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垫料生物炭对Cd^(2+)的吸附性能

环境工程学报 2016年第11期10卷 6655-6661页

作者：王俊超郑凯琪俞筱妍薛红波李建辉尹微琴王小治扬州大学环境科学与工程学院扬州225127 江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心南京210095

以发酵床废弃垫料和秸秆为原料,采用限氧热解法制备不同温度(300、400和500℃)下的垫料生物炭(D300、D400和D500)和秸秆生物炭(S300、S400和S500),通过X-ray能谱仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪等手段表征其物理化学性质,研究不同... 详细信息

以发酵床废弃垫料和秸秆为原料,采用限氧热解法制备不同温度(300、400和500℃)下的垫料生物炭(D300、D400和D500)和秸秆生物炭(S300、S400和S500),通过X-ray能谱仪、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪等手段表征其物理化学性质,研究不同吸附时间、Cd^(2+)浓度和初始pH下垫料生物炭对Cd^(2+)的吸附性能,并与秸秆生物炭进行比较。结果表明,D300和D400的吸附过程较符合准二级动力学模型,D500的吸附过程更符合颗粒内扩散模型,吸附时间以30 h为宜;垫料生物炭对Cd^(2+)的等温吸附实验更符合Freundlich模型,400℃制备的垫料生物炭对Cd^(2+)的吸附效果最好;D300和D400对Cd^(2+)的吸附能力受pH的影响较大,D500对Cd^(2+)的吸附能力受pH的影响较小,pH在4.5~7.5之间吸附效果较好。秸秆生物炭吸附Cd^(2+)到表观平衡所用的时间在20 h左右,而最大吸附量比垫料生物炭多2.727 mg·g-1。

关键词：生物炭垫料秸秆吸附镉

番茄根际代谢物抵御茄科劳尔氏菌入侵机制研究

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南京农业大学学报 2020年第3期43卷 460-467页

作者：刘婷文涛赵梦丽张媛张超袁军沈其荣南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室/江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心/国家有机类肥料工程技术研究中心江苏南京210095

[目的]本文旨在研究茄科劳尔氏菌与番茄根际代谢物的互作关系,明确根际代谢物抵御茄科劳尔氏菌的入侵机制,为防控番茄青枯病和番茄绿色生产提供理论依据和关键技术。[方法]收集健康和发病番茄根际土壤样品,通过气相色谱-质谱(GC-MS)分... 详细信息

[目的]本文旨在研究茄科劳尔氏菌与番茄根际代谢物的互作关系,明确根际代谢物抵御茄科劳尔氏菌的入侵机制,为防控番茄青枯病和番茄绿色生产提供理论依据和关键技术。[方法]收集健康和发病番茄根际土壤样品,通过气相色谱-质谱(GC-MS)分析比较两者间根际代谢物的组分差异。分别在纯培养(作为辅助碳源和唯一基础碳源)和根际条件下,研究差异根际代谢物对茄科劳尔氏菌生长及定殖的影响。[结果]健康和发病番茄根际代谢物在组分和含量上存在显著差异。健康番茄根际显著富集的代谢物有果糖、蔗糖、肌醇半乳糖苷、蜜二糖、龙胆二糖;发病番茄根际显著富集的代谢物有皮质醇、四氢皮质醇、明串珠菌二糖、2,3-二甲基琥珀酸、角鲨烯、葡萄糖酸。纯培养试验发现:蔗糖、果糖和蜜二糖作为辅助碳源时不会直接抑制茄科劳尔氏菌生长,而作为唯一碳源时无法供茄科劳尔氏菌生长。根际添加试验发现,蔗糖、果糖和蜜二糖处理显著降低茄科劳尔氏菌在番茄根部定殖数量,并同时显著增加番茄根部总细菌的数量。[结论]番茄根际代谢物组分和含量与番茄健康状况有关。健康番茄根际富集的蔗糖、果糖和蜜二糖可能通过大量培育其他根际微生物的生长来抵御茄科劳尔氏菌的定殖。

关键词：番茄茄科劳尔氏菌根际代谢物气相色谱-质谱分析抑病机制

梨果实钾转运体基因PbKT12的克隆与功能验证

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园艺学报 2023年第4期50卷 713-723页

作者：阚丽平石晓倩杨晗金雨濛陈丽妍张丽娟徐阳春沈其荣董彩霞南京农业大学资源与环境科学学院江苏省固体有机废弃物资源化研究重点实验室江苏省有机固体废弃物协同创新中心教育部资源节约型肥料工程技术研究中心南京210095

PbKT12是基于梨果实转录组分析筛选出的对施钾有强烈响应的钾转运体基因,本研究中进一步验证其功能。以‘黄冠’(PyruspyrifoliaNakai)梨果实为材料克隆得到PbKT12全长序列,分析表明该基因序列共2730 bp,编码909个氨基酸;序列对比表明Pb... 详细信息

PbKT12是基于梨果实转录组分析筛选出的对施钾有强烈响应的钾转运体基因,本研究中进一步验证其功能。以‘黄冠’(PyruspyrifoliaNakai)梨果实为材料克隆得到PbKT12全长序列,分析表明该基因序列共2730 bp,编码909个氨基酸;序列对比表明PbKT12与苹果中同源蛋白氨基酸序列相似性高达97%。亚细胞定位结果显示,PbKT12定位于细胞质膜上。PbKT12转化钾吸收缺陷型酵母R5421在低于5 mmol·L^(-1)K^(+)的培养基上能够恢复生长。qRT-PCR结果表明,PbKT12在梨果实和叶片中的相对表达量随盆栽土壤施钾水平增加而升高。使用农杆菌侵染花序法将PbKT12导入拟南芥,与野生型拟南芥相比,过表达PbKT12拟南芥植株的生长速度比野生型更快,抽薹、开花时间更早,植株葡萄糖积累量更高。采用X射线荧光光谱仪无损检测K^(+)在拟南芥植株中的分布发现,在缺钾胁迫下过表达PbKT12拟南芥中K^(+)向花序运输的量增加。因此推断,PbKT12在梨果实中具有促进K^(+)转运和葡萄糖积累的作用。

关键词：梨果实钾转运体基因功能验证拟南芥 X射线荧光光谱

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生态进化视角的植物-微生物组互作研究进展

生物技术通报 2020年第9期36卷 3-13页

作者：程赛赛龚鑫薛文凤万兵兵刘满强胡锋南京农业大学资源与环境科学学院土壤生态实验室南京210095 江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心南京210095

植物表面和内部组织中的微生物在植物的生长、发育、适应和多样性中发挥着至关重要的作用。大量研究证实了植物相关微生物组的巨大功能潜力,但尚不清楚植物相关微生物组是如何在植物进化过程中构建的。从植物系统发育、作物驯化中植物-... 详细信息

植物表面和内部组织中的微生物在植物的生长、发育、适应和多样性中发挥着至关重要的作用。大量研究证实了植物相关微生物组的巨大功能潜力,但尚不清楚植物相关微生物组是如何在植物进化过程中构建的。从植物系统发育、作物驯化中植物-微生物组进化轨迹,以及宿主约束下微生物之间互作进化的研究进展入手,概述了植物及其微生物组的生态适应和进化机制。了解植物-微生物组相互作用的进化驱动因素,有利于恢复植物与微生物原始的有益协作关系,从而达到提高作物养分吸收、产量和品质等高产高效目标。强调未来通过分子生物学和作物基因组学相结合的策略,将是调控植物微生物组以促进农业可持续发展的关键,同时,对植物-微生物组互作的生态进化研究方向进行了展望。

关键词：系统发育驯化全功能体生态进化可持续农业

添加小麦秸秆生物质炭对猪粪堆肥腐熟程度及温室气体排放的影响

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土壤通报 2014年第5期45卷 1233-1240页

作者：陶金沙李正东刘福理李恋卿张旭辉潘根兴南京农业大学农业资源与生态环境研究所江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心江苏南京210095 安徽拜尔福生物科技有限公司安徽池州247100

以猪粪堆肥为对象,研究添加小麦秸秆生物质炭对猪粪高温好氧堆肥腐熟程度和温室气体排放的影响。结果表明,在整个堆肥腐熟过程中,纯猪粪、猪粪与生物质炭分别以12∶1、5∶1和2.3∶1比例混合的堆体达到的最高堆肥温度分别为44℃、58℃、6... 详细信息

以猪粪堆肥为对象,研究添加小麦秸秆生物质炭对猪粪高温好氧堆肥腐熟程度和温室气体排放的影响。结果表明,在整个堆肥腐熟过程中,纯猪粪、猪粪与生物质炭分别以12∶1、5∶1和2.3∶1比例混合的堆体达到的最高堆肥温度分别为44℃、58℃、63℃、60℃,其中5∶1和2.3∶1比例混合的处理均比12∶1处理提前2天进入高温腐熟阶段,并且提前5天完成腐熟过程;12∶1和5∶1生物质炭处理可显著降低堆体的EC值,但高比例(2.3∶1)添加下EC值超出堆肥安全施用范围;与CK相比,添加生物质炭处理堆体NH4+-N含量较对照提前11天降到最低值并趋于稳定;堆肥结束时,生物质炭添加比例为12∶1、5∶1和2.3∶1堆体的NO3--N含量分别比对照提高了53.70%、148.36%和27.61%。且堆肥结束后添加生物质炭12∶1、5∶1和2.3∶1比例的堆体全氮损失率较对照分别降低32.07%、60.78%和50.18%;添加生物质炭显著降低堆体CH4排放总量82.03%~96.93%;5∶1和2.3∶1处理的CO2排放总量较对照显著降低20.21%和41.10%,而12∶1处理与CK相比无显著性差异;12∶1和5∶1处理的N2O的排放总量较CK显著提高66.61%和50.11%,而2.3∶1处理比CK显著降低了40.87%。

关键词：小麦秸秆生物质炭猪粪堆肥腐熟程度温室气体

添加酸解氨基酸对植物源废弃物好氧堆肥品质及其应用效果的影响

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植物营养与肥料学报 2021年第8期27卷 1445-1455页

作者：蒋忠纯罗非李新艳张楠张瑞福荀卫兵沈其荣南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室/江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心/国家有机类肥料工程技术研究中心江苏南京210095

【目的】探究添加酸解氨基酸(AA)对不同植物源废弃物堆肥进程、氮素损失阻控、堆肥品质和产品效果的影响。【方法】分别向3种含碳量不同的植物源废弃物(中药渣、木薯渣和蘑菇渣)中添加5%、10%和15%(体积质量比)的酸解氨基酸,以不添加酸... 详细信息

【目的】探究添加酸解氨基酸(AA)对不同植物源废弃物堆肥进程、氮素损失阻控、堆肥品质和产品效果的影响。【方法】分别向3种含碳量不同的植物源废弃物(中药渣、木薯渣和蘑菇渣)中添加5%、10%和15%(体积质量比)的酸解氨基酸,以不添加酸解氨基酸处理作为对照,监测堆肥过程中的温度和理化指标。堆肥结束后,以辣椒和茄子作为供试作物进行盆栽和大田试验。盆栽试验以不施肥和施化肥为对照,试验处理包括9个堆肥产品及其添加促生菌(解淀粉芽孢杆菌SQR9)制备的生物有机肥产品,共24个,调查了不同处理辣椒和茄子的生物量和生理指标。田间试验以不施肥和施化肥为对照,以盆栽效果最佳的堆肥产品及其制备的生物有机肥单施、两个产品分别与化肥配合,共14个处理,调查了辣椒和茄子的生长状况。【结果】添加酸解氨基酸延长了中药渣和木薯渣堆肥的高温期持续时间,而蘑菇渣堆肥的高温期持续时间随酸解氨基酸添加量的增加而减少。酸解氨基酸加入后,3种原料堆体的pH均有所下降,且整体上酸解氨基酸添加量越多,pH下降越显著。酸解氨基酸明显促进了3种原料堆肥中纤维素、半纤维素和总碳的分解,且促进效果和氮磷钾养分积累量随着酸解氨基酸添加量的增加而提高。此外,酸解氨基酸加入后由于引入H^(+),使堆体的电导率有小幅上升。盆栽试验表明,3种有机物料堆肥均以添加10%AA制成的有机肥最佳,且能显著提高辣椒植株的鲜重、干重、株高、茎粗和叶绿素含量,添加促生菌后进一步提高了堆肥的效果。以10%AA处理的有机肥及其生物有机肥进行大田试验,中药渣有机肥中,生物有机肥处理为辣椒田间处理最佳,生物有机肥加化肥处理为茄子田间处理最佳;木薯渣有机肥处理中,生物有机肥处理在辣椒和茄子田间试验中均为最佳处理;蘑菇渣有机肥处理,生物有机肥加化肥处理在辣椒和茄子大田试验中各项指标均为最优;表明10%AA处理的有机肥配合功能菌株施用能促进作物生长、提高作物产量,整体效果显著优于空白和化肥处理。【结论】添加酸解氨基酸能够降低堆肥pH,减少堆肥过程中的氮素损失,延长堆肥高温期的持续时间,提高有机碳降解效率及氮磷钾相对含量;该堆肥与功能菌株配伍制成的生物有机肥,与等养分化肥处理相比,可以显著提高作物的生物量和产量。

关键词：植物源有机废弃物酸解氨基酸好氧堆肥腐熟度氮素增产

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不同梨砧木对缺铁胁迫的生理响应差异研究

植物营养与肥料学报 2018年第3期24卷 779-789页

作者：谢昶琰彭莉润金昕龚雪徐阳春董彩霞南京农业大学资源与环境科学学院/国家有机类肥料工程技术研究中心/江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心江苏南京210095

【目的】旨在通过探究缺铁胁迫下不同梨砧木幼苗体内铁分配规律及有机酸种类和含量的差异,为培育铁高效利用梨砧木提供理论依据。【方法】以三种不同梨砧木,杜梨Ⅰ(湖北杜梨HB-Pyrus betulaefolia)、杜梨Ⅱ(郑州杜梨ZZ-Pyrus betulaefol... 详细信息

【目的】旨在通过探究缺铁胁迫下不同梨砧木幼苗体内铁分配规律及有机酸种类和含量的差异,为培育铁高效利用梨砧木提供理论依据。【方法】以三种不同梨砧木,杜梨Ⅰ(湖北杜梨HB-Pyrus betulaefolia)、杜梨Ⅱ(郑州杜梨ZZ-Pyrus betulaefolia)、山梨(黑龙江山梨HS-Pyrus ussuriensis)幼苗为试材,进行水培试验。以Hogland营养液为基础,在其他养分含量不变的情况下,设两个Fe水平1和40μmol/L,分别代表缺铁胁迫和正常供铁。在砧木幼苗培养21天后,测定了幼苗活性铁和全铁元素含量、根系构型及各部位不同种类有机酸的含量。【结果】缺铁胁迫下,杜梨Ⅰ茎叶中活性铁/全铁比例是杜梨Ⅱ的2.80倍和2.94倍,是山梨的3.29倍和2.05倍,其叶中的活性铁和全铁积累量分别达到15.71 mg/plant和78.82 mg/plant。缺铁胁迫下,杜梨Ⅱ和山梨的倒一叶叶绿素含量下降幅度显著高于杜梨Ⅰ。三种梨砧木幼苗体内柠檬酸含量最高,其次是苹果酸,这两种酸占有机酸总量的74.8%以上。与正常供铁相比,缺铁胁迫下山梨根和叶中苹果酸含量提高了4.70和1.69倍,分别达到0.96 mg/g和4.80 mg/g,显著高于杜梨Ⅰ和杜梨Ⅱ,而杜梨根和叶中的柠檬酸含量较高,尤其是杜梨Ⅰ品种,达到4.02 mg/g和11.98 mg/g。【结论】三种梨砧木对铁的吸收和运输存在较大差异。杜梨Ⅰ根系吸收能力较强,根和叶中活性铁含量及积累量均较高,因而耐缺铁。缺铁胁迫下,两种杜梨根系中主要合成柠檬酸而山梨主要合成苹果酸,可能是山梨对缺铁敏感的机制之一。

关键词：梨铁分配根系生长有机酸

根际溶铁细菌与AM真菌协同提高石灰性土壤铁有效性的机制研究

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土壤学报 2024年第4期61卷 1111-1122页

作者：彭海英邵雅东栗晗李培根丁百玲杨天杰徐阳春沈其荣董彩霞南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省固体有机废弃物资源化研究重点实验室/江苏省有机固体废弃物协同创新中心/教育部资源节约型肥料工程技术研究中心南京210095

石灰性土壤普遍存在铁有效性低导致的植物缺铁黄化现象,严重影响农业可持续发展。筛选高效溶铁细菌并探讨其与菌根真菌(AMF)协同提高土壤有效铁含量、改善植物铁营养机制具有重要意义。以石灰性土壤和番茄(Lycopersicon esculentum)为... 详细信息

石灰性土壤普遍存在铁有效性低导致的植物缺铁黄化现象,严重影响农业可持续发展。筛选高效溶铁细菌并探讨其与菌根真菌(AMF)协同提高土壤有效铁含量、改善植物铁营养机制具有重要意义。以石灰性土壤和番茄(Lycopersicon esculentum)为试材进行盆栽试验,分别接种Advenella kashmirensis(B1)、Arthrobacter cupressi(B2)、Klebsiellavariicola(B3)、Variovorax guangxiensis(B4)和Enterobacter ludwigii(B5)5株细菌,以不接菌处理为对照(CK),筛选出高效溶铁菌株B1、B2和B3。将其与纯培养得到的AM真菌孢子(Rhizoshagu irregularis,Ri)组合,设置单独接种AM真菌(Ri)、单菌与Ri(B1+Ri、B2+Ri和B3+Ri)、菌群与Ri(B1+B2+B3+Ri)共接种处理,进一步探究单菌及菌群与AMF协同促进石灰性土壤难溶性铁的活化和促进植物铁吸收的机制。结果表明:(1)与对照相比,接种B1、B2和B3能够显著促进番茄生长,根系和地上部全铁积累量分别提高6.48倍和2.61倍(B1)、4.11倍和2.03倍(B2)、4.37倍和2.25倍(B3);新叶活性铁含量分别提高74.21%、1.33倍和1.75倍。(2)与单接AMF相比,不同共接种组合显著增加番茄生物量,各部位平均全铁积累量显著提高58.32%~119.43%,其中B3+Ri处理、B1+B2+B3+Ri处理下番茄根系活性铁含量分别提高41.47%和44.30%、新叶活性铁含量分别提高12.61%和12.77%。不同共接种组合处理显著提高AM真菌的菌根侵染率,较单接AM真菌处理提高13.35%~30.99%;根系铁还原酶活性增加9.86%~22.07%,根系LeFIT1、LeFRO2和LeMYB72基因表达显著上调。与单接AM真菌相比,B3+Ri和B1+B2+B3+Ri处理下根际土壤pH分别降低0.21和0.09,土壤有效铁含量分别提高15.78%和55.23%。综上,AM真菌与3株高效溶铁细菌的协同作用可显著提高石灰性土壤铁有效性并改善植物铁营养,不同类型溶铁细菌与AMF的协同作用机制不同,为解决石灰性土壤铁有效性低的问题提供了微生物途径。

关键词： AM真菌溶铁细菌土壤有效铁土壤pH 活性铁铁营养

化肥减施条件下配施有机肥对旱地紫色土有机碳活性组分的影响

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生态学杂志 2021年第4期40卷 1073-1080页

作者：孔德宁康国栋李鹏沈学善刘满强李辉信胡锋焦加国南京农业大学资源与环境科学学院/江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心南京210095 四川省农业科学院土壤肥料研究所成都610066

选取四川紫色土作为实验土壤,采用紫马铃薯与紫薯轮作制度,探究减肥条件下配施不同有机物对土壤有机碳活性组分的影响。共设置不施肥(CK)、常规化肥(CF)、常规化肥配施秸秆(CFS)、减量50%化肥配施微生物有机肥(RFM)、减量50%化肥配施蚯... 详细信息

选取四川紫色土作为实验土壤,采用紫马铃薯与紫薯轮作制度,探究减肥条件下配施不同有机物对土壤有机碳活性组分的影响。共设置不施肥(CK)、常规化肥(CF)、常规化肥配施秸秆(CFS)、减量50%化肥配施微生物有机肥(RFM)、减量50%化肥配施蚯蚓生物复合有机肥(RFV)、减量50%化肥配施秸秆和微生物有机肥(RFSM)、减量50%化肥配施秸秆和蚯蚓生物复合有机肥(RFSV)7个施肥处理。结果表明:有机物料的施用对土壤总有机碳的影响并不显著,但显著增加微生物量有机碳(MBC)和轻组分有机碳(LOC)含量,增幅为10.6%~42.6%,对土壤可溶性有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POC)含量影响不显著,但对DOC组分结构产生了影响;DOC的三维荧光分析结果表明:类胡敏酸和类富里酸物质是紫色土DOC的主要组成部分,且RFSM和RFSV处理中类胡敏酸和类富里酸物质增多,类色氨酸、类酪氨酸和类溶解性微生物代谢物下降,同时三维荧光指数上升,说明DOC主要来源于微生物的代谢活动。总之,化肥减施下配施有机肥可以增加MBC和LOC含量,改变DOC的组分结构。

关键词：有机肥有机碳活性组分三维荧光