粉壟耕作促進甘蔗根系生長、養(yǎng)分吸收及增產(chǎn)

趙鈞洋 覃樹濤 常媛 李帆 盧干培 蔣代華 何冰

摘? 要：為探究粉壟耕作不同深度對新植蔗和宿根蔗根系形態(tài)發(fā)育、養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量差異，探索適合的粉壟耕作深度，為推廣粉壟耕作技術(shù)提供理論依據(jù)。本研究以‘桂糖42號’為供試材料進行田間試驗，設(shè)立常規(guī)淺耕、粉壟淺耕、常規(guī)深耕和粉壟深耕4個處理。結(jié)果表明：粉壟淺耕處理下，新植蔗產(chǎn)量比常規(guī)淺耕和常規(guī)深耕處理分別提高了24.9%和12.4%;宿根蔗產(chǎn)量比常規(guī)深耕處理提高了9.7%。相比于粉壟深耕，無論是新植蔗還是宿根蔗，粉壟淺耕均表現(xiàn)出一定的增產(chǎn)趨勢。除粉壟深耕處理的新植蔗糖分略高于其他處理外，其余處理新植蔗和宿根蔗的莖長、莖徑和糖分均無顯著差異。與常規(guī)旋耕相比，粉壟耕作處理下新植蔗分蘗期根系長度、表面積和體積、側(cè)根分支比例，以及中根、粗根比例大小規(guī)律均為粉壟耕作大于常規(guī)耕作粉壟淺耕處理下新植蔗莖和葉部氮、磷、鉀含量高于粉壟深耕，而根部氮、鉀含量低于粉壟深耕。粉壟淺耕處理宿根蔗莖和葉部鈣、硫、鎂、鋅和錳5種中微量元素低于粉壟深耕，根部5種中微量元素含量與粉壟深耕差異不顯著。結(jié)果顯示，粉壟耕作通過促進甘蔗根系生長發(fā)育，改善根系形態(tài)，促進了氮磷鉀等養(yǎng)分元素的吸收，最終提高了甘蔗產(chǎn)量，并且粉壟淺耕的增產(chǎn)效果好于粉壟深耕。

關(guān)鍵詞：粉壟;甘蔗;根系形態(tài);養(yǎng)分吸收;產(chǎn)量中圖分類號：S566.1 ?????文獻標識碼：A

Fenlong Tillage Promotes Sugarcane Root Growth， Nutrient Absorption and Yield Increase

ZHAO Junyang， QIN Shutao， CHANG Yuan， LI Fan， LU Ganpei， JIANG Daihua， HE Bing

College of Agriculture， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530004， China

In order to explore the effects of different depth of Fenlong tillage on root morphological development， nutrient absorption and yield of newly planted sugarcane and perennial sugarcane， and to explore the suitable depth of Fenlong tillage， so as to provide a theoretical basis for popularizing Fenlong tillage technology. In this study， the field experiment was conducted with ‘Guitang 42’ as the test material. Four treatments were established： conventional shallow tillage， Fenlong shallow tillage， conventional deep tillage and Fenlong deep tillage. The results show that： Under the treatment of Fenlong shallow ridge， the yield of newly planted sugarcane was increased by 24.9% and 12.4% respectively compared with the treatment of conventional shallow tillage and the conventional deep tillage; the yield of ratoon cane was increased by 9.7% compared with the conventional deep tillage treatment. Compared with Fenlong deep tillage， whether it is newly planted sugarcane or ratoon cane， Fenlong shallow ridge shows a certain trend of increasing in yield. Except that the sugar content of newly planted sugarcane in the treatment of Fenlong deep tillage was slightly higher than that of other treatments， there was no significant difference in stem length， stem diameter and sugar content between newly planted sugarcane and ratoon sugarcane. Compared with conventional shallow tillage， the root length， surface area and volume of newly planted sugarcane at the tillering stage， the proportion of lateral roots and? branches， and the ratio of middle roots and thick roots under Fenlong tillage are all larger than conventional tillage. The contents of N， P and K in the stems and leaves of newly planted sugarcane under the treatment of Fenlong shallow tillage were higher than those under Fenlong deep tillage， while the contents of N and K in roots were lower than those under Fenlong deep tillage. The five types of calcium， sulfur， magnesium， zinc and manganese in the stems and leaves of ratoon cane under the treatment of Fenlong shallow tillage were lower than those under Fenlong deep tillage， but the content of the trace elements in the roots of the five types was not significantly different from that of the Fenlong deep tillage. The results show that Fenlong can promote the growth and development of sugarcane roots， improve root morphology， promote the absorption of N， P， K and other nutrient elements， and finally improve sugarcane yield. The yield increasing effect of Fenlong shallow tillage is better than Fenlong deep tillage.

Fenlong; sugarcane; root morphology; nutrient absorption; yield

10.3969/j.issn.1000-2561.2022.03.011

甘蔗（）是中國乃至世界上第一大糖料作物。廣西則是我國最大的甘蔗產(chǎn)區(qū)，年均產(chǎn)糖量占全國的67%以上。然而，廣西的甘蔗單產(chǎn)（72.5?t/hm）仍然較低，與秘魯（133.72?t/hm）、埃塞俄比亞（119.57?t/hm）以及埃及（115.33 t/hm）等甘蔗生產(chǎn)國的差距還很大。因此，進一步探索提高甘蔗單產(chǎn)栽培的新方法意義重大。

土壤耕作在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，可以改變土壤的物理性狀，進而影響作物生長和養(yǎng)分吸收。深耕深松栽培技術(shù)種植有利于促進甘蔗苗期生長，提高分蘗率，增加根系和根重，促進后期甘蔗的糖分積累，從而提高甘蔗的產(chǎn)量和品質(zhì)。粉壟栽培技術(shù)是在營造土壤疏松環(huán)境提高旱作物單產(chǎn)有效途徑的理論基礎(chǔ)上，由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院韋本輝研究團隊提出的一種新型耕作技術(shù)。粉壟耕作技術(shù)采用螺旋型鉆頭深入土壤中，垂直旋磨土壤，直至粉碎并自然懸浮成壟。該技術(shù)已在水稻、馬鈴薯、玉米、花生、木薯、桑樹等作物栽培上試驗應(yīng)用。在同等施肥及管理水平下，粉壟較傳統(tǒng)耕作栽培技術(shù)使玉米增產(chǎn)12%～21%、花生增產(chǎn)8%～23%、木薯增產(chǎn)29.22%～63.78%、桑樹增產(chǎn)34.65%～64.71%。

粉壟技術(shù)集成了旋耕和深松的優(yōu)點，打破了犁底層，顯著降低土壤容重，增加孔隙度，改善土層結(jié)構(gòu)，并能使耕層較長時間保持相對深松狀態(tài)。這一土壤環(huán)境的改變，調(diào)節(jié)著甘蔗根系的生長發(fā)育。ZHAI等研究表明，粉壟技術(shù)能夠促進甘蔗根系生長、根系數(shù)量增多、長度和鮮重增加，進而促進甘蔗水分及養(yǎng)分吸收、使莖稈增長增粗，產(chǎn)量增加。然而過多的根系生長可能會形成生長冗余現(xiàn)象，因為作物組建龐大的根系需要消耗大量的光合產(chǎn)物，當甘蔗光合產(chǎn)物較多地分配到根系時，用于莖部的必然減少。李話等研究發(fā)現(xiàn)，大根系品種的小麥籽粒產(chǎn)量顯著小于小根系品種。馬守臣等研究表明，小根系處理小麥籽粒產(chǎn)量均顯著大于大根系處理小麥，與李話等的研究結(jié)果一致。目前，粉壟技術(shù)在甘蔗上的應(yīng)用主要以粉壟深耕為主（耕層深度達40～50?cm），而粉壟技術(shù)誘導(dǎo)形成發(fā)達的根系是否對地上部的生長造成養(yǎng)分競爭關(guān)系、粉壟耕作不同深度對甘蔗的根系發(fā)育、養(yǎng)分吸收和產(chǎn)量形成影響等方面尚缺乏系統(tǒng)研究。本研究設(shè)置了常規(guī)淺耕、粉壟淺耕、常規(guī)深耕以及粉壟深耕4種耕作處理，探討粉壟淺耕對甘蔗根系形態(tài)、各部分養(yǎng)分含量以及產(chǎn)量的影響，為在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣粉壟技術(shù)，提高甘蔗產(chǎn)量提供重要的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

? 材料與方法

材料

試驗于2018—2019年在廣西壯族自治區(qū)南寧市隆安縣那桐鎮(zhèn)大滕村進行。地理位置22°99′N，107°88′E，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均降雨量1301?mm，主要集中在夏季，年平均氣溫21.8℃，年最高月平均氣溫28.4℃，最低月平均氣溫13.2℃。

試驗地為平地，無坡度;前茬作物為南瓜，常年土地利用方式為水稻田，土壤類型為濕熱鐵鋁亞綱的赤紅壤，土壤質(zhì)地名稱為粉質(zhì)壤土。土壤母質(zhì)為第四紀紅土，肥力中等，土壤全氮1.450?g/kg、堿解氮238.57?mg/kg、速效鉀7.30?mg/kg、速效磷180?mg/kg、有機質(zhì)含量30.22?mg/kg，容重1.16?g/cm，pH 4.94，偏酸性。

?方法

1.2.1 ?試驗設(shè)計? 試驗采用間隔重復(fù)設(shè)計，設(shè)置4個處理，CT（常規(guī)淺耕）：采用常規(guī)旋耕機，耕作深度20?cm;FL（粉壟淺耕）：采用粉壟機械，耕作深度20?cm;CT（常規(guī)深耕）：采用常規(guī)旋耕機，耕作深度度40?cm;FL（粉壟深耕）：采用粉壟機械，耕作深度40?cm。重復(fù)4次，隨機排列，共16個小區(qū)。

常規(guī)旋耕采用傳統(tǒng)拖拉機機械;粉壟耕作采用廣西五豐粉壟深耕深松機械（型號：1FSGL- 230）。在實際操作中，如果機械耕作深度為20 cm，受翻動的土層為0～30?cm;如果機械耕作深度為 40?cm，受翻動的土層為0～50?cm。每小區(qū)長×寬= 15?m×6?m，種植5行，行距1.2?m，每處理重復(fù)4次，隨機區(qū)組排列。

供試甘蔗品種為‘桂糖42號’。新植蔗于2018年4月1日下種，為單排雙行種植，種植密度666.7?m約14?400株。宿根蔗在新植蔗砍收后一個月進行松兜管理。每個處理按照當?shù)爻Ｒ?guī)習(xí)慣統(tǒng)一施復(fù)合肥（N∶PO∶KO=15∶15∶15）1600?kg/hm，尿素694?kg/hm，加拿大鉀肥694?kg/hm;新植蔗于2019年1月18日收獲;宿根蔗于2020年1月13日收獲。

1.2.2? 項目測定? （1）田間定位根管測定。土壤采用常規(guī)或粉壟方式耕作后，于種植甘蔗前，將無色透明有機玻璃管（直徑10 cm，長度120 cm）與地面成45°埋入土中，地上封口用黑色薄膜封死，防止雜物進入。種植時將甘蔗種莖橫埋于玻璃管旁。分別在新植蔗分蘗期、伸長期和成熟期3個時期利用原位成像儀（植物根系生長監(jiān)測系統(tǒng)，美國CID，CI-600）進行根管掃描形成圖片。

（2）根系形態(tài)特征測定。每小區(qū)隨機選取一株與其他長勢一致的甘蔗，將甘蔗整個根系挖出。分別用自來水和去離子水依次將根系洗凈。用根系掃描儀（epson scan）掃描，用Win RHIZO軟件分析得到總根長（length）、總根表面積（surf area）、根系平均直徑（average））、總根體積（root volume）、根尖數(shù)（tips））、交叉數(shù)（crossings）和分枝數(shù)（forks），以及不同徑級根分級（root length of different root diameter）指數(shù)。

（3）甘蔗養(yǎng)分含量測定。a. 樣品采集及前處理。常量元素N、P、K含量于采集新植蔗和宿根蔗后進行分析。中微量元素含量于2019年采集宿根蔗進行分析。分別在伸長期和成熟期，將甘蔗整個挖出，分成根、莖和葉三部分，分別用自來水清洗3次，去離子水再沖洗1次，置于105℃烘箱處理殺青0.5 h，轉(zhuǎn)65℃烘干至恒重，存放于通風(fēng)干燥處。烘干后的甘蔗樣品用粉碎機粉碎，過100目篩。b. 常量元素N、P、K測定。參照《土壤農(nóng)化分析》的方法，植物全氮采用半微量開氏法測定;全磷采用NaOH熔融，用鉬銻抗比色法測定;全鉀采用NaOH熔融，用火焰光度法測定。c. 中微量元素Ca、S、Mg、Mn、Zn含量測定。參照王霞等的方法，采用HNO-HO濕消化法進行植物樣品的消解（微波消解儀，CEM公司，MARS）。采用ICP-0ES方法測定各種中微量元素（電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICP，北京聚光科技有限公司，ICP-5000）。

（4）甘蔗產(chǎn)量及品質(zhì)測定。每小區(qū)砍取90?m蔗株，測定小區(qū)實際產(chǎn)量然后折算成單位面積產(chǎn)量。從砍取的甘蔗中隨機選取10株，用卷尺量取地面至最高可見葉環(huán)的高度測定株高;用游標卡尺分別量取蔗莖上、中、下部的莖直徑;使用AMR100數(shù)顯糖度計對甘蔗上、中、下三段進行甘蔗糖分觀測。

數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016、Origin 2018和SPSS 20.0軟件進行數(shù)據(jù)分析;采用Win RHIZO根系分析系統(tǒng)進行甘蔗根系相關(guān)形態(tài)指標分析。

結(jié)果與分析

?不同耕作方式對甘蔗產(chǎn)量及品質(zhì)性狀的影響

由表1可見，不同耕作方式下甘蔗產(chǎn)量及品質(zhì)性狀存在一定差異。對于新植蔗（2018年）2018年新植蔗，粉壟淺耕和粉壟深耕處理的產(chǎn)量分別達114.9?t/hm和103.4?t/hm，二者之間差異不顯著。粉壟淺耕的產(chǎn)量顯著高于常規(guī)淺耕和常規(guī)深耕，分別提高了24.9%和12.4%。對于宿根蔗（2019年），粉壟淺耕和粉壟深耕的產(chǎn)量仍然最高，其次為常規(guī)淺耕，常規(guī)深耕的產(chǎn)量最低。粉壟淺耕的產(chǎn)量比常規(guī)深耕增加了9.7%。粉壟淺耕和粉壟深耕處理的宿根蔗產(chǎn)量無顯著差異。除粉壟深耕處理的新植蔗糖分略高于其他處理外，其余處理新植蔗和宿根蔗的莖長、莖徑和糖分均無顯著性差異。

?不同耕作方式對新植蔗根系形態(tài)特征的影響

2.2.1? 不同耕作方式下分蘗期新植蔗根系形態(tài)指標差異? 由表2可見，在分蘗期，0～20?cm土層的粉壟深耕處理總根長、總表面積、平均直徑和總根體積均最高。其次為粉壟淺耕處理，除根系平均直徑略小于粉壟深耕處理外，其余總根長、總表面積和總根體積均與粉壟深耕持平。常規(guī)深耕和常規(guī)淺耕的總根長、總表面積和平均直徑均顯著低于粉壟深耕，但總根體積差異不顯著。粉壟耕作也顯著促進了甘蔗側(cè)根萌發(fā)和生長，以0～20?cm土層為例，粉壟深耕處理組的根尖數(shù)、分支數(shù)和交叉數(shù)分別比常規(guī)深耕處理組增加47.7%、115.2%和146.9%，粉壟淺耕處理組的根尖數(shù)、分支數(shù)和交叉數(shù)分別比常規(guī)淺耕處理組增加79.8%、118.3%和111.4%。在20～40?cm土層根系數(shù)量明顯少于0～20?cm土層，各處理間根系側(cè)根特征表現(xiàn)出與0～20?cm土層相似的差異規(guī)律（表3）。

2.2.2? 不同耕作方式下分蘗期新植蔗根系分級差? 根據(jù)根的直徑大小，將整株根系劃分為細根（0～0.5?mm）、中根（1.0～1.5?mm）和粗根（>1.5?mm）。從整體上看，甘蔗根系以細根為主，占總根系的80%以上，其次為中根，約占10%;粗根所占比例最低，僅約1%。在0～20 cm土層，4種耕作技術(shù)處理下甘蔗根系各個徑級的根長均是粉壟耕作處理高于常規(guī)旋耕（表4）。與常規(guī)耕作相比，粉壟耕作處理組的細根、中根和粗根根長分別增加了106.8%～230.0%，58.0%～163.0%和41.1%～176.7%。除粉壟淺耕的中根根長略低外，粉壟淺耕和粉壟深耕在0～20?cm土層的細根和粗根根長均無顯著差異。從不同徑級根系比例分析，與常規(guī)耕作相比，粉壟耕作顯著減少了細根比例，增加了中根和粗根比例。與粉壟淺耕相比，粉壟深耕的細根比例更低，而中根和粗根比例更高。20～40?cm土層的總根長低于0～20?cm土層，粉壟耕作在20～40?cm土層對根系粗細分級比例的影響與0～20?cm土層類似（表4）。

不同耕作方式下新植蔗的根系定位根管觀測

從田間根管直接觀測結(jié)果（圖1）看，在甘蔗成熟期，所有處理均能清晰地觀察到甘蔗根系，粉壟淺耕和粉壟深耕處理下的根系較多，分布密，并與常規(guī)淺耕和常規(guī)深耕有著明顯的差異。

不同耕作方式對甘蔗根系養(yǎng)分含量的影響

2.4.1? 不同耕作方式對甘蔗氮含量的影響? 無論對于新植蔗還是宿根蔗，甘蔗根部伸長期氮含量與成熟期差異均不大，但莖和葉部的伸長期氮含量均高于成熟期（圖2，圖3）。伸長期和成熟期的甘蔗氮含量均表現(xiàn)為根<莖<葉。4種耕作方式對根部、莖和葉部氮含量的影響存在差異。對于根部氮含量，新植蔗表現(xiàn)為粉壟深耕處理最高，其次為粉壟淺耕和常規(guī)深耕，常規(guī)淺耕處理最低;宿根蔗表現(xiàn)為粉壟淺耕處理最高，其次為常規(guī)深耕，常規(guī)淺耕和粉壟深耕處理較低。在莖部和葉部，新植蔗表現(xiàn)為粉壟淺耕處理的氮含量最高，宿根蔗為粉壟深耕處理的氮含量最高。以伸長期為例，粉壟淺耕處理下新植蔗莖部氮含量分別為常規(guī)淺耕、常規(guī)深耕和粉壟深耕的1.73倍、1.44倍、1.39倍，葉部氮含量分別為常規(guī)淺耕、常規(guī)深耕和粉壟深耕的1.20倍、1.14倍、1.09倍;粉壟淺耕處理下宿根蔗根部氮含量分別為常規(guī)淺耕、常規(guī)深耕和粉壟深耕的1.13倍、1.09倍、1.12倍。

2.4.2? 不同耕作方式對甘蔗磷含量的影響? 與氮素相似，無論對于新植蔗還是宿根蔗，甘蔗伸長期和成熟期磷含量同樣表現(xiàn)為根<莖<葉。根部磷含量為伸長期低于成熟期，而莖和葉部磷含量為伸長期高于成熟期（圖4，圖5）。4種耕作方式對甘蔗中磷的吸收和分布存在不同的影響。對于根系磷含量，在伸長期，新植蔗表現(xiàn)為粉壟深耕處理最高，相對于常規(guī)淺耕、粉壟淺耕及常規(guī)深耕根系磷含量分別提高了49.5%、34.9%和16.2%，宿根蔗表現(xiàn)為粉壟淺耕處理最高，與常規(guī)淺耕、粉壟淺耕及常規(guī)深耕相比無明顯差異;在成熟期，新植蔗和宿根蔗均表現(xiàn)為粉壟淺耕處理最高。對于莖部磷含量，在伸長期，新植蔗表現(xiàn)為粉壟淺耕處理最高，與常規(guī)深耕和粉壟深耕相比無顯著差異，宿根蔗則為粉壟深耕處理最高，與常規(guī)深耕和粉壟淺耕相比無顯著差異;在成熟期，4個處理下新植蔗和宿根蔗均無顯著差異。對于葉部磷含量，在伸長期，新植蔗表現(xiàn)為粉壟淺耕處理最高，其次為粉壟深耕。粉壟淺耕和粉壟深耕處理顯著高于常規(guī)淺耕，分別提高了33.6%和38.3%，宿根蔗為粉壟深耕處理最高，但與常規(guī)淺耕、粉壟淺耕以及常規(guī)深耕相比無明顯差異;在成熟期，新植蔗為粉壟淺耕處理最高，并顯著高于常規(guī)淺耕、常規(guī)深耕和粉壟深耕，分別提高了33.6%、55.8%和38.3%，宿根蔗則為粉壟深耕處理最高，并顯著高于常規(guī)淺耕、常規(guī)深耕和粉壟淺耕，分別提高了31.0%、21.8%和27.4%。

2.4.3 ?不同耕作方式對甘蔗鉀含量的影響? 與氮素和磷素不同，新植蔗伸長期莖和葉部鉀含量高于根部，成熟期為根部高于莖和葉部。而宿根蔗伸長期和成熟期鉀含量則表現(xiàn)為根<莖<葉（圖6，圖7）。對于根部鉀含量，新植蔗在伸長期和成熟期均以常規(guī)淺耕處理組最低，粉壟深耕處理組最高，為常規(guī)淺耕處理組的0.29～0.59倍。粉壟淺耕，常規(guī)深耕處理組鉀含量顯著高于常規(guī)淺耕處理組，但與粉壟深耕差異不顯著，而宿根蔗在伸長期和成熟期均為粉壟淺耕處理最高，其次為常規(guī)淺耕，常規(guī)深耕和粉壟深耕。對于莖部鉀含量，新植蔗在伸長期和成熟期均為粉壟淺耕處理最高，以伸長期為例，粉壟淺耕處理的莖部鉀含量分別為常規(guī)淺耕、常規(guī)深耕和粉壟深耕的1.44倍、1.3倍2和1.14倍，宿根蔗在伸長期和成熟期均為粉壟深耕處理組最高，為常規(guī)淺耕處理組的1.04～1.12倍。對于葉部鉀含量，新植蔗在伸長期和成熟期均為粉壟淺耕處理最高，以伸長期為例，粉壟淺耕處理的葉部鉀含量分別為常規(guī)淺耕、常規(guī)深耕和粉壟深耕的1.47倍、1.34倍和1.11倍，而宿根蔗在4個處理組下均無顯著差異。

2.4.4? 不同耕作方式對宿根蔗中微量元素含量的影響? 宿根蔗中5種中微量元素的含量由高到低分別為鈣>硫>鎂>錳>鋅。不同處理組葉和莖的5種元素含量差異較大，但在根部各處理組差異不顯著。不同時期葉和莖中5種元素含量均表現(xiàn)為粉壟深耕>粉壟淺耕>常規(guī)深耕>常規(guī)淺耕，其中成熟期各處理間的差異大于伸長期。以成熟期葉部為例，除4個處理錳含量差異不顯著外，其余4種元素均以粉壟深耕為最高，其中鈣、硫、鎂和鋅含量分別為粉壟淺耕的88.1%，16.6%，41.5%和19.8%;常規(guī)深耕和常規(guī)淺耕處理組4種元素均低于粉壟深耕和粉壟淺耕處理組（表5）。

?討論

本研究發(fā)現(xiàn)，粉壟耕作下新植蔗和宿根蔗莖長和莖徑及產(chǎn)量均高于常耕處理。粉壟淺耕處理組的產(chǎn)量與粉壟深耕處理組無顯著性差異，但粉壟淺耕處理兩年累計產(chǎn)量明顯高于粉壟深耕處理組。說明無論是深耕還是淺耕，粉壟處理甘蔗產(chǎn)量均高于常規(guī)耕作，而且粉壟淺耕處理的增產(chǎn)效果略優(yōu)于粉壟深耕處理。

作物產(chǎn)量與作物根系發(fā)育有著密切聯(lián)系，進一步提高農(nóng)作物生產(chǎn)力必須培育良好的根系。已有研究表明，粉壟有助于促使玉米、花生、木薯、桑樹的根系生長。韋本輝等指出粉壟栽培有效促進了甘蔗根系的伸長，使甘蔗根系的數(shù)量、鮮重均有所增加。本研究發(fā)現(xiàn)，粉壟條件下甘蔗20～40?cm土層總根長以及中根、粗根比例均高于常規(guī)耕作。相比而言，粉壟深耕總根長及中根、粗根比例高于粉壟淺耕。說明與常規(guī)耕作相比，粉壟耕作促進根系萌發(fā)和生長，誘導(dǎo)形成更多的中根和粗根，使根系能深入更深土層，更為發(fā)達。根系發(fā)育除受基因控制之外，還受土壤通氣性、溫度、濕度及含水量等土壤環(huán)境的影響。土壤緊實度越高，根系生長可以獲得的土壤體積越少。深耕深松措施可打破土壤犁底層，改善土壤物理環(huán)境，改善了根系生長的生態(tài)條件，促進了較深層根系的發(fā)育，提高水肥利用率和作物產(chǎn)量。而粉壟耕作改善土壤微形態(tài)，使土壤比表面積增大、孔隙分布增加，增加機械穩(wěn)定性團聚體，從而促進了作物根系的發(fā)育。粉壟耕作后深層土壤中有機質(zhì)、速效養(yǎng)分、微量元素的有效含量均會有所增加。本研究發(fā)現(xiàn)，與常規(guī)旋耕相比，粉壟耕作可以顯著提高新植蔗和宿根蔗莖和葉部的氮磷鉀含量和鈣、硫、鎂、錳和鋅5種中微量元素含量。綜上所述，粉壟耕作誘導(dǎo)根系中、粗根發(fā)育，促進根系向深層生長，一方面由于粉壟耕作增加土壤孔隙度，使根系更容易向下生長;另一方面由于粉壟耕作促進深層土壤有效養(yǎng)分活化，促進根系對土壤養(yǎng)分的吸收，進一步誘導(dǎo)根系生長和伸長。由于粉壟耕作的根系更為發(fā)達，莖和葉部養(yǎng)分含量更高，因此獲得比常耕處理更高的產(chǎn)量。

莖尖和根尖是甘蔗2個主要的生長點，當甘蔗吸收養(yǎng)分和光合產(chǎn)物用于根系較多時，分配到莖部的必然減少。對于新植蔗來說，粉壟淺耕處理莖和葉部的氮磷鉀含量普遍高于粉壟深耕處理;而根部除磷含量以外，氮和鉀含量均表現(xiàn)為粉壟淺耕低于粉壟深耕。說明粉壟淺耕甘蔗吸收的養(yǎng)分主要供與地上部生長，而粉壟深耕甘蔗吸收的養(yǎng)分主要向下運輸至根部以供根部的擴張。由于粉壟深耕新植蔗產(chǎn)量低于粉壟淺耕，推測其原因可能是粉壟深耕使根系更為發(fā)達，生長需要大量養(yǎng)分，誘導(dǎo)養(yǎng)分向根系轉(zhuǎn)移，相對減少向地上部的養(yǎng)分分配。在第二年，甘蔗根系的中、粗根生長基本完成，發(fā)達根系可吸收更多養(yǎng)分，宿根蔗主要生長點為莖尖，誘導(dǎo)更多養(yǎng)分向上運輸至地上部，因此粉壟深耕處理宿根蔗莖和葉部的氮磷鉀含量以及5種中微量元素均普遍高于粉壟淺耕處理或與之持平，使宿根蔗粉壟深耕產(chǎn)量與淺耕處理相當。

綜上所述，粉壟耕作可通過促進根系生長發(fā)育，改善根系形態(tài)，提高地上部養(yǎng)分含量，使甘蔗有效莖數(shù)、蔗汁蔗糖、蔗糖含量都有所提升，最終促使甘蔗增產(chǎn)。相較于粉壟深耕，粉壟淺耕新植蔗產(chǎn)量更高，而實際上粉壟淺耕的耕作深度可達30?cm，這已經(jīng)使甘蔗根系和地上部發(fā)育達到一個良好協(xié)調(diào)的狀態(tài)。

參考文獻

1. 韋本輝， 甘秀芹， 陳保善， 申章佑， 俞&nbsp; 建， 寧秀呈， 陸柳英， 韋廣潑， 胡? 泊， 莫潤秀， 李艷英， 吳延勇. 粉壟整地與傳統(tǒng)整地方式種植玉米和花生效果比較[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011， 39（6）： 3216-3219.WEI B H， GAN X Q， CHEN B S， SHEN Z Y， YU J， NING X C， LU L Y， WEI G P， HU B， MO R X， LI Y Y， WU Y Y. Comparison of planting corn and peanuts by powder ridge land preparation and traditional land preparation[J]. Anhui Agricultural Science， 2011， 39（6）： 3216-3219. （in Chinese）
2. 王? 霞， 趙? 樺， 閆? 蕊. 微波消解-ICP-OES法測定山麥冬中無機元素[J]. 陜西理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2017， 33（5）： 74-80.WANG X， ZHAO H， YAN R. Determination of inorganic elements in by microwave digestion ICP-OES[J]. Journal of Shaanxi University of Technology （Natural Science Edition）， 2017， 33 （5）： 74-80. （in Chinese）
3. DUAN X J， JIN K M， DING G D， WANG C， CAI H M， WANG S L， WHITE P J， XU F S， SHI L. The impact of different morphological and biochemical root traits on phosphorus acquisition and seed yield of [J]. Field Crops Research， 2020， 258： 107960.