堆肥制作中的生物化学变化特征

通过人模拟堆制和同位素交叉标记，研究了以稻草和禽畜类为主体材料的堆肥制作过程中的生物化学变化特征，结果表明：有机物料的分解初期（０～２５ｄ）的快速分解阶段和中后期（２５～９０ｄ）的缓慢分解阶段，不同材料组合中以稻草加鸡粪处理分解最快，堆肥制作过程中全碳，全主Ｃ／Ｎ比值不断下降，但全氮相对含量上升，以稻草加鸡粪处理最明显，堆肥制作过程中，碳，氮的腐殖化作用明显，不同材料组合，氮的微生物同化和矿化作用     

玛纳斯河流域土壤水稳定同位素特征及运移机制

干旱区土壤水分垂直方向运移与分配,特别是膜下滴灌绿洲地区土壤水分垂直方向分布现状与运移机制尚不清楚。为探究干旱区农田生态系统水分层贡献问题,阐明农田土壤中水分运移过程,于2019年沿新疆玛纳斯河流域农田土壤进行分层采样,依次为0~5、5~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100 cm。测定了稳定同位素δD和δ¹⁸O值,对同位素δD和δ¹⁸O值进行数据分析。结果表明： δD和δ¹⁸O最大值位于0~5 cm土层,分别为-25.64‰和-0.19‰; δD和δ¹⁸O最小值位于20~40 cm土层,分别为-108.32‰和-8.19‰。0~5 cm土层δD和δ¹⁸O值较高,表明上层比下层更易受水分蒸发作用影响,存在强蒸发效应。随土层深度增加,δD和δ¹⁸O值呈减小趋势,其中80~100 cm土层变化趋势缓慢。氘盈余值表现为山地>平原>荒漠>山前。研究表明,受长期膜下滴灌影响,加之蒸发作用强烈,玛纳斯河流域土壤水分迁移过程发生改变。     

应用^32P和^86Rb对泡桐丛枝病病枝,叶吸收磷钾规律的研究

泡桐丛枝病在我国发生普遍,特别是在河南、山东和陕西关中地区危害严重,群众称之为泡桐的癌症。该病病原在1967年被日本人确定为类菌质体(MLO)。我国有不少人对这一病害作过研究,并取得了一定成绩。为了寻求更有效的防治措施,我们曾对该病进行了较为系统、全面的调查研究,对土壤中N、P、K含量的百分比值与感病指数间的关系,应用通径分析法进行研究,发现磷含量越高,发病越轻;钾含量越高,发病越重。经回归分析得知感病指数与P/K比值成反相关。在此基础上,对泡桐丛枝病病枝、叶对磷钾的吸收规律及不同种泡桐苗木吸收磷钾情况进行了同位素示踪试验。     

简述陆地生态系统碳循环观测方法

介绍了7种碳循环通量观测研究方法,并简要评述了其未来发展趋势。     

稻-麦轮作体系中有机氮与无机氮的去向研究

【目的】在中国多熟制农作生态系统条件下,农田中氮素的低有效度是阻碍作物高产和导致环境问题的重要因素。本项研究旨在跟踪稻麦轮作体系中化学氮肥与有机作物残茬(专指作物地上部秸秆)的氮素去向,为农田氮素的可持续管理提供理论依据。【方法】采用随机区组设计的田间多重复小区内设置15N同位素示踪微区的连续跟踪试验的方法。【结果】在施用化学氮肥的基础上无论作物残茬是取出还是还田,肥料对作物吸氮的贡献率为17.17%(16.55%—17.79%),而施用作物残茬的相应值为12.01%,即作物吸氮有82.83%或87.99%来源于土壤氮库。化学氮肥和作物残茬的作物氮素回收显示截然不同的模式:作物对化肥氮的回收呈现一次性特征,即施肥后第1季的氮回收量占到总回收氮量的92.04%,与之相应单施作物残茬区的第1季作物15N回收率为总回收率的38.03%。表明化肥氮绝大部分在第1季为作物回收,作物残茬氮则有较长的后效;第1季结束时,化学氮肥区和作物残茬区的土壤15N残留率分别为33.46%(两种残茬管理方式的平均值)和85.64%。残茬氮的土壤残留远远高于化肥氮的残留率;在第6季(化学氮肥区)或第5季(作物残茬区)结束时,化肥区与残茬区的作物+土壤的总15N回收率有显著差异(分别为64.38%和79.11%),而在施用化学氮肥的基础上加入或不加作物残茬对肥料氮的作物+土壤回收率则影响很小。【结论】化学肥料氮与作物残茬氮相比,前者对作物吸氮而言更为快速有效。而与之相反,作物残茬氮则对提高土壤供氮能力有更多贡献,因为作物残茬氮进入土壤有机质库的量高于化肥氮。为此,在农业生产中应实行化学氮肥与有机氮源的合理配合使用。     

香溪河沉积物中碳氮元素的分布特征研究

[目的]研究靠近三峡大坝的第一支流香溪河沉积物中碳氮元素分布特征.[方法]在2015年春季,从分布于三峡水库典型支流香溪河入河口河段的三个采样点,用柱状沉积物采样法采集样品,研究该区域碳、氮等生源要素的分布特征.[结果]所调查河段的沉积物中总碳含量为1.74％-3.52％,总氮含量为0.1％-0.3％.总碳含量的沿程变化表现为靠近河口的沉积物中总碳平均含量低于上游,深度变化是靠近河口采样点的表层沉积物中总碳含量显著高于底层.而总氮含量的沿程变化和深度变化没有总碳变化明显.δ13C值随深度的增加而增加,靠近河口的沉积物中δ13C值小于上游采样点.[结论]该研究为认识香溪河沉积物中生源要素的分布特征及水生生态系统的演变过程提供了科学依据.     

DNA-SIP鉴定甘蔗//大豆间作土壤15N-DNA富集位置的氮循环功能基因qPCR方法

为筛选有效鉴定甘蔗//大豆间作系统的稳定性同位素核酸探针技术(DNA-SIP)中超高速离心后15N-DNA富集位置的指示功能基因,利用实时荧光定量PCR技术(qPCR),检测6个氮素循环功能基因在不同浮力密度离心液DNA中的相对丰度分布,通过对氮素循环功能基因相对丰度作图分析,nifH和amoA基因在甘蔗//大豆间作和大豆单作种植模式中15N标记组与对照组基因丰度峰发生偏移,chiA基因丰度峰仅在大豆单作种植模式下存在偏移,而nirS、nirK、nosZ等3个基因的丰度峰值在两种种植模式下均不发生偏移。结果表明nifH和amoA基因可作为指示基因,能够有效鉴定甘蔗//大豆间作系统中DNA-SIP技术15N-DNA位置。     

贵州黄壤地区植物营养元素来源的Sr同位素示踪

为研究植物营养元素来源,对贵州龙里地区黄壤上生长的12种主要植物的部分营养元素含量及Sr同位素特征进行了分析。结果表明:喀斯特地区黄壤上的植物具有高钙含量,营养元素含量由高到低排序为CaKMg;研究区植物的Ca、K、Sr平均含量均高出报道的陆生植物的平均含量,但比贵州地区同样以灰岩为母质发育而来的石灰土上生长的植物低;植物样品的87Sr/86Sr同位素比值变化范围在0.708 56～0.711 45之间。基于锶同位素组成的端员模式计算结果表明,除了苔藓、石松的营养元素主要来源于大气输入外,其他植物的营养元素主要来源于土壤风化。      

湿地氮循环过程及其研究进展

从湿地氮循环的主要研究对象和基本研究方法出发,讨论了同位素方法在氮循环研究中的应用,总结了氮同位素用于研究湿地系统的生物地球化学过程以及各形态氮的迁移转化等方面的应用实例,并对湿地氮循环同位素及其相关技术方法的发展趋向进行了展望,最后归纳提出了氮同位素在我国湿地生态系统氮循环研究中的不足及未来的发展方向。     

利用碳稳定同位素技术对凡纳滨对虾食性变化的分析

凡纳滨对虾幼虾时期,主要食物种类组成存在一个转化时期.以碳稳定同位素做示踪元素对幼虾食物组成中浮游生物和配合饲料比例变化进行研究,分析高位池对虾养殖早期其食物组成的变化规律.结果发现,浮游生物和配合饲料的碳同位素值分别为-20.03(±0.51)‰、-22.54(±0.62)‰.对虾虾苗在高位池内养殖第1、10、17、24、30、37 d时,肌肉的碳同位素值分别为-19.23(±0.25)‰、-19.01(±0.22)‰、-19.25(±1.06)‰、-19.45(±0.92)‰、-20.12(±0.07)‰、-20.04(±0.10)‰.浮游生物在食物组成中的比例分别为67.7(±0.10)％、77.0(±0.10)％、67.0(±0.42)％、68.0(±0.24)％、51.7(±0.32)％、36.0(±0.10)％;配合饲料所占比例为32.3(±0.10)％、23.0(±0.10)％、33.0(±0.42)％、32.0(±0.24)％、48.3(±0.32)％、64.0(±0.10)％.浮游生物在食物组成中的比例与体长和体重间的关系方程分别为y=-0.19x2+3.47x+55.05 (R2=0.94)、y=-0.0007x2-0.12x+71.88 (R2=0.94),配合饲料在食物组成中的比例与体长和体重间的关系方程分别为y=0.19x2-3.47x+44.95(R2=0.94)、y=0.0007x2+0.12x+28.12 (R2=0.94).结果表明,凡纳滨对虾在体长19.44(±3.63)～23.20(±0.10) mm和体重105.07(±5.39)～160.49(±0.10) mg范围时,食性发生转化,其主要食物组成由以浮游生物饵料为主转向以配合饲料为主.