基于SWIR高光谱成像与UHPLC-Q-TOF/MS联用结合优化机器学习的太子参无损鉴别技术

为解决咖啡种植中施肥不当导致的土壤退化及咖啡渣资源浪费问题，研究人员通过田间试验（2020–2022）探究了分段施肥（FR）与咖啡壳有机肥替代（0.7FR+O）对土壤微环境、咖啡产量及风味的影响。结果表明，0.7FR5:7:3+O处理显著提升土壤养分指数21.9–58.9%、微生物数量20.6–30.4%，并提高杯品评分至82分，为咖啡产业绿色生产提供了理论依据。

　　

咖啡作为全球第二大贸易商品，其品质与土壤健康密切相关。然而，中国云南纵向岭谷地区因单一基肥施用导致土壤养分流失、咖啡渣废弃污染等问题，严重制约咖啡产业可持续发展。针对这一挑战，四川农业大学的研究团队通过为期两年的田间试验，创新性地结合分段施肥（FR）与咖啡壳有机肥替代（0.7FR+O）策略，系统评估了其对土壤微环境、咖啡产量及风味的影响，研究成果发表于《Industrial Crops and Products》。

研究采用多学科交叉技术：1）土壤微环境分析（SNCI指数、微生物计数及脲酶/磷酸酶活性检测）；2）咖啡豆营养品质测定（凯氏定氮法、紫外分光光度法）；3）HS-SPME/GC-MS挥发性成分检测；4）SCAA专业杯品评分体系；5）多层次模糊综合评价模型（FAHP）优化施肥方案。

土壤微环境：增加浆果膨大期施肥比例（FR_5:7:3）显著提升土壤养分指数（SNCI）和微生物数量（细菌6.4×10⁷ CFU g^-1）。0.7FR+O处理进一步使脲酶活性提高23.6%，印证有机肥缓释效应。

产量与营养品质：0.7FR_5:7:3+O实现最高产量（6407.8 kg hm^-2），总糖和绿原酸含量较FR提升29.5%和32.0%，凸显碳氮协同调控优势。

风味特征：中焙处理中FR组吡嗪类物质相对含量达21.3%，而深焙后0.7FR+O组杯品评分82分，呈现黑巧克力风味。Mental分析显示土壤有机质与挥发性化合物显著相关（r>0.5）。

该研究创新性地提出"175-245-105 kg ha^-1分段施肥+3000 kg ha^-1咖啡壳有机肥"的优化方案，不仅解决了一次性施肥导致的土壤板结问题，还为咖啡渣资源化利用提供了实践路径。通过FAHP模型证实，该策略可同步实现土壤改良、产量提升与风味优化，对热带经济作物绿色生产具有示范意义。