通过堆肥与氮肥配施优化土壤肥力、麦芽大麦产量及经济收益：埃塞俄比亚高原的产量、土壤与经济分析

《Scientific Reports》：Optimizing soil fertility, malt barley yield, and economic returns through integrated compost and nitrogen fertilization: yield, soil, and economic analysis in the Ethiopian highlands

　　

摘要

麦芽大麦是埃塞俄比亚高原的一种重要作物，该地区的生产力受到土壤肥力下降、农艺措施不当以及对无机肥料高度依赖的挑战。本研究评估了堆肥和无机氮肥料施用对 2022 和 2023 年生长季埃塞俄比亚中部高原麦芽大麦产量及产量构成要素、土壤化学性质和经济效益的影响。试验采用随机区组设计，设有五个氮施用量（0、23、46、69 和 92 千克氮·公顷^-1）和四个堆肥施用量（0、2.5、5 和 7.5 吨·公顷^-1）的因子组合，每个处理设三个重复。结果表明，与对照处理相比，有机堆肥和矿物氮肥料的综合施用显著提高了产量和产量构成要素，并改善了收获后土壤的一些化学性质，包括土壤 pH 值、速效磷、全氮、全碳、有机质和阳离子交换量。与对照处理相比，堆肥与矿物氮肥的组合施用显著增加了抽穗 50% 所需天数、株高、每穗粒数、地上生物量产量、秸秆产量和收获指数，以及籽粒产量。2023 年生长季增加了株高、每穗粒数、籽粒产量和地上生物量产量，以及全氮含量和速效磷，而 2022 年生长季延迟了物候参数，如抽穗 50% 所需天数和生理成熟 90% 所需天数，并抑制了总体生产力，表明季节条件强烈影响了处理效果。然而，堆肥与矿物氮肥的综合施用在两个生长季中持续改善了麦芽大麦的生产力。最高的籽粒产量值（3856.59 千克·公顷^-1）是在施用 7.5 吨·公顷^-1 堆肥 + 92 千克氮·公顷^-1 肥料时获得的，显示比对照产量优势达 143%，比单施矿物氮增加了 24%。经济分析确定 7.5 吨·公顷^-1 堆肥与 69 千克氮·公顷^-1 肥料的组合具有经济优势，提供了最高的净收益和边际收益率。总之，综合养分管理显著提高了当前研究条件下的麦芽大麦生产力、选定的土壤化学性质以及经济效益。然而，结果受到单一地点两个生长季的限制，缺乏长期土壤评估，以及经济分析依赖于当地市场价格。