黑水虻虫粪对水稻产量的持续效应：两年期室外盆栽实验中的土壤改良与微生物群落演替

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Sustained Effects of Black Soldier Fly Frass on Rice Productivity: Soil Improvement and Microbial Community Shifts in a Two-Year Outdoor Pot Experiment

　　

摘要

水稻系统中过量施用化肥会导致土壤退化和环境污染。本研究评估了用不同基质来源的黑水虻幼虫粪便（BSFL）替代30%化肥氮，在连续施用两年后是否能带来水稻产量和土壤质量的持续改善。在自然户外条件下开展了为期两年的水稻盆栽试验，评估用猪粪（PBF）、鸡粪（CBF）或厨余垃圾（KBF）来源的BSFL粪便氮替代30%化肥（CF）氮对土壤养分、酶活性、微生物群落、水稻生长以及养分吸收与利用效率的影响。与单施化肥相比，所有BSFL粪便肥料均提高了土壤全氮（14.29%~28.57%）、电导率（36.15%~58.73%）和蔗糖酶活性（11.73%~67.15%）。BSFL粪便施用以富集参与有机质分解及氮磷循环的有益细菌门的方式重塑了根际微生物群落，包括绿弯菌门（+3.42%~11.04%）和放线菌门（+4.07%~14.71%），同时使可能参与土壤氮损失过程的浮霉菌门的相对丰度降低了13.98%~25.10%。BSFL粪便施用使水稻籽粒产量提高了21.06%~30.46%，农艺氮素利用效率提高了43.1%~62.4%，氮肥利用效率提高了0.4~8.8个百分点。持续施用BSFL粪便可改善土壤肥力、重塑微生物结构，并促进水稻产量和氮素利用。所有BSFL粪便肥料的表现均优于化肥，其中鸡粪来源（CBF）的整体表现最佳，其次为猪粪（PBF）和厨余垃圾（KBF）。这些结果支持BSFL粪便作为水稻栽培中化肥的一种前景广阔的替代品。

图形摘要