国家自然科学基金(41103039)
- 作品数：11 被引量：49H指数：4
- 相关作者：张耀鸿张鑫磊贾仲君张洁谢晓金更多>>
- 相关机构：南京信息工程大学中国科学院山西省气候中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金国家留学基金更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程更多>>
- 围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响被引量：2
- 2020年
- 稻田湿地生态系统的N2O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义,而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N2O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照(WK0),比较研究不同围垦年限(19、27、51、86 a)的围垦区稻田耕作层土壤N2O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明,土壤总有机碳含量(TOC)随围垦年限增长而显著增加,而土壤pH值、SO4^2-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N2O还原速率随围垦年限增长而显著增加,其中围垦86 a稻田土壤达到25.5μg N2O·g^-1·d^-1,与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现,功能基因nosZⅠ和nosZⅡ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加,其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×10^8copies·g^-1和4.36×10^8copies·g^-1,比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N2O还原速率与功能基因nosZⅠ拷贝数呈显著正相关,而功能基因nosZⅡ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZⅠ;N2O还原速率、功能基因nosZⅠ、nosZⅡ拷贝数与3个土壤理化指标(pH、EC、SO4^2-)均呈负相关。因此,围垦造田促进了滨海湿地土壤N2O还原过程,而功能基因nosZⅠ数量的大幅增加是N2O还原速率增加的重要原因。
- 汪方圆张耀鸿饶旭东谢晴贾仲君
- 关键词：围垦
- 围垦对崇明东滩湿地全程氨氧化微生物的影响被引量：1
- 2020年
- 全程氨氧化细菌(complete ammonia oxidizers,Comammox)的发现根本改变了学术界对硝化过程的认识,但其地理分异规律及对氮转化过程的贡献仍不清楚。本研究选择长江口崇明东滩不同围垦年限(0、27、51、86 a)稻田表层耕作土壤,采用好氧培养试验测定土壤硝化潜力;通过标靶功能基因amoA实时荧光定量硝化微生物的数量变异特征,包括全程氨氧化细菌(Comammox)、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)。结果表明,与围垦0 a的自然滩涂湿地相比,围垦27、51、86 a的水稻土净硝化速率从N 2.24 mg/(kg·d)分别增加至N 19.3、11.6和11.4 mg/(kg·d),增幅高达5.1倍~8.7倍。AOA的丰度与围垦年限显著正相关。自然滩涂湿地中AOA和AOB的数量分别为0.34×107 copies/g和1.14×107 copies/g,围垦86 a后增幅最高可达27.9倍。自然滩涂湿地中Comammox Clade A和Clade B的amoA基因拷贝数高于围垦稻田土壤,且Comammox Clade A随着围垦年限增加其丰度显著增加。统计分析发现,AOB与土壤硝化速率显著正相关,可能在围垦水稻土氨氧化过程中发挥了重要作用;而Comammox Clade A和Clade B与土壤总有机碳(TOC)、铵含量(NH4+)呈显著负相关关系,可能更适应于营养贫瘠的滩涂自然湿地土壤。
- 宋怡轩金锐张鑫磊张洁贾仲君张耀鸿
- 关键词：围垦氨氧化
- 夜间增温对免耕农田土壤氮矿化与硝化速率的影响被引量：3
- 2016年
- 研究了农田土壤氮矿化速率和硝化速率对长期夜间增温和免耕的响应特征。试验设置4种处理：常温＋翻耕（CK）、夜间增温＋翻耕（W）、常温＋免耕（NT）、夜间增温＋免耕（WNT）。与对照相比,W处理下土壤中碱解氮和铵态氮明显增加,其中1-2月增幅分别为26%-28%和82%-133%,且土壤氮矿化速率和硝化速率均显著高于CK处理。NT处理下,土壤碱解氮和铵态氮的季节均值分别提高了15%和41%;土壤氮总矿化速率显著高于CK和W处理,硝化速率则显著低于CK和W处理。WNT处理下的土壤氮矿化速率显著高于NT处理,而硝化速率则显著低于CK和W处理,可见,在夜间增温条件下,采取免耕措施将有利于土壤有机氮的矿化过程,降低了土壤硝化速率,从而减小了土壤氮素损失的风险。
- 李旸刘尔宁董京铭张耀鸿罗雪顶杨世琼刘凤凤吴雪亚
- 关键词：夜间增温免耕
- 夜间增温条件下施硅稻田N_(2)O还原对外源氮的响应
- 2022年
- 选用田间开放式长期进行的夜间增温稻田(NW)、夜间常温+施加硅肥稻田(Si)、夜间增温+施硅稻田(NW+Si)以及夜间常温稻田(CK),分别采集耕层根际土和非根际土,设置4个氮添加处理,即NH^(+)_(4)-N、NO^(-)_(3)-N、酰胺态氮(尿素)和无氮,研究不同稻田土壤N_(2)O还原潜力对外源氮的响应特征。结果表明,4种稻田的根际土和非根际土在厌氧培养过程中N_(2)O浓度均随时间增长而下降,且变化趋势一致。在无氮添加条件下,NW处理稻田和Si处理稻田根际土的N_(2)O还原速率分别为19.2μg/(g·d)和16.6μg/(g·d),显著高于CK稻田(P<0.05),而对于非根际土而言三者之间无明显差异(P>0.05)。在添加NH^(+)_(4)-N或尿素条件下,Si处理稻田根际土的N_(2)O还原速率显著高于CK稻田(P<0.05),而对于非根际土则无明显差异(P>0.05)。在添加NO^(-)_(3)-N条件下,Si处理稻田非根际土的N_(2)O还原速率显著高于CK稻田(P<0.05)。综合来看,在施加氮肥条件下,特别在施加尿素条件下NW+Si处理稻田的N_(2)O还原速率显著高于NW处理稻田。因此,在未来气候变暖情景下,氮肥特别是尿素与硅肥配施可能是提高稻田土壤N_(2)O还原潜力的一条有效途径。
- 谢晴饶旭东周聪薛梦琪张耀鸿
- 关键词：夜间增温硅肥
- 围垦植稻对崇明东滩湿地产甲烷微生物的影响被引量：4
- 2020年
- 滨海湿地是CH4排放的重要自然源,受人类活动的影响较为强烈。本研究选择长江入海口崇明东滩自然湿地(光滩湿地和芦苇湿地)为对照,以空间代替时间变化,比较研究不同围垦年限(27、51、86年)的稻田耕作土壤产甲烷速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明,围垦稻田的产甲烷速率平均值为13.8ngCH4 g-1 d-1,是自然滩涂湿地的3.3倍,且随着围垦年限增加而显著增加。围垦稻田中产甲烷菌的mcrA基因拷贝数为1.101×108~1.443×108copies g-1,也随围垦年限增长而增加,比光滩湿地中的基因拷贝数高出一个数量级。光滩湿地产甲烷菌的相对丰度显著低于芦苇湿地和围垦稻田,围垦稻田中相对丰度值随围垦年限增长而显著增加。其中,H2/CO2营养型产甲烷菌的相对丰度随内陆方向和围垦年限增长而数量级水平增加,而甲基营养型产甲烷菌的相对丰度在光滩中最高,随内陆方向和围垦年限增长而数量级水平减小。各采样点中的乙酸营养型产甲烷菌相对丰度同处于一个数量级,其在3个围垦稻田中没有显著差异。相关性分析表明,产甲烷速率与H2/CO2营养型产甲烷菌丰度值呈显著正相关,而与甲基营养型产甲烷菌呈显著负相关。因此,围垦种稻的熟土作用促进了滨海湿地甲烷产生过程,H2/CO2营养型产甲烷菌数量的大幅增加是产甲烷速率升高的主控因素之一。
- 张鑫磊宋怡轩张洁张洁张耀鸿贾仲君
- 关键词：围垦
- 不同类型稻田中全程氨氧化微生物的分异特征被引量：2
- 2020年
- 选用微碱性氮贫瘠的上海市崇明岛稻田和微酸性氮丰富的南京市稻田剖面(0~50 cm),比较研究稻田土壤中氨氧化微生物类群丰度的差异及其环境驱动机制,评价其与氨氧化潜力的内在关系。结果表明,崇明稻田的净硝化速率为12.82~22.30 mg/(kg·d),明显高于南京稻田[4.26~7.46 mg/(kg·d)]。崇明稻田土壤剖面的Comammox amoA基因总拷贝数(Clade A与Clade B之和)均值为1 g 8.8×106拷贝,是南京稻田的2.4倍,且Clade A与Clade B的比值范围为2.5~12.7,证实了Comammox存在于2种不同类型的稻田土壤中。崇明稻田和南京稻田剖面的氨氧化细菌(AOB)的amoA基因拷贝数均值分别为1 g 3.75×108拷贝和1.23×108拷贝,氨氧化古菌(AOA)的amoA基因拷贝数均值分别为1 g 2.05×107拷贝和0.35×107拷贝,这2种菌群基因拷贝数均在10.1~20.0 cm土层达到最高。回归分析发现,2个稻田中氨氧化细菌(AOB)对氨氧化潜力的贡献率达到90%~94%,而Comammox仅为3%左右,表明氨氧化细菌(AOB)在氨氧化过程中发挥主要作用。
- 张洁宋怡轩张鑫磊张鑫磊
- 关键词：稻田氨氧化细菌氨氧化古菌
- 外源氮对滨海围垦稻田土壤N_(2)O还原速率的影响机制研究
- 2022年
- 滨海湿地位于海陆交错带,具有很高的生态价值;近百年来的人类活动深刻改变了湿地土壤的N_(2)O排放通量。为探明外源氮对滨海围垦稻田土壤N_(2)O还原潜力的影响,选取长江口崇明岛东滩芦苇湿地和围垦区不同围垦年限(19、27、51、86年)的稻田土壤为研究对象,添加不同形态外源氮后研究湿地土壤N_(2)O还原速率的变化情况。结果表明,无氮添加条件下芦苇湿地土壤N_(2)O还原速率最高,为36.6μg·g^(-1)·d^(-1),相比围垦19年稻田土壤提高了103%;添加硝态氮条件下围垦86年稻田土壤N_(2)O还原速率最高,是围垦19年稻田土壤的3.9倍,添加铵态氮和硝态氮条件下稻田土壤N_(2)O还原速率年增长率分别为0.37和0.69μg·g^(-1)·d^(-1)·年^(-1),比无氮处理分别高出140%和343%。对于同一样地土壤而言,外源氮输入对其N_(2)O还原速率的影响效应各异。其中,与无氮对照相比,添加铵态氮条件下芦苇湿地土壤的N_(2)O还原速率降低了32%,而添加硝态氮条件下围垦86年稻田土壤的N_(2)O还原速率增加了91%。相关性分析发现,稻田N_(2)O还原速率与土壤有机碳、总氮呈显著正相关,而与电导率、SO_(4)^(2-)呈显著负相关。因此,在围垦区水稻生产中,不同形态氮肥施用对稻田土壤的N_(2)O还原过程产生重要的影响效应。
- 饶旭东谢晴薛梦琪周聪张耀鸿
- 关键词：围垦
- 无机砷对不同水稻品种种子萌发和幼苗光合生理的影响被引量：18
- 2014年
- 通过砷胁迫下水稻种子发芽和水培试验,测定了不同水稻品种发芽率、根长及芽长等萌发指标及光合生理指标,分析了不同水稻品种耐砷性差异。结果表明,砷浓度<0.6 mg·L-1时,促进了大部分水稻品种的发芽率及芽和根的生长,当砷浓度达到0.8mg·L-1以上时则显著抑制了发芽率及芽和根的生长(P<0.05),但出现抑制作用的起始砷浓度因水稻品种不同而具有差异。武运粳24、镇稻16和两优6326发芽率抑制作用的砷起始浓度明显高于其他水稻品种。砷浓度逐渐升高时,宁粳1、南粳44、镇稻16、武运粳24和两优6326的根和芽的生长明显优于其他水稻品种,但当砷浓度达到最大值(3.0 mg·L-1)时,根和芽的生长受到显著抑制,且根所受的抑制作用明显大于芽。除宁粳1和南粳44外,短时间砷胁迫没有显著降低其他水稻品种叶片的相对叶绿素含量(SPAD)。短时间砷胁迫使得大部分水稻品种的净光合速率增加,但胞间CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率则显著下降。不同品种水稻对砷的耐性具有显著差异,这为耐砷水稻品种的筛选提供了重要的科学依据。
- 李仁英沈孝辉张耀鸿周志高谢晓金李映雪徐向华覃郑婕
- 关键词：砷水稻发芽率光合生理
- 夜间模拟增温对大豆生长及产量的影响被引量：10
- 2015年
- 利用被动式增温系统进行夜间模拟增温,采取常温＋翻耕、夜间增温＋翻耕、常温＋免耕、夜间增温＋免耕4种处理,研究长江中下游地区夜间增温对夏大豆生长及产量的潜在影响。结果表明,与常温＋翻耕处理相比,夜间增温＋翻耕处理下大豆植株的生物量、光合速率均显著下降（P〈0.05）,氮磷养分积累量也降低,籽粒产量降幅为25%,单株粒数、单株粒质量均显著减小;常温＋免耕处理下大豆植株的生物量、株高、光合速率、氮和磷积累量、籽粒产量和产量构成各指标都有显著提高,其中生物量在全生育期内增加20%~46%,光合速率在结荚期增幅最大,为26%,籽粒产量增幅为30%;夜间增温＋免耕处理下,大豆植株的生物量、氮磷积累量有一定程度的提高,在生长中后期大豆株高略有增加,光合速率、籽粒产量及产量构成各指标则无显著变化。总体结果表明,在夜间增温条件下采用免耕措施,将减少增温对作物带来的不利影响。
- 董京铭张耀鸿田思勰楚岱蔚谢晓金刘尔宁杨世琼
- 关键词：夜间增温免耕光合速率氮积累大豆
- 夜间增温及免耕对冬小麦生长及养分吸收利用的影响被引量：8
- 2015年
- 采用被动式夜间增温系统,设置4个处理:增温(W)、免耕(NT)、增温+免耕(WNT)及常温+翻耕(CK),研究夜间增温及免耕对小麦生物量、籽粒产量构成及营养元素(N、P)吸收利用的影响。结果表明:夜间增温(W、WNT处理)促进了小麦叶片生长,叶面积增加,同时地上生物量也显著提高,而籽粒产量却降低,显著低于对照。夜间增温(W、WNT处理)显著提高了小麦抽穗期至开花期植株的叶面积,而在灌浆中后期叶片SPAD值却迅速降低,显著低于对照。夜间增温(W、WNT处理)处理下,小麦氮、磷营养元素的转运量显著增加,但是转运率无明显差异。免耕处理(NT)对小麦株高、叶面积、生物量无明显影响,对小麦籽粒产量及其构成也无显著影响。
- 田思勰罗雪顶董京铭刘凤凤吴雪亚张耀鸿
- 关键词：夜间增温免耕磷积累
