检索结果-内蒙古大学图书馆

环境科学 2021年第12期42卷 6047-6057页

作者：孔培君郑洁栾璐陈紫云薛敬荣孙波蒋瑀霁中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049

为探讨长期不同秸秆还田方式对旱地红壤细菌群落、有机碳矿化及玉米产量的影响,基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站设置的不同秸秆还田方式长期定位试验(9 a),选取不施肥(CK)、单施化肥(N)、化肥+秸秆(NS)、化肥+秸秆猪粪配施(NSM)和化肥... 详细信息

为探讨长期不同秸秆还田方式对旱地红壤细菌群落、有机碳矿化及玉米产量的影响,基于中国科学院鹰潭红壤生态实验站设置的不同秸秆还田方式长期定位试验(9 a),选取不施肥(CK)、单施化肥(N)、化肥+秸秆(NS)、化肥+秸秆猪粪配施(NSM)和化肥+生物质炭(NB)这5个处理,通过高通量测序技术研究旱地红壤细菌多样性和群落结构差异,揭示了细菌群落对土壤有机碳矿化和玉米产量的影响机制.结果表明:①不同秸秆还田处理下,红壤化学性质发生显著变化,其中NSM处理对旱地红壤肥力的综合提升效果最好,并显著提高了玉米产量.②相比于CK和N处理,秸秆还田处理均提高了细菌多样性.主成分分析发现,秸秆还田处理改变了土壤细菌群落结构.③秸秆还田处理提高了土壤有机碳矿化能力,NSM处理的土壤有机碳矿化速率和累积矿化量最高.④相关性分析表明土壤AN/AP比值显著改变了细菌群落结构,结构方程模型结果表明,土壤AN/AP比可能通过影响土壤细菌多样性和群落结构,间接提高了土壤有机碳矿化能力和玉米产量.本研究结果为协同提升旱地红壤生物多样性和耕地地力水平,保障健康红壤生态系统和粮食安全提供了科学依据.

关键词：秸秆还田旱地红壤细菌群落有机碳矿化玉米产量

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玉溪市100m级植烟土壤质地品质的区划研究

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土壤学报 2023年第4期60卷 1113-1122页

作者：谢新乔陆俊平田育天杨继周李湘伟孙维侠宋正姗史学正红塔烟草(集团)有限责任公司云南玉溪653100 土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 江苏师范大学地理与测绘城乡规划学院江苏徐州221116

开展以质地为关键因子的高精度植烟土壤区划,对综合提升区域烟叶品质具有现实指导意义。以云南省玉溪市植烟区为研究对象,利用云南省、地市和县级土种志所记录的玉溪市土壤剖面数据为基础,并结合GIS技术和地统计学等方法,对玉溪市植烟... 详细信息

开展以质地为关键因子的高精度植烟土壤区划,对综合提升区域烟叶品质具有现实指导意义。以云南省玉溪市植烟区为研究对象,利用云南省、地市和县级土种志所记录的玉溪市土壤剖面数据为基础,并结合GIS技术和地统计学等方法,对玉溪市植烟土壤质地品质进行高精度区划。建立了玉溪市100 m级土壤质地数据池,对烟草区划的土壤关键因子土壤质地进行了科学的品质等级划分。结果表明,玉溪市适宜植烟的土壤质地品质差异较大,按土壤质地品质分级一等~五等的面积比例分别为9.87%、36.08%、11.7%、21.38%和20.97%,其中,最适宜植烟的一等土壤主要分布在峨山和华宁县,面积分别为26.2 km^(2)和25.2 km^(2),较适宜的二等土壤主要分布在新平、元江和江川,面积分别为87 km^(2)、58.6 km^(2)和55.5 km^(2)。不同海拔上的植烟土壤质地品质存在较为明显的差异,海拔1600~2000 m是玉溪烟叶主产区和优质植烟土壤质地主要分布区。玉溪市100 m级土壤质地空间分布图,详细程度达到村镇尺度,极大地提高了植烟区划精度及其实用性。研究结果可为优质烟叶生产及其长期规划布局和科学管理提供理论依据。

关键词： 100 m级植烟土壤质地品质等级区划

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提高植物钾素利用效率的基因工程途径研究——以过表达ZmK2.1拟南芥为例

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土壤 2022年第5期54卷 896-904页

作者：王家瑾杨顺瑛苏彦华土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049

本文通过对13种植物(拟南芥、水稻、玉米、大豆、甜瓜、胡萝卜、葡萄、马铃薯、沙冬青、苜蓿、小花碱茅、黄瓜及杨树)中的Shaker型K^(+)通道进行生物信息学聚类分析和氨基酸序列比对,选定C端区域反映C4植物特征的玉米气孔开放型K^(+)吸... 详细信息

本文通过对13种植物(拟南芥、水稻、玉米、大豆、甜瓜、胡萝卜、葡萄、马铃薯、沙冬青、苜蓿、小花碱茅、黄瓜及杨树)中的Shaker型K^(+)通道进行生物信息学聚类分析和氨基酸序列比对,选定C端区域反映C4植物特征的玉米气孔开放型K^(+)吸收通道ZmK2.1,构建了过表达ZmK2.1的拟南芥株系(OE#3、OE#5、OE#11),同时以野生型Col-0为对照试验材料,研究过表达ZmK2.1拟南芥植株的钾素利用特征。试验采用固体培养基和水培培养相结合的方法,设置低钾(0.1 mmol/L KCl)、中钾(1 mmol/L KCl)及高钾(10 mmol/L KCl)3个不同供钾水平,测定植株生物量、根长、钾含量、钾积累量、气孔导度、光合速率及蒸腾速率。研究结果表明,在钾充足条件下,与对照相比,过表达ZmK2.1拟南芥的根长、生物量、钾含量、钾积累量均显著增加;同时,过表达ZmK2.1基因的拟南芥气孔导度、光合速率、蒸腾速率显著提高。由此说明,在供钾充足的条件下,通过基因工程手段过表达ZmK2.1基因可显著促进拟南芥植物的生长,并显著提高其钾素利用效率,这与ZmK2.1可显著增加植株的气孔导度,进而提高其光合效率和蒸腾速率密切相关。

关键词：玉米气孔开放型K^(+)吸收通道ZmK2.1 拟南芥生物量钾素利用

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不同施肥措施对水稻土壤微生物镉抗性的影响

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环境科学 2021年第1期42卷 394-402页

作者：郑开凯马志远孙波梁玉婷中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049

镉(Cd)是最常见的土壤重金属污染物之一,对植物和人体具有毒害作用,研究不同施肥条件下的土壤微生物Cd抗性水平,可以为有机肥改良重金属污染提供一定的理论依据.为了探讨施无机肥和有机肥对于微生物Cd抗性水平的影响,在中国江苏常州、... 详细信息

镉(Cd)是最常见的土壤重金属污染物之一,对植物和人体具有毒害作用,研究不同施肥条件下的土壤微生物Cd抗性水平,可以为有机肥改良重金属污染提供一定的理论依据.为了探讨施无机肥和有机肥对于微生物Cd抗性水平的影响,在中国江苏常州、江西上高和福建福州水稻种植区采集了施有机肥(猪粪)和无机肥的土壤样品及猪粪样品,利用功能基因芯片(GeoChip 5.0)技术,研究了土壤微生物Cd抗性功能基因的响应及影响Cd抗性功能微生物群落互作的因素.结果表明,施有机肥土壤中有效态Cd含量[(1.08±0.70)mg·kg^(-1)]显著低于施无机肥土壤[(3.75±1.22)mg·kg^(-1)](P<0.05).土壤及猪粪样品中共检测到639个Cd抗性功能基因,施有机肥土壤中微生物Cd抗性基因丰度高于施无机肥土壤;有效态Cd含量、含水率、pH和铵态氮含量是影响Cd抗性微生物分布的重要环境因素.对Cd抗性微生物分子生态网络分析表明,施无机肥条件下,pH、含水率和有效态Cd含量是影响功能微生物潜在互作关系的主要因素;施有机肥条件下,主要影响因素是全钾和含水率.相比较无机肥,施用有机肥提高了土壤中微生物的Cd抗性水平及耐Cd微生物分子生态网络中的正相互作用.

关键词：镉有机肥无机肥镉抗性功能基因

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水稻土Fe^(2+)氧化耦合硝酸根异化还原成铵(DNRA)及其对氧气存在和碳源添加的响应

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土壤学报 2022年第1期59卷 253-262页

作者：吴敏李进芳魏志军李承霖夏永秋单军颜晓元土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 中国科学院常熟农业生态实验站江苏常熟215555

以江苏常熟和湖南桃源水稻土为研究对象,通过室内15N示踪实验研究水稻土中Fe^(2+)氧化耦合硝酸根异化还原成铵(Dissimilatory nitrate reduction to ammonium,DNRA)过程及其对氧气存在和碳源添加的响应。结果表明,两种水稻土中均存在Fe^... 详细信息

以江苏常熟和湖南桃源水稻土为研究对象,通过室内15N示踪实验研究水稻土中Fe^(2+)氧化耦合硝酸根异化还原成铵(Dissimilatory nitrate reduction to ammonium,DNRA)过程及其对氧气存在和碳源添加的响应。结果表明,两种水稻土中均存在Fe^(2+)氧化耦合DNRA过程,常熟和桃源水稻土中DNRA的速率分别为0.38±0.15和0.36±0.21nmol·g^(-1)·h^(-1)(以N计),当体系中Fe^(2+)浓度为500μmol·L^(-1)时,DNRA速率有所提升但并不显著,当Fe^(2+)浓度为800μmol·L^(-1)时,DNRA速率提升显著(P <0.05),分别提升至2.35±0.30和0.81±0.22 nmol·g^(-1)·h^(-1)。在800μmol·L^(-1)Fe^(2+)浓度下,常熟水稻土中Fe^(2+)氧化耦合DNRA的速率显著(P <0.05)高于桃源水稻土,与两种水稻土中nrfA功能基因丰度的高低一致。在氧气存在和碳源添加的响应实验中,单一氧气处理、单一乳酸处理及氧气乳酸联合处理均显著(P <0.05)促进桃源水稻土Fe^(2+)氧化耦合DNRA过程速率,而在常熟水稻土中,800μmol·L^(-1)Fe^(2+)浓度下,单一乳酸及乳酸氧气联合处理显著(P <0.05)抑制Fe^(2+)氧化耦合DNRA过程速率。以上研究表明,两种水稻土中均存在Fe^(2+)氧化耦合DNRA过程,氧气和乳酸的单独、联合作用可以影响Fe^(2+)耦合DNRA过程,但具体影响因土壤而异。未来研究还应纳入更多土壤样本,综合考虑环境因子和土壤性质对Fe^(2+)氧化耦合DNRA过程的影响。

关键词：硝酸根异化还原亚铁氧化碳源氧气 N同位素示踪

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大气CO_(2)摩尔分数升高对高、低应答水稻稻田N_(2)O排放的影响

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环境科学 2021年第8期42卷 3924-3930页

作者：于海洋黄琼王天宇张广斌马静朱春梧徐华中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049

依托稻田大气CO_(2)摩尔分数(x[CO_(2)])升高平台FACE(free-air CO_(2) enrichment),采用静态透明箱-气相色谱法研究x[CO_(2)]升高(正常x[CO_(2)]+200μmol·mol-1)对高、低应答水稻(产量对x[CO_(2)]升高的响应分别为>30%和10%~15%)稻田N_(2)O排放的影响.本试验设置4个处理:A-W(正常x[CO_(2)]+低应答水稻)、F-W(x[CO_(2)]升高+低应答水稻)、A-S(正常x[CO_(2)]+高应答水稻)和F-S(x[CO_(2)]升高+高应答水稻).结果表明,对比正常x[CO_(2)]处理(A-S和A-W),x[CO_(2)]升高条件下高、低应答水稻(F-S和F-W)稻田N_(2)O排放分别降低52.54%(P<0.05)和38.40%(P<0.05),水稻产量分别增加22.96%(P<0.05)和12.11%(P>0.05),稻田N_(2)O排放强度分别降低61.68%(P<0.05)和45.13%(P<0.05).另外,高、低应答水稻稻田N_(2)O排放与稻田土壤NH^(+)_(4)-N含量呈显著相关关系,而与NO^(-)_(2)-N含量无显著相关.x[CO_(2)]升高条件下,土壤温度是影响高应答水稻稻田N_(2)O排放的重要因素.综合考虑,未来x[CO_(2)]升高条件下,高应答水稻品种的“增产减排”效果最佳.

关键词： N_(2)O排放稻田 x[CO_(2)]升高高应答水稻产量

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水稻产量、稻田CH_(4)和N_(2)O排放对长期大气CO_(2)浓度升高的响应

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环境科学 2021年第10期42卷 5021-5029页

作者：于海洋宋开付黄琼王天宇张广斌马静朱春梧徐华中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008 中国科学院大学北京100049

大气CO_(2)浓度升高([CO_(2)]e)是全球气候变化的主要驱动力,可直接或间接影响稻田生态系统碳氮循环.深入探究长期(大于10 a)[CO_(2)]e对水稻产量和稻田温室气体排放的影响,对保障粮食安全和评估未来气候变化意义重大.本研究以高、低应... 详细信息

大气CO_(2)浓度升高([CO_(2)]e)是全球气候变化的主要驱动力,可直接或间接影响稻田生态系统碳氮循环.深入探究长期(大于10 a)[CO_(2)]e对水稻产量和稻田温室气体排放的影响,对保障粮食安全和评估未来气候变化意义重大.本研究以高、低应答水稻品种为供试材料,利用连续运行14 a的[CO_(2)]升高(free-air CO_(2)enrichment,FACE)平台,共设置2个[CO_(2)]处理:对照(正常[CO_(2)],[CO_(2)]a)和在[CO_(2)]a基础上升高200μmol·mol-1([CO_(2)]e).采用静态透明箱-气相色谱法测定稻田CH_(4)和N_(2)O排放量,并测定水稻产量.结果表明,对比[CO_(2)]a,长期[CO_(2)]e分别增加高、低应答水稻品种产量29%~31%(P<0.05)和12%~14%(P>0.05);分别减少高、低应答水稻品种稻田CH_(4)排放21%~59%和11%~54%;同时,分别显著减少高、低应答水稻品种稻田N_(2)O排放70%(P<0.05)和40%(P<0.05).水稻产量、稻田CH_(4)排放对长、短期[CO_(2)]e的响应具有明显差异,随着[CO_(2)]e年限的增加,水稻产量和稻田CH_(4)排放的增幅显著下降,而稻田N_(2)O排放无明显变化.综合考虑,长期[CO_(2)]e条件下,高应答水稻品种为优先考虑种植的"增产减排"水稻品种.

关键词： CH_(4)排放 N_(2)O排放稻田大气CO_(2)浓度升高高应答水稻品种低应答水稻品种产量

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基于微生物化学计量学研究有机肥促进稻田土壤磷转化的作用

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生态与农村环境学报 2023年第12期39卷 1610-1618页

作者：张玲玉陈光蕾赵洪猛邬立伍陈浩于云飞叶文玲汪玉安徽农业大学资源与环境学院安徽合肥230000 土壤与农业可持续发展国家重点实验室/中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008 合肥市长丰县生态环境分局安徽合肥231100

为了研究有机肥对稻田土壤磷组分的影响以及微生物化学计量学在土壤磷转化过程中的作用,开展了基于不同氮施用量的有机肥100%替代化肥试验,包括0(N_(0))、75(N_(75))、150(N_(150))、225(N_(225))和300 kg·hm^(-2)(N_(300))5个处理... 详细信息

为了研究有机肥对稻田土壤磷组分的影响以及微生物化学计量学在土壤磷转化过程中的作用,开展了基于不同氮施用量的有机肥100%替代化肥试验,包括0(N_(0))、75(N_(75))、150(N_(150))、225(N_(225))和300 kg·hm^(-2)(N_(300))5个处理,分析了水稻不同生育期土壤磷组分和微生物量碳氮磷含量的变化及其相互关系。结果表明:施用有机肥第3年,与不施肥处理相比,所有有机肥处理在水稻苗期与收获期均增加了土壤速效磷含量(12.9%~153%)以及总磷含量(5.80%~40.6%)。进一步分析土壤磷组分变化发现,有机肥处理主要增加了土壤可利用态磷(树脂提取态磷、碳酸氢钠提取态无机磷、碳酸氢钠提取态有机磷)、次生矿物磷(氢氧化钠提取态无机磷、氢氧化钠提取态有机磷)及有机磷(活性有机磷、中等活性有机磷、稳态有机磷)含量,增长率分别为37.3%~142%、7.50%~41.3%和3.41%~32.2%;但随着有机肥施用量的增多(N 225和N_(300)),土壤有效磷(包括速效磷及可利用态磷)含量未呈梯度增加。通过冗余分析及Pearson相关性分析发现,稻季苗期土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量与土壤速效磷、可利用态磷、次生矿物磷及活性有机磷含量呈显著负相关(P<0.05),而收获期土壤微生物量磷(MBP)、土壤速效磷(Olsen-P)及土壤无机磷含量呈显著正相关(P<0.05)。在水稻苗期,微生物化学计量比(MBC/MBP和MBN/MBP)与土壤活性有机磷含量呈显著负相关(P<0.05),而在水稻收获期,微生物化学计量比(MBC/MBP和MBN/MBP)与土壤Olsen-P和无机磷含量呈显著负相关(P<0.05),表明微生物化学计量的变化显著影响土壤有效磷和有机磷含量,促进了土壤有机磷向有效磷的转化。

关键词：磷有机肥稻田土壤有效磷微生物化学计量

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利用地基激光雷达估算不同地表条件下土方量

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农业工程学报 2021年第23期37卷 90-99页

作者：冯凯月马利霞陈洋王鑫宋洁于东升土壤与农业可持续发展国家重点实验室中国科学院南京土壤研究所南京210008 中国科学院大学北京100049

不同地表条件下土方量估算对土壤侵蚀量监测以及高标准农田工程建设具有重要意义,但基于地基激光雷达(Terrestrial Laser Scanning,TLS)的估算精度尚需求证。在江西省鹰潭市红壤生态实验站获取了7种不同地表条件下(植被覆盖度、砾石含... 详细信息

不同地表条件下土方量估算对土壤侵蚀量监测以及高标准农田工程建设具有重要意义,但基于地基激光雷达(Terrestrial Laser Scanning,TLS)的估算精度尚需求证。在江西省鹰潭市红壤生态实验站获取了7种不同地表条件下(植被覆盖度、砾石含量、地形起伏)填/挖土前后两期TLS数据,采用移动曲面拟合滤波与反距离加权插值方法计算填/挖土方量并验证,分析了TLS测站数量、位置与点云间距对计算精度的影响。结果表明:1)TLS在不同地表条件下估算土方量误差为1.69%~18.17%;2)在保证土方量计算精度的前提下,植被覆盖度分别小于1%、20%~30%的样方可将测站数量减少至2和3个,低地势测站位置更有利于获取地表完整信息;3)TLS计算土方量的精度随点云间距增加而降低,近地表无覆盖、有覆盖的样方最优点间距分别为1~8和1~4 cm。研究为估算厘米级土体三维时空变化研究提供技术支持,为TLS野外观测设置提供依据。

关键词：土壤砾石植被地基激光雷达土方量不同地表条件测站布局点云间距

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花生/玉米间作增加花生土壤微生物活性促进土壤有机碳固持

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土壤学报 2024年

作者：李世文卢居勐黄耿沈一孙波张嵚陈晏江西农业大学国土资源与环境学院土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 中国科学院大学江苏省农业科学院经济作物研究所

间作种植模式是利用农田生物多样化增加土壤碳（C）固存的有效途径。为探究间作体系中邻近玉米的花生根际微生物对土壤有机碳（SOC）固持的贡献，依托江苏省农业科学院花生/玉米间作长期实验平台，设置两行花生两行玉米带状种植，利用... 详细信息

间作种植模式是利用农田生物多样化增加土壤碳（C）固存的有效途径。为探究间作体系中邻近玉米的花生根际微生物对土壤有机碳（SOC）固持的贡献，依托江苏省农业科学院花生/玉米间作长期实验平台，设置两行花生两行玉米带状种植，利用生态测试板（BIOLOG）和气相色谱等技术，分析玉米对邻近花生根际微生物C代谢能力的影响机制，解析微生物残体碳的积累规律。结果表明，相较于远离玉米的花生，邻近玉米的花生根际多酚氧化酶活性降低了19.0%，平均颜色变化率（AWCD）提高了22%，根际微生物对酚酸类和氨基酸类的代谢能力分别提高了149.4%和16.1%；邻近玉米的花生根际土壤总氨基糖含量（TAS）相较于远离玉米的花生提高了6.45%，并提高了其细菌残体碳和真菌残体碳的含量，最终促使SOC提高了12.9%。研究表明邻近玉米没有改变花生根际土壤呼吸速率，而是降低花生根际SOC分解酶活性并增强根际微生物对更广泛有机碳组分的代谢能力，进而通过积累微生物残体碳（包括细菌和真菌残体碳）来提升根际SOC固持。

关键词：花生/玉米间作土壤呼吸速率 BIOLOG 氨基糖微生物残体碳

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