科研产出
有机肥与粉垄互作对甘蔗光合生理特性及组织细胞结构的影响
《作物杂志 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探明有机肥与粉垄互作模式下甘蔗光合生理特性的响应，以桂糖42号为供试材料，进行2年田间试验，设置蚯蚓粪+复合肥（F1）、猪粪+复合肥（F2）和复合肥（CK）3种施肥方式，利用生理学和组织细胞学技术研究有机肥与粉垄互作对甘蔗光合生理特性及组织细胞结构的影响。结果表明，有机肥处理的叶片气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率高于CK，在宿根蔗伸长期，叶片苹果酸脱氢酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和核酮糖1,5-二磷酸羧化酶活性均显著高于CK；有机肥处理的叶片厚度、叶肉细胞大小、维管束面积均大于CK；宿根蔗F2处理下的发株率和分蘖率均显著大于CK；有机肥处理的产量均显著高于CK。综上所述，有机肥与粉垄互作有利于提高光合酶活性和气孔导度等相关指标，改善甘蔗叶肉细胞和维管组织结构，有利干物质的积累和运转，提高甘蔗的产量。
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粉垄对甘蔗根系结构发育及呼吸代谢相关酶活性的影响
《中国农业科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探讨甘蔗粉垄技术增产增糖的根系细胞生理学机制,为粉垄技术推广提供理论依据。【方法】以桂糖42号为供试材料进行粉垄耕作处理（耕作深度40 cm）,以常规耕作为对照（耕作深度25 cm,CK）,分别测定土壤速效养分,甘蔗农艺性状及产量和糖分、根系形态、根毛区组织细胞结构、根系活力、苹果酸脱氢酶、细胞色素氧化酶等呼吸代谢相关酶活性。【结果】（1）与常规耕作相比,新植蔗土壤的碱解氮和速效磷分别增加了8.7%和17.9%;宿根蔗土壤增加了10.4%和25.6%,且不同耕作方式间同一指标差异显著;（2）粉垄新植蔗出苗率和分蘖率比常规耕作分别提高了25.0%和17.4%,宿根蔗分别提高了30.6%和11.7%。砍收时,粉垄新植蔗株高、茎径、单茎重、有效茎、产量分别提高了13.2%、17.6%、29.0%、5.3%、12.9%,粉垄宿根蔗分别增加了7.6%、22.2%、70.3%、18.7%和12.9%,且不同耕作方式间同一指标差异显著;（3）粉垄甘蔗根长、根直径、根体积、根尖数、根表面、根鲜重、根干重比常规耕作分别增加20.9%—42.3%、12.3%—71.0%、33.3%—71.0%、6.4%—61.6%,21.8%—64.1%、26.8%—64.4%和32.6%—95.3%,且不同耕作方式间同一指标差异显著;（4）与常规耕作相比,粉垄甘蔗根毛区和根毛细胞更长,根毛排列更疏松有序,根尖细胞壁增厚,细胞质、粗糙型内质网和高尔基体更丰富,线粒体数目更多且嵴清晰,细胞核结构更紧致;粉垄新植蔗根毛长度、根毛密度、单位面积根毛总长度和细胞中线粒体数目分别增加了53.3%、73.0%、111.1%和37.5%;粉垄宿根蔗以上指标也分别增加了38.9%、95.9%、82.6%和53.8%,且不同耕作方式间同一指标差异显著;（5）与常规耕作相比,粉垄甘蔗根系活力在整个生育期均显著增强,在苗期、伸长期和成熟期分别增加了1.29倍、1.39倍和1.25;（6）与常规耕作相比,粉垄苹果酸脱氢酶（MDH）、细胞色素氧化酶（CytcA510）和多酚氧化酶（PPO）活性在苗期和伸长期均显著增加,在苗期,新植蔗粉垄甘蔗苹果酸脱氢酶、细胞色素氧化酶和多酚氧化酶活性分别提高了22.9%、28.1%和38.9%,宿根蔗以上各指标分别提高23.0%、20.3%、27.7%,差异显著;在伸长期,新植粉垄甘蔗分别显著提高21.2%、41.8%和33.7%,宿根蔗各指标分别提高27.4%、26.8%和53.3%;成熟期,除了细胞色素氧化酶差异不显著外,粉垄新植蔗和宿根蔗的苹果酸脱氢酶、多酚氧化酶活性均显著提高。【结论】粉垄可提高速效氮和速效磷含量,改善甘蔗根系的营养,提高根系活力和呼吸代谢相关酶活性,有利于根系组织细胞结构和根系形态的发育,从而进一步促进根系对水肥的吸收。
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绿肥压青对粉垄稻田土壤微生物量碳和有机碳累积矿化量的影响
《中国生态农业学报(中英文) 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：绿肥压青还田是调控现代集约化稻田土壤逆境的重要手段,为评估绿肥压青下粉垄耕作对稻田土壤微生物量碳和土壤有机碳累积矿化量的影响,设置早稻粉垄耕作与常规耕作2种耕作模式,不施肥和同等肥力条件下施化肥、单倍绿肥配施化肥和双倍绿肥配施化肥4种施肥处理,晚稻免耕常规施用化肥,开展双季稻周年大田应用试验。结果表明:单倍绿肥压青下,粉垄耕作能提高稻田土壤微生物量碳含量,可达常规耕作的2倍,能有效增加微生物对土壤碳素的利用率。增加绿肥压青量会提高粉垄耕作稻田土壤有机碳累积矿化量和矿化潜力,与施用化肥相比,单倍绿肥压青下早晚稻分别增加1.6%～32.8%和0.6%～16.6%,双倍绿肥压青下分别增加58.6%～70.9%和29.6%～38.4%。粉垄单倍绿肥压青会降低免耕晚稻齐穗期、收获期土壤呼吸强度,较常规耕作分别降低33.4%和38.7%,较粉垄耕作其他处理降低8.5%～31.4%。单倍绿肥压青下粉垄稻田土壤代谢商较常规耕作累积降低65.5%,与常耕相比,粉垄双倍绿肥压青和粉垄单一化肥的土壤代谢商分别累积增加20.3%和159.2%,粉垄双倍绿肥压青可有效缓解土壤代谢商的提升。微生物量碳含量与有机碳矿化激发效应呈负相关,绿肥压青还田下相关系数达0.44;累积矿化量和代谢商呈极显著正相关,粉垄耕作下相关系数达0.59。可见,绿肥粉垄耦合的模式可作为一种增加稻田土壤微生物量碳含量、减少部分生育时期土壤呼吸强度,增强土壤碳库稳定性及碳固持的重要调控技术措施。
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甘蔗粉垄"145"技术体系的构建与应用探讨
《甘蔗糖业 》 2021
摘要：粉垄耕作技术作为一种新型的耕作技术,与其它耕作方式最大的区别在于整地的机具上,本文对有关粉垄"145"技术提出以来的研究进行归纳与总结,针对广西糖料蔗平均单产低、蔗地连作引起地力疲劳与贫瘠化、增产已趋"见顶"、未来种蔗人员减少、现种植模式不利于机械采收中免伤宿根蔗蔸等问题,探讨提出甘蔗粉垄"145",即"粉垄新植1年、宿根4年、5年累增糖料蔗75.0t/hm2"技术体系;介绍甘蔗粉垄"145"技术体系的操作流程及2020年广西应用典型效果,以期为从事相关理论研究和技术服务的人员提供借鉴。
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绿肥、蚕沙有机肥配施化肥对免耕稻田土壤碳库平衡的影响
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探索免耕稻田绿肥、蚕沙有机肥投入对土壤有机碳积累及CO2和CH4排放的影响,为保护性耕作稻田土壤碳固持及稻田减肥增效的农业有机资源可持续利用提供理论依据.[方法]在前期粉垄与常规耕作基础上,2018—2019年连续开展田间免耕试验,在同等养分投入条件下,设置绿肥、蚕沙有机肥与化肥配施模式,以常规施用化肥为对照,同步设不施肥空白对照,保护性耕作试验第2年,采用分离式静态箱—气象色谱法测定稻田温室气体CO2和CH4排放通量,同时在水稻返青期、分蘖期、齐穗期和收获期采集0~15 cm耕层土壤,测定土壤有机碳含量.[结果]在粉垄免耕模式下,蚕沙有机肥配施化肥处理耕层土壤有机碳含量在返青期和分蘖期较常规免耕模式提高56%和19%;水稻返青期、分蘖期、齐穗期和收获期粉垄免耕稻田绿肥配施化肥处理的土壤有机碳含量较单施化肥处理分别提高111%、30%、74%和31%,较不施肥处理分别提高90%、22%、58%和22%;蚕沙有机肥配施化肥处理较单施化肥处理分别提高148%、90%、48%和39%,较不施肥处理分别提高113%、78%、35%和29%.粉垄免耕模式下,与单施化肥处理相比,绿肥配施化肥处理的CO2累积排放量降低16.9%,蚕沙有机肥配施化肥处理降低15.1%;CH4排放通量出现2个峰值,常规免耕和粉垄免耕模式下,绿肥配施化肥处理的CH4排放通量峰值分别是单施化肥处理的7.69和7.61倍.绿肥和蚕沙有机肥配施化肥降低了稻田土壤CO2累积排放量,增加了CH4累积排放量.[结论]粉垄免耕稻田施用绿肥、蚕沙有机肥利于土壤有机碳积累,减少CO2温室气体排放,可作为一种稻田土壤固碳减排可持续生产应用技术.
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粉垄耕作对平地和坡耕地蔗田土壤有机碳矿化和结构的影响
《中国农业气象 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：2018-2019年在广西南宁丘陵山区甘蔗田采用雨养模式,设置粉垄耕作与常规耕作两种耕作方式,开展平地和坡耕地甘蔗田间试验.试验在甘蔗全生育期不进行人工灌溉,收获期采集0-15cm耕层及15-30cm耕层土壤样品,用土壤紧实度仪多点位测定0-45cm深度土壤紧实度,利用湿筛法测定土壤团聚体,应用室内恒温培养-碱液吸收法测定土壤有机碳矿化量,以探索粉垄耕作对坡耕地雨养蔗田土壤有机碳矿化速率、累积矿化量及土壤团聚体与紧实度结构效应的影响.结果表明:(1)平地蔗田土壤有机碳累积矿化量始终高于坡耕地,粉垄耕作处理下,平地0-15cm和15-30cm耕层土壤有机碳矿化量较坡耕地分别提高0.32倍和1.05倍;坡耕地蔗田土壤0-15cm和15-30cm耕层有机碳7日累积矿化量粉垄耕作比常规耕作升高81.7%和降低7.5%,平地上则降低8.4%和升高2.6%;(2)与常规耕作方式相比,粉垄耕作提高了蔗田土壤大团聚体含量,平地和坡耕地分别增加5.53%和2.30%,平地土壤大团聚体含量为坡耕地的1.00~1.03倍,粉垄耕作降低了蔗田土壤中小、微团聚体含量.同时,粉垄耕作提高了土壤水稳性团聚体平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),与常规耕作相比,平地和坡耕地MWD分别提高15.6%和58.7%,GMD分别提高31.4%和48.1%.同种耕作模式下平地土壤水稳性团聚体的MWD值和GMD值均高于坡耕地,平地常规耕作和粉垄耕作土壤MWD值较坡耕地分别提高1.19和0.60倍,平地常规耕作和粉垄耕作土壤GWD值较坡耕地分别提高0.99和0.77倍;(3)粉垄耕作方式对坡耕地蔗田土壤紧实度的影响比平地大,粉垄耕作降低了蔗田土壤紧实度,且15-30cm耕层影响较明显.因此,粉垄雨养甘蔗提高了平地和坡耕地土壤耕层碳存储,可降低土壤紧实度,增加土壤大团聚体形成,优化土壤耕层结构,该模式可作为南方蔗田土壤干旱逆境调控技术措施.
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粉垄耕作对甘蔗农艺性状及产量的影响
《江苏农业科学 》 2019
摘要：利用福农41甘蔗品种为试验材料,以传统耕作为对照,研究粉垄耕作对甘蔗农艺性状及产量的影响。结果表明,与对照(传统耕作)相比,粉垄耕作条件下甘蔗产量增加35.3%,单茎质量和有效茎数分别增加16.8%、13.5%;粉垄耕作促进蔗茎增粗8.4%,蔗茎增粗发生在3～16节间。此外,与对照相比,在甘蔗生长后期,粉垄耕作条件下甘蔗完全展开叶片数增多,叶宽增加,使甘蔗有效光合面积增加,进而通过促进同化物积累增加甘蔗的单茎质量。其他指标如甘蔗茎长、不完全展开叶片数、完全展开叶片长度、叶绿素含量在2种不同耕作条件下无显著差异。综上所述,粉垄耕作主要通过增加单茎质量和有效茎数来增加甘蔗产量。
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粉垄耕作对农田砂姜黑土土壤结构的影响
《安徽农业科学 》 2019
摘要：[目的]揭示粉垄耕作对砂姜黑土土壤结构的影响,探明其变化机理,为粉垄耕作技术推广应用提供理论依据.[方法]通过团粒分析仪和扫描电子显微镜(SEM)物理表征手段研究砂姜黑土团聚体分布及微形态等物理性质,比较分析了粉垄(FL)、深松(DP)、深翻(DT)3种耕作方式下砂姜黑土的物理变化差异.[结果]结果表明:与其他耕作方式相比,粉垄耕作显著增加了粒径小于2 mm的机械稳定性团聚体及0.5~1 mm和0.25~0.5 mm粒径的水稳性团聚体,使大团聚体向小团聚体转变明显;同时,粉垄耕作下土壤微形态表现为表面骨骼颗粒粗糙、疏松和孔隙丰富等特点.[结论]粉垄耕作改变了砂姜黑土结构,为砂姜黑土地区推广应用粉垄耕作技术提供了理论依据.
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绿肥压青粉垄保护性耕作对稻田土壤温室气体排放的影响
《中国农业气象 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：2016-2018年,在广西农业科学院试验田设置粉垄耕作与常规耕作2种耕作模式,并设不施肥、常规施用化肥、单倍绿肥压青+化肥和双倍绿肥压青+化肥4种施肥处理开展连续田间定位实验,2018年早稻插秧5d后开始采用分离式静态箱-气象色谱法连续对稻田温室气体排放通量进行测定,研究绿肥压青下不同耕作模式和施肥处理稻田主要温室气体排放特征及其定位累积效应,分析温室气体累积排放量和增温潜势,以期为粉垄保护性耕作方式和施肥管理模式提供参考依据。结果表明:粉垄耕作模式下常规施用化肥处理中CO_2排放通量是常规耕作模式下的2.3倍,施用双倍绿肥处理稻田CH_4排放峰值是化肥处理中的2.5~3.9倍。各处理中,粉垄耕作下单倍绿肥加化肥处理稻田CO_2和N_2O累积排放量均最少,分别为1469.29kg·hm-2和36.61g·hm-2。两种耕作模式下施用单倍绿肥加化肥CH_4累积排放量均低于双倍绿肥加化肥的处理。可见,合理配施绿肥加化肥对粉垄耕作下水稻温室气体CO_2和N_2O减排有一定积极作用,稻田CH4排放量与绿肥压青量相关,温室气体的增温潜势也相应受到影响。在一定时间尺度上,绿肥压青下粉垄保护性耕作是一种减少和遏制农业温室气体排放的有效措施。
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绿肥压青粉垄保护性耕作对土壤水分入渗及其后延效应的影响
《中国农业气象 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：研究绿肥压青下粉垄耕作稻田土壤水分入渗规律对完善稻田保护性耕作体系具有重要意义。2016-2017年,在广西农业科学院试验田设置粉垄保护性耕作与单免保护性耕作两种耕作模式,并设不施肥、常规施肥、单倍绿肥压青和双倍绿肥压青4种施肥处理,然后分别于早稻、晚稻收获后用土壤紧实度仪及单环入渗法测量稻田土壤紧实度及稳定入渗速率,并于晚稻水稻收获后用环刀法测定土壤容重,以了解绿肥压青下粉垄保护性耕作对当季稻田土壤入渗的影响,并就其对后季稻田的后延效应影响进行研究。结果表明,绿肥压青下粉垄保护性耕作对当季和后季稻田0-15cm土壤紧实度的影响不明显,但是可以显著降低15-30cm土壤紧实度。同时显著降低了当季及后季土壤表层及耕层的稳定入渗率,使土壤入渗能力降低,提高了土壤容重,降低了土壤孔隙度,使土壤密实。绿肥压青下粉垄保护性耕作可显著降低后季稻田土壤稳定入渗率和紧实度,对土壤结构及水分入渗的后延效应明显。
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