生物炭颗粒增强传统水稻硅含量及抗虫害效应的表征与标准化研究

【编辑推荐】本研究创新性地开发了生物炭(BC)/稻壳灰(RHA)/褐煤飞灰(LFA)复合颗粒(T2)，通过SEM-EDAX证实其含16.07wt%硅(Si)，FTIR检测到Si-O-Si关键官能团。田间试验显示T2D5(500kg/ha)使Karunkuruvai品种螟害率降至0.82%，叶蝉危害仅1.19%，为传统水稻可持续植保提供新方案。

　　

材料与方法

本研究于2024年1-7月在印度泰米尔纳德邦马杜赖农业昆虫学系开展，旨在评估新型生物炭颗粒对三种传统水稻（Poongar、Karunkuruvai和改良Kavuni CO 57）的防效。

理化性质

不同配比生物炭颗粒的物理表征显示：T₂（BC:RHA:LFA=1:2:1）具有最优特性，包括中性pH(7.29±0.02)、高孔隙率(62.69±1.54%)和优异流动性(1.29±0.03秒)。SEM-EDAX分析揭示其异质复合表面结构，含C(56.37wt%)、O(25.48wt%)和Si(16.07wt%)主导元素。FTIR光谱检测到关键官能团：C=C、-CH₂、C=O及Si-O-Si等。

微观特性

粒度分析证实T₂具有最均匀分布（Z均粒径559nm，PDI 0.35），zeta电位-25.7mV表明优异稳定性。

防效验证

微区试验表明，T₂D₅处理显著降低三种水稻虫害：Karunkuruvai卷叶螟危害率仅1.19%，优于Poongar(2.31%)和改良Kavuni(5.50%)；茎螟白穗率依次为Karunkuruvai(0.82%)<><>

结论

本研究成功开发出含高比例RHA的生物炭颗粒，其硅含量通过构建物理屏障和激活生化防御通路（系统获得抗性，SAR），显著抑制水稻螟虫和卷叶螟危害。T₂处理同时展现优异结构形态和功能基团特征，为传统水稻栽培提供环境友好型解决方案。