Rice husk fly ash as a soil amendment for dry season rice (Oryza sativa L.) grown in the peat soil of Bangladesh

In den tiefliegenden, wassergesättigten Becken von Bangladesch liegt unter der Oberfläche eine einzigartige Art von Boden, die Torf genannt wird. Dieser Boden ist nicht die reiche, dunkle Erde, die man in vielen fruchtbaren Feldern findet; vielmehr ist er eine schwammartige Ansammlung alter Pflanzenmaterie, die nie vollständig zersetzt wurde. Obwohl er einen bedeutenden Teil des Landes bedeckt, stellt Torfboden für die Landwirte eine hartnäckige Herausforderung dar. Er ist von Natur aus sauer, was bedeutet, dass er eine hohe Konzentration an Wasserstoffionen aufweist, die essenzielle Nährstoffe binden können, und er enthält oft zu viel Salz, was eine raue Umgebung schafft, in der Reispflanzen nur schwer Wurzeln schlagen können. Für eine Nation, in der Reis das Grundnahrungsmittel ist und die Mehrheit der täglichen Kalorien liefert, ist das Finden eines Weges, dieses schwierige Land produktiv zu machen, eine Angelegenheit von nationaler Bedeutung. Wissenschaftler suchen seit langem nach Wegen, den Säuregehalt zu neutralisieren und das Nährstoffgleichgewicht solcher Böden zu verbessern, indem sie nach Materialien suchen, die als Korrekturmittel wirken können, ohne neue Schadstoffe einzuführen.

Eines dieser Materialien liegt in den Abfallstapeln der Reismühlen. Wenn Reis verarbeitet wird, wird die harte äußere Schale, bekannt als Reishülsen, entfernt. In vielen Orten wird diese Hülle einfach als Brennstoff verbrannt oder entsorgt. Wenn Reishülsen jedoch vollständig verbrannt werden, verwandeln sie sich in ein graues Pulver, das Reishülsenasche genannt wird. Diese Asche ist nicht bloß Abfall; sie ist eine mineralstoffreiche Substanz, die vollgepackt ist mit Siliziumdioxid und verschiedenen Nährstoffen, die Pflanzen zum Wachsen benötigen. Ein Team von Forschern des Bangladesh Rice Research Institute und internationalen Partnern beschloss zu testen, ob das Ausbringen dieser Asche auf den Torfboden diesen von einem schwierigen Wachstumsmedium in ein produktives Feld für Trockenzeitreis verwandeln könnte. Ihr Ziel war es zu sehen, ob dieser einfache, kostengünstige Zusatzstoff die Bodenchemie korrigieren und verschiedenen Reissorten helfen konnte, dort zu gedeihen, wo sie zuvor möglicherweise gescheitert wären.

Die Forscher richteten ein Feldexperiment in Gopalganj ein, einer Region, die für ihre Torfböden bekannt ist, während der Trockenzeit, in der Reis typischerweise angebaut wird. Sie wählten fünf populäre Reissorten aus, darunter BRRI dhan108 und BRRI dhan102, und pflanzten sie in Parzellen, die mit und ohne die Reishülsenasche vorbereitet worden waren. Vor Beginn des Experiments analysierten sie die Asche selbst und fanden heraus, dass sie ein Schatzkästchen an Mineralien war. Die Asche enthielt signifikante Mengen an Kalium, Phosphor, Calcium und Magnesium sowie eine hohe Konzentration an Siliziumdioxid. Entscheidend war, dass die Asche einen pH-Wert von 7,32 hatte, was nahezu neutral ist, was sie zu einem idealen Kandidaten macht, um die Säure des Torfbodens entgegenzuwirken. Als sie die Asche in einer Menge von fünf Tonnen pro Hektar ausbrachten, sie in den Boden einmischten und den Reis pflanzten, waren die Ergebnisse unmittelbar und messbar.

Die erste große Veränderung trat im Boden selbst ein. Die Anwendung der Asche hob den pH-Wert des Bodens um 1,43 Einheiten an und verschob ihn von einem moderat sauren Zustand in einen nahezu neutralen Zustand. Diese Veränderung war entscheidend, da sie Nährstoffe freisetzte, die zuvor für die Pflanzen nicht verfügbar waren. Gleichzeitig sank der Salzgehalt des Bodens signifikant von 4,30 dS/m auf 2,52 dS/m, wodurch der Boden effektiv von einem leicht salzhaltigen Zustand in einen Zustand versetzt wurde, der viel sicherer für das Pflanzenwachstum war. Auch die organische Substanz im Boden nahm zu, was die Bodenstruktur und die Fähigkeit zur Wasserspeicherung und Nährstoffbindung verbesserte. Die Forscher beobachteten, dass die Verfügbarkeit essenzieller Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor und Kalium massiv anstieg, während der Stickstoffverlust durch den Boden abnahm. Sogar Mikronährstoffe wie Zink und Eisen wurden für die Wurzeln des Reises zugänglicher.

Während die Reispflanzen wuchsen, wurden die Vorteile des verbesserten Bodens in den Nutzpflanzen selbst sichtbar. Die behandelten Pflanzen wuchsen höher und produzierten mehr Panikel, das sind die verzweigten Strukturen, die die Reiskörner tragen. Beispielsweise stieg die Anzahl der Panikel pro Quadratmeter bei einigen Sorten um bis zu 15 Prozent. Die Pflanzen produzierten auch längere Panikel und vor allem eine höhere Anzahl gefüllter Körner. Die Asche half den Reispflanzen, ihre Körner vollständiger auszufüllen, wodurch die Anzahl leerer oder steriler Körner reduziert wurde, die oft Pflanzen in kargen Böden plagen. Bei der Sorte BRRI dhan105 sank die Rate der sterilen Körner um 32 Prozent, was bedeutete, dass ein viel größerer Teil der Energie der Pflanze in die Produktion von essbarer Nahrung statt in verschwendete Anstrengung floss.

Das ultimative Maß für den Erfolg war jedoch die endgültige Ernte. Der Reis, der in dem mit Asche behandelten Boden gewachsen war, lieferte signifikant mehr Korn als der Reis, der im unbehandelten Torf gewachsen war. Die Sorte BRRI dhan108 erzielte den höchsten Ertrag mit 9,4 Tonnen pro Hektar, eine beträchtliche Steigerung gegenüber dem, was ohne den Zusatz möglich gewesen wäre. Auch andere Sorten verzeichneten Ertragssteigerungen, wobei einige Zuwächse von über 24 Prozent zeigten. Die Forscher nutzten eine statistische Methode, um die Beziehung zwischen der Bodenbehandlung und der Leistung der Pflanze zu analysieren, und fanden heraus, dass die Verbesserungen der Bodenchemie direkt mit besserem Wachstum und höheren Erträgen korrelierten. Die Daten zeigten, dass die Asche nicht nur einer spezifischen Reissorte half, sondern alle fünf getesteten Sorten begünstigte, obwohl einige etwas dramatischer reagierten als andere.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Reishülsenasche ein mächtiges Werkzeug zur Rekultivierung von Torfböden in Bangladesch ist. Durch die Neutralisierung der Säure, die Reduzierung des Salzgehalts und die Zugabe eines reichen Vorrats an Nährstoffen schafft die Asche eine gastfreundlichere Umgebung für die Wurzeln des Reises. Dies ermöglicht es den Pflanzen, stärker zu wachsen, mehr Körner zu produzieren und letztendlich mehr Nahrung für die Bevölkerung bereitzustellen. Die Ergebnisse legen nahe, dass ein Material, das oft als Abfall betrachtet wird, umfunktioniert werden kann, um ein kritisches landwirtschaftliches Problem zu lösen, indem ein schwieriges Terrain in ein produktives verwandelt wird. Die Forscher betonen, dass dieser Ansatz nicht nur die Pflanzenproduktion steigert, sondern auch einen nachhaltigen Weg bietet, landwirtschaftliche Nebenprodukte zu bewirtschaften, indem ein potenzielles Umweltproblem in eine Ressource für die Ernährungssicherheit verwandelt wird.