半干旱区草地土壤团聚体磷组分对氮添加响应的微生物机理

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41907086
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0710.土壤侵蚀与土壤肥力
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Nitrogen input (e.g. atmospheric nitrogen deposition) has significant effect on the phosphorus components transformations in the soil of semi-arid grassland, and microorganisms are the key regulatory factors in this effect process. Due to the large difference of soil microbial characteristics in soil aggregate sizes, the microbial mechanisms of phosphorus components response to nitrogen addition in various aggregate sizes may be different. However, such research is still lacking. Based on previous experimental studies, this study will carry out a nitrogen addition experiment on the grassland of Loess Plateau. The 31P NMR technology and functional gene sequencing analysis methods were used to reveal the characteristics of phosphorus components (e.g. phosphate, polyphosphate phosphate, phospholipid and phosphine) in different aggregates sizes responded to nitrogen addition in grassland soil. The microbial community, biomass and extracellular enzymes related to phosphorus transformation in soil aggregates after nitrogen addition will be studied. Based on this, we will build a response model between phosphorus components and microbial pathways in different soil aggregate sizes after nitrogen addition. By quantifying the relative importance of different microbial pathways and their relationships, the microbial mechanism of N addition affect P components in grassland soil aggregates can be clarified. The finding of this study can provide a more in-depth theoretical understanding of the soil phosphorus cycling process in semiarid areas and contribute to the sustainable nutrient management of grassland ecosystems.
外源氮输入(如大气氮沉降)会改变半干旱区草地土壤磷组分转化过程,微生物在磷转化中扮演重要角色。由于不同粒级土壤团聚体中微生物群落的差异,导致团聚体水平土壤磷组分对氮添加响应的微生物机理存在不确定性,但相关研究依然缺乏。本项目选择黄土高原半干旱草地,在氮添加定位试验研究基础上,以不同粒级土壤团聚体为研究对象,采用31P核磁共振技术、功能基因测序等方法,研究草地土壤不同粒级团聚体磷组分(正磷酸盐、多聚磷酸盐、磷脂、膦酸盐等)对氮添加的响应特征;阐明氮添加后土壤团聚体中磷转化相关功能微生物群落结构、生物量和胞外酶变化规律;建立氮添加后草地土壤团聚体磷组分和微生物间的响应模型,利用结构方程模型解析不同调控途径的作用大小和关系,以揭示团聚体水平草地土壤磷组分对氮添加响应机理。研究可为半干旱区草地土壤磷循环过程提供更深入的认识,也有助于草地生态系统养分管理。

结项摘要

磷是半干旱地区草地生长的主要限制因子之一,氮添加对草地土壤磷含量及其有效性有显著影响,但目前关于团聚体水平上氮添加对草地磷组分的影响及其微生物途径尚不清楚。研究基于长期定位试验,揭示了氮添加对半干旱区草地土壤不同粒级团聚体磷组分调控及其微生物机理。结果表明:(1)高浓度氮添加提高了土壤大、中团聚体Resin-Pi、NaHCO3-Pi以及NaHCO3-Pi等高活性磷组分的含量和比例,而降低了土壤小团聚体中高活性磷组分比例,即高浓度氮添加促进了小团聚体磷组分的稳定性和大、中粒级团聚体的活性。(2)氮添加对不同团聚体磷酸单酯酶、磷酸二酯酶和植酸酶活性有显著影响,总体上高浓度氮添加导致了土壤团聚体中三种酶活性的显著增加;小粒级和中粒级团聚体中酶活性高于大粒级;不同粒级团聚体中微生物生物量对氮添加的响应有所差异,其中不同粒级土壤团聚体中MBC、MBC:MBN、MBC:MBP均对氮添加表现为非线性响应特征。(3)氮添加显著改变了土壤团聚体磷转化功能微生物群落的多样性特征,随着氮添加浓度的增加,微生物α多样性呈现先降低后升高的趋势;氮添加引起了土壤团聚体中不同分类水平微生物群落构成变化,但各粒级团聚体中群落变化规律有差异,氮添加处理下大团聚体中变化显著的门类为Actinobacteria、Firmicutes、Gemmatimonadetes和Deinococcus-Thermus、中团聚体中变化显著的门类为Actinobacteria和Cyanobacteria、小团聚体中为Actinobacteria和Deinococcus-Thermus。(4)氮添加处理下团聚体磷组分与微生物多样性、关键门类和土壤基础理化性质之间具有较强的相关性;基于偏最小二乘回归的结构方程模型分析结果表明氮添加对草地土壤磷组分的影响机理在不同粒级团聚体中存在较大差异,pH是其关键调控路径,可以直接或通过改变微生物特征对磷组分产生影响;尤其是在大粒级团聚中,磷转化功能微生物及其分泌的磷转化胞外酶活性是氮添加调控团聚体磷转化的关键途径。研究结果加深了对氮沉降背景下半干旱地区草地磷循环过程的理解,也有助于草地养分可持续管理。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Altered microbial P cycling genes drive P availability in soil after afforestation
改变的微生物磷循环基因驱动造林后土壤中磷的有效性
  • DOI:
    doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.116998
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Environmental Management Volume 328, 15 February 2023, 116998
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ruochen Zhi;Jian Deng;Yuling Xu;Miaoping Xu;Shuohong Zhang;Xinhui Han;Gaihe Yang;Chengjie Ren
  • 通讯作者:
    Chengjie Ren
氮磷添加对黄土丘陵区撂荒草地典型优势植物功能性状的影响及其因子分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国草地学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢笑玥;赵雪;徐莉萍;焦子怡;王晨枫;欧阳洪梁;封伦;邓健
  • 通讯作者:
    邓健
半干旱草地土壤团聚体氮磷转化相关酶活性对氮添加 的响应
  • DOI:
    10.5846/stxb202205121335
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓健;赵雪;卢笑玥;张丹;徐莉萍;朱运;吴林豪;李江文
  • 通讯作者:
    李江文

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

不同主产国别椰子水成分及预处理方式对细菌纤维素合成的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    食品科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    罗佳茜;傅美娟;赵波;吴毓炜;王哲魁;邓健;李从发;刘四新
  • 通讯作者:
    刘四新
我国跨区跨省电力交易引起的安全风险分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    华北电力大学学报(社会科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓健;衣涛;王承民
  • 通讯作者:
    王承民
探地雷达多剖面联合解释方法及应用
  • DOI:
    10.6038/pg2019DD0060
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    地球物理学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭士礼;邓健;李伟伟;张学强
  • 通讯作者:
    张学强
计及电力自由交易的电力系统节能经济调度新模式研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    电网与清洁能源
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王海冰;邓健;衣涛;谢宁;王承民
  • 通讯作者:
    王承民
黄土丘陵区人工林细根生物量及其影响因素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴银月;孙平生;康迪;邓健;任成杰;杨改河;韩新辉;付广军
  • 通讯作者:
    付广军

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码