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稻虾共生模式对水稻结实期根系分泌物及微生物的影响

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水产学报 2022年第11期46卷 2122-2133页

作者：陶先法李冰喻召雄侯诒然王龙朱健南京农业大学无锡渔业学院中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业农村部稻渔综合种养生态重点实验室上海海洋大学水产与生命学院

为了探明稻虾共生模式中虾对水稻生长的促进作用，实验以红螯螯虾为养殖对象，比较了稻虾共生和水稻单作2种模式下结实期水稻根系分泌物(有机酸、氨基酸和酚酸)和微生物群落结构的差异。结果显示，稻虾共生模式显著增加了结实期水稻根... 详细信息

为了探明稻虾共生模式中虾对水稻生长的促进作用，实验以红螯螯虾为养殖对象，比较了稻虾共生和水稻单作2种模式下结实期水稻根系分泌物(有机酸、氨基酸和酚酸)和微生物群落结构的差异。结果显示，稻虾共生模式显著增加了结实期水稻根系苹果酸、酒石酸、马来酸、异亮氨酸、丝氨酸以及总有机酸和总氨基酸的分泌量，分别较对照组提高了29.07%、61.84%、10.8%、136.11%、218.54%、21.50%和12.69%；对羟基苯甲酸、香豆酸及酚酸总量降低了20.38%、25.5%和9.48%。在结实后期，稻虾共生模式在门水平上显著增加了Methylomirabilota和Latescibacterota的丰度，分别提高了101.11%和48.86%；在属的水平上，稻虾共生模式显著提高了Vicinamibacterales-norank和Latescibacterota-norank的丰度，分别较对照组提高了22.96%和48.23%。相关性分析表明，根系分泌的有机酸和酚酸总量皆与绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteriota)呈显著负相关，酒石酸、异亮氨酸、丝氨酸及总有机酸与放线菌门也呈显著负相关，酒石酸和丝氨酸与Vicinamibacterales-norank呈显著正相关。研究表明，稻虾共生模式可以显著提高水稻根系有机酸和氨基酸的分泌量，为Methylomirabilota、Latescibacterota、Latescibacterota-norank和Vicinamibacterales-norank微生物提供碳源，促使其在水稻根际聚集，加速土壤有效养分的释放，进而提高水稻根系对养分的吸收速率，促进水稻的高产。

关键词：红螯螯虾稻虾共生根系分泌物根际微生物结实期

基于氮、磷收支的人工湿地-池塘循环水养殖系统净化效果评价

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2021年第2期51卷 36-45页

作者：陶冶朱健李冰侯诒然封功成南京农业大学无锡渔业学院江苏无锡214081 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业农村部淡水渔业与种质资源利用重点实验室江苏无锡214081

池塘循环水养殖与人工湿地相组合,是将养殖生产与净化养殖废水并举的新思路,研究该组合系统中氮、磷物质的源-汇作用,对系统工艺参数的设置具有指导意义。本文研究了在复合垂直潜流人工湿地-池塘循环水养殖系统中氮、磷生源要素的流向... 详细信息

池塘循环水养殖与人工湿地相组合,是将养殖生产与净化养殖废水并举的新思路,研究该组合系统中氮、磷物质的源-汇作用,对系统工艺参数的设置具有指导意义。本文研究了在复合垂直潜流人工湿地-池塘循环水养殖系统中氮、磷生源要素的流向与收支,并通过氮、磷收支评价人工湿地对池塘尾水净化效果。研究表明:在5个月的试验周期内,饲料投入是该养殖系统氮、磷收入最主要的途径,分别占总收入的65.61%和81.44%,其次是水体中带入的氮、磷。在试验初期,由于养殖生物与湿地植物的生物量较小,因此其对系统的氮、磷收入部分贡献较小。沉积物蓄积是氮、磷最主要的支出途径,占总支出氮、磷的比例为28.60%和42.23%;其次为养殖生物的收获,占总支出氮、磷的26.05%和30.77%;人工湿地植物与基质蓄积的氮、磷占总支出的15.81%和16.11%;通过池塘底泥渗漏损失的氮、磷较少。人工湿地对氨氮、总氮、总磷的去除率分别为33.72%~66.32%、36.35%~72.40%、44.69%~57.32%,且氨氮与总氮的去除率受温度影响显著。研究结果表明:人工湿地对池塘尾水有显著的净化效果,可通过植物收割、基质移除等方式去除系统内未被有效利用的氮、磷,减少池塘内源性氮、磷的蓄积。人工湿地-池塘循环水养殖模式具有良好的生态效益,是一种绿色、可持续的养殖模式。

关键词：池塘循环水养殖人工湿地净化效果氮磷收支沉积物

不同规格刺参的生物扰动作用对沉积物中磷赋存形态及吸附特性的影响

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2017年第9期47卷 36-45页

作者：侯诒然高勤峰董双林温彬海水养殖教育部重点实验室(中国海洋大学) 山东青岛266003 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室山东青岛266235 上海海洋大学水产与生命学院上海201306

本实验研究了不同规格刺参(Apostichopus japonicus)的生物扰动作用对沉积物中磷赋存形态及吸附特性的影响。实验设置了5、15和30g/头3个刺参规格处理组和1个空白对照组,分别标记为S5、S15、S30和S0,每组设置4个重复。通过SMT分布浸提... 详细信息

本实验研究了不同规格刺参(Apostichopus japonicus)的生物扰动作用对沉积物中磷赋存形态及吸附特性的影响。实验设置了5、15和30g/头3个刺参规格处理组和1个空白对照组,分别标记为S5、S15、S30和S0,每组设置4个重复。通过SMT分布浸提法和磷吸附特性实验,分别测定了各处理组沉积物中磷不同赋存形态的含量以及沉积物对磷的吸附特征参数。研究表明:(1)S30组大规格刺参生物扰动作用显著增加了无机磷(IP)和铁/铝结合态磷(NaOH-P)的含量,而有机磷(OP)和总磷(TP)的含量则显著减少(P0.05)。(2)底质中钙结合态磷(HCl-P)为磷的主要形态,其性质比较稳定,各规格处理组中刺参的生物扰动作用对其影响不显著(P>0.05)。(3)S15和S30组底泥K_d值显著降低,ECP_0值显著增大(P0.05)。(4)S0组MBC和K_f值随着时间增加而显著减小(P0.05)。结果表明:随着刺参养殖规格的增加,刺参的生物扰动作用可以有效降低沉积物中有机物(包括有机磷)的含量,通过提高沉积物的氧化还原电位,促进有机磷(OP)的降解、矿化和部分向铁/铝结合态磷(NaOH-P)转变,增强了沉积物对磷的吸附能力,减少了水体富营养化的危险。

关键词：刺参磷赋存形态磷吸附特性沉积物生物扰动作用

长江流域2种水产养殖模式的生命周期环境影响评价

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渔业科学进展 2024年第1期45卷 23-32页

作者：董寅李冰贾睿侯诒然刁维旭朱健南京农业大学无锡渔业学院江苏无锡214081 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业农村部稻渔综合种养生态重点实验室江苏无锡214081

本研究以长江流域内的池塘养殖和稻渔综合种养2种水产养殖模式为对象,应用生命周期评价方法,分析2种养殖模式对能源消耗(EU)、全球变暖潜势(GWP)、酸化潜势(AP)、富营养化潜势(EP)以及水资源消耗(WU)5种环境指标的影响,并探究2种主要输... 详细信息

本研究以长江流域内的池塘养殖和稻渔综合种养2种水产养殖模式为对象,应用生命周期评价方法,分析2种养殖模式对能源消耗(EU)、全球变暖潜势(GWP)、酸化潜势(AP)、富营养化潜势(EP)以及水资源消耗(WU)5种环境指标的影响,并探究2种主要输入因子(饲料和电力供应)和养殖过程对各环境指标的影响,从而评价2种养殖模式对环境影响的差异。生命周期评价结果标准化处理和加权评估显示,稻渔综合种养模式的WU、EP、GWP、AP和EU值分别为11.650、0.770、0.141、0.096和0.003,总环境影响指数(TEII)为12.660;池塘养殖模式的WU、EP、GWP、AP和EU值分别为31.453、1.187、0.210、0.174和0.007,TEII为33.031。与稻渔综合种养模式相比,池塘养殖模式的各项环境指标均较高。对环境影响的贡献率分析表明,饲料供应对EU、GWP和AP的贡献率最高,EP主要受饲料供应和养殖过程的共同影响,而WU主要集中在养殖过程中,电力供应主要影响EU、GWP和AP。生命周期评价的结果表明,与池塘养殖模式相比,稻渔综合种养模式显示出更友好的环境效益,在我国长江流域具有较大的发展空间。2种养殖模式的贡献率分析表明,改进饲料生产工艺、建立精准投喂技术、应用先进的尾水处理技术和适当提高养殖密度是我国长江流域水产养殖环境友好生产的关键。

关键词：稻渔综合种养池塘养殖生命周期评价环境影响

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我国稻渔综合种养产业发展现状、成果与研究展望(下)

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科学养鱼 2024年第9期 1-2页

作者：朱健侯诒然李冰贾睿中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业农村部稻渔综合种养生态重点实验室江苏无锡214081

5.稻渔综合种养养殖容量和养殖模式研究稻渔综合种养生态系统营养动力学和水动力学与养殖容纳量的关系,建立水域能量收支交换与个体、群体营养需求模型,估算稻渔综合种养系统中某个或几个养殖种类的容纳量;研究稻渔综合种养多元养殖模式... 详细信息

5.稻渔综合种养养殖容量和养殖模式研究稻渔综合种养生态系统营养动力学和水动力学与养殖容纳量的关系,建立水域能量收支交换与个体、群体营养需求模型,估算稻渔综合种养系统中某个或几个养殖种类的容纳量;研究稻渔综合种养多元养殖模式,生态要素对养殖生物生长、生物生理变化及行为、水稻生长和稻米品质的影响,构建健康养殖技术和模式。

关键词：养殖模式容纳量养殖种类生态要素水动力学养殖生物生物生理生态系统

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我国稻渔综合种养产业发展现状、成果与研究展望(上)

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科学养鱼 2024年第8期 1-3页

作者：朱健侯诒然李冰贾睿中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业农村部稻渔综合种养生态重点实验室江苏无锡214081

一、稻渔综合种养产业发展现状水稻是我国主要粮食作物,全国水稻种植面积4.5亿亩,年产量近2亿吨,约占粮食总产量的35%,全国约有65%的人口以稻米为主食。进入新世纪后,随着经济社会快速发展和城市化、工业化迅速推进,农业和农村形势正发... 详细信息

一、稻渔综合种养产业发展现状水稻是我国主要粮食作物,全国水稻种植面积4.5亿亩,年产量近2亿吨,约占粮食总产量的35%,全国约有65%的人口以稻米为主食。进入新世纪后,随着经济社会快速发展和城市化、工业化迅速推进,农业和农村形势正发生深刻变化,在现有国家粮食价格政策保障下,单一种植水稻效益较低,严重影响了农民种稻积极性和主动性。部分地区中低产稻田撂荒现象较为严重,稻田流转中“非农化”“非粮化”问题比较突出。

关键词：粮食总产量撂荒现象积极性和主动性非粮化单一种植主要粮食作物非农化城市化

人工湿地不同植物根系及基质重金属富集特征及其与环境因子相关性

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上海海洋大学学报 2018年第4期27卷 531-542页

作者：朱加宾李冰侯诒然余家辉张成龙朱健南京农业大学无锡渔业学院江苏无锡214081 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业部淡水渔业与种质资源利用重点实验室江苏无锡214081

为了研究复合垂直潜流人工湿地对池塘养殖水体中重金属的去除效果,通过对水质指标以及重金属的测定,进而分析了不同植物根系及其根系附近基质对重金属富集效果的差异以及不同环境因素与重金属富集速率之间的相关性。结果表明:人工湿地... 详细信息

为了研究复合垂直潜流人工湿地对池塘养殖水体中重金属的去除效果,通过对水质指标以及重金属的测定,进而分析了不同植物根系及其根系附近基质对重金属富集效果的差异以及不同环境因素与重金属富集速率之间的相关性。结果表明:人工湿地对水体中铅、铜的去除效果分别为77.20%和41.70%,相比于其他类型的湿地,复合垂直潜流人工湿地对铅、铜的去除具有一定优势;砷在湿地中存在释放现象,平均释放率为8.40%。水蓼和再力花根系对铬、砷、铅、铜具有富集作用,梭鱼草仅对铬、砷存在富集作用。水蓼、梭鱼草、再力花根系附近基质均对铬有较好的富集作用,其中梭鱼草对铬的富集速率最大,为0.987 mg/(kg·d)。水蓼根系对铅和铜的富集速率与水温存在显著负相关性,对铬、铜的富集速率与pH存在显著负相关性;梭鱼草根系对铬、砷富集速率与水温存在显著负相关性;再力花根系对铅富集速率与水温、pH存在显著负相关性,对铜的富集速率与水温存在显著负相关性。本研究结果从重金属去除的角度为复合垂直潜流人工湿地的应用以及湿地植物的选择提供一定理论依据和参考。

关键词：人工湿地重金属养殖水体根系基质

梨形环棱螺生命活动对池塘沉积物中氮转化的影响

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海洋湖沼通报 2021年第2期43卷 82-90页

作者：张明豪张奕昀侯诒然李冰封功成陈柯宇朱健南京农业大学无锡渔业学院江苏无锡214081 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心农业农村部淡水渔业和种质资源利用重点实验室江苏无锡214081

本实验研究了不同放养密度梨形环棱螺(Bellamya purificata)扰动作用对沉积物中氮转化的影响。实验设置3个梨形环棱螺放养密度处理组和1个空白对照组,放养密度分别为15个/缸、30个/缸和60个/缸和0个/缸,分别编号为C1、C2、C3和C4,每组设... 详细信息

本实验研究了不同放养密度梨形环棱螺(Bellamya purificata)扰动作用对沉积物中氮转化的影响。实验设置3个梨形环棱螺放养密度处理组和1个空白对照组,放养密度分别为15个/缸、30个/缸和60个/缸和0个/缸,分别编号为C1、C2、C3和C4,每组设4个重复。通过液体培养法、分相浸取法和酶活试剂盒,分别测定沉积物中的硝化反硝化强度、氮赋存形态的含量和酶活。研究表明:(1)C2组硝化强度显著高于对照组,反硝化强度在实验中期随放养密度增大而显著增大;(2)离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)含量随放养密度的增加而显著增加,强碱可浸取态氮(SAEF-N)则相反,强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)含量变化不显著。(3)S-NR活性C3>C1>C2且组间差异显著;S-NiR活性C2,C3组差异不显著但显著大于C1组;HR活性随放养密度的增加显著增加。结果表明:随着梨形环棱螺放养密度的增加,沉积物—水界面的氧化还原电位,溶解氧含量和pH显著降低,硝化强度显著下降,C2>C1>C3;反硝化强度整体上表现为C3>C2>C1;促进了沉积物中IEF-N的释放和SAEF-N向WAEF-N的转化,提高了硝酸还原酶(S-NR)活性、亚硝酸还原酶(S-NiR)和羟胺还原酶(HR)活性,降低了沉积物作为氮素的源向水体释放造成富营养化的风险。

关键词：梨形环棱螺扰动作用沉积物硝化反硝化强度氮赋存形态胞外酶活性

复合垂直潜流人工湿地中硝化和反硝化细菌的筛选及其特性分析

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南方农业学报 2019年第4期50卷 736-744页

作者：张成龙李冰侯诒然封功成陶冶朱健南京农业大学无锡渔业学院江苏无锡214081 中国水产科学研究院淡水渔业研究中心/农业农村部淡水渔业与种质资源利用重点实验室江苏无锡214081

【目的】通过在复合垂直潜流人工湿地系统中筛选高效的硝化细菌和反硝化细菌,以降低氮素污染对养殖水域生态系统的危害,为加强人工湿地氮素净化功能提供科技支撑。【方法】在复合垂直潜流人工湿地—池塘循环水养殖系统的不同运行阶段采... 详细信息

【目的】通过在复合垂直潜流人工湿地系统中筛选高效的硝化细菌和反硝化细菌,以降低氮素污染对养殖水域生态系统的危害,为加强人工湿地氮素净化功能提供科技支撑。【方法】在复合垂直潜流人工湿地—池塘循环水养殖系统的不同运行阶段采集样品,利用选择性培养基定向筛选,选择一株高效硝化细菌和一株高效反硝化细菌,对其进行菌种鉴定,并分别研究对应菌株的硝化特性或反硝化特性。【结果】通过个体形态特征观察、生理生化鉴定及16S rDNA同源性比对分析,确定硝化菌株ZX2属于不动杆菌属(Acinetobacter),反硝化菌株ZF7属于假单胞菌属(Pseudomonas)。在pH为7.0,温度为30℃,亚硝酸钠浓度为0.8 g/L的条件下硝化菌株ZX2的硝化能力最强,OD600可达0.80以上,硝化速率达68.4 mg/(L·d)。在pH为7.0,温度为35℃,接种量为6%的条件下反硝化菌株ZF7的反硝化能力最强,OD600可达1.00以上,脱氮率达94.5%。【结论】筛选得到的硝化细菌和反硝化细菌具有很好的氮素净化效果,可为下一步强化人工湿地氮素净化功能提供备用菌株。

关键词：人工湿地硝化细菌反硝化细菌氮素污染含氮废水净化