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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

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

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江苏大学应急管理学院

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... 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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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

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’/M.baccata)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... 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’/M.baccata)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

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

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

日光温室根区热环境相变调控系统设计与性能试验

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农业机械学报 2016年第8期47卷 294-304页

作者：王宇欣刘爽王平智时光营中国农业大学水利与土木工程学院北京100083

为探索一种节能高效的日光温室热环境调控模式,以鞍II型日光温室为原型制作试验温室模型并设计了相配套的日光温室根区热环境相变调控系统,包括相变集热单元、潜热储存与交换单元、根温调节单元、循环泵组和循环管路5部分,并制定出系统... 详细信息

为探索一种节能高效的日光温室热环境调控模式,以鞍II型日光温室为原型制作试验温室模型并设计了相配套的日光温室根区热环境相变调控系统,包括相变集热单元、潜热储存与交换单元、根温调节单元、循环泵组和循环管路5部分,并制定出系统热性能测试方案。通过对比试验,研究系统在单路循环模式下运行对日光温室模型室内空气、栽培基质不同深度温度的调节效果,以及对温室模型中紫叶生菜幼苗生长指标的影响。结果表明,冬季运行条件下,系统可以有效蓄积太阳辐射热,实现日光温室的高效能量收集和热环境调控,减少室内空气温度波动,提高基质根区温度。典型晴天天气测试时,试验温室20 cm深度处基质平均温度均高于对照温室。此外,与对照温室相比较,试验温室中生菜幼苗的株高、茎粗、单株叶面积、最大叶宽可分别提高13.4%、11.9%、79.1%、35.3%,表明试验温室内热环境更利于紫叶生菜幼苗的生长。

关键词：日光温室根区热环境相变集热调控系统