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镉积累差异水稻品种生长发育对清除NO的响应

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植物营养与肥料学报 2021年第2期27卷 322-331页

作者：曾晶周旋荣湘民张振华湖南农业大学资源环境学院/东方科技学院湖南长沙410128 湖南省土壤肥料研究所湖南长沙410125

【目的】研究一氧化氮(NO)对镉(Cd)胁迫下水稻苗期生理生化及氮代谢响应的调节作用,探讨通过清除NO提高水稻耐Cd能力的措施。【方法】以Cd高积累(TN1)和Cd低积累(春江06)品种为材料,进行了Cd胁迫(40μmol/L)水培试验。以Cd胁迫营养液为... 详细信息

【目的】研究一氧化氮(NO)对镉(Cd)胁迫下水稻苗期生理生化及氮代谢响应的调节作用,探讨通过清除NO提高水稻耐Cd能力的措施。【方法】以Cd高积累(TN1)和Cd低积累(春江06)品种为材料,进行了Cd胁迫(40μmol/L)水培试验。以Cd胁迫营养液为对照,在对照基础上设置添加硝普钠(Cd+SNP)、添加NO清除剂CPTIO(Cd+CPTIO)、添加硝酸还原酶抑制剂钨酸钠(Cd+TU)处理,共4个处理。处理后12天,测定不同处理对水稻幼苗生长、NO_(3)^(-)-N分配、根系特性及光合特性的影响。【结果】NO对高Cd和低Cd积累水稻品种的影响不同。与对照相比,Cd+SNP处理降低高Cd积累水稻品种幼苗地上部和地下部NO_(3)^(-)-N含量,但对幼苗生物量和氮素吸收没有显著抑制效果;Cd+CPTIO处理会提高幼苗生长、氮素积累量及氮效率(P<0.05);增加或清除NO处理均显著降低了地上部和地下部的Cd含量。对于低Cd积累水稻品种,Cd+SNP、Cd+CPTIO、Cd+TU处理间幼苗生物量、氮素吸收量均无显著差异。【结论】品种基因型对NO信号的调节敏感度不同,高Cd积累品种清除NO处理可以显著抑制Cd的吸收和向地上部的运转,促进幼苗的生长和对氮素的吸收利用,抑制硝酸还原酶活性处理缓解Cd胁迫促进幼苗生长的效果不稳定。而对于低Cd积累水稻品种,清除NO处理也有一定的缓解Cd吸收和向地上运转的效果,但其重要性不如基因本身的拒Cd能力。因此,Cd胁迫下,高Cd积累水稻品种采用清除NO的措施可有效缓解Cd胁迫,促进水稻的生长,但对于低Cd积累水稻品种,清除NO也可以进一步降低Cd的向上运输,但是对水稻幼苗生长和氮素利用的影响不显著。

关键词：水稻基因型镉胁迫 NO信号 NO清除剂 NR还原酶抑制剂

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不同调酸剂对种植玉米红壤微生物群落的影响

农业环境科学学报 2024年第3期43卷 609-616页

作者：杨玲张艺钟俊杰聂三安孙耿盛浩湖南农业大学资源学院长沙410128 湖南省土壤肥料研究所长沙410125

为研究红壤微生物丰度和群落组成对不同调酸剂的响应,分析影响碳/氮关键代谢过程微生物的变化,通过盆栽实验,设置不施肥(CK)、钙镁复合剂(L)、钙镁复合剂配施猪粪(ML)和钙镁复合剂配施秸秆(SL)4个处理,采用宏基因组测序技术,分析土壤细... 详细信息

为研究红壤微生物丰度和群落组成对不同调酸剂的响应,分析影响碳/氮关键代谢过程微生物的变化,通过盆栽实验,设置不施肥(CK)、钙镁复合剂(L)、钙镁复合剂配施猪粪(ML)和钙镁复合剂配施秸秆(SL)4个处理,采用宏基因组测序技术,分析土壤细菌、真菌和古菌以及碳/氮代谢关键过程微生物。结果表明:L、ML和SL处理显著提高土壤pH值和交换性钙/镁,显著降低土壤交换性酸。调酸剂增加了细菌优势菌中的变形菌门相对丰度,降低了绿弯菌门和酸杆菌门相对丰度;降低了真菌优势菌中的毛霉菌门相对丰度;增加了古菌优势菌中的广古菌门和深古菌门的相对丰度,降低了奇古菌门的相对丰度。冗余分析结果显示,速效钾是影响土壤细菌和真菌群落结构的主要环境因子,土壤pH和有机碳是影响土壤真菌和古菌群落结构组成的关键因子。碳代谢过程的贡献度方面,变形菌门的贡献度在SL处理中最高,放线菌门和芽单胞菌门的贡献度在ML处理中最高。氮代谢过程中,各处理绿弯菌门对硝化作用的贡献率均超过80%。调酸降低了绿弯菌门和酸杆菌门在反硝化与硝酸盐异化还原过程中的贡献度,L与SL处理的变形菌门贡献度低于ML处理,而ML处理的放线菌门贡献度高于L与SL处理。单施钙镁复合剂、钙镁复合剂配施猪粪和钙镁复合剂配施秸秆均可缓解红壤酸性,改变土壤优势菌群,并有利于碳/氮积累。

关键词：红壤调酸宏基因组微生物群落碳/氮代谢过程

水稻土厌氧氨氧化对不同耕作方式与秸秆还田的响应

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土壤学报 2022年第6期59卷 1695-1703页

作者：孙梅聂三安龙泽东李超王华肖小平罗尊长孙耿湖南省土壤肥料研究所长沙410125 湖南农业大学资源环境学院长沙410128

研究稻田土壤厌氧氨氧化微生物活性、丰度和群落结构对不同耕作方式与秸秆还田的响应,可为稻田土壤氮素管理提供科学依据。设3个不同耕作方式(翻耕、旋耕、免耕)+秸秆还田处理,以翻耕+秸秆不还田处理作为对照,采用15N示踪法、荧光定量PC... 详细信息

研究稻田土壤厌氧氨氧化微生物活性、丰度和群落结构对不同耕作方式与秸秆还田的响应,可为稻田土壤氮素管理提供科学依据。设3个不同耕作方式(翻耕、旋耕、免耕)+秸秆还田处理,以翻耕+秸秆不还田处理作为对照,采用15N示踪法、荧光定量PCR及Illumina测序分析厌氧氨氧化菌潜在活性、功能基因hzs B拷贝数及群落组成。结果表明,秸秆还田显著改变了土壤理化性质,与不还田相比,土壤有机质、全氮、容重均呈明显增加趋势,尤其是免耕还田条件下差异显著。秸秆还田条件下,厌氧氨氧化菌潜在活性表现为免耕>旋耕>翻耕(P土壤反硝化活性显著相关,与功能基因拷贝数及群落组成无显著相关性。试验表明,免耕条件下秸秆还田显著提升了土壤容重,降低了土壤氧化势,可能是其厌氧氨化活性强的重要原因。与无机氮含量和土壤全氮等理化性质相比,水稻土氧化还原状况可能更好解释水稻土厌氧氨氧化活性,长期秸秆还田和不同耕作方式改变了厌氧氨氧化菌活性和群落组成,但其数量未发生显著变化。水稻田秸秆还田加翻耕可在一定程度提高土壤透气性,降低厌氧氨氧化活性,而秸秆还田与免耕结合则可能降低土壤通透性并导致更多的土壤氮素损失。

关键词：厌氧氨氧化秸秆还田翻耕旋耕免耕

不同施氮水平对莴苣产量、品质及氮肥利用率的影响

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植物营养与肥料学报 2006年第6期12卷 913-917页

作者：肖时运刘强荣湘民谢桂先廖育林湖南农业大学资源环境学院湖南省土壤肥料研究所湖南长沙410125

莴苣（Asparagus lettuce）是菊科一年生或二年生蔬菜，它富含胡萝卜素、硫胺素、核黄素和钙、磷、铁等矿质营养，既能生食、熟食，又可腌制和干制，是人们喜爱的蔬菜之一。莴苣在我国栽培面积很广，由于其产量高，对肥料的需求量也较... 详细信息

莴苣（Asparagus lettuce）是菊科一年生或二年生蔬菜，它富含胡萝卜素、硫胺素、核黄素和钙、磷、铁等矿质营养，既能生食、熟食，又可腌制和干制，是人们喜爱的蔬菜之一。莴苣在我国栽培面积很广，由于其产量高，对肥料的需求量也较大。但在生产实际中常常由于不合理的施肥，特别是大量地施用化学氮肥，不仅会引起蔬菜产量和品质的下降，还会使肥效降低，并且污染环境，给人类生活带来诸多危害。随着平衡施肥技术向园艺和经济作物的推广，如何拿出令人信服的试验数据以扭转、矫正农家滥用氮素化肥的现状，把握蔬菜作物合理施肥量已成为蔬菜生产面临的紧迫问题。本研究试图通过盆栽试验，

关键词：产量高氮肥利用率莴苣施氮水平品质平衡施肥技术蔬菜产量蔬菜生产

芦荻生物质炭基肥研制及其对水稻土氮损失的影响

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水土保持学报 2022年第3期36卷 319-326,332页

作者：赵杭周旋王艺哲张含丰颜波静许缘曾雯张玉平湖南农业大学资源与环境学院长沙410128 湖南省土壤肥料研究所长沙410125

为实现秸秆资源化利用和强化生物质炭基肥生产应用,以洞庭湖芦荻秸秆热解生物质炭为基质,采用包膜和混合造粒技术,以改性淀粉为黏合剂,辅以膨润土、腐殖酸等材料制备包膜炭基肥(CT)和混合炭基肥(MT)。以生物质炭占比10%(T1),15%(T2),20%... 详细信息

为实现秸秆资源化利用和强化生物质炭基肥生产应用,以洞庭湖芦荻秸秆热解生物质炭为基质,采用包膜和混合造粒技术,以改性淀粉为黏合剂,辅以膨润土、腐殖酸等材料制备包膜炭基肥(CT)和混合炭基肥(MT)。以生物质炭占比10%(T1),15%(T2),20%(T3),25%(T4)和30%(T5),从微观形态结构、养分释放速率、粒径及抗压强度等基本性质进行择优筛选,将筛选后的炭基肥处理(CT2、CT3、CT4和MT1、MT2、MT3)与普通复合肥(NPK)、不施肥(CK)共8个处理进行室内水稻盆栽试验,对比不同研制方式及生物质炭添加量下水稻土氨挥发及氮素渗漏流失差异。结果表明:炭肥比越大,肥料结构愈紧密,累积氮素释放率愈低,但过量的生物质炭的添加会造成肥料粒径不均匀、抗压强度不达标。包膜生物质炭基肥以15%~25%的生物质炭添加量较适宜;混合生物质炭基肥以10%~20%的生物质炭添加量较适宜。与NPK处理相比,CT2、CT3、CT4处理氨累积挥发量分别降低12.95%,27.96%,23.82%,氨挥发损失率分别降低16.56%,35.67%,30.57%,以CT3效果最好;MT1、MT2、MT3处理氨累积挥发量分别降低33.72%,41.48%,16.06%,氨挥发损失率分别降低43.31%,53.18%,20.38%,以MT2效果最好。2种炭基肥均可减少盆面水铵氮平均浓度,与NPK处理相比,最高降幅分别达20.74%(CT4)和39.90%(MT2);混合造粒炭基肥中以MT2处理的全氮、硝氮浓度降幅最大,分别达5.50%,5.09%,而包膜炭基肥各处理间差异均不显著。与NPK处理相比,施包膜炭基肥处理的渗漏水中铵氮与全氮平均浓度分别显著降低8.93%~14.00%,8.84%~16.38%,而各处理间硝氮平均浓度均无显著性差异。施混合炭基肥可降低铵氮、硝氮和全氮平均浓度,分别达11.16%~12.42%,3.22%~22.29%,11.14%~15.86%。此外,炭肥比越高,生物质炭的氮减排效应越明显,但添加量过大其氮减排量并无显著性增加。总体而言,2种工艺制备生物质炭基肥均能有效降低氨挥发损失以及减缓氮素径流渗漏损失风险。其中,包膜炭基肥以20%~25%生物炭添加量效果最优,混合炭基肥以15%最优。

关键词：芦狄生物炭生物炭基肥氨挥发氮素流失面源污染

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基于GIS的湖南省耕地利用效益时空变异研究

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经济地理 2013年第9期33卷 142-147页

作者：刘琼峰李明德段建南吴海勇湖南省土壤肥料研究所中国湖南长沙410125 湖南农业大学资源环境学院中国湖南长沙410128

应用GIS技术与层次分析法,从经济效益、社会效益、生态效益和综合效益四个方面对湖南省的耕地利用效益进行了定量综合评价,分析了近20年湖南省耕地利用效益的时间动态变化特征和各县市的耕地利用效益空间变异特征。研究表明,近20年湖南... 详细信息

应用GIS技术与层次分析法,从经济效益、社会效益、生态效益和综合效益四个方面对湖南省的耕地利用效益进行了定量综合评价,分析了近20年湖南省耕地利用效益的时间动态变化特征和各县市的耕地利用效益空间变异特征。研究表明,近20年湖南省耕地利用经济效益和社会效益呈现增长趋势,而生态效益呈现下降趋势。全省耕地利用效益的空间变异较大,耕地利用综合效益相对较高的地区主要集中在环洞庭湖平原区和湘中东部丘陵区。湖南省在保护耕地资源数量的同时应注重耕地利用综合效益的提高,实现各地农业的均衡发展,在增加粮食单产的同时,提高农业技术效率,减小农业机械化水平和能耗的空间差异,实现生态效益与经济、社会效益的协同增长,在耕地利用过程中控制化肥施用量的增长、增加耕地有效灌溉面积、提高耕地资源利用率。

关键词：耕地利用效益评价时空变异湖南省

长沙“百里茶廊”茶园土壤重金属含量及环境质量特征

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环境科学 2008年第8期29卷 2320-2326页

作者：郭海彦周卫军张杨珠黄运湘周清颜雄张建新陈强春毛昌明湖南农业大学资源环境学院长沙410128 湖南省地质研究所长沙410007

采用野外调查采样和室内分析方法测定了长沙'百里茶廊'茶叶基地土壤重金属含量,研究了其分布特征及变化规律,并用污染指数方法评价了其土壤环境质量.结果表明,土壤全铅、全汞、全镉、全铬、全砷和全镍含量值基本在土壤背景值范围内,平... 详细信息

采用野外调查采样和室内分析方法测定了长沙'百里茶廊'茶叶基地土壤重金属含量,研究了其分布特征及变化规律,并用污染指数方法评价了其土壤环境质量.结果表明,土壤全铅、全汞、全镉、全铬、全砷和全镍含量值基本在土壤背景值范围内,平均含量值分别为42.7、0.068、0.074、92.2、12.4和19.5 mg/kg,均低于无公害茶叶产地环境条件标准(NY 5020-2001)所要求的最低值.根据国家《土壤环境质量标准》,长沙'百里茶廊'茶叶基地的土壤环境质量全部符合国家二级标准,且汞、镉、镍元素的含量达到国家一级标准.除湘丰茶场土壤铬的单项污染指数为0.837,处于警戒级别土壤质量尚清洁外,其它5种重金属的单项污染指数均小于0.7,处于安全级别土壤清洁无污染.6个茶叶基地的综合污染指数均小于0.7,表明长沙'百里茶廊'茶叶基地的土壤环境质量总体达到安全级别土壤清洁无污染,适合无公害茶叶基地的建设.

关键词：重金属土壤环境质量茶园污染指数长沙“百里茶廊”

氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及土壤氮平衡的影响

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植物营养与肥料学报 2018年第1期24卷 95-104页

作者：鲁艳红聂军廖育林周兴王宇汤文光湖南省土壤肥料研究所湖南长沙410125 农业部湖南耕地保育科学观测实验站湖南长沙410125 湖南农业大学资源环境学院湖南长沙410128

【目的】了解氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及氮素在土壤中转化的影响,旨在为制定科学合理的农田氮素管理措施及节肥增效策略提供依据。【方法】以湘早籼45号和荆楚优148为材料,于2015年早、晚稻期间进行田间试验。试验设5个处... 详细信息

【目的】了解氮素抑制剂对双季稻产量、氮素利用效率及氮素在土壤中转化的影响,旨在为制定科学合理的农田氮素管理措施及节肥增效策略提供依据。【方法】以湘早籼45号和荆楚优148为材料,于2015年早、晚稻期间进行田间试验。试验设5个处理:不施肥(CK);100%尿素(100%U);80%尿素(减氮20%,80%U);80%尿素+脲酶抑制剂NBPT(80%U+NBPT);80%尿素+硝化抑制剂DCD(80%U+DCD)。研究尿素减施条件下添加硝化抑制剂(NBPT)和脲酶抑制剂(DCD)对双季水稻产量、氮素养分吸收利用效率、土壤硝态氮、铵态氮、微生物量氮及土壤氮平衡的影响。【结果】NBPT和DCD均有利于提高早、晚稻产量、植株氮吸收量和氮素利用效率。减氮20%条件下添加NBPT(80%U+NBPT)处理早、晚稻稻谷较100%尿素处理(100%U)分别增产5.0%和6.1%,较施用80%尿素(80%U)分别增产8.0%和14.0%;80%U+DCD与100%U处理的早、晚稻稻谷产量差异不显著,较80%U处理分别增产6.0%和4.2%。80%U+NBPT较100%U处理早、晚稻植株氮吸收量分别增加4.5%和9.4%,较80%U处理分别增加10.3%和16.2%。80%U+NBPT和80%U+DCD处理氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥偏生产力和氮素吸收效率均较100%U和80%U处理提高。添加NBPT和DCD降低了早、晚稻收获后土壤硝态氮和铵态氮残留量,显著提高土壤微生物量氮积累量,降低氮表观损失,有利于维持作物-土壤体系氮素平衡。早、晚稻收获后80%U+NBPT较100%U处理氮表观损失降低42.2%和44.6%,较80%U处理降低27.5%和29.2%,80%U+DCD较100%U处理降低23.7%和31.6%,较80%U处理降低4.2%和12.6%。【结论】在该区域双季稻种植体系中,氮肥减量20%条件下添加NBPT和DCD能增加或维持水稻产量,提高氮素利用效率。供试条件下,添加NBPT提高氮素持续供应能力和保持土壤氮素平衡的效果好于DCD。

关键词：脲酶/硝化抑制剂双季稻产量氮素吸收利用氮平衡

紫色丘陵区旱地撂荒自然恢复提高土壤蓄水性能

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农业工程学报 2014年第21期30卷 111-119页

作者：廖超林傅灵艺盛浩袁红周清黄运湘张杨珠湖南农业大学资源环境学院长沙410128

为了探讨农地撂荒对土壤水分生态的影响，该文以湘中紫色丘陵区自然撂荒旱地为研究对象，以相邻样地比较法研究了不同演替阶段土壤物理特性、蓄水性能及其影响。结果表明：湘中紫色丘陵区旱地撂荒植被自然恢复，各演替阶段表层土壤（0～... 详细信息

为了探讨农地撂荒对土壤水分生态的影响，该文以湘中紫色丘陵区自然撂荒旱地为研究对象，以相邻样地比较法研究了不同演替阶段土壤物理特性、蓄水性能及其影响。结果表明：湘中紫色丘陵区旱地撂荒植被自然恢复，各演替阶段表层土壤（0～20 cm）容重显著变化（P〈0.05），大小依次顺序为：旱地＆gt;草本群落＆gt;乔灌群落＆gt;灌丛群落，说明植被恢复导致表层土壤容重变小；灌丛和乔灌群落具有使土壤由粗粒径向细粒径转变的效能，此外，植被恢复能提高表层土壤孔隙度和蓄水性能。相关分析表明，旱地撂荒植被自然恢复土壤蓄水性能主要决定于土壤容重、孔隙度、粗砂粒（〈1～0.25 mm）和粉粘粒（〈0.05 mm）含量等指标；土壤粗砂粒含量高，容重大，非毛管孔隙度减小，蓄水量低；粉粘粒含量增加，土壤容重小，非毛管孔隙度增大，蓄水量高。该研究可为紫色丘陵区植被恢复及生态环境建设提供参考。

关键词：土壤物理特性生态紫色丘陵旱地自然恢复蓄水性能