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期刊信息/Journal information
南方农业学报
广西壮族自治区农业科学院
南方农业学报

广西壮族自治区农业科学院

李杨瑞

月刊

2095-1191

nfnyxb@163.com

0771-3243905、3244920

530007

广西南宁市大学东路174号

南方农业学报/Journal Journal of Southern AgricultureCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由广西农业科学院主办的综合性农业科技期刊，主要报道农业科研新成果、新技术、新方法，农业生产新经验、新产业等。
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    基于转录组的赤斑白条天牛嗅觉相关基因分析

    杨华芳张祖兵朱家颖柏天琦...
    699-709页
    查看更多>>摘要：[目的]鉴定赤斑白条天牛(Batocera rufomaculata)嗅觉相关基因，筛选其中的差异表达基因(DEGs)，为探明赤斑白条天牛嗅觉机制和基于嗅觉识别的天牛生物防治新途径研究提供理论支撑。[方法]采用Illumina NovaSeq 6000测序平台对赤斑白条天牛触角、跗节和残体进行转录组测序，利用测序数据组装、注释、数据库序列检索、序列比对及差异基因分析等生物信息学分析方法挖掘嗅觉相关基因。[结果]转录组测序共获得137405条Unigenes，平均长度774 bp，N50为1462 bp，GC含量42。93%。通过同源比对共鉴定出289个嗅觉基因，包括45个OBPs、22个CSPs、50个ORs、20个IRs、26个GRs、7个SNMPs、8个CXEs、82个CYPs、19个AOXs和10个GSTs基因。通过比较所有样本的转录组，共筛选到 8861个DEGs，其中2713个上调表达、6148个下调表达。基因功能注释和信号通路富集分析结果表明，有3613个DEGs注释到GO功能的生物学过程、细胞组分和分子功能，其中以生物学过程的占比最高，为34。87%;有4002个DEGs注释到KEGG数据库，参与96条通路。进一步对嗅觉基因进行分析发现，有114个嗅觉基因表达差异显著，其中79个上调表达、35个下调表达;OBP22、OBP29、CSP10、CSP15、SNMP1、OR41、CXE2和CYP10基因在触角中的表达量均高于其他组织，CSP10和CSP15基因在雌虫中偏好表达，CYP34基因在雄性中偏好表达，且在跗节中高表达。[结论]筛选到赤斑白条天牛OBPs、CSPs、ORs、IRs、GRs、SNMPs、CXEs、CYPs、AOXs和GSTs等嗅觉相关基因。推测触角中高表达的OBPs和CSPs基因对赤斑白条天牛雌雄虫识别同类异性释放的信息素或寄主植物释放的挥发物起关键作用，在雌虫中偏好表达的CSPs基因可能在雌虫寻找产卵场所过程中发挥重要作用。

    赤斑白条天牛转录组高通量测序嗅觉相关基因差异基因

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    芒果点斑螟不同发育阶段转录组及保幼激素和蜕皮激素相关基因分析

    彭鹏唐莹莹覃昱茗杨世安...
    710-720页
    查看更多>>摘要：[目的]探明芒果点斑螟(Citripestis eutraphera)不同发育阶段的转录组差异，挖掘保幼激素(JH)和蜕皮激素(Ecd)合成等生长发育相关基因，为芒果点斑螟特异性防治和研发环保型生长调节类杀虫剂打下基础。[方法]利用高通量测序技术对芒果点斑螟幼虫、蛹和成虫进行转录组测序、数据组装、功能注释和比较分析，筛选出JH和Ecd合成相关基因，并通过实时荧光定量PCR进行验证。[结果]芒果点斑螟幼虫、蛹和成虫3个阶段共组装得到254154条Unigenes。幼虫与蛹阶段比较筛选出10688个差异表达基因(DEGs)，幼虫与成虫阶段比较筛选出10041个DEGs，蛹与成虫阶段比较筛选出12896个DEGs;将DEGs进行Nr数据库比对，结果显示与脐橙螟蛾(Amyelois transitella)的序列相似度最高;进行GO功能注释分析，共注释到61266条Unigenes，各发育阶段芒果点斑螟的DEGs多富集在细胞结构体、细胞过程、催化活性和结合等过程;在KEGG数据库中共有14731条Unigenes得到注释，涉及147个代谢通路，DEGs富集在代谢过程、核糖体和氧化磷酸化过程等通路的数目较多，筛选出49条Unigenes涉及JH和Ecd合成相关基因，对DIB、JHAMT、FPPP、ALDH-1和ALDH-2等5个DEGs进行实时荧光定量PCR分析，结果ALDH-1、ALDH-2DIB和DIB在蛹期高表达，且相对表达量显著高于其他时期(P<0。05，下同)，FPPP和JHAMT在幼虫期低表达且相对表达量显著低于其他时期。[结论]基于转录组分析获得不同发育阶段芒果点斑螟的DEGs多富集在细胞结构体、细胞过程、催化活性和结合等过程，且主要富集在代谢相关通路中;筛选出49条与JH和Ecd合成相关的基因，DIB、JHAMT、FPPP、ALDH-1和ALDH-2等基因在芒果点斑螟不同发育阶段表达差异显著，可能在芒果点斑螟生长发育中发挥重要作用。

    芒果点斑螟转录组基因注释保幼激素蜕皮激素

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    基于转录组测序的菜心茎尖组织开花相关基因差异表达分析

    王帷千龚泽平陈妍娜李荣华...
    721-732页
    查看更多>>摘要：[目的]基于转录组测序数据分析鉴定调控菜心抽薹开花相关的候选基因及信号通路，为今后阐明菜心抽薹开花调控分子机制及选育不同熟性菜心品种提供理论参考。[方法]对四九-19号(早熟型)和80天油绿(晚熟型)菜心的七叶期和现蕾期茎尖组织进行转录组测序，比较不同熟性菜心品种间及不同生长时期间的差异表达基因(DEGs)，并对其进行GO功能注释及KEGG信号通路富集分析，结合FLOR-ID和UniProt数据库筛选出不同熟性菜心参与调控抽薹开花时间的候选基因及信号通路，通过实时荧光定量PCR验证转录组数据的可靠性。[结果]菜心茎尖组织转录组测序数据为81。93 Gb，经质控过滤后得到536679570条Clean reads，GC含量为47。24%～47。63%，Q20为97。11%～98。00%，Q30为91。97%～94。11%，平均87。98%的Clean reads比对上参考基因组。四九-19号菜心的七叶期和现蕾期间有1965个DEGs，80天油绿菜心的七叶期和现蕾期有6007个DEGs。GO功能注释结果显示，涉及分子功能的DEGs最多，主要注释为蛋白质二聚化活性、血红素结合和四吡咯结合等;其次是生物学过程，主要注释为小分子代谢过程、脂质代谢过程和离子运输等过程;细胞成分类别中，DEGs主要注释为核糖体、细胞器部分、染色体、核小体、蛋白质-DNA复合物和DNA包装复合体。KEGG信号通路富集结果显示，四九-19号菜心七叶期和现蕾期间的DEGs显著(Padj<0。05，下同)富集在光合生物中的碳固定及角质、木栓质和蜡生物合成等通路;80天油绿菜心七叶期和现蕾期间的DEGs显著富集在苯丙素生物合成、DNA复制和植物激素信号转导等通路。四九-19号和80天油绿菜心品种间有750个DEGs，其中16个为开花相关基因，涉及光周期途径、自主途径、赤霉素途径、春化途径、温度途径和年龄途径等，部分开花基因在2个菜心品种中表达量存在明显差异。实时荧光定量PCR检测结果与转录组测序结果相关性较强。[结论]菜心抽薹开花过程受到光周期途径、自主途径和赤霉素途径等关键途径调控，同时受到春化途径、温度途径和年龄途径的影响。虽然2个不同熟性菜心品种开花调控所涉及的途径基本相同，但开花调控途径中的基因响应不一致，导致二者开花时间存在差异。

    菜心茎尖组织转录组差异表达基因(DEGs)开花调控

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    禾谷镰刀菌醛脱氢酶(ALDH)基因敲除突变体的转录组分析

    唐磊翟焕趁葛锦雯张帅兵...
    733-744页
    查看更多>>摘要：[目的]对野生型PH-1菌株和醛脱氢酶(ALDH)基因FGSG_04194敲除突变体(ΔFg04194)进行转录组测序，分析禾谷镰刀菌ALDH调控菌丝生长和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)生成情况，为深入探究禾谷镰刀菌ALDH的生物学功能、DON生成机制及致病机理提供了理论依据。[方法]接种禾谷镰刀菌野生型PH-1、ΔFg04194突变体和基因回补突变体(ΔFg04194-C)菌株至CM培养基和小麦基质中，分析FGSG_04194基因对菌丝生长和DON生成的影响。利用高通量转录组测序技术对野生型PH-1菌株和ΔFg04194突变菌株在CM培养基中培养72 h的菌丝进行转录组测序，对筛选出的差异表达基因(DEGs)进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析，利用实时荧光定量PCR对转录组测序结果进行验证。[结果]ΔFg04194突变体的菌落直径和生成的DON含量较野生型PH-1和ΔFg04194-C突变体菌株显著减少(P<0。05，下同)。野生型PH-1和ΔFg04194突变体转录组原始数据经过滤后获得34。9 Gb Clean data，共鉴定出329个DEGs，其中263个基因表达显著上调，66个基因表达显著下调。GO功能注释结果显示，DEGs显著富集在质膜成分、碳水化合物代谢和物质转运过程等条目上。KEGG信号通路富集分析显示，DEGs显著富集在碳水化合物代谢通路、氨基酸代谢通路、脂质代谢、能量代谢、生物降解代谢通路、细胞生长和死亡相关途径、信号转导途径等。将FGSG_04194基因调控下有代表性的DEGs分成五大类:几丁质合成相关的基因、跨膜转运蛋白相关的基因、转录因子相关基因、脂质代谢相关基因和能量代谢相关的基因。ΔFg04194突变体的ATP含量显著高于野生型PH-1和ΔFg04194-C突变体。运用实时荧光定量PCR检测7个DEGs的表达情况，其结果与转录组测序结果基本一致。[结论]FGSG_04194影响禾谷镰刀菌的菌丝生长和DON生成，并在ATP生成中起负调控作用，其机制可能与调控转录因子的表达、调控脂类代谢、氨基酸代谢和能量代谢等通路有关。

    禾谷镰刀菌醛脱氢酶转录组测序差异表达基因

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    伊丽莎白安格斯三角梅转录组的SSR、SNP和InDel特征分析

    孙利娜林茂黄旭光陈尔...
    745-753页
    查看更多>>摘要：[目的]基于转录组测序数据分析伊丽莎白安格斯三角梅SSR、SNP和InDel位点特征，为开发三角梅分子标记、选育无刺或少刺品种、品种鉴定及亲缘关系分析提供理论依据。[方法]以伊丽莎白安格斯三角梅3个时期的枝刺和茎段为材料，对其进行转录组测序，采用Trinity对获得的高质量测序数据进行序列组装，利用MISA和GATK3对SSR、SNP和InDel进行特征分析。[结果]18个样本转录组测序平均获得45905982 bp Raw data，质控过滤后获得45640193 bp Clean data，拼接后获得312812条转录本和144512条Unigenes，有54516个SSR位点分布于40820条Unige-nes上，发生频率为28。25%，平均分布距离为2。67 kb，包含1个以上SSR位点的Unigenes 10269条，占Unigenes总数的4。25%。在重复基元类型中，单核苷酸、二核苷酸和三核苷酸重复数量占优势，其中单核苷酸重复数量最多(39904个，占比73。20%)，其次为二核苷酸重复(8169个，占比14。98%)和三核苷酸重复(5899个，占比10。82%)，五核苷酸重复最少(31个，占比0。06%)。单核苷酸～六核苷酸重复类型共检测到98种重复基元，出现频率为0。01%～25。71%，其中出现频率最高的基元为A/T(37151个)，占SSR位点总数的68。15%。SSR各类型重复基元的重复次数集中在5～23次，SSR序列的长度10～60 bp，平均长度为20。38 bp。共检测到231248个SNP位点和99580个InDel位点，其中SNP位点平均分布距离为1。59 kb，InDel位点平均分布距离为0。68 kb，且均以含1个位点的Unigenes数量最多，Unigenes数量随SNP和InDel位点数量的增加而逐渐减少。[结论]伊丽莎白安格斯三角梅转录组中SSR位点数量多、类型丰富，分布特征明显，可用于开发大量SSR标记，SNP和InDel位点发生频率低于模式植物，有待深度挖掘。

    伊丽莎白安格斯三角梅转录组SSRSNPInDel

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    不同含油量油梨果肉的转录组、生理生化和细胞学水平差异分析

    施学东王步天杨学虎赵维峰...
    754-765页
    查看更多>>摘要：[目的]分析不同含油量油梨果肉的转录组、生理生化和细胞学水平差异，为挖掘油梨果肉脂肪酸合成过程的相关基因及油梨新品种选育提供参考依据。[方法]以3个油梨品种Hass、RL-1和RL-2成熟果肉为试验材料，采用Illumina HiSeq 2500测序平台完成测序，以|log2 Fold Change|>1和P<0。05为标准，通过DEGseq(v2)获得差异表达Unigenes，通过韦恩图和火山图分析3个比较组(RL-1 vs Hass、RL-2 vs Hass和RL-2 vs RL-1)差异表达Unigenes，并进行GO功能注释、KEGG信号通路富集和聚类分析，采用实时荧光定量PCR验证转录组测序结果，测定3个油梨品种的含油量，采用激光共聚焦技术在40倍物镜下观察油梨成熟果肉中的油体。[结果]3个油梨品种成熟果肉的转录本中，在至少2个样品间有显著差异的Unigenes共19007条(P<0。05，下同);在3个比较组间相对表达量有明显差异的Unigenes共3000个。在RL-2 vs Hass比较组中有9个功能条目显著富集，RL-1 vs Hass比较组中只有细胞组分类别下的3个功能条目显著富集;仅2个KEGG信号通路在RL-2 vs Hass比较组中显著富集。筛选到32条参与油梨果肉脂肪酸合成的差异表达Unigenes;聚类分析结果显示，差异表达Unigenes表达模式分为2组。实时荧光定量PCR验证结果表明转录组测序数据可靠。3个油梨品种成熟果肉含油量排序为Hass>RL-2>RL-1，油梨果肉油体差异观察结果显示，Hass成熟果肉中油体较大，最大的直径达15～20 μm。[结论]筛选到与油梨果肉脂肪酸成分合成相关的32条差异表达Unigenes，其中5条Unigenes[PaPDH(E1β)、PaACP4-1、PaACP4-2、PaSAD(FAB2)和PaFaTA]在3个油梨品种成熟果肉中的相对表达量较高。

    油梨果肉脂肪酸油体转录组

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    菜心响应高温胁迫的转录组分析与基因挖掘

    江定李光光袁凡崇雷世康...
    766-783页
    查看更多>>摘要：[目的]探索菜心响应高温胁迫的转录组分析及基因挖掘，为筛选响应高温胁迫的菜心耐热基因及耐热菜心分子育种提供参考依据。[方法]以菜心耐热品种四九-19号和热敏品种特青迟心4号2个耐热性差异明显的菜心品种为试验材料，经高温(42℃)胁迫处理后，对植株地上部和地下部共24个样本基因进行转录组测序，筛选出差异表达基因(DEGs)，利用COG、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swiss-Prot、eggNOG和Nr生物数据库中对DEGs进行功能注释，筛选响应高温胁迫的热激转录因子和热激蛋白，同时利用实时荧光定量PCR验证重要基因表达情况，并分析其启动子区顺式作用元件。[结果]通过RNA-Seq在24个样本中共获得207。18 Gb的Clean bases和47462个DEGs;8个功能注释数据库均得到注释的仅2663个DEGs，Nr数据库中得到注释的DEGs最多，为47324个，占比99。71%;4个样本比较组中剔除重复DEGs，获得15761个DEGs。GO功能注释结果显示，DEGs富集到生物过程、细胞组分和分子功能三大类;KEGG信号通路富集结果表明，植物激素信号转导、碳代谢和氨基酸的生物合成信号通路最为富集。在|log2 Fold Change|≥8且P<0。001的高DEGs筛选标准下，4个比较组有141个DEGs共表达，38个基因在四九-19号菜心特有表达，54个基因在特青迟心4号菜心特有表达;采用Nr、Pfam和Swiss-Prot等数据库对2个菜心品种共有表达和特有表达的共233个DEGs进行功能注释分析，获得响应高温胁迫9个热激转录因子基因和25个热激蛋白基因;最终筛选出10个与响应高温胁迫高度相关的DEGs;10个DEGs的实时荧光定量PCR验证结果显示，基因表达趋势与RNA-Seq数据结果一致;通过启动子区顺式作用元件分析结果显示，10个DEGs存在多种响应环境和激素信号的顺式作用元件。[结论]筛选获得10个与响应高温诱导相关且显著上调的重要候选基因，其启动子区域含有多种响应环境和激素信号的顺式作用元件。

    菜心高温胁迫转录组测序差异表达基因(DEGs)基因挖掘

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    品种对三七根系构型的影响及其与品质的关系

    王梦琦魏富刚夏青杨绍周...
    784-793页
    查看更多>>摘要：[目的]分析不同品种三七的根系形态指标及主根皂苷含量差异，探究根系形态特征与三七生物量及皂苷含量和累积量的关系，为基于三七根系形态特征的高品质三七品种选育提供理论依据。[方法]以苗乡三七1号(M1)、苗乡7号(M7)、苗乡8号(M8)和文院紫七1号(Z1)4个三七品种的2年生植株为研究对象，利用根系扫描仪测定三七的根系形态指标，通过高效液相色谱法测定三七主根中主要皂苷的含量，同时测定三七的地上部和地下部生物量，并分析根系形态指标与三七生物量、根冠比及皂苷含量和累积量的相关性。[结果]不同三七品种的地上部、地下部生物量及根冠比存在一定差异，其中Z1的地上部鲜重最高，M1的地下部鲜重和干重最高，而M8的根冠比最大;不同三七品种的根系形态特征也存在差异，M7、M8和Z1的总根长、总根尖数和分枝数均显著大于M1(P<0。05，下同)，M7和Z1的总根表面积显著大于M1;不同三七品种主根中的皂苷含量及累积量，以Z1主根中三七皂苷R1、人参皂苷(Rg1、Rb1和Rd)及总皂苷含量最高，以M1主根中各单体皂苷累积量及总皂苷累积量最高。相关分析结果表明，总根表面积、根平均直径、总根体积等根系形态指标与三七地上部和地下部生物量及皂苷累积量均呈正相关，且粗根(根直径>2 mm)根表面积、根体积与三七地上部和地下部生物量及皂苷累积量的相关性大于细根(根直径≤2 mm)。[结论]不同三七品种的根系形态特征、生物量、皂苷含量及累积量存在一定差异，且三七的总根表面积、根平均直径、总根体积等根系形态指标与三七的生物量和皂苷累积量关系密切，良好的根系形态特征对三七生长和品质形成至关重要。

    三七品种根系形态皂苷累积量品质

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    毛竹林林下种植中药材对土壤有效态中、微量营养元素的影响

    朱瀚卿丁苏雅马姜明谭一波...
    794-802页
    查看更多>>摘要：[目的]探究毛竹林林下种植中药材对土壤有效态中、微量营养元素的影响，为毛竹林林下种植土壤养分资源管理及我国南方竹产区林药复合经营模式的推广提供科学参考。[方法]以广西桂林漓江源区毛竹人工林林下种植的3种中药材样地为研究对象，采用完全随机区组设计，设4个处理，即未种植中药材的毛竹林对照、林下种植黄花倒水莲(Polygala fallax)、林下种植多花黄精(Polygonatum cyrtonema)、林下种植草珊瑚(Sarcandra glabra)，在种植后的第2年测定土壤基本理化性质和中、微量营养元素有效态含量，分析其相关性，明确毛竹林林下种植不同中药材土壤中、微量营养元素的变化及其主要影响因素。[结果]毛竹林林下种植中药材降低了土壤容重、总碳和有效磷含量，增加了可溶性有机碳和微生物生物量碳、氮、磷含量，种植多花黄精对上述指标的影响相对较大，除微生物生物量氮外均与对照差异显著(P<0。05，下同);林下种植多花黄精和草珊瑚显著降低了土壤交换性钙和交换性镁含量，而种植黄花倒水莲和草珊瑚显著增加了土壤有效硫含量;林下种植中药材显著增加了土壤有效锌含量，显著降低了土壤有效钼含量，种植多花黄精和草珊瑚也显著增加了土壤有效锰含量，而种植3种中药材对土壤有效铁和有效铜含量无显著影响(P>0。05，下同)，种植多花黄精和草珊瑚对土壤微量营养元素有效态含量的影响大于种植黄花倒水莲。相关分析结果表明，土壤中量营养元素钙、镁、硫有效态含量主要受土壤容重、有效磷及微生物生物量碳和磷影响，而微量营养元素铁、锰、铜、锌、钼有效态含量除受以上因素影响外，还与土壤pH及中量营养元素钙和镁有效态含量有关。[结论]土壤中、微量营养元素有效态含量对毛竹林林下种植不同中药材的响应存在较大差异，林下种植多花黄精对土壤养分的影响最大，种植黄花倒水莲和草珊瑚次之。在毛竹林林下种植中药材实践中需适当补充中、微量营养元素，尤其是钙镁肥的供应，且需根据种植中药材的种类采取不同施肥策略。

    毛竹林中药材土壤养分中微量元素影响因素

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    不同蔗叶生物炭施用量对甘蔗产量及养分吸收利用的影响

    杨梦乐彭嘉宇桂意云沈小微...
    803-811页
    查看更多>>摘要：[目的]研究蔗叶源生物炭不同施用量对甘蔗产量及氮磷钾养分吸收利用的影响，以期为蔗叶生物炭在甘蔗生产中的科学施用及实现养分高效利用提供理论依据。[方法]于2021-2022年开展田间试验和15N同位素示踪桶栽试验，以桂柳05136和桂糖42为供试品种，设CK(对照，不施蔗叶生物炭)、T1(蔗叶生物炭用量2。7 t/ha)、T2(蔗叶生物炭用量5。4 t/ha)和T3(蔗叶生物炭用量10。8 t/ha)4个处理，对比分析不同蔗叶生物炭用量对甘蔗收获期蔗茎和蔗叶产量、氮磷钾养分含量和吸收累积量、氮肥吸收量及氮肥利用率的影响。[结果]与CK相比，施入不同用量的蔗叶生物炭对蔗叶产量无显著影响(P>0。05，下同)，但均可不同程度提高甘蔗蔗茎产量，且随蔗叶生物炭施用量增加，蔗茎产量呈先升高后降低的变化趋势，在T2处理达最高，且差异达显著水平(P<0。05，下同)。施用蔗叶生物炭，蔗茎与蔗叶氮、磷含量及地上部氮、磷吸收累积量均无显著变化，T2处理显著提高2022年大田试验蔗叶磷吸收累积量及桶栽试验蔗茎氮、磷吸收累积量。大田试验下，施用蔗叶生物炭较CK显著提高蔗茎钾含量，2021年和2022年增幅分别为31。3%～38。2%和10。5%～29。5%。蔗茎钾含量T2处理与T1处理相当，并在2022年显著高于T3处理。但在桶栽试验下，施用蔗叶生物炭对蔗茎、蔗叶及尾梢钾含量均无显著影响。施用蔗叶生物炭提高了大田试验蔗茎及地上部钾吸收累积量，其中，蔗茎增幅18。2%～45。6%，地上部增幅13。5%～32。8%，且以T2处理最高。施用蔗叶生物炭对甘蔗氮、磷养分生理利用效率无显著影响，但大田试验的钾养分生理利用效率显著降低14。7%～23。1%(2021年)和6。0%～19。5%(2022年)。15N同位素示踪进一步表明，蔗茎的氮肥吸收量最高，占总吸收量的46。5%～54。2%，蔗叶和尾梢的氮肥吸收量相当，分别占总吸收量的23。3%～27。5%和22。6%～28。0%。施用不同用量蔗叶生物炭，蔗叶与尾梢的氮肥吸收量差异不显著。T2处理较其他处理显著提高蔗茎氮肥吸收量36。5%～37。5%及氮肥利用率18。1%～24。2%。[结论]施用不同用量蔗叶生物炭对氮、磷的吸收因不同年份有所差异，但有利于提高甘蔗产量及蔗茎对钾的吸收，5。4 t/ha生物炭用量下蔗茎产量及钾吸收量最高，且显著促进蔗茎对氮肥的吸收及提高氮肥利用率，可作为推荐的适宜施用量。

    生物炭甘蔗产量养分吸收

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