将生物炭、氮磷钾（NPK）肥料和绿木豆结合使用，以提升甘薯生产的土壤肥力并优化产量

《Agroforestry Systems》：Integrating biochar, NPK and green mucuna for sustainable soil fertility and yield optimization in sweet potato production

椰壳生物炭与绿毛麝香豆联合无机氮磷钾肥可显著提升加纳CRI-Ligri甜薯土壤有机碳、氮含量及阳离子交换能力，使氮利用率提高40%，干物质产量达10.52吨/公顷（季1）和2.20吨/公顷（季2），尤其在水分保持与养分有效性方面效果突出。

　　

摘要

甘薯（Ipomoea batatas）是撒哈拉以南非洲地区重要的粮食安全作物，但由于土壤肥力低下和养分管理不善，其产量一直较低。本研究旨在评估在加纳将椰壳生物炭（CH-biochar）、绿木豆（Mucuna）和无机氮磷钾（NPK）肥料结合使用对提高土壤肥力、养分吸收及甘薯产量效果的影响。实验采用随机完全区组设计，设置了七种处理方式（对照组、生物炭处理、NPK处理、木豆处理、NPK+生物炭处理、NPK+木豆处理以及生物炭+木豆处理），并在2023–2024年两个生长季节内重复进行四次试验。收集了土壤理化性质、叶绿素指数（CI）、叶面积指数（LAI）、养分吸收效率及块茎产量的数据。结果表明，生物炭显著提高了土壤有机碳、氮含量和有效阳离子交换容量，同时增强了土壤保水能力和养分有效性。NPK+生物炭处理组的养分吸收效率最高，氮利用效率（NUE）比单独使用NPK提高了40%。基于生物炭的处理方式还改善了叶绿素指数和叶面积指数，表明光合作用活性增强。含有生物炭的处理组甘薯产量明显更高：第一季NPK+生物炭处理的产量为10.52吨/公顷，第二季为2.20吨/公顷，虽然第二季的产量因降雨量变化而有所下降。研究结果表明，当生物炭与无机肥料结合使用时，能够提高养分保持能力和作物生产力，并减少养分流失。这凸显了其在综合土壤肥力管理（ISFM）系统中作为可持续土壤改良剂的潜力。采用基于生物炭的策略有望提升甘薯产量，增强粮食安全，并提高加纳小农农业系统的抗逆能力。