污染以及危害人类健康等。在这样的背景下，寻找一种可持续的农业生产解决方案迫在眉睫。

来自泰国孔敬大学（Khon Kaen University）的研究人员积极应对这一挑战，开展了一项极具意义的研究。他们致力于探究利用农业废弃物（AW）和植物生长促进根际细菌（PGPR）制成的生物有机肥料（BIOs）对水稻生长的影响。研究成果发表在《Scientific Reports》上，为盐碱地水稻种植和农业废弃物利用开辟了新的方向。

在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们从泰国孔敬省的农场收集农业废弃物，包括花生壳、稻草、浮萍和米糠等，将其处理后与特定的 PGPR 菌株混合制成 BIOs。通过设置不同的处理组，在温室中进行盆栽实验，模拟正常和盐碱土壤条件，研究 BIOs 对水稻生长的影响。同时，运用多种检测方法，如测量土壤的 pH 值、电导率（EC）、有机物质（OM）含量、总氮、有效磷和交换性钾等指标，以及采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术分析土壤微生物群落结构 。

研究结果主要从以下几个方面呈现：

1. BIOs 的微生物及理化特性：接种 PGPR 菌株后，BIOs 中的微生物数量在第 7 天达到峰值，之后虽有下降但仍保持较高水平。不同 BIOs 的理化性质存在差异，BIO - 稻草的水分含量最高，BIO - 浮萍的水分含量和 EC 值变化显著，且所有 BIOs 都能维持中性 pH。在营养成分方面，BIO - 花生壳的 OM 含量最高，BIO - 浮萍的总氮、磷酸盐和钾含量最高。
2. 对水稻幼苗的影响：BIOs 发酵 15 - 30 天对水稻种子发芽和根伸长有促进作用，其中 BIO - 花生壳和 BIO - 浮萍效果显著。在盆栽实验中，正常土壤里 BIO - 花生壳促进了水稻植株高度和根长的生长；盐碱土壤中，BIO - 花生壳和 BIO - 浮萍使水稻地上部分长度增加，且所有 BIOs 处理组的水稻生物量均显著高于对照组。另外，BIOs 处理还能提高水稻叶绿素含量，增强光合作用。
3. 对土壤性质和微生物群落的影响：与对照组和化肥相比，BIOs 显著提高了土壤的有机含量、有效磷和交换性钾。例如，BIO - 花生壳在正常土壤中使 OM 含量增加 205.56%，在盐碱土壤中使有机物质增加 43.75%。DGGE 分析显示，BIOs 增加了土壤细菌的多样性，促进了新的细菌属的发展。
4. 对水稻生理指标的影响：在正常土壤条件下，BIOs 处理提高了土壤酶活性（通过 FDA 水解含量反映），但盐胁迫会抑制酶活性。不过，BIO - 米糠在盐胁迫下仍能维持较高的 FDA 浓度。此外，BIOs 处理显著降低了水稻体内的脯氨酸水平，表明其能有效减轻盐胁迫对水稻的负面影响。

研究结论与讨论部分指出，该研究证明了 BIOs 在减轻水稻盐胁迫、促进作物生长方面的巨大潜力。BIOs 不仅能提高土壤肥力，还能改善土壤微生物生态，减少对化学肥料的依赖，符合可持续农业发展的理念。其中，BIO - 浮萍和 BIO - 花生壳表现尤为突出，在提高植物生物量、养分吸收和抗逆性方面效果显著。然而，研究也发现不同 BIOs 配方的效果存在差异，如 BIO - 米糠在促进植物生长方面的效果相对较弱，这可能与有机改良剂和 PGPR 之间的复杂相互作用有关，还需要进一步研究优化 BIOs 的配方。

总体而言，这项研究为盐碱地水稻种植提供了创新的解决方案，通过将农业废弃物转化为生物有机肥，既解决了废弃物处理问题，又促进了水稻生长，对保障全球粮食安全、推动可持续农业发展具有重要意义。未来，还需进一步研究 BIOs 在不同土壤类型、作物品种和环境条件下的应用效果，评估其长期使用对土壤生态系统的影响，以及开展田间试验和多季节研究，验证其实际可行性、成本效益和环境影响 ，从而充分发挥 BIOs 在农业生产中的潜力。