可视化养分协同作用：STCR方法在谷子种植中实现氮（N）、磷（P）和钾（K）平衡及产量目标化

《BMC Plant Biology》：Visualizing nutrient synergies: STCR approach towards NPK balancing and yield targeting in barnyard millet

精准调控 barnyard millet 产量与养分效率的 STCR 方法研究。通过三年田间试验（2022-2024）比较 STCR-NPK、STCR-NPK+ FYM 与传统方法，发现 STCR 结合 FYM 实现最高产量（28.1 q/ha），氮磷钾农学效率分别达 37-49、62-64、93-107 kg/kg，养分回收效率提升至 1.35-3.14 kg/kg，显著优于传统推荐法。研究证实 STCR 方法能有效整合土壤测试与作物响应，平衡成本与效益，提升可持续 millet 生产系统韧性。

　　

摘要

背景

要在以小米为基础的系统中实现更高的生产力和长期可持续性，需要精确的养分管理，这需要考虑土壤的变异性、作物的需求以及土壤健康状况。稗子（Echinochloa frumentacea）是一种具有气候适应性、生长周期短且富含养分的作物，通常在低投入条件下种植，但在平衡施肥的情况下具有巨大的潜力。本研究旨在开发并验证基于土壤测试-作物响应（STCR）的肥料配方方程，以便在是否使用农家肥（FYM）的情况下实现精确的氮（N）、磷（P）和钾（K）管理，并将其性能与传统推荐方法进行比较。2022年至2024年期间，在班加罗尔UAS的区域农业研究站的Alfisols土壤上进行了一项为期三年的田间试验，包括建立肥力梯度、试验作物种植和验证实验。

结果

为了制定针对特定粮食产量的STCR方程，研究人员推导出了关键参数，如养分需求、土壤贡献、肥料效率以及农家肥的贡献系数。试验比较了STCR-NPK、STCR NPK+FYM、一般推荐剂量、土壤肥力评级方法和完全对照组。结果表明，基于STCR的肥料配方在产量上实现了±10%的偏差范围。在STCR方法下综合施用氮、磷和钾以及农家肥，获得了最高的粮食产量（28.1公吨/公顷），氮、磷和钾的农艺效率分别达到了每施用1公斤养分37–49公斤、62–64公斤和93–107公斤粮食，养分回收效率分别提高了1.35–1.65公斤/公斤、0.66–0.76公斤/公斤和3.14–3.14公斤/公斤，从而超过了传统推荐方法。尽管由于农家肥的成本导致成本效益比略有下降，但土壤肥力、养分平衡和系统的长期韧性得到了改善。氮对产量增加的影响最大，而氮、磷和钾的平衡施用结合农家肥则确保了更高的生产力和养分利用效率。

结论

结合农家肥的STCR方法可以提高土壤肥力、养分利用效率（与基于土壤评级的方法相比，氮、磷和钾的养分利用效率更高），并增强系统的韧性，同时使产量在±10%的范围内达到目标值。这为在不同农业生态条件下实现小米生产的可持续集约化提供了一条可行的途径。