无土栽培基质中可可幼苗对多养分施肥的响应机制及其农艺效率研究

这篇研究通过营养缺失试验（NOTs）系统评估了埃塞俄比亚西南部尼蒂索尔（Nitisols）土壤中氮（N）、磷（P）、钾（K）及石灰对玉米（Zea mays L.）生长的限制性作用。结果表明，NPK配施石灰（120-46-50 kg ha?1 + 3吨石灰）显著提升玉米产量（10.89吨/公顷）及农艺效率（氮效率68.39 kg/kg，磷效率178.42 kg/kg），其中氮缺失导致59.38%的产量损失，凸显其关键限制性作用。研究为热带酸性土壤的精准施肥提供了实证依据。

　　

研究背景与意义

埃塞俄比亚西南部奥莫纳达地区（Omo Nada）的玉米生产长期受土壤养分失衡制约，全国平均产量（4吨/公顷）远低于水分限制潜力值（12.5吨/公顷）。本研究通过营养缺失试验（NOTs）明确氮（N）、磷（P）、钾（K）的协同效应，并首次在农民田间评估石灰对酸性土壤（pH 5.26-5.68）的改良作用，为区域精准施肥提供理论支撑。

材料与方法

试验在2023年主作物季开展，采用随机区组设计，设置6种处理：对照（无施肥）、PK（-N）、NK（-P）、NP（-K）、NPK全肥及NPK+石灰。供试玉米品种为高产杂交种Bako BH-661，种植密度44,444株/公顷。氮肥分基施（50%）和穗期追施（50%），磷钾肥及石灰（3吨/公顷）均基施。监测指标包括株高、叶面积指数（LAI）、穗部性状及产量构成，数据通过SAS 9.3分析。

关键发现

生长参数：NPK+石灰处理获得最高株高（294.58 cm）和LAI（4.59），较对照提升26.7%和95.3%。氮缺失导致叶面积减少34.69%，显著抑制光合能力。

产量表现：NPK+石灰处理产量达10.89吨/公顷，较单施NPK增产10.93%。氮、磷缺失分别造成59.38%和40.52%的产量损失，而钾缺失影响不显著，反映土壤钾素（331-546 mg/kg）本底充足。

生理机制：石灰通过中和酸性（pH提升0.8-1.2单位）促进磷有效性（Olsen-P增加45%），并提高氮利用效率（AEN 68.39 kg/kg）。相关性分析显示，产量与生物量（r=0.91）、LAI（r=0.88）呈极显著正相关。

创新价值

研究首次量化了埃塞俄比亚酸性土壤中NPK与石灰的协同效应，提出“NPK+石灰”套餐可突破当前产量瓶颈。其中磷的高效利用（AEP 178.42 kg/kg）为降低磷肥投入提供了可能，而氮的强限制性提示需优化分次施肥技术。

应用前景

成果可直接指导农民采用成本效益优化的施肥方案。例如，在钾素充足区域可减少钾肥用量，而石灰的长期效果需结合轮作制度评估。未来研究可拓展至其他主粮作物及有机-无机配施模式。