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Biochar 2023年第1期5卷 765-777页

作者： Jiawei Lu Yongfu Li yanjiang cai Peikun Jiang Bing Yu State Key Laboratory of Subtropical Silviculture Zhejiang A&F UniversityHangzhou 311300China School of Environment and Resources Zhejiang A&F UniversityHangzhou 311300China

The unsatisfactory nutrient slow-release and water-retention performance of traditional biochar-based compound fertilizers(BCF)severely limit their practical ***,a new type of slow-release fertilizer with high water retention was fabricated via the incorporation of hydrotalcite and starch into BCF,named as *** waterretention and nutrient releasing performance of the prepared HS-BCF and related nutrient slow-release mechanism were *** results showed that the incorporation of hydrotalcite and starch into BCF could increase the soil water-retention ratio by 5-10%*** accumulated N,P,and K leaching amounts of HS-BCF in soil within 30 days were 49.4%,13.3%,and 87.4%of BCF at most,*** analysis indicated that the release of nutrients from HS-BCF was attributed to the coupling of the diffusion-controlled and relaxation-controlled ***,hydrotalcite could bind with P in HS-BCF,contributing to the enhanced durability of P in ***,pot experiments showed that the N-P-K utilization efficiencies of HS-BCF were all higher than those of BCF due to a better synchronization between the nutrient release of HS-BCF and the uptake of tomato ***,the study may provide a promising strategy for simultaneously improving the water-retention and slow-release performance of traditional biochar-based fertilizers.

关键词： Starch Hydrotalcite Slow-release fertilizer Release kinetics Water retention

Ru-Ni alloy nanosheets as tandem catalysts for electrochemical reduction of nitrate to ammonia

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Nano Research 2024年第6期17卷 4815-4824页

作者： Xingchao You Jiawei Xu Zechao Zhuang Junkai Xia Suwen Wang Haiyan Wei Yongfu Li yanjiang cai Hai Xiang Bing Yu State Key Laboratory of Subtropical Silviculture Zhejiang A&F UniversityHangzhou 311300China Ecological-Environment&Health College(EEHC) Zhejiang A&F UniversityHangzhou 311300China Jiangsu Key Laboratory of Numerical Simulation of Large Scale Complex Systems and School of Chemistry and Materials Science Nanjing Normal UniversityNanjing 210023China Department of Chemistry Tsinghua UniversityBeijing 100084China Department of Chemical Engineering Columbia UniversityNew YorkNY 10027USA

Developing electrocatalysts that exhibit both high activity and ammonia selectivity for nitrate reduction is a significant and demanding challenge,primarily due to the complex nature of the multiple-electron reduction process *** encouraging approach involves coupling highly active precious metals with transition metals to enhance catalytic performance through ***,we report a ruthenium-nickel alloy catalyst with nanosheets(Ru-Ni NSs)structure that achieves a remarkable ammonia Faradaic efficiency of approximately 95.93%,alongside a yield rate of up to 6.11 g·h^(−1)·cm^(−2).Moreover,the prepared Ru-Ni NSs exhibit exceptional stability during continuous nitrate reduction in a flow reactor for 100 h,maintaining a Faradaic efficiency of approximately 90%and an ammonia yield of 37.4 mg·L^(−1)·h^(−1)using 0.05 M nitrate alkaline *** studies reveal that the catalytic process follows a two-step pathway,in which HONO serves as a migration *** presence of a partially oxidized Ru(002)surface enhances the adsorption of nitrate and facilitates the release of the migration intermediate by adjusting the strength of the electrostatic and covalent interactions between the adsorbate and the surface,*** the other hand,the Ni(111)surface promotes the utilization of the migration intermediate and requires less energy for NH_(3)*** tandem process contributes to a high catalytic activity of Ru-Ni NSs towards nitrate reduction.

关键词： alloy catalyst nitrate reduction ammonia synthesis Faradaic efficiency

氮输入影响滨海湿地碳循环过程的模拟研究:进展与展望

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浙江农林大学学报 2021年第5期38卷 883-895页

作者：陈雅文韩广轩蔡延江中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东烟台264003 中国科学院大学北京100049 浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300

滨海湿地碳循环是控制全球碳储量的关键过程之一,受近岸水体富营养化引起的氮输入影响显著。然而氮输入影响滨海湿地碳循环的过程复杂,利用碳循环模型是研究这些过程的有效手段,在全球气候变化下,评估滨海湿地碳储蓄功能具有重要意义。... 详细信息

滨海湿地碳循环是控制全球碳储量的关键过程之一,受近岸水体富营养化引起的氮输入影响显著。然而氮输入影响滨海湿地碳循环的过程复杂,利用碳循环模型是研究这些过程的有效手段,在全球气候变化下,评估滨海湿地碳储蓄功能具有重要意义。本研究介绍了滨海湿地碳组分在大气-植被-水体-土壤不同界面间的迁移和转化,总结了氮输入影响碳循环各阶段的规律,发现碳储蓄和碳通量对氮输入的响应受多个因素的共同作用。在此基础上,阐述了目前发展比较成熟且同时具有碳、氮、水相关模块的碳循环主流模型,以及模型为适应湿地而做出的改进及其在湿地的应用情况,为利用模型模拟氮输入影响滨海湿地生态系统碳循环的相关过程提供参考。探讨了将模型应用于湿地,应注意潮汐过程对氮输入影响等相关发展方向,同时就如何减少模型模拟的不准确性等问题展开讨论,对未来的研究方向提出展望。

关键词：滨海湿地氮输入碳循环模型分析

土壤团聚体氧化亚氮排放及其微生物学机制研究进展

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土壤学报 2021年第5期58卷 1132-1144页

作者：李文娟蔡延江朱同彬黄平中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 中国科学院大学北京100049 亚热带森林培育国家重点实验室浙江农林大学杭州311300 自然资源部/广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室中国地质科学院岩溶地质所广西桂林541004

氧化亚氮(N_(2)O)是主要温室气体之一,土壤是N_(2)O的重要排放源,其排放主要受N_(2)O产生和还原的功能微生物影响。土壤团聚体是由原生颗粒(砂、粉、黏粒)、胶结物质和孔隙组成的土壤基本结构单元。土壤不同粒径团聚体之间因基质和孔隙... 详细信息

氧化亚氮(N_(2)O)是主要温室气体之一,土壤是N_(2)O的重要排放源,其排放主要受N_(2)O产生和还原的功能微生物影响。土壤团聚体是由原生颗粒(砂、粉、黏粒)、胶结物质和孔隙组成的土壤基本结构单元。土壤不同粒径团聚体之间因基质和孔隙差异形成特殊独立的微生境被视为N_(2)O的生物化学反应器。在不同的微生境中,N_(2)O产生和还原的功能微生物分布不同,因而土壤不同粒径团聚体N_(2)O排放可能存在差异。目前在不同生态系统土壤全土N_(2)O排放特征的报道较多,而对于不同粒径土壤团聚体N_(2)O排放相对贡献尚不清楚、功能微生物分布还未知、N_(2)O产生和还原热区尚未明确。本文综述了近年来国内外关于土壤团聚体对N_(2)O产生和排放机制的研究,总结了土壤团聚体性状特征对N_(2)O产生和还原的影响,阐述了不同粒径土壤团聚体对N_(2)O排放影响的微生物学机制,进一步明确了今后需加强土壤团聚体N_(2)O产生和还原的热区、环境因子阈值范围的确定、系列功能基因(酶)整体性的研究,以期为N_(2)O模拟排放模型优化提供参考,为土壤N_(2)O减排提供理论依据。

关键词：土壤团聚体氧化亚氮硝化/反硝化微生物功能基因

放牧牲畜粪便降解及其对草地土壤养分动态的影响研究进展

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生态学报 2019年第13期39卷 4627-4637页

作者：杜子银蔡延江王小丹张斌杜忠西华师范大学国土资源学院南充637009 浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041

放牧牲畜粪便沉积是影响草地土壤养分动态的重要途径之一,粪便降解过程调控着其养分返还效率,从而可能对草地土壤养分平衡和植被生长的养分供应等产生重要影响。针对放牧牲畜排粪行为特性、牲畜粪便的物质组成及其降解过程、以及粪便养... 详细信息

放牧牲畜粪便沉积是影响草地土壤养分动态的重要途径之一,粪便降解过程调控着其养分返还效率,从而可能对草地土壤养分平衡和植被生长的养分供应等产生重要影响。针对放牧牲畜排粪行为特性、牲畜粪便的物质组成及其降解过程、以及粪便养分归还对土壤养分动态的影响等进行了系统论述,阐明了牲畜粪便降解与其养分迁移转化的关系,以及粪便养分输入对放牧草地生态系统养分生物地球化学循环的影响效应和可能的作用机制,以期为加深对牲畜粪便降解的养分动态变化过程的认知和厘清粪便植物土壤体系养分迁移和转化的影响机制积累理论基础,进而为优化牲畜粪便管理模式、维持土壤养分平衡和促进草地生态系统的健康协调和可持续发展提供科学依据。

关键词：粪便降解碳氮变化养分迁移转化土壤养分草地生态系统

氮磷添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应的影响

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土壤学报 2023年第4期60卷 1088-1100页

作者：姚易寒张少博周家树刘娟蔡延江李永夫浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室杭州311300

养分输入会显著影响土壤有机碳矿化,但毛竹林土壤有机碳激发效应对不同类型养分输入的响应及其机制尚不明确。选用尿素和磷酸二氢钠作为外源养分,通过80 d的培养试验,研究氮素、磷素及两者联合添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应... 详细信息

养分输入会显著影响土壤有机碳矿化,但毛竹林土壤有机碳激发效应对不同类型养分输入的响应及其机制尚不明确。选用尿素和磷酸二氢钠作为外源养分,通过80 d的培养试验,研究氮素、磷素及两者联合添加对毛竹林土壤有机碳矿化及其激发效应、微生物功能以及土壤理化性质的影响。结果表明,氮素、磷素及两者联合添加均显著提高了土壤原有有机碳矿化CO_(2)累积排放量(增幅分别为91.3%、19.2%和94.9%),产生显著的正激发效应,其中氮素及其与磷素联合添加诱导的正激发效应强度显著大于磷素添加处理。上述三种养分添加处理均显著提高了土壤pH、活性有机碳库(微生物量碳、可溶性有机碳和烷氧碳组分)、碳降解酶(β-葡萄糖苷酶和蔗糖酶)活性以及cbhI和GH48功能基因丰度,但抑制了多酚氧化酶和RubisCO酶活性;此外,土壤无机氮(NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-))含量在氮和氮磷添加下增加,在磷添加下降低。相关性分析表明,累积激发效应与土壤pH、活性有机碳库、无机氮含量、碳降解酶活性以及cbhI和GH48功能基因丰度呈显著正相关,而与多酚氧化酶和RubisCO酶活性显著负相关。综上所述,氮磷养分添加可能是通过影响土壤pH、活性碳氮含量,并提升微生物的活性和功能,从而显著提高土壤原有有机碳的矿化速率。

关键词：毛竹林土壤激发效应养分添加有机碳矿化碳降解功能基因

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青花椒光合生理特性分析

中国林副特产 2009年第3期 36-38页

作者：杨涛蔡艳江西昌学院园艺系四川西昌615013

采用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合测定系统对青花椒坐果期的光合生理特性进行了研究。结果表明:坐果期青花椒的光饱和点为500μmol/(m2.s),光补偿点为55.59μmol/(m2.s);坐果期青花椒的光合速率日变化为单峰型曲线,峰值出现在... 详细信息

采用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合测定系统对青花椒坐果期的光合生理特性进行了研究。结果表明:坐果期青花椒的光饱和点为500μmol/(m2.s),光补偿点为55.59μmol/(m2.s);坐果期青花椒的光合速率日变化为单峰型曲线,峰值出现在11:00;青花椒叶片的气孔导度(stomacond)与叶片的光合速率日变化趋势基本一致,呈平行变化趋势,说明气孔导度是影响光合速率的直接因子。

关键词：青花椒光合速率生理特性

牦牛粪尿返还对高寒草地土壤水解酶活性的影响

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草业科学 2022年第11期39卷 2262-2272页

作者：梁海彬张振朱高荻陈有超杜子银蔡延江浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室/浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300

本研究以青藏高原东缘高寒草地为研究对象,设置对照(CK)、尿液(UE)、粪便(DE)、粪便+尿液(UDE)4个试验处理,开展模拟放牧牦牛不同排泄行为试验,探究牦牛粪尿返还对高寒草地土壤理化性质、微生物生物量碳氮和水解酶活性的影响。结果表明... 详细信息

本研究以青藏高原东缘高寒草地为研究对象,设置对照(CK)、尿液(UE)、粪便(DE)、粪便+尿液(UDE)4个试验处理,开展模拟放牧牦牛不同排泄行为试验,探究牦牛粪尿返还对高寒草地土壤理化性质、微生物生物量碳氮和水解酶活性的影响。结果表明:牦牛尿液、粪便及粪便+尿液处理对土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量无显著影响(P>0.05)。尿液处理会抑制土壤脲酶(UA)、蔗糖酶(SA)活性,增强亮氨酸氨基肽酶(LAP)活性,但对β-木糖苷酶(BX)活性无显著影响(P>0.05)。粪便排泄对土壤LAP活性有促进作用,对SA和BX活性有抑制作用,对UA活性无显著影响(P>0.05)。粪便+尿液处理抑制了土壤UA、LAP、SA和BX活性。冗余分析表明,NH4+-N含量和pH是驱动土壤酶活性变化的主要环境因子。

关键词：放牧牲畜排泄物酶活性高寒草地

牲畜排泄物返还对草地土壤氮转化和氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响研究进展

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生态学报 2022年第1期42卷 45-57页

作者：杜子银蔡延江张斌洪江涛王小丹西华师范大学国土资源学院南充637009 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 浙江农林大学环境与资源学院杭州311300

牲畜排泄物返还被认为是对草地的一种天然的施肥措施,也是草地养分归还的一种重要途径,对于维持土壤肥力和植被生产力具有十分重要的生态学意义。论述了放牧牲畜粪便和尿液自身降解及其氮素变化、粪尿返还对草地土壤氮转化和氧化亚氮(N_... 详细信息

牲畜排泄物返还被认为是对草地的一种天然的施肥措施,也是草地养分归还的一种重要途径,对于维持土壤肥力和植被生产力具有十分重要的生态学意义。论述了放牧牲畜粪便和尿液自身降解及其氮素变化、粪尿返还对草地土壤氮转化和氧化亚氮(N_(2)O)排放的作用机制及影响效应,指出排泄物氮输入使粪尿斑块成为草地土壤氮转化和N_(2)O排放的活跃点,且不同排泄物类型、土壤理化特性和气候条件等使土壤氮素矿化、固持、硝化及反硝化等关键过程具有复杂性和差异性,进而导致不同类型草地生态系统N_(2)O排放对牲畜排泄物返还的响应不尽相同。建议未来在全球气候变化背景下,应加强草地牲畜排泄物⁃植被⁃土壤体系氮素生物地球化学循环过程的系统研究,进一步加深天然草地关键氮素转化过程和N_(2)O排放的微生物作用机制方面的认识,从而有助于为优化放牧牲畜排泄物的管理模式、制定科学合理的草地土壤养分调控策略和维持草地生态系统可持续发展提供科学有效的理论指导。

关键词：牲畜排泄物氮转化硝化作用反硝化作用 N_(2)O排放草地生态系统

侵蚀土壤物理性质变化及其与土壤氮素迁移转化的关系

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中国农学通报 2007年第3期23卷 279-283页

作者：蔡延江王连峰大连交通大学环境与化学工程学院中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室辽宁沈阳110014

侵蚀破坏土壤团聚体结构,使团聚体破碎产生更小的可迁移颗粒而导致土壤养分的运移;侵蚀还改变了土壤的水分状况,水蚀在一定程度上增加了土壤的含水量,风蚀则可使土壤的含水量降低。团聚体结构的破坏以及土壤水分状况的改变与土壤的氮素... 详细信息

侵蚀破坏土壤团聚体结构,使团聚体破碎产生更小的可迁移颗粒而导致土壤养分的运移;侵蚀还改变了土壤的水分状况,水蚀在一定程度上增加了土壤的含水量,风蚀则可使土壤的含水量降低。团聚体结构的破坏以及土壤水分状况的改变与土壤的氮素迁移转化过程有着密切的联系。本文仅对土壤侵蚀造成的土壤物理性状的改变与土壤氮素迁移转化作一概述,并就耕作、覆盖等降低土壤侵蚀的农业措施与土壤氮素转化的关系进行阐述,提出了侵蚀土壤氮素研究的去向。

关键词：土壤侵蚀氮素迁移转化物理性状防治措施