稳定性同位素营养级估算的差异性与影响因素——以鲢鳙为例

为了优化稳定性同位素估算消费者营养级的计算过程,降低算法和样品质量对其的影响,应用贝叶斯算法对中国水域已发表文献中的鲢（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙（Hypophthalmichthys nobilis）营养级进行了估算和分析。结果显示：贝叶斯算法下鲢、鳙营养级与总磷（TP）、总氮（TN）2种环境因素无显著相关性。部分研究存在采样个数过少、采样频率过低,忽略了基准季节性和种内的变异性等问题,从而无法准确代表目标生物的营养特征,可能导致了营养级估计中出现异常值。贝叶斯算法与传统算法之间无显著性差异,表明其依然无法冲淡采样设计所带来的影响。曲线拟合的结果表明,维持采样数在6个以上有助于提高贝叶斯算法的计算结果的准确性。因此,在试验设计中,建议采样样品数多于6,并考虑季节与空间的差异,避免单次、少量的采集。     

控制灌溉下秸秆还田对稻田土壤氮素组成的影响

为探明控制灌溉模式下秸秆还田与不同施氮量对稻田表层土壤氮素组成的影响,以黑龙江省寒地黑土为研究对象,于2017—2018年进行了田间连续定位试验,试验秸秆还田量设置为有秸秆还田(还田量为6t/hm2)和无秸秆还田2个水平,全生育期施氮量设置N0(0kg/hm2)、N1(85kg/hm2)、N2(110kg/hm2)和N3(135kg/hm2))4个水平,共8个处理。基于氮稳定性同位素技术,分析了秸秆还田后,稻田土壤表层总可溶性氮组分分配比例,铵态氮(NH+4N)、硝态氮(NO-3N)、可溶性有机氮(SON)、δ15N含量变化以及与土壤表层总可溶性氮含量的相关性。2年结果表明：控制灌溉模式下,秸秆还田提高了土壤表层可溶性有机氮占总可溶性氮的比例、氮矿化量以及δ15N含量。施加秸秆各施氮量处理土壤表层SON含量均低于无秸秆处理,其中N3处理土壤表层NH+4N与NO-3N含量较无秸秆N3处理分别降低40.3%、38.7%。与无秸秆处理相比,秸秆还田不仅提高了土壤供氮能力,而且促进了土壤表层总可溶性氮以较稳定的可溶性有机氮形态存在,当施氮量仅为0kg/hm2时,土壤表层氮矿化量与无秸秆处理最高氮矿化量无显著性差异,且随着施氮量的增加,土壤表层氮矿化量显著高于无秸秆处理(P<0.05)。秸秆中δ15N含量高,促使土壤表层富集δ15N,施加秸秆N1、N2处理土壤表层δ15N含量与无秸秆N2、N3处理无显著性差异,N3处理土壤表层δ15N含量显著高于无秸秆处理(P<0.05),而且连续2年秸秆还田,导致土壤表层总可溶性氮与铵态氮(NH+4N)、硝态氮(NO-3N)、可溶性有机氮(SON)以及δ15N的相关性发生变化。研究结果可为东北地区推行秸秆还田的可行性提供科学依据,对保障东北地区农业水土资源可持续利用具有重要意义。     

浦江葡萄同位素与矿物元素特征及地理标志保护模型构建

为探讨稳定同位素与矿物元素在葡萄产地鉴别上的可行性,本研究分别从浦江、浙江其他产地(慈溪、温岭)、上海和安徽4个不同产地采集代表性葡萄样品;通过稳定同位素比率质谱(EA-IRMS)元素分析仪和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定其同位素比率与矿物质元素含量,结合化学计量学统计工具对浦江葡萄开展原产地判别研究.结果表...     

施肥对土壤及黄瓜中稳定性氮同位素丰度的影响

研究不同肥料配施对土壤、黄瓜及其叶片中稳定性氮同位素丰度(1δ5N‰)及硝酸盐和硝酸还原酶活性的影响。结果表明,随着配施有机肥比例的降低,黄瓜中1δ5N呈现先低后高再低的趋势;各处理单施化肥初期时黄瓜中1δ5N与有机肥60%和40%配施处理间差异显著(P0.05),中期时与有机肥60%、40%配施处理及对照间的差异显著(P0.05),末期时与有机肥60%配施处理间有差异(P0.05),与其他不同配施时差异不显著(P0.05);相同处理的不同采摘时期黄瓜中1δ5N差异不显著(P0.05)。不同处理时叶片与黄瓜间的1δ5N呈正相关(r=0.9836),其1δ5N主要受不同肥料配施处理的影响。随着有机肥比例的降低,黄瓜中硝酸盐含量逐渐降低,与黄瓜中1δ5N间的线性相关性差(r=0.6568);而叶片中硝酸还原酶活性逐渐提高,其中对照处理、100%、80%和60%有机肥处理时与叶片中δ15N丰度呈正相关(r=0.9187);60%、40%、20%有机肥和100%化肥处理时与叶片中1δ5N呈负相关(r=-0.9773)。总体来看,可以初步利用1δ5N作为标记来区分有机肥和化肥种植的黄瓜,但需要进一步研究1δ5N在作物中的分馏和分布规律。     

Chronic Nitrogen Fertilization Modulates Competitive Interactions Among Microbial Ammonia Oxidizers in a Loess Soil

Nitrogen(N) application may lead to niche segregation of soil ammonia-oxidizing archaea(AOA) and bacteria(AOB), thereby reducing the competitive interactions between AOA and AOB due to higher ammonium substrate availability. However, the adaptive mechanisms of AOA and AOB under N enrichment remain poorly understood. Stable isotope probing(SIP) microcosm incubation was employed to reveal community changes of active AOA and AOB in a loess soil from a field experiment growing potatoes that received no N(control, CK), low N(LN, 75 kg N ha~(-1)), and high N(HN, 375 kg N ha~(-1)). The results showed that the soil potential nitrification rate(PNR) was measured by culturing of the soil samples from the field experiment. Soil PNR was significantly increased in HN by87.5% and 67.5% compared with CK and LN, respectively. Compared with CK, the~(13)C-amoA genes of soil AOA and AOB in HN had 2.58 × 10~4 and 1.55 × 10~6 copies, representing 1.6-and 16.2-fold increase respectively. It was indicated that AOB dominated soil ammonia oxidation. A phylogenetic analysis of the~(13)C-amoA gene showed that N application significantly increased the proportion of54 d9-like AOA up to 90% in HN, while the Nitrososphaera gargensis-like and Nitrososphaera viennensis-like AOA were inhibited and completely disappeared. Nitrogen application also resulted in the community shift of active AOB-dominant group from Nitrosospira briensis-like to Nitrosospira sp. TCH711-like. Our study provides compelling evidence for the emergence and maintenance of active nitrifying communities under the intensified N input to an agricultural ecosystem.     

新疆尾闾盐湖滨岸盐碱土中碳酸盐的固碳效应及影响因素

土壤碳酸盐对现代大气CO_2的截存与土壤中的硅酸盐矿物组成、盐基元素供给、有机碳含量等因子密切相关。该文结合土壤理化性质和碳同位素分馏特性,以新疆艾比湖为例,探讨了干旱区尾闾盐湖滨岸盐碱土中碳酸盐的固碳效应和影响因素,研究结果表明:1)土壤碳酸盐是干旱区最重要的碳库,艾比湖滨岸土壤碳酸盐的平均碳密度是有机碳的4.05倍;2)艾比湖滨岸盐碱土中的δ13CSCC介于-7.9‰～0.3‰之间,δ13CSCC与HCO3-存在良好的线性负相关关系,决定系数高达0.669 9,大气碳以重碳酸盐形式存在是次生碳酸盐淀积的关键环节之一;3)土壤δ13CSCC值与硅酸盐矿物阳起石、绿泥石、伊利石存在着良好的线性负相关关系,δ13CSCC值随着富Ca、Mg、Fe矿物的含量增加明显向负向漂移;4)土壤中有机碳含量越高,生物风化过程越强烈时,δ13CSCC负向漂移越大,土壤碳酸盐截存较多大气中的轻碳;当土壤含盐量超过一定程度时,有机过程受到抑制,土壤碳酸盐则截存较多大气中的重碳。因此,干旱区存在着有机-无机耦合固碳效应,提高干旱区植被覆盖,可以增加有机碳库储量,同时,经有机过程分馏转移到土壤中的CO_2可进一步促进土壤硅酸盐矿物风化,使这部分CO_2不再返回大气,而是以碳酸盐形式被长久固存。     

外源碳输入对华北平原农田和湿地土壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响

研究外源碳输入和气候变暖对土壤有机碳矿化的影响,对于深入理解土壤有机碳的稳定和积累机制以及其对全球变化的响应具有重要意义。通过为期35 d的室内培养试验,利用~(13)C稳定同位素标记技术,研究了华北平原典型农田和湿地土壤在15℃和25℃下的土壤有机碳矿化及激发效应。结果表明,土地利用类型(农田/湿地)、温度(15℃/25℃)和葡萄糖添加[0.4mg(C)·g~(-1)]对土壤有机碳矿化均具有显著影响。在相同培养温度下,未添加葡萄糖的农田和湿地土壤有机碳矿化无显著差异,而添加葡萄糖处理下农田土壤有机碳矿化显著高于湿地土壤。除湿地土壤在15℃下培养外,添加葡萄糖显著促进了农田和湿地土壤有机碳矿化,农田土壤有机碳矿化的激发效应显著高于湿地土壤。温度升高显著促进了农田和湿地土壤有机碳矿化,培养过程中土壤有机碳矿化温度敏感性Q10为1.2～1.6,土地利用类型和葡萄糖添加对土壤有机碳矿化温度敏感性的影响都不显著。在温度升高和外源碳输入的共同作用下,农田土壤有机碳矿化显著高于湿地土壤。     

稳定性氢同位素在羊肉产地溯源中的应用

 【目的】探讨稳定性氢同位素在羊肉产地来源鉴别中的作用,为羊肉产地同位素溯源指标体系的确定和构建提供依据。【方法】利用稳定性同位素比率质谱仪（IRMS）测定来自内蒙古自治区锡林郭勒盟、阿拉善盟和呼伦贝尔市3个牧区,重庆市和山东省菏泽市2个农区脱脂羊肉中的δ2H值,通过方差分析和相关分析,探讨稳定性氢同位素组成的地域特征及其变化规律;结合C、N同位素指标,采用聚类分析及判别分析,进一步了解氢同位素在羊肉产地来源判别中的作用。【结果】不同地域来源羊肉中的δ2H值具有显著性差异,其δ2H值主要与当地饮水中的δ2H值高度相关。判别分析结果表明,δ2H值可使δ13C、δ15N指标对羊肉产地的正确判别率由80.8% 提高到88.9%。【结论】稳定性氢同位素能够提供可靠的地域信息,可作为追溯和鉴定羊肉产地来源的一项有效指标。     

制约我国粮食生产稳定发展的因素分析及对策建议

随着工业化、城镇化进程的深入发展和农产品消费需求的持续增长,“十二五”我国粮食生产稳定发展的任务将更加艰巨。利用中国农业年鉴等统计资料,从粮食生产现状和形势出发,深入剖析了当前制约我国粮食生产稳定发展主要面临的问题。制约粮食增产潜力的主要因素包括粮食播种面积波动和下降、粮田基础设施和水利配套建设缺位、粮食生产力布局和耕作栽培制度不合理以及科技潜力发挥不够等,从而提出“十二五”四条保障我国粮食生产稳定发展的对策建议,供有关部门决策参考。