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秸秆还田配施氮肥早期对水稻生长、土壤性质及土壤微生物的影响

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秸秆还田配施氮肥早期对水稻生长、土壤性质及土壤微生物的影响

作者：罗嘉润长江大学

学位级别：硕士

中国是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一,对于农业的可持续发展而言,充分、有效地利用秸秆资源具备重要而深远的意义。土壤微生物在秸秆还田过程中发挥了极其重要的作用。土壤微生物通过调节土壤养分的生物地球化学循环,维持生态系统... 详细信息

中国是世界上秸秆资源最为丰富的国家之一,对于农业的可持续发展而言,充分、有效地利用秸秆资源具备重要而深远的意义。土壤微生物在秸秆还田过程中发挥了极其重要的作用。土壤微生物通过调节土壤养分的生物地球化学循环,维持生态系统的稳定性。为平衡施氮早期秸秆腐解与微生物、水稻生长间争氮的影响,本试验以秸秆还田移栽前(BF)和秸秆还田不施肥(CK)为对照,基肥设置5种碳酸氢铵与复合肥配施处理100%复合肥(S0)、20%碳铵+80%复合肥(S1)、40%碳铵+60%复合肥(S2)、60%碳铵+40%复合肥(S3)、80%碳铵+20%复合肥(S4)五种基肥配施方式来进一步研究基肥中碳铵与复合肥配施比例对土壤理化性质、作物生长与土壤微生物的影响,结果表明:(1)氮肥配施后6天显著增加了土壤中的铵态氮(NH-N)和硝态氮(NO-N)含量。此外,随着氮肥配施中碳铵配施比例的增加,土壤有机质(SOM)含量和土壤p H呈现先降低后增加的趋势,且在碳铵含量为40%(S2)时,土壤有机质含量和p H最低,土壤易氧化有机碳(EOC)和溶解性有机碳(DOC)则表现出与之相反的趋势,且在S2处理时,土壤易氧化有机碳和溶解性有机碳含量最高;随着氮肥配施中碳铵配施比例的增加,早期水稻植株的地上部鲜重(AFW)、地下部鲜重(UFW)、根表面积(RS)、根体积(RV)和植株碳(TC)、氮积累量(TN)呈现先增加后降低趋势,除了地上部鲜重,S2最高,与其他处理差异显著。(2)本试验中氮肥配施后6天显著降低了土壤细菌和真菌群落的α多样性,随着氮肥配施中碳铵配施比例的增加,氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)群落多样性表现为先增加后降低,且处理S2的α多样性最高,氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)群落的趋势则相反,处理S3的α多样性最低;S2处理的细菌独占OTU(operational taxonomic unit,OTU)数目最高,真菌独占OTU数目最低,S2处理的AOA独占OTU数目最高,S3处理AOB独占OTU数目最低。(3)施基肥后6天时,绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteriota)是土壤环境的优势细菌,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)是优势真菌,奇古菌门(Thaumarchaeota)为土壤的优势AOA群落,变形菌门为优势AOB群落,处理S2显著提升放线菌门、奇古菌门的相对丰度,降低了绿弯菌门、变形菌门和酸杆菌门的相对丰度;处理S2的担子菌门低于其他处理。(4)施基肥后6天时,土壤中的铵态氮和硝态氮含量与作物生长相关指标(UFW、TC、TN、AFW、RV、RS)以及放线菌和担子菌门呈显著正相关,土壤有效钾(Available K)、SOM、有效磷(Olsen P)含量与变形菌门、子囊菌门呈显著正相关,与水稻生长指标显著负相关;土壤p H与绿弯菌门呈显著正相关;奇古菌门与土壤易氧化有机碳、溶解性有机碳、作物全碳含量、作物全氮含量、根体积、地上部鲜重、根面积、地下部鲜重、土壤铵态氮含量呈显著正相关,与土壤p H、硝态氮、有效磷、有机质、有效钾呈显著负相关;(5)施基肥后6天时,22个细菌属(包括NB1-J、Xanthobacteraceae、SCI-84等)与土壤铵态氮、硝态氮和植物全氮呈负相关,与土壤有机质、有效磷和有效钾呈正相关。此外,10个菌属(Geminicoccaceae、Nocardioidaceae、Caldilineace-ae等)与土壤铵态氮、硝态氮以及作物生长相关指标呈正相关,但与土壤有机质、有效磷和有效钾呈负相关。真菌属(Sordariaceae、Scytalidium、Sagenomella、Cercophora等)与土壤铵态氮和植株生长相关指标呈负相关,与土壤有效钾呈正相关;柄孢壳属(Podospora)与土壤铵态氮、硝态氮、植株生长相关指标呈正相关,但与土壤有机质、有效磷和有效钾呈负相关。奇古菌属(Thaumarchaeota)与植株全氮、全碳呈正相关,泉古菌属(Crenarchaeota)与植株根表面积和土壤溶解性有机碳呈正相关,但与土壤有效磷和有机质呈负相关。古细菌(Archaea)与土壤铵态氮、硝态氮、溶解性有机碳、易氧化有机碳和植株生长相关指标呈负相关,但与土壤有机质、有效磷和有效钾呈正相关。亚硝化单胞菌属(Nitrosomonadales)与土壤p H、铵态氮、硝态氮、溶解性有机碳呈正相关,但与土壤有机质、有效磷和有效钾呈负相关;亚硝化螺菌属(Nitrosospira)与植株地上部鲜重、根体积呈负相

关键词：秸秆还田氮肥配施土壤微生物土壤理化性质作物生长

秸秆还田配施氮肥早期对水稻生长、土壤性质及微生物多样性的影响

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农业生物技术学报 2023年第10期31卷 2019-2034页

作者：罗嘉润宋文杰刘伟张大弘江勋卢碧林长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心/涝渍灾害与湿地农业湖北省重点实验室

为探究秸秆还田条件下氮肥配施对土壤-水稻(Oryza sativa)微生物系统的影响，以平衡施氮早期秸秆腐解和水稻生长争氮的影响，本研究基于小区试验，以不施肥处理为对照(CK)，基肥设置5种碳酸氢铵与复合肥配施处理：100%复合肥处理(S0)、... 详细信息

为探究秸秆还田条件下氮肥配施对土壤-水稻(Oryza sativa)微生物系统的影响，以平衡施氮早期秸秆腐解和水稻生长争氮的影响，本研究基于小区试验，以不施肥处理为对照(CK)，基肥设置5种碳酸氢铵与复合肥配施处理：100%复合肥处理(S0)、20%碳铵+80%复合肥(S1)、40%碳铵+60%复合肥(S2)、60%碳铵+40%复合肥(S3)和80%碳铵+20%复合肥(S4)；以研究氮肥配施6 d后对水稻生长、土壤性质和微生物多样性的影响。结果表明，氮肥配施早期，土壤有机质、pH值、有效磷和速效钾随配施碳铵的增加呈下降趋势，而铵态氮、硝态氮含量呈上升趋势；水稻植株的地上、地下部鲜重、根表面积、根体积和植株碳氮积累量呈现先增加后降低的趋势，除地下部鲜重，处理S2最高，且与其他处理差异显著(P<0.05)；土壤细菌、真菌群落的Chao1指数和Shannon指数呈先下降后上升的趋势，以处理S2最低，其中与氨氮相关的氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)群落，各处理差异不显著；β多样性指数，土壤细菌独占操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)数目以处理S2、S4较高，而真菌独占OTU数目以处理S2最低；土壤优势细菌门为绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteriota)，其中处理S2提升了放线菌门的相对丰度，降低了绿弯菌门、变形菌门和酸杆菌门相对丰度，均达显著水平；土壤优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)；经冗余分析(redundancy analysis, RDA)分析，放线菌门、担子菌门与土壤速效氮含量、水稻生长指标显著正相关，变形菌门、子囊菌门与土壤有效钾、土壤有机质、有效磷含量显著正相关，与水稻生长指标显著负相关，绿弯菌门与土壤pH显著正相关，以处理S2与放线菌门最为明显；奇古菌门(Thaumarchaeota)与水稻生长指标、铵态氮、易氧化有机碳、溶解有机碳显著正相关，与pH、硝态氮、有效磷和有效钾显著负相关。秸秆还田下合理配施氮肥方式S2能平衡土壤微生物和水稻对养分的需求。本研究对指导秸秆还田下合理配施氮肥提高土壤肥力和促进作物生长均具有指导意义。

关键词：秸秆还田氮肥配施水稻生长土壤性质微生物多样性

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施氮量对直播虾稻抗倒性的影响

福建农业学报 2022年第3期37卷 291-301页

作者：温鑫许凤英宋文杰罗嘉润刘伟卢碧林长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心/涝渍灾害与湿地农业湖北省重点实验室湖北荆州434025

【目的】虾稻模式是湖北省乃至南方稻区农业生产的重要模式,倒伏是影响这一模式水稻产量的主要因素之一,研究直播虾稻适宜施氮量可为其合理施肥提供理论依据。【方法】在虾稻连作模式下,采用典型虾稻品种玉针香、黄华占和鄂丰丝苗为试... 详细信息

【目的】虾稻模式是湖北省乃至南方稻区农业生产的重要模式,倒伏是影响这一模式水稻产量的主要因素之一,研究直播虾稻适宜施氮量可为其合理施肥提供理论依据。【方法】在虾稻连作模式下,采用典型虾稻品种玉针香、黄华占和鄂丰丝苗为试验材料,以不施肥为对照,设置3个施氮水平(120、150、180 kg·hm^(−2))的裂区试验,探讨施氮量对直播虾稻抗倒伏能力的影响。【结果】3个虾稻品种主茎倒5、倒4节的节间长度、株高及重心高度、弯曲力矩及倒4节间大小维管束数目随施氮量增加而增加,折断弯矩、大小维管束面积及茎壁厚度随施氮量增加呈先升后降趋势,倒伏指数随施氮量增加呈先降后升趋势。【结论】施氮量在不同虾稻品种的抗倒性存在差异,玉针香适宜施氮量为120 kg·hm^(−2),鄂丰丝苗适宜施氮量为120~150 kg·hm^(−2),黄华占适宜施氮量为150 kg·hm^(−2)。

关键词：施氮量虾稻倒伏直播倒伏指数

断奶弱仔猪血液生化指标及肠道微生物多样性研究

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中国畜牧杂志 2024年第08期 304-311页

作者：杨昌峰王顺风张代雨罗韬润蒲强黄勇富罗嘉西南大学动物科学技术学院重庆市六九畜牧科技股份有限公司

为研究断奶弱仔猪的血液生化指标和肠道菌群多样性，本实验选取21日龄的断奶纯种长白正常仔猪（Normal Birth Weight）和弱仔猪（Weak Piglet）各6头，分为正常组和弱仔组，收集其新鲜血清和粪便样本，利用生化分析仪测定其生化指标并利... 详细信息

为研究断奶弱仔猪的血液生化指标和肠道菌群多样性，本实验选取21日龄的断奶纯种长白正常仔猪（Normal Birth Weight）和弱仔猪（Weak Piglet）各6头，分为正常组和弱仔组，收集其新鲜血清和粪便样本，利用生化分析仪测定其生化指标并利用16S rDNA高通量测序对其粪便微生物进行分析。结果显示：弱仔组球蛋白、丙氨酸氨基转移酶、尿素氮含量显著高于正常组，白球比、碱性磷酸酶、淀粉酶、葡萄糖含量显著低于正常组，总胆红素极显著低于正常组。正常组和弱仔组的Alpha多样性差异不显著；在门水平上，2组之间的疣微菌门（Verrucomicrobiota）、广古菌门（Euryarchaeota）、互养菌门（Synergistota）和弯曲菌门（Campylobacterota）在含量上具有显著差异。正常组和弱仔组的Alpha多样性差异不显著。通过组间差异物种的T-test检验，在门水平上，弱仔组和正常组间无显著差异的物种；在属水平上，正常组中瘤胃球菌属（Ruminococcus）、芽孢杆菌属（Paenibacillus）、八联球菌属（Sarcina）和厌氧醋菌属（Acetoanaerobium）的相对丰度显著高于弱仔组，而Turicibacter、毛螺菌属（Lachnospiraceae）、棍状厌氧菌属（Anaerorhabdus）和瘤胃梭菌属（Ruminal Clostridium）的相对丰度显著低于弱仔组。进行Simple分析发现正常组和弱仔组显著差异的物种为大肠杆菌（Escherichia-Shigella）、Lachnoclostridium、梭菌（Clostridium）、土孢杆菌（Terrisporobacter）、巴斯德菌（Pasteurella）和拟杆菌（Bacteroides）等，这些菌群是断奶弱仔猪与正常仔猪肠道菌群差异的重要生物标记物。

关键词：弱仔猪断奶血清生化肠道微生物多样性

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不同品种公猪精液品质和代谢物组成及与肠道微生物的关联性分析

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中国畜牧杂志 2024年第08期 312-320+328页

作者：张代雨温振浩杨昌峰罗韬润柴捷陈力蒲强黄勇富罗嘉西南大学动物科学技术学院重庆市畜牧科学研究院重庆市六九畜牧科技股份有限公司

本研究旨在分析不同品种公猪精液品质和代谢物组成及与肠道微生物的关联性。采集26～32月龄杜洛克猪、长白猪、约克夏猪的公猪精液和粪便，测定精液品质、粪便LC-MS代谢组和肠道微生物。结果表明：长白猪精液体积高于杜洛克猪（P<0.01... 详细信息

本研究旨在分析不同品种公猪精液品质和代谢物组成及与肠道微生物的关联性。采集26～32月龄杜洛克猪、长白猪、约克夏猪的公猪精液和粪便，测定精液品质、粪便LC-MS代谢组和肠道微生物。结果表明：长白猪精液体积高于杜洛克猪（P<0.01），杜洛克猪精液密度高于约克夏猪和长白猪（P<0.05），长白猪、约克夏猪的精子活力高于杜洛克（P<0.05）；杜洛克猪与长白猪差异代谢产物富集在突触囊泡周期、cAMP信号通路等4条代谢途径（P<0.05），杜洛克猪与约克夏猪差异代谢产物富集在嘧啶代谢途径（P<0.05），长白猪与约克夏猪差异代谢产物富集在黄体酮介导的卵母细胞成熟、类固醇激素生物合成等5条代谢途径（P<0.05）;3个品种肠道厚壁菌门微生物丰度最高，其次是拟杆菌门；杜洛克猪的精子活力与螺旋体门、梭杆菌门呈负相关（P<0.01），有效精子数与酸杆菌门呈负相关（P<0.05），有效精子数与厚壁菌门呈正相关（P<0.05）；约克夏猪精子活力与梭杆菌门呈正相关（P<0.05），精子密度和有效精子数与拟杆菌门呈负相关（P<0.05）；长白猪的精子活力与广古菌门呈正相关（P<0.01），有效精子数与厚壁菌门呈正相关（P<0.05）。由此可见，本试验从代谢物以及肠道微生物角度揭示了不同品种公猪精液品质的差异，为提高畜禽精液品质提供参考。

关键词：精液品质代谢组肠道微生物关联分析种公猪

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基于极化SAR梯度和复Wishart分类器的舰船检测

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雷达学报（中英文） 2024年第2期13卷 396-410页

作者：殷君君罗嘉豪李响代晓康杨健北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京无线电测量研究所北京100854 清华大学电子工程系北京100084

舰船检测是极化SAR系统的重要应用之一。现有的舰船检测方法容易受到旁瓣泄露的干扰,使得舰船目标的形态难以提取,导致检测结果不符合真实情况。此外,在舰船过于密集、尺度不一致的情况下,相邻舰船由于旁瓣的影响有时会被认为是单个目标... 详细信息

舰船检测是极化SAR系统的重要应用之一。现有的舰船检测方法容易受到旁瓣泄露的干扰,使得舰船目标的形态难以提取,导致检测结果不符合真实情况。此外,在舰船过于密集、尺度不一致的情况下,相邻舰船由于旁瓣的影响有时会被认为是单个目标,从而造成漏检。针对这些问题,该文提出一种基于极化SAR梯度和复Wishart分类器的舰船检测方法。首先,将似然比检验(LRT)梯度引入对数比值梯度框架,使其适用于极化SAR数据;基于LRT梯度图进行恒虚警(CFAR)检测,提取舰船的边缘信息,消除伪影的同时抑制强旁瓣对舰船精细轮廓提取的影响。其次,利用复Wishart迭代分类器对舰船强散射部分进行检测,可排除大部分的杂波干扰且保持舰船形态细节。最后,将二者信息融合,从而可以保持舰船形态细节的同时克服旁瓣和伪信号的虚警。该文在3幅来自ALOS-2卫星的极化SAR图像上进行了对比实验,实验表明与其他方法相比,该文所提算法具有更少的虚警和漏检,且能够有效克服旁瓣泄露,保持舰船形态细节。

关键词：舰船检测极化合成孔径雷达比值梯度似然比检验复Wishart分类器

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面向散射光场调控的波前整形方法及其成像应用(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 264-278页

作者：沈乐成罗嘉伟张志凌张诗按华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241 中山大学电子与信息工程学院广东广州510006 山西大学极端光学协同创新中心山西太原030006 华东师范大学-山东师范大学光场调控科学与光子芯片器件联合研究中心华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241

光学散射一直以来都被认为是限制光学成像深度的重要因素。近年来,波前整形方法克服光学散射的能力引起了研究人员的广泛关注,其核心思想是通过对入射光进行相位调制,补偿散射引起的波前扰乱。波前整形方法能够有效地重新聚焦散射光,有... 详细信息

光学散射一直以来都被认为是限制光学成像深度的重要因素。近年来,波前整形方法克服光学散射的能力引起了研究人员的广泛关注,其核心思想是通过对入射光进行相位调制,补偿散射引起的波前扰乱。波前整形方法能够有效地重新聚焦散射光,有望实现深层组织内高分辨率成像的目标。回顾了波前整形的历史发展,讨论了不同类型的波前整形方法,展示了其在克服光学散射以实现深层组织成像方面的应用实例,并展望了波前整形方法的未来发展趋势。

关键词：波前整形散射介质光学相位共轭传输矩阵光学成像引导星

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循环老化三元锂离子电池热失控气体毒性研究

北京航空航天大学学报 2024年第6期50卷 1761-1769页

作者：张青松曲奕润中国民航大学民航热灾害防控与应急重点实验室天津300300

为研究高能量密度锂离子电池循环老化过程中热失控特性变化及释放气体的毒性危害,对不同循环老化程度的三元锂离子电池进行热滥用实验,利用气体传感器阵列,基于有效剂量分数模型对热失控气体毒性危害进行定量分析。结果表明,高镍含量三... 详细信息

为研究高能量密度锂离子电池循环老化过程中热失控特性变化及释放气体的毒性危害,对不同循环老化程度的三元锂离子电池进行热滥用实验,利用气体传感器阵列,基于有效剂量分数模型对热失控气体毒性危害进行定量分析。结果表明,高镍含量三元锂离子电池循环性能差,200次循环老化后,电池健康状态低于70%。老化电池更容易进入热失控状态,热失控反应更剧烈但释放能量少,释放气体燃烧效率低。在密闭空间内,电池热失控释放窒息性气体危害性比刺激性气体更高,150次循环老化电池的窒息性气体毒性累积效应比新鲜电池早638 s达到临界值1。随老化程度增加,最终电池的刺激性气体毒性即时效应与气体致死毒性即时效应降低,与新鲜电池相比,100次循环老化后,电池的刺激性气体毒性即时效应降低0.34,气体致死毒性即时效应降低0.19。研究结果可为老化电池安全性评估及热失控预警提供数据支撑。

关键词：三元锂离子电池热失控循环老化气体传感器阵列气体毒性分析

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基于分段仿射阻抗模型的电压源变流器小扰动稳定域在线构造

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中国电机工程学报 2024年第14期44卷 5667-5679,I0019页

作者：马悦鑫王鹏赵浩然贺敬罗嘉王金龙山东大学电气工程学院山东省济南市250061 新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192

近年来小扰动振荡事故频发,亟需建立能反映新能源并网系统全工况的在线稳定域。小扰动在线稳定域可以为时变性和波动性下新型电力系统的安全评估和控制优化提供强有力的支撑。因此,提出基于分段仿射阻抗模型的电压源变流器(voltage sour... 详细信息

近年来小扰动振荡事故频发,亟需建立能反映新能源并网系统全工况的在线稳定域。小扰动在线稳定域可以为时变性和波动性下新型电力系统的安全评估和控制优化提供强有力的支撑。因此,提出基于分段仿射阻抗模型的电压源变流器(voltage source converter,VSC)小扰动稳定域在线构造方法。首先,该方法使用电压、功率和频域因子作为分区变量,离线构建VSC的分段仿射阻抗模型。在线计算时根据运行工况可以快速定位运行分区并确定对应的线性仿射模型,从而极大地提高阻抗计算的效率。其次,提出VSC稳定域边界点的双层优化模型,利用改进的广义奈奎斯特判据和复合形法进行快速求解。然后,通过改变双层优化模型的求解方向搜索边界点,基于分段拟合获取准确的边界解析式。最后,仿真算例和实验结果表明,分段仿射阻抗模型与全阶阻抗模型误差小于1%;该方法可以准确和高效地构建在线稳定域。

关键词：小扰动建模阻抗法分段仿射稳定域复合形法

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