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脉冲标记下甘蔗13C富集及氮磷钾含量变化
《核农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：13C示踪是精准量化植物碳源贡献土壤碳的有效途径。为建立经济适用的甘蔗13C脉冲标记方法，同时获得13C富集蔗叶，本研究采用自制全密闭标记室进行标记试验，供试甘蔗品种为桂糖58号，设置0（CK）、0.32（T1）、0.64（T2）和1.28 g·m-3（T3）4个Na213CO3标记浓度，每隔7 d进行6 h的13CO2脉冲标记，共标记6次。于第6次脉冲标记开始及结束后采集标记室内气体，测定CO2浓度和δ13C-CO2。并于第2、第4和第6次标记7 d后破坏性采集植株，测定蔗叶和根系δ13C值及全碳和N、P、K含量，计算蔗叶和根系13C标记效率。结果表明，在密闭标记时间内，外源释放的13CO2 95%以上被甘蔗光合作用利用。蔗叶δ13C值和F值随着标记次数和Na213CO3标记浓度的增加而增加。标记4次和6次后，蔗叶13C平均标记效率分别为25.2%和36.6%。总体来看，每次以0.32 g·m-3 Na213CO3标记6 h，每隔7 d标记1次，标记4次即可获得经济适用的13C富集蔗叶。养分含量结果表明，T1和T2浓度标记的蔗叶N、P、K含量均显著高于或相当于未标记蔗叶。标记4次后，除T2浓度标记的根系P含量外，标记根系的N、P、K含量均较未标记根系降低7.9%～32.9%、0.9%～20.7%和21.9%～47.9%。蔗叶N、K含量与根系N、K含量呈显著或极显著负相关。可见13C脉冲标记影响了甘蔗体内N、P、K的吸收与分配，促进了根系N、K向蔗叶迁移。本研究结果可为甘蔗同位素的高效标记以及标记期间甘蔗的养分管理提供参考依据，并为进一步研究甘蔗秸秆碳在大气-植物-土壤中的周转提供科学材料。
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生物炭对旱坡地宿根甘蔗土壤养分、酶活性及微生物多样性的影响
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析旱坡地宿根甘蔗生长、土壤养分和微生物群落对生物炭的响应，揭示生物炭改良宿根甘蔗土壤的微生态机制，为缓解甘蔗连作障碍、宿根蔗病害及生物炭在甘蔗栽培中的应用提供科学依据。【方法】以旱坡地宿根甘蔗（种植第4年，1年新植3年宿根）为试验材料，设2个处理：不施用生物炭对照（CK）和施用生物炭处理（3 t/ha），分析生物炭对宿根甘蔗土壤养分、酶活性、微生物多样性和甘蔗生长的影响。【结果】与CK相比，施用生物炭可显著增加土壤碱解氮、速效钾和有机质含量（P<0.05，下同），显著提高蔗糖酶和酸性磷酸酶活性。施用生物炭还可改变土壤细菌和真菌分类单元（OTUs）总数，对土壤中各优势细菌门、细菌属相对丰度影响不大，但降低了真菌子囊菌门（Ascomycota）、担子菌门（Basidiomycota）及淀粉藻（Amyloflagellula）和镰刀菌属（Fusarium）相对丰度，增加了接合菌门（Zygomycota）及毛壳菌属（Chaetomium）和被孢霉属（Mortierella）的相对丰度。在甘蔗生长方面，施用生物炭可显著降低甘蔗梢腐病发病率，使甘蔗产量显著提高5.2%。【结论】施用生物炭可改良甘蔗土壤，改变土壤微生物群落结构，增强宿根甘蔗抗梢腐病能力，提高旱坡地宿根甘蔗第4年产量。
关键词： 甘蔗 生物炭 土壤 养分 微生物多样性 梢腐病发病率 产量
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