有机改良剂提升碱性土壤水稻养分利用效率及生理性能的可持续潜力研究

《Journal of Plant Growth Regulation》：Potential of Organic Amendments as a Sustainable Strategy to Enhance Rice Yield by Improving Nutrient Use Efficiency and Physiological Performance in Alkaline Soil

本研究针对集约化水稻种植中过度依赖化肥导致的污染和氮肥利用率低等问题，通过盆栽试验探讨了生物炭（BC）、堆肥（Comp）、生物石膏（Biogyp1/Biogyp2）等有机/无机改良剂对水稻养分利用效率（NutUE）及生理性状的调控作用。结果表明，Biogyp1处理可显著提升叶片光合效率（64.2%）、水分利用效率（WUE；24.8%）及氮磷钾吸收量（最高78.2%），并增产28.3%，为碱性土壤水稻可持续生产提供了有效策略。

　　

为应对集约化水稻生产对化肥和灌溉的过度依赖引发的环境污染及作物氮素利用效率（Nitrogen Use Efficiency, N）低下等问题，研究人员开展了一项盆栽试验，旨在探索多种有机与无机改良剂对提升水稻养分利用效率（Nutrient Use Efficiency, NutUE）及生理特性的潜力。试验设置包括生物炭（Biochar, BC）、堆肥（Compost, Comp）、两种生物石膏（Biogyp1与Biogyp2）、石膏（Gypsum, Gyp）以及钙废弃物副产品（Calcium waste by-product, Cawp），所有改良剂均按1%（重量比）的比例分三次施用，同时设未添加改良剂的对照处理（CK）。

结果发现，各改良剂均显著提高了水稻的养分吸收能力、生理指标、生长参数及产量性状。其中，Biogyp1表现最为突出：与CK相比，其使叶绿素含量提升11.3%、光合效率提高64.2%、蒸腾速率增强31.8%、气孔导度（Stomatal Conductance）上升70.4%、叶肉导度（Mesophyll Conductance）增加71.9%、蒸发率提高16.9%，水分利用效率（Water Use Efficiency, WUE）优化24.8%，籽粒产量增长28.3%。同时，Biogyp1处理下水稻对氮（N）、磷（P）、钾（K）的总吸收量分别达到最大增幅78.2%、55.4%和29.8%。在有机改良剂（BC、Comp、Biogyp1、Biogyp2）组中，NutUE、生理养分效率（Physiological Nutrient Efficiency, PhyNutE）及养分产量效率（Nutrient Yield Efficiency, NutYE）均显著改善，且以Biogyp1的提升幅度最大。

综上，研究强调战略性施用Biogyp1可同步优化养分与水分利用效率，为推进水稻种植的可持续发展提供重要实践依据。