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1.
2.
3.
在地球化学元素循环中,氮素是最重要、最活跃的营养元素之一。农田生态系统中的氮素很大程度上决定农作物的产量和品质。然而,在全球气候变化背景下,随着大气CO2浓度和温度升高,作物-土壤氮循环的变化可能显著影响农田生态系统中的作物生产。因此,研究作物-土壤氮循环对大气CO2浓度和温度升高的响应,能够为科学合理地预测未来气候条件下,农田生态系统中作物的氮素需求,以及保障农作物产量的稳定供应提供理论依据,对于全面认识全球气候变化背景下的农田生态系统氮素循环过程及土壤可持续利用具有重要意义。本文综述了大气CO2和温度升高对作物氮素吸收和分配,以及与氮有效性密切相关的土壤氮转化的影响,并系统总结了二者对作物-土壤氮循环过程产生的交互作用。总结以往研究发现,在大气CO2浓度升高条件下,作物的蒸腾作用减弱,但光合作用增强,生物量加大,根系分支和根表面积增加,豆科作物的根瘤固氮能力提高,因此整体上促进作物对氮的吸收,并且增加作物向籽粒中分配氮的比例,但作物的平均氮浓度降低。此外,高CO2浓度提高了土壤酶活性,增强了土壤有机氮矿化作用、硝化及反硝化作用,加速了土壤氮转化。升温和CO2浓度升高对作物-土壤氮循环产生正向或负向的交互作用,主要表现在:高温和高CO2浓度对作物的生物量、光合作用、地下部氮分配、根系分支以及根表面积具有协同促进作用,升高温度减轻了高CO2浓度对作物蒸腾作用和作物氮浓度的抑制作用。然而,升温抑制了高CO2浓度对作物向籽粒中氮分配、氮吸收以及产量的促进作用;升温虽然能进一步增强高CO2浓度对土壤酶活性和有机氮矿化的促进作用,但是对于土壤硝化和反硝化作用,二者的交互作用以及相关的分子机制尚不明确。大气CO2升高和温度升高对土壤微生物,以及微生物与作物之间的耦合关系的研究比较薄弱,特别是由微生物主导的氮循环过程及其对全球气候变化的反馈机制是未来研究的重点。本文提出利用16S rRNA、DGGE、T-RFLP、qPCR、RT-PCR技术、蛋白组学以及稳定性同位素探针原位研究技术,可以将复杂环境中微生物物种组成及其生理功能进行耦合分析,揭示大气CO2浓度与温度对作物-土壤氮循环过程的交互作用机理,增强对气候变化下农田生态系统氮素循环响应的预测能力,为农田生态系统有效地适应气候变化提供科学的理论依据。 相似文献
4.
稻鳅共作模式对土壤营养、酶活性及微生物多样性的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
为探明稻鳅共生对稻田土壤表层养分、酶活性和微生物的影响,测定了稻鳅共生前后土壤的主要氮、磷、钾、酶活性和微生物多样性的变化,并以施肥和施药的稻田为对照.结果显示,稻田养殖泥鳅,土壤表层微生物丰度Chao指数和多样性Shannon指数明显上升,增加5门735属,对照田变化不明显;稻鳅田中性磷酸酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性极显著低于对照田(P<0.01),脲酶和蔗糖酶活性极显著高于对照田(P<0.01),使得稻鳅田土壤磷肥出现累积,钾肥变化不明显,氮肥和有机质明显下降.因此,稻鳅共生模式丰富了稻田土壤表层微生物群落构成,提高了酶活性,促进了营养物质转化、循环与利用. 相似文献
5.
白花草木樨(Melilotus albus Medic.ex Desr.)是草木樨最常见的栽培用种之一,具有较强的抗逆性和固氮能力。为了开发一套高效的草木樨转化体系,本研究以白花草木樨为材料,以结瘤基因MaROP6为目的基因,建立了发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)介导的高效白花草木樨毛状根转化体系。结果表明:利用该方法可以在两周左右获得毛状根,其发生率可达78%,MaROP6基因的毛状根转化率可达70.8%。qRT-PCR鉴定结果表明,MaROP6转基因毛状根的平均相对表达量为对照的36.87倍。毛状根转化体系的建立为白花草木樨基因功能的验证奠定了基础。 相似文献
6.
为了研究3种不同海洋脂质- 二十碳五烯酸(eicosapntemacnioc acid , EPA), 二十二碳五烯酸(docosapentaenoic acid , DPA)和二十二碳六烯酸( docosahexaenoic acid , DHA)对溃疡性结肠炎(UC)小鼠及其肠道菌群的影响,本实验采用葡聚硫酸钠(dextran sulfate sodium, DSS)诱导的C57BL/6小鼠为UC模型,以小鼠的体质量量减少量、疾病活动指数、结肠表观、结肠长度、结肠的重量与长度比、苏木精-伊红染色结肠组织切片的显微观察及组织学损伤评分为指标评价3种海洋脂质对UC的干预效果,采用16S rDNA高通量测序的方法研究了3种海洋脂质对小鼠肠道微生态的影响。结果表明,3种海洋脂质均可以有效抑制UC小鼠体质量的下降、疾病活动指数的升高、结肠长度的缩短及组织损伤评分的升高,其中DPA的在抑制体重下降、疾病活动指数升高以及组织损伤评分升高方面的干预效果显著优于其他两者。16S rDNA高通量测序的结果显示,3种海洋脂质可以有效抑制UC小鼠肠道内拟杆菌属、脱硫弧菌属、肠球菌属、埃希菌属/志贺氏菌属、乳球菌属、普雷沃菌属和毛螺菌属丰度的增加,阿克曼菌属、理研菌属、双歧杆菌属、布劳特氏菌属、丁酸杆菌属、真杆菌属和螺旋菌属丰度的降低,其中DPA对阿克曼菌属, 理研菌属, 丁酸杆菌属和埃希菌属/志贺氏菌属具有更加显著的调控作用。本研究表明,EPA、DPA和DHA这3种海洋脂质可以显著缓解UC小鼠的病症,并且可以显著改变UC小鼠肠道菌群的结构和组成,说明这3种海洋脂质对UC的管控作用或与其对肠道特定微生物的调控作用相关。本研究为海洋脂质,尤其是DPA的生物学效应提供了参考,并为膳食管控慢性疾病提供借鉴。 相似文献
7.
为减少取样误差,提高小麦根系研究的精准性,于2018-2020年分别采用立方体取样法(CSM)、根钻法(CK1)、挖掘法(CK2)对西农979、周麦27进行不同生育时期不同土层根系生长发育和活性的比较研究.结果表明,相较于CK1和CK2处理,CSM处理的根干质量、根长、根表面积和根体积测定值较高,20~40cm 土层中不同处理上述指标测定值的差异大于0~20 cm 土层,且在生育后期不同取样方法上述指标测定值之间差异较大.相较于CK1和CK2处理,CSM处理的根系活性测定值较高,通过不同取样方法测定的根系活性差异较大,尤其是在生育前期,而生育后期差异缩小;全生育期不同土层中根系活性的差异较大,表现为0~20 cm 土层高于20~40 cm 土层,而20~40 cm 土层中不同取样方法下根系活性测定值的差异大于0~20 cm 土层.相关性和回归分析结果表明,不同土层中不同取样方法根系性状测定值间呈极显著正相关;通过回归方程的建立,可根据CK1、CK2处理的根系性状测定值估算CSM处理根系性状测定值,从而对CK1、CK2的测定值进行矫正.,比较而言,立方体取样法虽然操作要求高,但获取的根样代表性强,根系性状调查分析精准度高、误差小. 相似文献
8.
为探索不同浓度内生真菌GG22诱导子与地黄毛状根共培养不同时间后,对毛状根的生长及次生代谢产物合成的影响,本试验通过制备地黄内生真菌GG22诱导子溶液,加入已培养23 d的毛状根液体培养基中,使含诱导子的多糖浓度分别为0(对照)、10、30、50和100 mg·L-1,共培养0、3、5、8、11 d后,分别测定地黄毛状根的鲜重、干重、总环烯醚萜苷及毛蕊花糖苷的含量。结果表明,加入诱导子溶液的试验组毛状根的鲜重、干重、总环烯醚萜苷及毛蕊花糖苷的含量比对照组高。且通过变异系数权重法分析综合得分,得出最适宜诱导条件为诱导子浓度50 mg·L-1,共培养11 d。由此推测地黄内生真菌GG22诱导子在一定诱导浓度和培养天数下能够促进地黄毛状根的生长,并提高其次生代谢产物的含量。本试验结果为进一步研究地黄内生真菌GG22诱导子促进地黄次生代谢产物积累的分子机制提供了基础。 相似文献
9.
《土壤与作物》2021,(1)
《土壤与作物》(ISSN:2095-2961,CN:23-1580/S),中国科学院东北地理与农业生态研究所主管,中国科学院东北地理与农业生态研究所农业技术中心主办,重点刊登气候变化背景下的土壤与作物交互作用的过程、机理和调控技术方面的基础理论和应用层面的简报、学术论文及综述文章,包括土壤肥力质量与作物生产力、土壤水分和养分有效性与作物生育、土壤有益/病原微生物与作物互作、作物适应气候变化的根际微环境等与土壤-作物互作相关的土壤生物化学和物理学、分子生物学、作物逆境生物学和作物生长发育模型等。土壤与作物资源保护、管理及其高效利用、作物生态也属于该刊范畴。 相似文献
10.
为探寻较为合理且高效的石漠化植被修复的治理模式,为今后选择治理石漠化的植被组合提供参考依据.在贵州省黔东南苗族侗族自治州施秉县设置样地,选择3种治理模式:模式一为针叶林(马尾松、柏木),模式二为阔叶林(壳斗类,杂灌),模式三为灌木林(荚蒾、杂灌),分析不同治理模式下的土壤养分状况、土壤微生物群落结构、土壤微生物与环境因子相关性.结果表明,3种模式下土壤中微生物数量为细菌>真菌>放线菌;模式二治理下的土壤呈弱碱性,土壤养分含量高于其他2种模式,土壤微生物具有更高的多样性,罗尔斯通氏菌菌属(H16)、Gaiella、红游动菌属(Rhodoplanes)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、Haliangium、子囊菌门(Ascomycoat)、担子菌门(Basidiomycete)、接合菌门(Zygomycota)是其优势菌属,且与土壤中大多数营养物质具有显著正相关性;石漠化治理效果表现为模式二>模式一>模式三,所以模式二的石漠化治理能力更好. 相似文献