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水氮互作对冬小麦农田NH和NO排放及产量的影响

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应用生态学报 2024年

作者：张玉娇庞桂斌余静张海峰张立志王昕董文旭徐征和济南大学中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心山东省水利科学研究院

为研究不同灌溉施氮模式对冬小麦农田氮素气态损失的影响，以冬小麦为研究对象，在山东省长清灌溉试验站开展田间试验。试验设置了两种测墒补灌水平：80%～90%田间持水量(θf)(I1)、70%～80%θf(I2)；3个施氮量：常规施氮240 kg·hm-2(... 详细信息

为研究不同灌溉施氮模式对冬小麦农田氮素气态损失的影响，以冬小麦为研究对象，在山东省长清灌溉试验站开展田间试验。试验设置了两种测墒补灌水平：80%～90%田间持水量(θf)(I1)、70%～80%θf(I2)；3个施氮量：常规施氮240 kg·hm-2(N1)、减氮12.5%(N2)和减氮25%(N3)，共6个处理。结果表明：施肥或灌溉后2～4 d内均会出现氨挥发速率和氧化亚氮排放峰，追肥期的氨挥发速率明显高于基肥期。I2N2处理在追肥期的氨挥发平均速率较其他处理降低了10.1%～51.6%，在全生育期内的氧化亚氮平均排放速率较其他处理降低了15.4%～52.2%。氨挥发速率与表层土壤pH值、铵态氮含量呈显著正相关，氧化亚氮排放速率与表层土壤硝态氮含量呈显著正相关。土壤氨挥发累积量为0.83～1.42 kg·hm-2，氧化亚氮排放累积量为0.11～0.33 kg·hm-2，适量减少灌水量和施氮量可以有效减少氨挥发和氧化亚氮累积排放量，其中，I1N3、I2N2处理下的氨挥发和氧化亚氮累积排放量显著低于其他处理。I2N2处理的冬小麦产量最高，为5615.6 kg·hm-2。I2的灌溉水利用效率均显著高于I1，最大增幅达到45.2%，与N1、N3相比，N2的氮肥偏生产力、氮肥农学利用效率最大增幅分别达到15.2%、31.8%。综上，以70%～80%θf测墒补灌且施氮量为210 kg·hm-2可以有效提高冬小麦水氮利用效率并降低农田氮素气态损失。

关键词：冬小麦水氮互作氨挥发氧化亚氮排放产量

长期不同施氮量下微生物残体氮对土壤氮库稳定性和玉米氮素吸收的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第5期32卷 766-779页

作者：韩建张玉铭何红波李俊娣胡春胜李晓欣董文旭刘秀萍张丽娟河北农业大学资源与环境科学学院保定071001 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/河北省土壤生态学重点实验室/中国科学院农业水资源重点实验室石家庄050022 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 河北省食品安全重点实验室石家庄050227

在农田生态系统中,化肥氮的施用是保障粮食高产稳产并维持土壤氮库稳定的重要管理措施,土壤微生物既是土壤氮素矿化的驱动者,也是土壤氮素固持的贡献者,在氮素保蓄和供应方面发挥着积极作用,直接影响作物的氮素吸收利用。本研究依托中... 详细信息

在农田生态系统中,化肥氮的施用是保障粮食高产稳产并维持土壤氮库稳定的重要管理措施,土壤微生物既是土壤氮素矿化的驱动者,也是土壤氮素固持的贡献者,在氮素保蓄和供应方面发挥着积极作用,直接影响作物的氮素吸收利用。本研究依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米轮作农田14年长期不同施氮水平定位试验,选取玉米季施氮量150 kg(N)·hm^(-2)(N150)、200 kg(N)·hm^(-2)(N200)和300 kg(N)·hm^(-2)(N300)3个典型处理,通过微区施用15N标记氮肥,在收获期测定玉米产量、地上部总吸氮量和肥料氮吸收量,分析0~20 cm土层土壤全氮(TN)、微生物残体氮[MRN,包括真菌残体氮(FRN)和细菌残体氮(BRN)]、固定态铵(FN)、矿质氮(NH_4^(+)-N+NO_(3)^(-)-N,MN)和其他有机氮(ON)含量及不同氮库对^(15)N的截获,并通过多元回归分析和路径分析建立各形态氮库与玉米氮素吸收的相关关系,研究土壤“老氮”和肥料“新氮”在土壤氮库中的分配及其对作物吸收利用的影响,为研究区氮肥高效利用和地力培肥提供理论支撑。结果表明,玉米产量和氮素吸收以及土壤TN含量均以N200最高,此施氮量有利于作物高产和土壤氮库培育。N300的肥料氮吸收和残留量高于N200,表明N300的土壤氮“激发效应”强于N200,会诱导土壤“老氮”的更多矿化和损失,其土壤TN库稳定性差、更新程度较大。总氮库中,MRN占主导,N200显著高于其他处理,对TN的贡献均在50%以上,且FRN主导了MRN的累积。N200的土壤FRN∶BRN比值显著高于N150和N300,表明适宜施氮可显著提升真菌在氮素积累中的贡献,提升土壤氮库的稳定性;施氮不足(N150)或过量施氮(N300)提升了细菌在氮素积累中的贡献,不利于稳定土壤氮库。N300的MN和FN含量显著高于其他处理,表明过量施肥更多提升的是活性氮库。由此可见,适宜施氮可优化土壤氮库分配,促进更多的氮进入微生物残体氮库,显著提高土壤微生物途径对氮的固持作用,促进土壤对氮素的保蓄与供应良性运行,保障了玉米氮素吸收与产量形成,为指导华北平原农田地力培肥与氮肥减施提供了科学依据。

关键词：玉米施氮量 ^(15)N标记吸氮量土壤氮库微生物残体氮

增温施肥对农田土壤有机碳和全氮含量及δ^(13)C、δ^(15)N值的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第5期30卷 842-850页

作者：李佳珍董文旭陈拓胡春胜北京大学深圳研究生院深圳518055 深圳市海洋发展研究促进中心深圳518034 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/河北省土壤生态学重点实验室/中国科学院农业水资源重点实验室石家庄050022 深圳大学中国经济特区研究中心深圳518060 深圳市自然资源和不动产评估发展研究中心深圳518034

农田土壤是重要的碳氮库,对气候变化极其敏感,但土壤碳氮循环对气候变化的响应目前还不清楚。在全球变暖背景下,为了实现我国碳达峰、碳中和目标,研究增温对土壤有机碳、全氮含量及其碳氮同位素的影响具有重要的现实意义。本研究采用红... 详细信息

农田土壤是重要的碳氮库,对气候变化极其敏感,但土壤碳氮循环对气候变化的响应目前还不清楚。在全球变暖背景下,为了实现我国碳达峰、碳中和目标,研究增温对土壤有机碳、全氮含量及其碳氮同位素的影响具有重要的现实意义。本研究采用红外辐射加热器模拟全球变暖,使5 cm土壤温度增加约2℃。通过测定灌溉前后土壤有机碳和全氮含量及δ^(13)C和δ^(15)N值的变化,研究增温、施氮和灌溉对华北平原小麦田土壤碳氮库的影响。试验共设4个处理:不施氮不增温(N0T0)、不施氮增温(N0T1)、施氮不增温(N1T0)和施氮增温(N1T1)。结果表明:灌溉前,增温降低了土壤有机碳含量,0~10 cm土层N1T1处理与不增温处理(N0T0和N1T0)之间差异显著(P<0.05),10~20 cm土层N1T1处理与其他处理差异均显著(P<0.05);灌溉后,增温虽有降低土壤有机碳含量的趋势,但差异不显著;施氮条件下,增温显著提升了δ^(13)C值(P<0.05)。增温降低了土壤全氮含量,并在灌溉前10~20 cm土层和灌溉后0~10 cm土层达显著水平(P<0.05);增温提升了土壤δ^(15)N值,灌溉前0~10 cm土层N0T0处理与增温处理(N0T1和N1T1)差异显著(P<0.05),灌溉后0~10 cm土层仅N0T1和N1T0处理间差异显著(P<0.05),而10~20 cm土层增温处理(N0T1和N1T1)均与N1T0处理差异显著(P<0.05)。同一处理同一时期,土壤有机碳和全氮的含量随土壤深度的增加而降低,δ^(13)C和δ^(15)N值随深度增加而升高,但土壤有机碳和δ^(13)C值的变化差异不显著,全氮含量和δ^(15)N值的变化差异显著(P<0.05)。土壤有机碳、全氮含量及δ^(13)C和δ^(15)N值在灌溉前后的差异均不显著。连续5年的增温施氮试验表明,未来气候变暖可能会加快土壤有机碳和全氮的分解,造成更多轻组有机碳损失。灌溉在短期内不会显著改变土壤碳氮含量及δ^(13)C和δ^(15)N值,但其长期影响还需进一步探究。此外,未来研究还应该重视多因素交互作用对土壤碳氮循环的影响。

关键词：增温施氮土壤有机碳土壤全氮 δ^(13)C值 δ^(15)N值

长期增温和施氮对华北平原农田土壤呼吸及其温度敏感性的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第5期30卷 761-768页

作者：胡文沛张闯胡春胜董文旭王玉英中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省土壤生态学重点实验室石家庄050022 中国科学院大学北京100049

在全球气候变暖与氮沉降不断加剧的背景下,作为我国粮食主产区之一的华北平原农田土壤呼吸如何响应气候变暖和氮沉降增加成为亟待解决的问题。本文在华北平原冬小麦单作土壤布置了11年野外增温和施氮肥试验,包括对照(CK)、红外增温(W)... 详细信息

在全球气候变暖与氮沉降不断加剧的背景下,作为我国粮食主产区之一的华北平原农田土壤呼吸如何响应气候变暖和氮沉降增加成为亟待解决的问题。本文在华北平原冬小麦单作土壤布置了11年野外增温和施氮肥试验,包括对照(CK)、红外增温(W)、施氮肥(N)和红外增温+施氮肥(WN)4个处理,采用静态箱-气相色谱法测定了2018—2020年土壤呼吸速率及其温度敏感性。结果表明:2018—2020年,W和WN处理使5 cm深土壤温度平均提升约2°C,使土壤体积含水量下降2.4%。不同处理间土壤呼吸速率呈现明显的季节动态,冬小麦3—6月生长季平均土壤呼吸速率(329.06 mg∙m^(−2)∙h^(−1))显著高于11—3月休眠季(25.21 mg∙m^(−2)∙h^(−1))(P<0.05)。2018—2020年,与CK相比,W和WN处理分别使土壤呼吸速率提高16.8%和19.3%(P<0.05),而N处理未显著影响土壤呼吸速率。W和WN处理2018—2020全年土壤呼吸的温度敏感性(Q10)低于N和CK处理,即WN(1.65)

关键词：土壤呼吸红外模拟增温施氮肥温度敏感性华北农田

三例Kleefstra综合征患儿临床和遗传学分析

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中华医学遗传学杂志 2022年第2期39卷 148-151页

作者：周陶成童光磊朱丽娟李少新李红董文旭安徽省儿童医院康复科合肥230051 安徽省儿童医院检验科合肥230051

目的对3例不明原因的发育迟缓(developmental delay, DD)/智力障碍(intellectual disability, ID)患儿进行临床症状和染色体微阵列分析(chromosome microarray analysis, CMA), 明确其可能的病因。方法采集3例DD/ID患儿的外周静脉血样, 进行CMA检测。结果例1的9号染色体q34.3区段约有190 kb的DNA片段缺失, 包含Kleefstra综合征(OMIM 610253)的关键基因EHMT1(OMIM 607001)的大部分区域;例2和例3为同胞姐妹, CMA检测显示均存在相同的4处染色体片段异常, 其中9号染色体q34.3区域缺失长度分别是154 kb和149 kb, 均包含EHMT1和CACNA1B(OMIM 601012)基因, 其余变异无临床意义。结论 3例患儿的染色体9q34.3微缺失可能是其DD/ID的致病原因, EHMT1是关键基因。

关键词：染色体微阵列 Kleefstra综合征 EHMT1基因发育迟缓智力障碍

华北平原小麦-玉米轮作系统碳中和潜力及固碳措施

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第4期30卷 651-657页

作者：王玉英胡春胜董文旭张玉铭李晓欣刘秀萍中国科学院农业水资源重点实验室/河北省土壤生态学重点实验室/中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022

农业碳中和是将工业生产的二氧化碳(CO_(2))用于农业生产的有效手段。针对国家提出的CO_(2)排放于2030年前达到峰值(碳达峰), 2060年前实现碳中和目标,我们利用“静态箱-涡度相关-生物量监测法”明确了华北平原农业非能源碳平衡;同时结... 详细信息

农业碳中和是将工业生产的二氧化碳(CO_(2))用于农业生产的有效手段。针对国家提出的CO_(2)排放于2030年前达到峰值(碳达峰), 2060年前实现碳中和目标,我们利用“静态箱-涡度相关-生物量监测法”明确了华北平原农业非能源碳平衡;同时结合农户抽样调查和农事活动碳排放系数明确了农业能源碳排放,进而计算出该区域农田的碳中和潜力。结果表明:小麦-玉米轮作农田净截存的有机碳量小麦季和玉米季分别为604 g(C)·m^(-2)和540 g(C)·m^(-2)。考虑农田生态系统的呼吸损耗,该区域小麦季和玉米季非能源碳净碳固存量分别为-359 g(C)·m^(-2)和-143 g(C)·m^(-2)。通过对农地投入中能源碳排放的研究发现,冬小麦季农药、化肥、农用机械消耗柴油及农地灌溉的碳排放分别为3.74 g(C)·m^(-2)、90.70 g(C)·m^(-2)、5.68 g(C)·m^(-2)和2.05 g(C)·m^(-2),玉米季分别为2.89 g(C)·m^(-2)、53.70 g(C)·m^(-2)、10.20 g(C)·m^(-2)和2.05 g(C)·m^(-2)。综合非能源(包括籽粒固碳)和能源碳观测,华北平原冬小麦季和夏玉米季均为碳汇,其强度分别为-257 g(C)·m^(-2)和-74 g(C)·m^(-2)。以华北平原典型集约高产粮区——河北栾城为例,其每年冬小麦和夏玉米农田的碳中和潜力分别为3.8×10^(10)g(C)和9.4×10^(9)g(C)。此外加强耕地管理,推广农业低碳化和发展富碳农业均可作为该区域有效的固碳措施。总之,本研究明确了华北平原小麦-玉米轮作农田的碳汇强度,估算了该农田系统在河北栾城的碳中和潜力,并提出了有效的固碳措施。

关键词：农业碳截存非能源与能源碳碳收支碳中和策略小麦-玉米轮作系统华北平原

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肺炎链球菌荚膜多糖结构与合成的研究进展

微生物学报 2024年

作者：赵文旭杨帆黄蕾董文博杨静华中国科学院微生物研究所

肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)是一种能够引发人类严重疾病的病原体。其中，包裹着细菌的荚膜多糖(capsular polysaccharide， CPS)是关键的致病因子和重要抗原，已被制成多糖疫苗和多糖结合疫苗，在抗细菌感染中发挥了巨大作... 详细信息

肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)是一种能够引发人类严重疾病的病原体。其中，包裹着细菌的荚膜多糖(capsular polysaccharide， CPS)是关键的致病因子和重要抗原，已被制成多糖疫苗和多糖结合疫苗，在抗细菌感染中发挥了巨大作用。荚膜多糖由寡糖单位重复聚合而成，每个寡糖单位通常含有2-8个单糖残基，其结构复杂，具有不同的抗原表位。荚膜多糖也是细菌分型的依据，目前已发现肺炎链球菌有107种血清型，每种血清型都有特定的荚膜多糖结构、分子基础和不同的血清学反应。这种荚膜多糖结构的多样性和不断变化是肺炎链球菌难以被根除的主要原因。本文总结了至今已知的95个肺炎链球菌荚膜多糖的化学结构，探讨了荚膜多糖的遗传基础、合成机制和纯化方法，旨在提高对荚膜多糖结构的全面认知，为深入研究荚膜多糖的功能和进化机制以及多糖疫苗的制备提供参考。

关键词：肺炎链球菌荚膜多糖结构合成机制纯化方法

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安全生产应急准备与评估方法研究

安全生产应急准备与评估方法研究

作者：董文旭青岛科技大学

学位级别：硕士

企业的生产工艺过程中常伴有高温高压的操作过程、有毒有害的反应原料及产品或易燃易爆的物质等等,一旦发生事故就会造成严重的人员伤亡、环境污染、财产损失等问题,因此为了在突发事件或事故发生时能够及时的做出反应,进行救援,控制灾... 详细信息

企业的生产工艺过程中常伴有高温高压的操作过程、有毒有害的反应原料及产品或易燃易爆的物质等等,一旦发生事故就会造成严重的人员伤亡、环境污染、财产损失等问题,因此为了在突发事件或事故发生时能够及时的做出反应,进行救援,控制灾情,降低损失,国家对企业的应急准备工作十分重视,同时也需要一套能够评判企业在发生事故时,其应急准备能力是否达标的评估方法。本文根据安全生产领域应急准备工作的基本理论知识,分析研究国内外在应急准备能力评估领域的相关案例和研究进展,结合生产部门突发事件的特点,构建了安全生产应急准备能力综合评估体系。对比分析国内外常见的权重计算方法,最终选取专家调查法结合层次分析法来计算应急准备能力评估各项评估指标的权重,并通过模糊评价的方法建立了安全生产应急准备能力模糊评价模型,将这个评价模型应用于某企业的应急准备能力评估。通过对该企业应急准备能力评估结果的分析,验证这套评估方法的可行性。结果表明本文建立的安全生产应急准备能力评估方法得出的评估结果与企业实际情况相符,具备可行性,能够取得较为准确的评估结果。

关键词：应急准备能力评估指标体系模糊评价

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源头管控需要开展化工园区规划安全评价

劳动保护 2023年第9期 49-51页

作者：周涛董文旭常明亮朱成达周瑶湖北省武汉化学工业区管理委员会应急管理局赛飞特工程技术集团有限公司应急管理部研究中心

化工园区安全风险的形成和演变贯穿规划、建设、运行全过程。规划是风险产生的源头,很多风险隐患,究其根源,是因为规划之初,未充分考虑安全风险,并采取防控措施,造成了先天不足,埋下了风险隐患。如园区选址不当,或者地方政府对园区周边... 详细信息

化工园区安全风险的形成和演变贯穿规划、建设、运行全过程。规划是风险产生的源头,很多风险隐患,究其根源,是因为规划之初,未充分考虑安全风险,并采取防控措施,造成了先天不足,埋下了风险隐患。如园区选址不当,或者地方政府对园区周边土地开发利用控制不严,造成园区与城市建成区、人口密集区、重要设施、敏感目标之间的安全防护距离不足。

关键词：人口密集区化工园区风险隐患土地开发利用安全防护距离城市建成区防控措施安全评价