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

In de laaggelegen, waterrijke bekkens van Bangladesh ligt een uniek type bodem bekend als veen onder het oppervlak. Deze bodem is niet de rijke, donkere aarde die in veel vruchtbare velden wordt gevonden; het is eerder een sponsachtige ophoping van oude plantaardige materie die nooit volledig is afgebroken. Hoewel het een aanzienlijk deel van het land beslaat, vormt veenbodem een hardnekkige uitdaging voor boeren. Het is van nature zuur, wat betekent dat het een hoge concentratie waterstofionen heeft die essentiële voedingsstoffen kunnen opsluiten, en het bevat vaak te veel zout, wat een vijandige omgeving creëert waarin rijstplanten moeite hebben om wortel te schieten. Voor een natie waar rijst het basisvoedsel is en de meerderheid van de dagelijkige calorieën levert, is het vinden van een manier om dit moeilijke land productief te maken een kwestie van nationaal belang. Wetenschappers zoeken al lang naar manieren om de zuurgraad te neutraliseren en de nutriëntenbalans van dergelijke bodems te verbeteren, waarbij ze zoeken naar materialen die als correctief middel kunnen dienen zonder nieuwe verontreinigingen te introduceren.

Een dergelijk materiaal bevindt zich in de afvalhopen van rijstmolens. Wanneer rijst wordt verwerkt, wordt de harde buitenste schil, bekend als de rijstkaf, verwijderd. Op veel plaatsen wordt deze kaf simpelweg verbrand als brandstofbron of weggegooid. Echter, wanneer rijstkaf volledig wordt verbrand, verandert het in een grijs poeder genaamd rijstkaf-vliegas. Deze as is niet alleen afval; het is een mineraalrijk substantie vol silica en diverse voedingsstoffen die planten nodig hebben om te groeien. Een team onderzoekers van het Bangladesh Rice Research Institute en internationale partners besloot te testen of het verspreiden van deze as op veenbodem dit moeilijk te bewerken medium kon transformeren in een productief veld voor droogteserijd-rijst. Hun doel was om te zien of deze eenvoudige, goedkope toevoeging de chemie van de bodem kon herstellen en verschillende variëteiten rijst kon helpen gedijen waar ze voorheen wellicht zouden falen.

De onderzoekers richtten een veldexperiment in in Gopalganj, een regio die bekend staat om zijn veenbodems, tijdens het droge seizoen wanneer rijst gewoonlijk wordt verbouwd. Ze selecteerden vijf populaire rijstvariëteiten, waaronder BRRI dhan108 en BRRI dhan102, en plantten deze in percelen die wel en niet waren voorbereid met de rijstkaf-vliegas. Voordat het experiment begon, analyseerden ze de as zelf en vonden zij dat het een schatkist aan mineralen bevatte. De as bevatte significante hoeveelheden kalium, fosfor, calcium en magnesium, samen met een hoge concentratie silica. Cruciaal was dat de as een pH van 7,32 had, wat bijna neutraal is, waardoor het een ideale kandidaat is om de zuurgraad van de veenbodem tegen te gaan. Wanneer zij de as toepasten met een snelheid van vijf ton per hectare, het in de bodem mengden en de rijst plantten, waren de resultaten onmiddellijk en meetbaar.

De eerste grote verandering vond plaats in de bodem zelf. De toepassing van de as verhoogde de pH van de bodem met 1,43 eenheden, waardoor deze verschoof van een matig zure staat naar een bijna neutrale staat. Deze verandering was essentieel omdat het voedingsstoffen ontsloot die voorheen niet beschikbaar waren voor de planten. Tegelijkertijd daalde de saliniteit van de bodem aanzienlijk, van 4,30 dS/m naar 2,52 dS/m, waardoor de bodem effectief verschoof van een licht zoute conditie naar een conditie die veel veiliger is voor gewasgroei. De organische stof in de bodem nam ook toe, wat de bodemstructuur en het vermogen om water en voedingsstoffen vast te houden verbeterde. De onderzoekers observeerden dat de beschikbaarheid van essentiële voedingsstoffen zoals stikstof, fosfor en kalium steeg, terwijl het verlies van stikstof door de bodem afnam. Zelfs de micronutriënten, zoals zink en ijzer, werden toegankelijker voor de rijstwortels.

Terwijl de rijstplanten groeiden, werden de voordelen van de verbeterde bodem zichtbaar in de gewassen zelf. De planten die behandeld waren met de as groeiden hoger en produceerden meeraren, wat de vertakte structuren zijn die de rijstkorrels vasthouden. Bijvoorbeeld, het aantal aren per vierkante meter nam in sommige variëteiten met wel 15 procent toe. De planten produceerden ook langere aren en, het belangrijkste, een hoger aantal gevulde korrels. De as hielp de rijstplanten om hun korrels vollediger te vullen, waardoor het aantal lege of steriele korrels afnam, wat vaak voorkomt bij gewassen die in arme grond groeien. In de variëteit BRRI dhan105 daalde het percentage steriele korrels met 32 procent, wat betekent dat een veel groter deel van de energie van de plant naar de productie van eetbaar voedsel ging in plaats van naar verspilde inspanning.

De ultieme maatstaf voor succes was echter de uiteindelijke oogst. De rijst die gegroeid was in de met as behandelde bodem leverde aanzienlijk meer graan op dan de rijst die gegroeid was in de onbehandelde veenbodem. De variëteit BRRI dhan108 produceerde de hoogste opbrengst, bereikend tot 9,4 ton per hectare, een substantiële toename ten opzichte van wat mogelijk was zonder de toevoeging. Andere variëteiten zagen ook hun opbrengsten stijgen, waarbij sommige meer dan 24 procent toename lieten zien. De onderzoekers gebruikten een statistische methode om de relatie tussen de bodembehandeling en de prestaties van de plant te analyseren, en vonden dat de verbeteringen in de bodemchemie direct correleerden met betere groei en hogere opbrengsten. De gegevens toonden aan dat de as niet alleen één specif kind type rijst hielp, maar alle vijf de geteste variëteiten ten goede kwam, hoewel sommigen meer dramatisch reageerden dan anderen.

De studie concludeert dat rijstkaf-vliegas een krachtig hulpmiddel is voor het herstel van veenbodems in Bangladesh. Door de zuurgraad te neutraliseren, de saliniteit te verminderen en een rijke toevoer van voedingsstoffen te bieden, creëert de as een meer gastvrije omgeving voor rijstwortels. Dit stelt de planten in staat om sterker te groeien, meer korrels te produceren en uiteindelijk meer voedsel voor de bevolking te leveren. De bevindingen suggeren dat een materiaal dat vaak als afval wordt beschouwd, kan worden hergebruikt om een kritiek agrarisch probleem op te lossen, waarbij een moeilijk landschap wordt omgevormd tot een productief een. De onderzoekers benadrukken dat deze aanpak niet alleen de gewasproductie verhoogt, maar ook een duurzame manier biedt om agrarische bijproducten te beheren, waarbij een potentieel milieubelang wordt omgevormd tot een bron voor voedselzekerheid.