综合采用自生固氮菌微生物肥料与田间有机矿物复合物，可在不施用化学肥料的条件下提高水稻产量并改善土壤健康

《Paddy and Water Environment》：Integrated Azotobacter-based microbial fertilizer and on-farm organic-mineral complexes enhance rice productivity and soil health without chemical fertilizers

　　

摘要

在满足全球粮食需求的同时最大限度减少环境影响仍是一项挑战。本研究旨在评估将固氮螺菌（Azotobacter）基微生物肥料与农场自产的有机-矿物复合物（OMC）相结合的综合系统，用于不使用化学肥料的可持续水稻种植。在朝鲜民主主义人民共和国开展了为期三年、多地点的田间试验，采用随机完全区组设计，共9个处理、6次重复。处理包括对照组、仅施用微生物制剂、仅施用OMC以及综合处理。对土壤性质、微生物群落结构（磷脂脂肪酸，PLFA）、微生物功能（固氮、解磷）、产量构成因素和籽粒质量进行了评估。综合系统（FLD-AMC）的糙米产量为6.8 Mg ha?1，比化学肥料对照组（6.2 Mg ha?1）高出9.7%。接种剂与OMC载体之间观察到显著的协同交互作用（F = 8.92，p < 0.01）。FLD-AMC使土壤微生物多样性提高了52.7%，PLFA生物标志物16:1ω5c（与固氮螺菌等革兰氏阴性菌相关，但并非接种菌株的特异性指标）增加了6.2倍。实验室评估的固氮能力较对照提高了58.4%，解磷能力提高了65.9%。初步的全球变暖潜能值（GWP）估算（仅基于投入品生产；未进行直接的季节性CH?和N?O通量测量）显示比化学肥料低22.3%。FLD-AMC处理中籽粒蛋白质和矿物质含量最高。所有重金属均低于安全阈值。该微生物-OMC综合系统提供了一种减少化学肥料依赖的实用途径，同时维持生产力并增强土壤生物指标。农场自产具有经济可行性（利润率为110.1%）。在解释结果时应考虑方法学上的局限性。