免耕秸秆覆盖下黑土磷素形态转化的微生物调控机制及潜在环境效应

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41807108
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 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:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Soil microbial, is considered as an important driver of phosphorus (P) transformation, have major effect on soil P cycle. No-tillage with straw mulching is not only the main way for soil fertility, but is also the essential mean by which soil regulates P availability through microbial. Black soil fertility has been showing a decreasing trend with low efficiency of P utilization in north China, which is the focus in the research of how to improve P effectiveness using no-tillage with straw mulching, based on the conditions of guaranteeing ecological and environmental safety. With typical black soil farmland in northeast as material, P chemical composition, microbial activity and community structure, P converting process and its environmental effect with different mulching will study by P nuclear magnetic resonance (31P-NMR) and phosphate oxygen isotope (δ18OP) technology. The study will demonstrate the effect of no-tillage with different straw mulching on P in the soils, in order to reveal the influence and mechanism of P covering under regulation of microbial with different no-tillage covers on P maintenance, transformation and loss. The results will provide suitable mulching tillage, give the basis for reasonable P fertilization, soil fertility and control non-point pollution after covering straw mulching and no-tillage in the black soil area.
微生物作为土壤磷形态转化的重要驱动者,对土壤磷循环过程和功能产生重要影响。免耕秸秆覆盖是培肥地力的主要方式,也是通过影响微生物磷水平来调节土壤中磷有效性的重要手段。中国北方黑土区目前土壤肥力下降、磷素利用率低,如何利用免耕秸秆覆盖技术既提高磷素有效性又能保障农业环境安全是研究关注的热点。本研究拟以东北典型农田黑土为研究对象,采取液体磷(31P)核磁共振与磷酸盐氧(δ18OP)同位素等关键技术,研究不同秸秆覆盖量下土壤中磷素的化学组成、微生物活性及群落结构、微生物转化磷过程及其环境效应,探明免耕秸秆不同覆盖量对土壤磷形态的调控效果;以期揭示免耕秸秆覆盖下微生物调控的土壤磷周转过程对土壤磷保持、转化及流失的影响及机制,提出适宜的秸秆覆盖量,为黑土区秸秆覆盖免耕后合理施用磷肥、培肥地力和控制面源污染提供依据。

结项摘要

土壤磷素的迁移转化对农业生产和环境安全具有重要意义,但对此方面的研究尚未得到充分探讨。因此本项目开展了免耕秸秆覆盖下土壤磷素形态迁移转化特征的研究。本试验设置5个处理分别为:常规垄作无秸秆覆盖(CT),免耕无秸秆覆盖(NT-0),免耕 33%玉米秸秆覆盖(NT-33%),免耕 67%玉米秸秆覆盖(NT-67%)和免耕100%玉米秸秆覆盖(NT-100%),各处理采样深度为0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm和20-40 cm。研究结果表明,与常规垄作相比(CT),免耕秸秆覆盖显著增加了土壤磷含量和磷酸酶活性。土壤含水量和pH与土壤有效磷呈显著正相关。免耕秸秆覆盖后,磷进入土壤后抑制了有机酸的释放。与其它处理相比,NT-67%在0-5 cm土层中具有较高的有机磷含量,但具有较低的无机磷含量。结构方程模型研究发现,NT-33%处理中有效磷的来源为无机磷,而在NT-67%处理下有效磷的主要来源为有机磷。此外,phoD功能基因群落多样性与31P NMR也证实了NT-67%对磷素有效性的提升效果最好。本研究表明,土壤磷素的迁移转化机制主要依赖于秸秆的覆盖量,NT-67%可能在土壤有机磷的维持和转化中发挥重要作用。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Comparison of soil phosphorus and phosphatase activity under long-term no-tillage and maize residue management
长期免耕与玉米秸秆管理下土壤磷及磷酸酶活性比较
  • DOI:
    10.17221/307/2019-pse
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Plant Soil and Environment
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Yang Xiaozhu;Bao Xuelian;Yang Yali;Zhao Yue;Liang Chao;Xie Hongtu
  • 通讯作者:
    Xie Hongtu

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其他文献

外源植酸酶添加对土壤磷酸酶活性影响的荧光光谱法研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨晓竹;陈振华;张玉兰;陈利军
  • 通讯作者:
    陈利军

其他文献

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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

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          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]
      
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