禽羽毛水解物对小麦和土壤的生物刺激作用：添加量及状态的影响

《Frontiers in Agronomy》：Biostimulant effects of poultry feather hydrolysate on wheat and soil: effects of addition rate and state

可持续农业中禽 feather hydrolysate (PFH) 作为土壤改良剂，其不同添加量（0/4/8 t dw ha-1）和物理状态（液态/固态）对小麦生长及土壤理化性质的影响。盆栽实验表明PFH显著提高小麦地上和地下生物量（分别达109%和74%），增加土壤有机质（20%）和水持能力（9%），液态PFH短期促进微生物活性和氮溶，固态则长期维持养分释放。

　　随着全球对可持续农业实践需求的不断增长，人们对替代性土壤改良剂的兴趣也日益浓厚。其中，鸡羽毛水解物（Poultry Feather Hydrolysate, PFH）作为一种富含营养的生物刺激剂，正受到越来越多的关注。PFH来源于家禽产业的废弃物，通过酶解或化学分解的方式将鸡羽毛转化为一种可再利用的资源。尽管PFH在促进植物生长和改善土壤健康方面展现出诸多潜力，但其在不同添加量和状态下的土壤应用效果仍缺乏系统研究。本研究通过一个为期三个月的受控盆栽实验，评估了PFH以无添加、低添加（4 t dw ha?1）和高添加（8 t dw ha?1）三种方式，分别以液体和固体形式施用于土壤对小麦（*Triticum aestivum* L.）地上和地下生物量增长以及土壤物理、化学和微生物特性的影响。

研究结果显示，无论添加量如何，PFH均能显著提高小麦的地上和地下生物量，分别达到最高109%和74%的增长。此外，高添加量的PFH对土壤有机质（OM）含量的提升尤为明显，平均增加了20%，同时改善了土壤的持水能力，提升了约9%。与此同时，土壤pH值也因PFH的添加而显著下降，降幅最高可达7%。这些变化表明PFH对土壤性质具有显著的调节作用，尤其是高添加量对土壤有机质的累积效果更为突出。然而，微生物生物量和OM的稳定性并未受到明显影响，这说明PFH虽然促进了微生物活动和养分释放，但并未改变微生物群落的长期结构。

在PFH的物理状态方面，研究发现液体状态的PFH在短期内对植物生物量增长、微生物活性和溶解态氮（DN）含量的刺激作用更为显著。液体PFH能够迅速渗透土壤，提高微生物对养分的可及性，从而增强其对植物生长的促进作用。相比之下，固体PFH则表现出更持久的微生物活性和DN含量维持，可能与其较高的稳定性有关。然而，固体PFH在水分较多的情况下更容易发生淋溶，因此在强降雨条件下可能对土壤养分的保持能力较弱。这一特性使得液体PFH在短期内具有更高的应用效果，而固体PFH则更适合长期土壤改良和养分管理。

研究还发现，PFH的添加量对植物生物量的影响并非线性增加，低添加量和高添加量在促进植物生长方面效果相近，但高添加量对土壤有机质含量的提升更为显著。这可能是因为高添加量提供了更多的有机物质和养分，从而增强了土壤的持水能力和营养供应。同时，土壤pH的降低也可能是由于PFH本身的酸性特性，这种酸性环境可能促进了某些营养元素的溶解和释放，从而提高了植物的营养吸收能力。

在实验过程中，PFH的施用方式对土壤性质和植物生长的影响呈现出明显的动态变化。在第一个收获时，液体PFH对微生物活性和DN含量的刺激作用更为显著，而在第二个收获时，固体PFH则表现出更强的持续效应。这种变化可能与PFH在土壤中的分解速率和养分释放模式有关。液体PFH因其溶解性较强，能够在短时间内迅速释放养分，促进微生物的快速代谢活动；而固体PFH则因其结构稳定，能够在较长时间内缓慢释放养分，维持土壤微生物的活性。

从实验结果来看，PFH的应用不仅提高了小麦的生物量，还对土壤的物理和化学性质产生了积极影响。例如，土壤的持水能力在PFH添加后有所提升，这可能与PFH的粘性特性有关，其能够帮助形成土壤团聚体，增强土壤的结构稳定性。此外，PFH的添加还促进了土壤有机质的积累，提高了土壤的肥力水平。这些变化对于改善土壤质量、提高作物的生长潜力具有重要意义。

本研究的发现为PFH在可持续农业中的应用提供了重要的参考依据。PFH作为一种来源于家禽废弃物的生物刺激剂，不仅能够有效提升作物产量和质量，还能改善土壤环境，促进生态系统的健康。然而，PFH的应用效果受到多种因素的影响，包括添加量、施用状态以及环境条件等。因此，在实际应用中，需要根据具体的土壤类型、气候条件和作物需求，合理选择PFH的添加方式和剂量，以实现最佳的农业效益和环境可持续性。

总体而言，PFH在土壤改良和作物生产中展现出巨大的潜力。其液体形式适用于需要快速养分释放的短期作物管理，而固体形式则更适合长期土壤改良和养分保持。通过合理利用PFH，不仅可以有效减少家禽废弃物对环境的污染，还能提高农业生产的资源利用效率，推动绿色农业的发展。未来的研究应进一步探讨PFH在不同作物和土壤条件下的应用效果，以及其对土壤微生物群落的长期影响，以期为农业可持续发展提供更加全面的科学依据。