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为解决秘鲁对进口肥料的依赖问题，研究人员开展了黑水虻（Hermetia illucens）虫粪发酵制备液体生物肥料，用于菜豆（Phaseolus vulgaris L.）可持续种植的研究。结果表明该生物肥料可增产 0%-10%，能促进农业可持续发展。
在农业领域，肥料的使用至关重要。自 1974 年确立粮食安全目标以来，全球肥料的利用成为农业发展的关键一环。然而，近年来俄罗斯和乌克兰的局势，让拉丁美洲国家在肥料供应上陷入困境，秘鲁也深受其害，肥料依赖导致粮食价格上涨，粮食安全受到严重威胁。与此同时，传统肥料不仅存在供应问题，其大量使用还带来环境污染等弊端。在这样的背景下，寻找可持续、低成本的肥料替代品迫在眉睫，生物肥料的研究应运而生。
秘鲁天主教大学圣玛丽亚分校的研究人员开展了一项关于黑水虻虫粪转化为低成本生物肥料及其在农业应用效果的研究。该研究成果发表在《Bioresource Technology Reports》上，为可持续农业发展提供了新的思路和解决方案。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。首先是发酵技术，将黑水虻虫粪与其他成分混合发酵制备生物肥料；其次，采用多种理化分析技术，对土壤、底物、虫粪和生物肥料中的 pH 值、电导率（EC）、营养成分等进行测定；利用微生物分析技术检测微生物含量；通过红外光谱（μFTIR）技术分析化学结构变化；运用实验设计和统计分析方法，以菜豆为实验作物，设置不同处理组，评估生物肥料的效果。
下面来详细看看研究结果：
- 生物肥料成分、特性及营养含量：研究发现，初始底物在培养前后电导率发生变化，表明其盐度适合豆类种植。黑水虻虫粪和生物肥料电导率较高，但与以往研究相比，其营养成分受幼虫饮食影响存在差异。尽管本研究中虫粪和生物肥料的氮、磷、钾等营养成分含量低于部分文献报道，但依然是植物生长所需营养的重要来源。此外，虫粪的有机碳含量高，在转化为生物肥料过程中，有机碳分解矿化，为植物提供更易吸收的营养形式。微生物分析显示，虫粪中有益微生物含量高，且无有害病原体如沙门氏菌（Salmonella），这对抑制土壤传播疾病和改善土壤健康具有重要意义。
- μFTIR 分析及虫粪与生物肥料的化学变化：通过 μFTIR 分析，明确了虫粪和生物肥料的化学结构。发酵过程使虫粪中的胺基发生变化，产生铵离子（NH??），同时在特定波数下的吸收峰也发生改变，证明了发酵过程的发生，以及生物肥料中营养成分的转化，增强了肥料对植物的有效性。
- 叶面 / 土壤生物肥料应用对菜豆作物产量及光合作用的影响：研究表明，10% 叶面生物肥料处理的菜豆具有最高的 SPAD 单位，说明其叶绿素含量增加，植物健康状况改善。然而，长期使用生物肥料会导致光合作用活性下降。综合来看，生物肥料的应用提高了菜豆的生物量指标，如每株豆荚数、每株粒数和粒重，从而提高了作物产量。
- 生物肥料在菜豆产量中的作用：实验设计评估显示，0% 叶面和 10% 土壤生物肥料处理（0% - 10%）的组合对菜豆产量提升效果最佳，该处理的作物产量显著高于标准产量，有效提高了生物肥料的使用效率，为农民带来经济效益。
研究结论和讨论部分指出，尽管生物肥料和虫粪的高电导率可能暗示植物存在盐胁迫风险，但生物肥料能有效降低土壤整体盐度，适合豆类种植。虫粪中的营养成分受幼虫饮食影响，但其富含的微量元素对植物健康至关重要。虫粪的高有机碳含量能增强土壤肥力，微生物分析表明其有助于抑制土壤病害。同时，研究确定了最佳的生物肥料处理组合，叶面喷施在一定时期内有助于维持植物健康，但长期使用需谨慎。
综上所述，这项研究为可持续农业提供了一种可行的解决方案，证明了黑水虻虫粪转化的生物肥料可作为传统化学肥料的有效替代物。通过优化应用方法，关注土壤长期健康，这些有机材料将为推动健康植物生长和可持续农业发展发挥重要作用，为解决全球粮食安全和农业可持续发展问题提供了新的方向和途径。
