科研产出
耕作方式和绿肥还田对甘蔗土壤细菌群落结构及功能的影响
《作物杂志 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探究不同耕作方式和间作绿肥还田对长期连作甘蔗土壤微生物的影响，设置粉垄间作（FLJ）、粉垄单作（FL）、旋耕间作（CKJ）和旋耕单作（CK）4个处理，利用高通量测序对甘蔗3个生长期土壤细菌群落结构及功能进行研究。结果表明，耕作方式显著影响土壤有机质含量和细菌群落丰富度，绿肥还田显著影响土壤碱解氮、速效钾、有机质和p H，生育期显著影响土壤碱解氮、速效钾、p H和细菌群落α多样性，土壤细菌多样性与p H显著相关。3个时期不同处理共有8个细菌门和1个细菌属，变形菌门（Proteobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteriota）和放线菌门（Actinobacteriota）为主要优势菌门，占比74.71%～89.58%。随着甘蔗生育进程，土壤优势细菌门占比在变化，FLJ处理变形菌门呈下降趋势，绿弯菌门呈上升趋势。3个时期土壤细菌功能有47～75种，以化能异养、好氧化能异养、纤维素分解和固氮作用为主，占比56.12%～81.74%。绿肥还田后各处理纤维素水解作用增强；成熟期FLJ处理的氮固定显著高于其他处理，增幅51.77%～113.04%。21-Feb、热酸菌属与纤维素水解作用和氮固定呈显著正相关。综上，甘蔗土壤养分、土壤细菌群落α多样性、群落结构及功能均随生育期而变化；绿肥还田能显著提高土壤碱解氮和有机质等含量，耕作方式可显著改变土壤细菌群落丰富度。
关键词： 甘蔗 粉垄耕作 旋耕 绿肥还田 土壤细菌群落结构 群落功能
全文链接
请求原文
粉垄耕作与绿肥还田对土壤酶活性和甘蔗产量的影响
《福建农业学报 》 2024 CSCD
摘要：[目的]探明不同耕作和绿肥还田方式对长期连作蔗地土壤养分、酶活性和甘蔗产量的影响.[方法]采用随机区组设计,设置4个处理:传统旋耕甘蔗单作(TCK)、粉垄耕作甘蔗单作(FLCK)、粉垄耕作甘蔗/大豆还田甘蔗根部(FLG)和大豆还田宽行(FLK).测定土壤有机质、速效养分含量和脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及甘蔗产量品质.[结果](1)耕作方式和绿肥还田对土壤养分和酶活性影响显著.与TCK相比,所有处理的根部和宽行土壤有机质含量显著提高(P<0.05),增幅40.6%~76.7%.FLG、FLK和FLCK处理根部土壤碱解氮和有效磷含量比TCK显著提高,增幅16.1%~41.8%.(2)所有处理的土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶活性比TCK提高(FLG处理宽行土壤脲酶活性除外)0.7%~166.7%.(3)FLG、FLK和FLCK处理的2年平均产量显著高于TCK,增幅13.1%~30.5%;FLG和FLK处理的2年平均产量显著高于FLCK,增幅9.9%~15.3%;其中以FLG处理平均产量最高,为86043 kg·hm-2.FLG、FLK和FLCK处理的蔗糖分、锤度、重力纯度、视纯度和转光度均比TCK高.(4)甘蔗产量与土壤脲酶活性显著正相关,与土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性、有机质、碱解氮和有效磷含量极显著正相关.[结论]利用粉垄耕作结合绿肥还田可以提高连作蔗地土壤养分、土壤酶活性和甘蔗产质量;结合田间操作的便捷性,本地区生产推荐应用粉垄耕作结合绿肥还田到宽行的模式.
关键词： 粉垄耕作 绿肥还田 土壤养分 土壤酶活性 甘蔗产量
全文链接
请求原文
广西地区甘蔗粉垄与旋耕耕作方式下土壤孔隙特征变化
《水土保持研究 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析广西地区甘蔗地不同耕作方式下土壤孔隙结构特征参数的变化规律，为粉垄技术的推广应用提供一定的理论依据。[方法]选取经过3年粉垄20 cm耕作(F20)和旋耕20 cm耕作(X20)处理的两种不同耕作方式下的甘蔗地土壤作为研究对象，同时利用X射线CT扫描技术并结合ImageJ等软件来获取土壤孔隙分布二维和三维特征的参数指标，并对土壤孔隙结构进行了三维重构可视化。[结果]两种耕作处理下均会对土壤二维和三维孔隙数量产生影响，呈现较小孔隙高于较大孔隙的情况。F20处理在二维及三维孔隙数量形成上要低于X20处理，但前者整体圆度均高于后者。F20处理整体上土壤孔隙面密度远低于X20处理，但相同土层深度下前者土壤孔隙复杂度要高于后者。F20处理的孔隙度和紧实度均值（2.08%,25.22）低于X20处理均值（4.71%,27.23）(p<0.05),但前者比表面积均值(2.62 mm-1)高于X20处理均值(2.50 mm-1)（p<0.05）。两种处理下连通度均值无明显差异，但F20处理的弯曲度均值1.42%与X20处理均值1.45%差异显著（p<0.05）。两种处理下分支长度密度差异较大，X20处理其均值（115.87 mm/cm3）高于F20处理均值（50.41 mm/cm3）(p<0.05)。同时两种处理的三维重构上F20处理孔隙分布较为均匀且甘蔗的主要生长区连通性孔隙分布要优于X20处理。[结论]相较传统旋耕而言，在广西地区进行甘蔗种植的过程中，粉垄耕作在土壤孔隙结构上更具优势性，更有利于促进甘蔗根系生长，提高甘蔗的产量。
全文链接
请求原文
粉垄耕作下间作花生对甘蔗光合生理特性、产量品质及经济效益的影响
《中国热带农业 》 2024
摘要：为提高土地利用率、增加甘蔗种植综合经济效益，进行粉垄耕作下甘蔗宽窄行间作花生试验，探索粉垄宽窄行间作对甘蔗农艺性状、光合生理特性、产量品质及经济效益的影响。结果表明，与常规单作相比，粉垄宽窄行间作的甘蔗分蘖率、株高、有效茎数、产量和含糖量有所下降，蔗糖分和纤维分有所提高，对出苗率、茎径和蔗汁重力纯度影响规律不明显；甘蔗分蘖期的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率有所提高，对胞间二氧化碳浓度和叶片SPAD值影响规律不明显；伸长期的气孔导度、蒸腾速率和叶片SPAD值有所提高，对净光合速率和胞间二氧化碳浓度影响规律不明显；成熟期的净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率有所提高，对叶片SPAD值影响规律不明显。因多收1造花生，‘桂糖44号’甘蔗每667m2总收益提高561～749元，纯收益提高265～414元；‘桂糖55号’甘蔗每667m2总收益提高284～467元，纯收益提高96～188元。‘桂糖55号’甘蔗3.0m宽窄行粉垄间作模式的总收益和纯收益最高，‘桂糖44号’甘蔗3.0m宽窄行粉垄间作模式次之。
全文链接
请求原文
粉垄耕作对宿根蔗苗期土壤理化性质、细菌群落结构及产量的影响
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究粉垄耕作1年后对宿根蔗苗期土壤理化性质、细菌群落结构及产量的影响，为粉垄技术改善土壤质量提供参考依据。【方法】设置粉垄耕作(FL)和传统旋耕(对照，CK)处理，利用高通量测序技术研究不同处理间根际土壤细菌多样性和群落结构差异，并探讨细菌群落结构与环境因子的相关性，分析其对宿根蔗产量的影响。【结果】与CK相比，FL处理能显著提高宿根蔗产量(P<0.05,下同);除30～45 cm土层的铵态氮和速效钾含量外，FL处理能显著或极显著(P<0.01)提高土壤有机质、铵态氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量。FL处理后根际土壤细菌丰富度和多样性增加，根际土壤的主要优势菌门为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和酸杆菌门。基于操作分类单元(OTU)水平进行主成分分析和ANOSIM分析，发现FL处理与CK的根际土壤细菌群落组成存在差异。基于细菌分类水平的分析发现，FL处理中存在4个独有细菌群落；FL处理中Unclassified＿k＿norank＿d＿Bacteria、装甲菌门和GAL15的相对丰度显著高于CK。冗余分析结果表明，铵态氮、速效磷与速效钾含量对细菌群落变化有显著或极显著影响。细菌群落门水平相对丰度与环境因子的相关分析表明，有11个细菌门与不同环境因子呈显著或极显著相关关系。【结论】粉垄耕作通过增加根际土壤细菌的丰富度和多样性，有效促进土壤养分循环，显著增加土壤有机质、铵态氮、碱解氮、速效磷和速效钾含量，从而促使宿根蔗产量增加。
关键词： 粉垄耕作 宿根蔗 土壤理化性质 细菌群落结构 高通量测序
全文链接
请求原文
粉垄耕作深度和间作大豆对木薯产量及效益的影响
《江西农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析不同粉垄耕作深度和间作大豆对木薯产量及效益的影响，为提高木薯种植经济效益和提高现有耕地利用率提供理论和实践依据。【方法】以华南205木薯和桂春15号大豆为试验材料。在不同粉垄耕作深度处理下，木薯‖大豆按50 cm的间作行距进行种植，动态测量木薯的农艺性状，称量木薯和大豆产量，并分析粉垄耕作深度和间作对木薯产量及效益的影响。【结果】（1）粉垄耕作深度能显著影响木薯生长前期的株高、茎径，粉垄深度越深其株高越高、茎径越大，但对木薯生长中后期的株高、茎径影响并不显著；在相同粉垄耕作深度下，间作木薯株高、茎径均低于单作木薯，但差异不显著。（2）间作条件下，粉垄耕作深度与株高、单株薯重、单位面积产量呈极显著正相关，与单株结薯数呈显著正相关；在相同粉垄耕作深度下，间作木薯产量均低于单作木薯产量，降幅为3.16%～7.19%；其中CF30、CSF30鲜薯产量分别为42 104.4 kg/hm~2、39 862.2 kg/hm~2，分别显著高于C10、CS10处理，增幅分别为7.50%、9.88%；木薯鲜薯单位面积产量从高到低依次为CF30、CF40、CF20、CSF30、CSF40、C10、CSF20、CS10。（3）木薯‖大豆间作群体的总产值均显著高于木薯单作的产值，其中CSF30产值最高，为36 254.3元/hm~2，显著高于其他所有处理，增幅为9.32%～32.23%；单位面积总产值从高到低依次为CSF30、CSF40、CSF20、CS10、CF30、CF40、CF20、C10；间作群体总LER均大于1，为1.39～1.43，其中最高的是CSF30，为1.43。【结论】CSF30处理群体总产值、LER值最大，可提高土地复种指数和土地利用效率，增加木薯种植效益。
全文链接
请求原文
粉垄耕作和间作绿肥还田对甘蔗不同生长时期土壤微生物群落功能多样性的影响
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探讨粉垄耕作和间作绿肥还田后对甘蔗不同生长时期土壤微生物群落功能多样性的影响,为甘蔗产业可持续发展提供理论参考.[方法]设常规单作(CT)、常规间作绿肥还田(CTJ)、粉垄单作(FL)和粉垄间作绿肥还田(FLJ)4个处理,利用Biolog微平板法研究不同处理对甘蔗分蘖期、伸长期和成熟期土壤微生物群落功能多样性的影响.[结果]培养期内,不同处理的平均颜色变化率(AWCD)随着培养时间的增加而增大;培养至168 h时,甘蔗3个生长时期0~20 cm 土层中各处理的AWCD值均为分蘖期>伸长期>成熟期,每个时期各处理在0~20cm 土层的AWCD值大于20~40 cm 土层.在0~20 cm 土层,分蘖期、伸长期和成熟期FLJ处理的AWCD值分别比其他处理增加24.6%~55.2%、114.8%~205.3%和25.9%~47.8%.在甘蔗整个生育期,0~20和20~40 cm 土层中FLJ处理的Shannon-wiener多性样指数、Simpson优势度指数和Mclntosh丰富度指数最大(成熟期Mclntosh丰富度指数除外),但与其他处理总体差异不显著(P>0.05).碳水类、氨基酸类和羧酸类为微生物代谢利用最主要的碳源,0~20 cm 土层中FLJ处理对碳水类、氨基酸类、羧酸类、多聚物类、胺类、酚酸类六类碳源的利用强度总体上大于其他处理.在分蘖期,土壤微生物对多聚物类和氨基酸类的利用程度最高;在伸长期和成熟期均为对碳水类和氨基酸类的利用程度最高.主成分分析表明,粉垄耕作和间作绿肥还田影响着土壤微生物群落碳代谢能力,各处理的微生物群落代谢功能存在显著差异(P<0.05),导致微生物群落功能差异的特征碳源为碳水类、氨基酸类和羧酸类.[结论]粉垄耕作结合间作绿肥还田可以增加土壤微生物群落功能多样性并提高其对碳源的利用程度,可作为一种耕作与栽培模式在广西蔗区推广应用.
关键词： 粉垄耕作 绿肥还田 微生物群落 代谢功能 功能多样性 甘蔗
全文链接
请求原文
保护地蔗田对土壤优先流与根系生物量及产量品质的影响
《广西植物 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探明保护性耕作对蔗田土壤及甘蔗生长的影响，该研究设置2种耕作方式（常规耕作、粉垄耕作）与2种施肥水平（减量施肥20%、常规施肥）,并于甘蔗苗期后在甘蔗行间近根部覆盖豆科秸秆，以第二年宿根蔗为研究对象，采用染色示踪法测定秸秆覆盖下蔗田土壤优先流特征，同时测定分析甘蔗株高、茎围、地下根系生物量、产量及品质等重要农艺性状。结果表明：（1）粉垄耕作方式下蔗田土壤优先流发生速度快且活跃，添加秸秆覆盖降低了土壤优先流发生程度，增加了土壤水分在10～25 cm土层的横向运移能力，在一定程度上提高了土壤蓄水能力。（2）粉垄保护性耕作在秸秆覆盖下提高了甘蔗根系生物量和产量，秸秆覆盖下粉垄免耕宿根蔗根系生物量提高了8.97%～25.54%,并且减量施肥处理中秸秆覆盖宿根蔗伸长期地下根系生物量显著高于无秸秆覆盖，秸秆覆盖下甘蔗株高提高了4.2%～13.1%;在减量施肥处理中，粉垄耕作添加秸秆覆盖甘蔗产量提高了16.27%,并且添加秸秆覆盖较常规施肥中无秸秆覆盖，产量提高了5.95%。（3）粉垄保护性耕作利于提高甘蔗品质，对比无秸秆覆盖处理，粉垄耕作下秸秆覆盖后显著提高了甘蔗蔗汁视纯度，并且宿根蔗纤维分、蔗汁锤度、转光度和蔗糖分均有提升。综上认为，免耕秸秆覆盖可作为粉垄红壤坡耕地蔗田保护性生产调控方式。
关键词： 保护性耕作 秸秆覆盖 土壤优先流 甘蔗根系 粉垄耕作
全文链接
请求原文
粉垄耕作木薯根际与非根际土壤的细菌群落结构多样性差异
《西南农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析粉垄耕作下的木薯根际和非根际土壤理化性质及细菌群落多样性差异,为优化现有木薯栽培方法提供理论依据.[方法]以常规耕作和粉垄耕作2种耕作方式栽培木薯,利用高通量测序技术和生物信息学手段,结合土壤农化分析方法,分析不同耕作方式对木薯根际与非根际土壤理化性质及主要优势细菌群落结构多样性的影响.[结果]木薯根际土壤细菌群落的Alpha(α)多样性显著高于非根际土壤(P<0.05,下同).基于未加权Unifrac距离的置换多因素方差分析(PERMANOVA)结果显示,木薯根际土壤与非根际土壤细菌群落的分类和系统发育Beta(β)多样性存在显著差异.物种群落组成分析结果表明,木薯根际土壤的主要优势菌门为放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和酸杆菌门,主要优势菌纲为α-变形菌纲、放线菌纲、芽孢杆菌纲和γ-变形菌纲.在分类操作单元(OTU)水平,粉垄耕作与常规耕作方式木薯根际与非根际的土壤细菌群落组成存在显著差异.细菌群落相对丰度与环境因子的相关分析和冗余分析(RDA)结果显示,pH、有机质含量、有效磷含量和亚硝酸还原酶活性对细菌群落变化具有显著影响,尤其对放线菌门、变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门和酸杆菌门分布的影响更明显.[结论]木薯粉垄耕作方式通过改善土壤耕作层的物理结构而减少木薯逆境胁迫,使得其根际土壤pH及有机质、有效磷和速效钾含量大于非根际土壤,进而引起根际土壤细菌群落多样性和丰富度均大于非根际土壤,其中根际土壤细菌群落α多样性显著高于非根际土壤.木薯根际土壤与非根际土壤细菌群落多样性的差异主要体现在根际土壤中芽孢杆菌属、芽单胞菌属、Ellin6067属和马赛菌属的丰度显著高于非根际土壤.
关键词： 木薯 粉垄耕作 根际土壤 细菌群落结构多样性 高通量测序
全文链接
请求原文
粉垄耕作提高土壤养分有效性并促进甘蔗维管组织发育和养分吸收
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究粉垄耕作对宿根蔗和新植蔗生长过程中土壤养分含量、甘蔗对养分吸收以及植株解剖形态的影响,为粉垄耕作技术推广提供理论依据。[方法]以桂糖42号为供试材料进行田间试验,以常规耕作为对照（CK,耕作深度25 cm）,粉垄耕作（垂直旋深40 cm）为处理,甘蔗种植采用新植甘蔗和宿根两种方法。在甘蔗主要生育期,采集植株和土壤样品,测定土壤中速效氮磷钾含量以及甘蔗对养分的吸收和积累量,同时测定叶中氮代谢酶活性和根系活力,观测根系维管束形态结构,并测定根系活力。[结果]与常规耕作相比,粉垄耕作条件下,土壤容重降低了8.6%～16.9%,土壤速效氮、有效磷含量分别提高了8.7%～77.6%和8.2%～25.6%,差异显著;甘蔗叶片氮磷含量提高,增幅分别为11.4%～19.4%和5.3%～34.8%;显著提高了甘蔗出苗率、分蘖率、株高、茎径、有效茎数、产量。粉垄耕作下,甘蔗茎维管束更大,分布更密集,蔗茎维管束数量、维管束面积、后生木质部导管直径、韧皮部面积显著增加,新植蔗和宿根蔗茎维管束面积分别增加了15.2%和16.7%,维管束数量分别增加28.0%和17.8%;后生木质部导管直径分别提高7.8%和7.9%;韧皮部面积分别增加29.7%和30.8%;在苗期、伸长期和成熟期,粉垄耕作的甘蔗根系活力分别比传统耕作处理增加了1.29、1.39和1.25倍,新植蔗叶谷氨酰胺合成酶（GS）活性分别增加了149.6%、36.5%和65.6%,宿根蔗叶GS活性分别增加了65.9%、36.0%和93.3%（P<0.05）;在苗期和伸长期,新植蔗叶片谷氨酸合成酶（GOGAT）分别显著提高了40.3%和69.1%,宿根蔗分别增加37.9%和42.4%;苗期粉垄耕作宿根蔗亚硝酸还原酶（NR）活性显著高于常规耕作甘蔗9.5%。[结论]粉垄耕作可改善土壤理化性状,提高速效氮磷含量,改善甘蔗维管组织,提高甘蔗体内氮磷含量,提高根系活力和氮代谢相关酶活性,有利于甘蔗吸收和转运氮素,促进了氮代谢和氨基酸的合成,为蛋白质的合成提供了物质基础,促进甘蔗生长发育,实现甘蔗增产增收。
关键词： 粉垄耕作 甘蔗 土壤速效养分含量 土壤容重 氮代谢酶活性 维管组织 产量
全文链接
请求原文
