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挺水植物菖蒲根区沉积物细菌群落结构和功能特征分析

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环境化学 2024年第6期43卷 1942-1953页

作者：陶苗苗李亚楠宋海涯李维斌周晓红许小红江苏大学环境与安全工程学院镇江212013 江苏大学应急管理学院镇江212013

挺水植物根区是湖泊等淡水生态系统物质循环最为活跃的微生态区域之一.为了进一步明确挺水植物在不同生长阶段对根区沉积物微生物的影响,本论文以挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,构建室外盆栽实验系统,采集实验第35、105和175... 详细信息

挺水植物根区是湖泊等淡水生态系统物质循环最为活跃的微生态区域之一.为了进一步明确挺水植物在不同生长阶段对根区沉积物微生物的影响,本论文以挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为研究对象,构建室外盆栽实验系统,采集实验第35、105和175天时菖蒲根区及无植物对照系统沉积物样品,研究菖蒲生长发育对根区沉积物细菌群落及功能的影响.结果表明,菖蒲根区沉积物共检测OTUs数量11659个,无植物的沉积物样品获得OTUs数量为10337个.基于OTUs结果的分析发现,菖蒲根区沉积物Shannon、Sobs、ACE和Chao指数平均值表现为CA>CK;相比于对照组而言,菖蒲根区独有的OTUs数量略高,意味着菖蒲生长可能会丰富根区沉积物细菌的物种组成,尤其是对于细菌群落中相对丰度占比较小的物种产生显著影响;通过FAPROTAX对菖蒲根区及对照系统沉积物细菌代谢及生态功能进行注释,共得到67种细菌群落功能类型,以化能异养、需氧化能异养、发酵、固氮作用、光合自养、亚硝酸盐还原功能等类群为主,菖蒲的生长将提高氮循环功能类群的相对丰度从而对沉积物氮循环过程产生一定的影响,且这种影响将随菖蒲的不同生长阶段而有所变化.沉积物理化参数是驱动菖蒲根区细菌群落的关键因子.

关键词：菖蒲根区沉积物细菌群落功能预测

基于SMAR模型的森林小流域根区土壤湿度模拟

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水电能源科学 2024年第1期42卷 198-201页

作者：祁永靓黄媛媛郭立辉尚强李红霞四川大学水利水电学院四川成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

根区土壤水分(RZSM)对水文模拟和农业管理等具有重要作用,但直接测量RZSM难度很大。SMAR模型可模拟RZSM的变化,但目前在复杂地形地区的应用还较少。使用美国Shale Hills流域32个站点土壤水分剖面三年期间(2011~2014年)的日实测数据,探... 详细信息

根区土壤水分(RZSM)对水文模拟和农业管理等具有重要作用,但直接测量RZSM难度很大。SMAR模型可模拟RZSM的变化,但目前在复杂地形地区的应用还较少。使用美国Shale Hills流域32个站点土壤水分剖面三年期间(2011~2014年)的日实测数据,探究基于物理机制的SMAR模型对RZSM模拟的准确性,评价该方法不同时空条件下的模拟性能。研究结果表明,SMAR模型能够准确利用表层土壤水分(SSM)数据估计RZSM;模拟结果与实测数据相比,平均RRMSE为0.034,说明能够很好地模拟出流域尺度根系层土壤湿度空间分布情况。从时间上看,模型在湿冷季节的准确性优于在干暖季节的准确性。研究结果增加了对复杂地形下利用SSM模拟RZSM的理解,为复杂地形条件下根系土壤层湿度的模拟提供了支撑。

关键词：土壤水分根区 SMAR模型时空变化

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烤烟根区一次性施肥对上部烟叶品质的影响

贵州农业科学 2024年第8期52卷 34-42页

作者：陈文敏彭玉龙万军邓羽袁琼杨章乐陈芳念周之蔚李青山贵州省烟草公司遵义市公司贵州遵义563000 贵州大学贵州贵阳550025 华环国际烟草有限公司安徽滁州231221 上海烟草集团有限责任公司上海200082 安庆师范大学资源环境学院安徽安庆246133

【目的】探明烤烟根区一次施肥对遵义烟区烤烟生长发育和上部烟叶品质的影响,为烤烟优质高产与机械化根区施肥提供理论支持与技术依据。【方法】利用可降解玉米纤维布袋制成袋装肥料,在减施氮磷钾肥前提下进行烤烟根区一次性施肥。以当... 详细信息

【目的】探明烤烟根区一次施肥对遵义烟区烤烟生长发育和上部烟叶品质的影响,为烤烟优质高产与机械化根区施肥提供理论支持与技术依据。【方法】利用可降解玉米纤维布袋制成袋装肥料,在减施氮磷钾肥前提下进行烤烟根区一次性施肥。以当地施肥模式为对照(CK,纯氮肥132.00 kg/hm^(2)+磷肥95.25 kg/hm^(2)+钾肥298.50 kg/hm^(2)),设置2个减施氮磷钾肥的肥料组合处理(XDF1,纯氮肥102.00 kg/hm^(2)+磷肥79.50 kg/hm^(2)+钾肥247.50 kg/hm^(2)+生物有机肥375.00 kg/hm^(2),其中,缓控释肥以替代纯氮肥总量30%的用量施用;XDF_(2),纯氮肥102.00 kg/hm^(2)+磷肥79.50 kg/hm^(2)+钾肥247.50 kg/hm^(2)+生物炭12.87 kg/hm^(2),其中,缓控释肥以替代纯氮肥总量50%的用量施用),分析减施氮磷钾肥处理烤烟的生长发育和上部烟叶品质。【结果】与CK相比,XDF_(1)和XDF_(2)处理对烟株的生长发育影响不明显;XDF_(1)和XDF_(2)显著提高烟叶的外观质量评价得分,增幅分别为5.23%和12.79%;提高烤后上部烟叶上等烟率,增幅分别达49.39%和38.53%;提高烤后上部烟叶的糖碱比、钾氯比和两糖比,3项指标的增幅分别达29.13%和4.43%、8.23%和35.99%、4.17%和1.39%;降低烟碱和总氮含量,2项指标的降幅分别为13.19%和1.17%、9.43%和3.69%。【结论】利用可降解玉米纤维布袋小袋肥改变烤烟种植施肥位点进行根区一次性施肥,在减少氮磷钾肥用量和降低生产成本的前提下,可明显提高上部烟叶品质。

关键词：袋装肥根区一次性施肥烟叶品质

外源碳对苹果根区土壤活性有机碳及植株生长的影响

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园艺学报 2023年第6期50卷 1295-1304页

作者：秦嗣军张阔齐边斌于波吕德国沈阳农业大学园艺学院辽宁省果树品质发育与调控重点实验室沈阳110866

以辽中地区较为典型的低碳砂质果园土壤为栽培基质,以‘寒富’苹果/山荆子幼苗(Malus×domesica‘Hanfu’/***)为试材,以有机物料分解最终产物之一且易被吸收利用的葡萄糖作为碳源,通过设置添加葡萄糖及土壤灭菌处理,研究苹果根域土壤... 详细信息

以辽中地区较为典型的低碳砂质果园土壤为栽培基质,以‘寒富’苹果/山荆子幼苗(Malus×domesica‘Hanfu’/***)为试材,以有机物料分解最终产物之一且易被吸收利用的葡萄糖作为碳源,通过设置添加葡萄糖及土壤灭菌处理,研究苹果根域土壤活性有机碳库组分和根系呼吸等生理代谢过程对外源碳输入的响应。结果表明,土壤添加葡萄糖和灭菌后添加葡萄糖处理整体上提高了土壤有机碳、微生物量碳、水溶性有机碳和颗粒有机碳含量,而单纯土壤灭菌处理则降低了土壤有机碳、微生物量碳和颗粒有机碳含量。添加葡萄糖和灭菌后添加葡萄糖处理显著提高了土壤纤维素酶和β–葡萄糖苷酶活性,提高了苹果植株根系参与呼吸代谢途径中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶、异柠檬酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶的活性,并且增强光合能力,促进了植株生长。综上,在低碳砂质土壤中,按照土壤微生物碳本底水平添加5倍量的易分解碳源有利于提高土壤活性碳库组分含量,增强土壤酶活性,改善土壤质量,同时强化了苹果叶片光合能力,并最终促进植株生长发育。

关键词：苹果葡萄糖土壤灭菌根区土壤活性有机碳库呼吸代谢生长发育

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根区温度对萱草生长发育及其开花的影响

浙江农业学报 2022年第5期34卷 1005-1014页

作者：张志国丛琳张世杰李荣光邹维娜迟法安张宝姜玉萍上海应用技术大学生态技术与工程学院上海201418 威海永达绿色技术有限公司山东威海264200

为阐明不同根区温度对萱草生长发育及其开花的影响,以自由行萱草、大眼睛萱草为试验材料,设置T15(15±1)℃/(15±1)℃(昼/夜)、T20(20±1)℃/(15±1)℃(昼/夜)、CK1、CK2共4个不同处理,研究不同根区温度下萱草的生长发育、光合特性、叶... 详细信息

为阐明不同根区温度对萱草生长发育及其开花的影响,以自由行萱草、大眼睛萱草为试验材料,设置T15(15±1)℃/(15±1)℃(昼/夜)、T20(20±1)℃/(15±1)℃(昼/夜)、CK1、CK2共4个不同处理,研究不同根区温度下萱草的生长发育、光合特性、叶绿素荧光参数与花期的变化。结果表明:T20处理可以显著提高自由行萱草、大眼睛萱草株高、叶长、叶宽、叶片数和花葶高度;4个处理的萱草花径均无显著差异;T20处理的萱草抽葶时间最早,且花期长;自由行萱草在T20处理的始花期比T15、CK1、CK2分别提前11、23、30 d;T20处理的大眼睛萱草始花期比T15、CK1、CK2分别提前15、27、21 d;自由行萱草、大眼睛萱草在T20处理中净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)、胞间CO_(2)浓度(intercellular CO_(2) concentration,Ci)和气孔导度(stomatal conductance,Gs)最大,在CK1中最小;自由行萱草、大眼睛萱草在4个处理中的PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ光能捕获效率(Fv′/Fm′)、光化学淬灭系数(photochemical quenching coefficient,qP)均无显著差异。综上所述,T20(20±1)℃/(15±1)℃(昼/夜)处理有利于促进萱草的生长发育,且大眼睛萱草各项指标更好,可以提前开花。

关键词：萱草根区温度花期光合参数叶绿素荧光参数

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桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征分析

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农业现代化研究 2022年第3期43卷 522-530页

作者：马小芳陈凯鹏陈丹王聪李勇何斌杨梅广西大学林学院广西南宁530004 南宁师范大学北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室广西南宁530001 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理与大气化学国家重点实验室北京100029

深刻认识桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征对优化桉树营林措施具有重要意义。本研究以桉树人工幼龄林为研究对象,分析冬季和夏季桉树人工幼龄林根区和非根区0~20 cm和20~40 cm深度土壤理化性质、C∶N∶P化学计量比和细菌数量,探... 详细信息

深刻认识桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征对优化桉树营林措施具有重要意义。本研究以桉树人工幼龄林为研究对象,分析冬季和夏季桉树人工幼龄林根区和非根区0~20 cm和20~40 cm深度土壤理化性质、C∶N∶P化学计量比和细菌数量,探讨桉树人工幼龄林根区和非根区土壤理化属性和细菌丰度特征。结果表明,非根区土壤可溶性有机碳(DOC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)含量显著大于根区土壤,非根区0~20 cm土壤可溶性有机氮(DON)和全磷(TP)含量显著大于根区土壤。夏季根区、非根区土壤含水量、DON、SOC和非根区DOC含量显著大于冬季;夏季桉树根区和非根区0~20 cm土壤TN、TP、土壤全钾含量显著低于冬季。参照全国土壤分级标准,冬季根区土壤SOC和夏季根区土壤TN含量为四级较缺乏水平。与全球森林土壤C∶N∶P平均值相比,桉树幼龄林根区土壤C∶N夏季高、冬季低,且根区土壤N∶P和C∶P均低于平均水平,推断桉树人工幼龄林冬季根区土壤存在C限制,夏季根区土壤存在N限制。桉树非根区0~20 cm土壤细菌丰度显著大于根区0~20 cm和非根区20~40 cm土壤。夏季土壤细菌丰度较冬季显著增加。研究表明,桉树人工幼龄林非根区土壤C、N含量和细菌丰度较根区高,根区土壤可能处于C、N元素缺乏状态,根区、土壤深度和季节是影响桉树幼龄林土壤理化性质和细菌丰度的重要因素。

关键词：桉树人工幼龄林根区非根区土壤属性土壤细菌丰度 C∶N∶P化学计量特征

生活再生水灌溉对草坪根区主要土壤养分的影响

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节水灌溉 2022年第5期 60-64,70页

作者：肖雨霄邓凌云裴宏伟李雅丽吕圣薇刘孟竹胡锦娟肖捷颖河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 河北省张家口生态环境监测中心河北张家口075000 河北建筑工程学院市政与环境工程系河北张家口075000 河北省水质工程与水资源综合利用重点实验室河北张家口075000

生活再生水含有大量植物生长所必需的营养元素,是一类城市绿地灌溉的良好水源,对于缓解城市用水紧张具有极高的利用价值。为探讨生活再生水灌溉对常见冷季型草根际土壤养分的影响,采用3种不同类型灌溉水质(分别为清水、再生水和50%清水... 详细信息

生活再生水含有大量植物生长所必需的营养元素,是一类城市绿地灌溉的良好水源,对于缓解城市用水紧张具有极高的利用价值。为探讨生活再生水灌溉对常见冷季型草根际土壤养分的影响,采用3种不同类型灌溉水质(分别为清水、再生水和50%清水配50%再生水混合水)对早熟禾草坪草进行了为期1年的灌溉实验。结果表明:①不同水质灌溉会导致土壤中营养元素的空间分布发生变化,全氮、碱解氮、速效钾的含量均随着土壤深度的增加呈现先降低后增加的趋势。②T0、T1、T2处理下,土壤中有机质和NO_(3)^(-)的含量均随着土壤深度的增加呈现先降低后增加的趋势,且在0~10 cm土层处,有机质含量均远高于实验期前(7.8 mg/kg),分别为12.7、13.4、13.5 g/kg;其中,再生水处理0~10 cm土层处NO_(3)^(-)含量达到27 mg/kg,远高于混合水和清水的7 mg/kg。③再生水灌溉下土壤体积含水率最低,且在90 cm土层处土壤体积含水率波动范围最小(0.218~0.268 cm^(3)/cm^(3))。与清水灌溉相比,再生水中的营养物质可被植物根系吸收,促进草坪草生长;但若长期使用再生水灌溉或不控制再生水浓度,水中大量化学物质会影响土壤孔隙度,对土壤造成一定的影响。

关键词：不同水质混合水生活再生水中水城市绿地草坪灌溉根区土壤养分

气温升高与干旱互作对灵武长枣根区土壤微生物的影响

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气温升高与干旱互作对灵武长枣根区土壤微生物的影响

作者：李娜宁夏大学

学位级别：硕士

全球温度环境不断升高毋庸置疑的成为关注热点,也必将引起不同区域土壤含水量和降水格局产生剧变。宁夏位于我国西北部地区,大气温度升高逐年加剧,由此导致土壤干旱化。本试验以6年生灵武长枣为研究对象,设置大气温度和干旱二因素互作处... 详细信息

全球温度环境不断升高毋庸置疑的成为关注热点,也必将引起不同区域土壤含水量和降水格局产生剧变。宁夏位于我国西北部地区,大气温度升高逐年加剧,由此导致土壤干旱化。本试验以6年生灵武长枣为研究对象,设置大气温度和干旱二因素互作处理,大气温度采用自制的开顶气室模拟试验环境、干旱水平采用紫藤精准灌溉控制系统（ZGH-MI-C）控制土壤含水量,其中大气温度设置两个水平,分别为自然大气温度T1和升高的大气温度T2(T2=（T1+（2.0±0.5℃））,干旱设置三个梯度水分水平,D1（土壤含水量为田间最大持水量的70%-75%）;D2（土壤含水量为田间最大持水量的50%-55%）;D3（土壤含水量为田间最大持水量的30%-35%）,通过测定灵武长枣成熟期后根区土壤微生物的数量、微生物碳源代谢活性,并且进行转录组分析,探究气温升高与干旱互作对灵武长枣根区土壤微生物的影响,为灵武长枣应对气候变化提供理论与实践指导。主要研究结果如下:（1）气温升高与干旱互作对灵武长枣根区土壤酶活性和土壤微生物数量影响显著。气温升高时,灵武长枣根区土壤酶活性和根区土壤微生物数量均有提高;随干旱程度加剧,根区土壤酶活性和根区土壤微生物数量均下降。土壤酶活性与微生物数量进行相关性分析发现,土壤微生物数量随着土壤酶活性的增加而增加。（2）气温升高2.0℃时,土壤微生物群落的多样性及其对31种碳源的利用率显著提高。升温处理后灵武长枣根区土壤微生物群落对氨基酸类、糖类和酸类碳源利用率较高,干旱作用与之相反。土壤微生物群落代谢特征起分异作用的主要碳源类型是糖类、酸类和氨基酸类。（3）气温升高与干旱互作下灵武长枣根区土壤检测到的细菌主要有放线菌门,细菌纲。气温升高2.0℃时,灵武长枣根区土壤中伽玛变形杆菌纲、嗜热油菌纲、放线菌纲和α-变形菌纲的丰度增加,而细菌纲丰度随之降低,干旱程度的增加,伽玛变形杆菌纲、嗜热油菌纲、放线菌纲和α-变形菌纲的丰度均呈现下降的趋势,而细菌纲丰度随之增加。分析丰度指数和多样性指数发现在丰度方面,气温升高2.0℃处理下的细菌Ace、Chao指数均增加;随着干旱程度的增加,细菌Ace、Chao指数均呈现增加的趋势。大气温度升高2.0℃处理后细菌多样性Shan-non指数高于正常大气温度处理,而Simpson指数下降,表明大气温度升高2.0℃会使土壤细菌物种数量减少,细菌多样性升高;随着干旱程度的增加细菌Shan-non指数呈现增加趋势,而Simpson指数增加,表明细菌物种数量增加,多样性降低。细菌功能预测结果显示其参与ATP合成,具体涉及的预测功能有[NADH:ubiquinone reductase（H（+）-translocating）]等。（4）气温升高与干旱互作下灵武长枣根区土壤真菌主要有子囊菌门,粪壳菌纲。气温升高2.0℃时,灵武长枣根区土壤中被孢霉属和毛壳菌属的丰度增加,而赤霉菌属丰度随之降低,随着干旱程度的增加,被孢霉属和毛壳菌属的丰度均呈现先增加后降低的趋势,而赤霉菌属丰度随之增加。气温升高2.0℃处理下的真菌Ace、Chao指数均降低,随着干旱程度的加剧,真菌Ace、Chao指数均呈现先增加后降低的趋势。真菌多样性Shan-non指数高于正常大气温度处理,而Simpson指数则是降低的,表明升高2.0℃大气温度会使土壤真菌物种数量增多,真菌多样性升高;随着干旱程度的增加真菌Shan-non指数呈现先增加后降低的趋势,而Simpson指数增加,表明真菌物种数量先增加后减少减少,多样性降低。真菌功能预测结果显示其参与ATP合成,具体涉及的预测功能有腺苷三磷酸酶等。综上所述,气温升高2.0℃左右时可增加根区土壤酶活性和土壤微生物数量及部分土壤微生物群落的丰度,干旱则降低根区土壤酶活性和土壤微生物数量及部分土壤微生物群落丰度。气温升高与干旱互作处理下,干旱程度的加深会减弱部分气温升高对灵武长枣根区土壤微生物的作用。

关键词：灵武长枣气温升高干旱根区土壤微生物

根区孔下滴灌施肥对新疆红枣产量品质和氮磷钾利用影响

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农业工程学报 2019年第12期35卷 65-71页

作者：张计峰耿庆龙梁智曹文超陈清中国农业大学资源与环境学院北京100193 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所乌鲁木齐830091

选择合理的滴灌施肥方式是实现果园节水减肥的技术关键。该研究分析比较了地表滴灌和根区孔下滴灌施肥对新疆南疆地区红枣生长和氮磷钾吸收的影响,以期为提高果园水肥利用效率提供理论依据。试验设置常规地表滴灌和根区孔下滴灌施肥2种... 详细信息

选择合理的滴灌施肥方式是实现果园节水减肥的技术关键。该研究分析比较了地表滴灌和根区孔下滴灌施肥对新疆南疆地区红枣生长和氮磷钾吸收的影响,以期为提高果园水肥利用效率提供理论依据。试验设置常规地表滴灌和根区孔下滴灌施肥2种灌溉方式,比较其对红枣营养状况、根系生长、产量及品质的影响。结果表明,与常规地表滴灌施肥相比,在相同水肥供给条件下,根区孔下滴灌施肥处理红枣2a平均产量比地表滴灌施肥处理显著提高(P根区孔下滴肥处理总糖、还原糖和粗脂肪含量显著高于地表滴灌处理(P根区孔下滴灌施肥方式显著增加红枣树体各器官对养分的吸收(P根区孔下滴灌施肥处理红枣叶片中N、P和K含量分别比地表滴灌施肥处理增加6.7%、33.6%和7.3%,2012年红枣叶片中N和P含量差异显著(P根区孔下滴灌施肥处理红枣果实中P、K含量显著高于地表滴灌施肥处理(P根区孔下滴灌施肥处理叶片、新梢、细根和果实中P累积量显著高于地表滴灌相应器官P累积量(P根区孔下滴肥处理的吸收根干物质质量比地表滴灌增加46.7%。根区孔下滴肥的水肥管理方式可以显著增加根系生物量、提高枣树器官养分含量、增加红枣产量和提高肥料的利用效率,研究结果可为今后果园的节水减肥田间管理提供参考。

关键词：滴头灌溉肥根区孔下滴灌施肥红枣产量磷素