祝贞科
- 作品数：52 被引量：292H指数：12
- 供职机构：中国科学院亚热带农业生态研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖南省自然科学基金江西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学理学文化科学更多>>
- 长期施肥稻田土壤胞外酶活性对底物可利用性的响应特征被引量：7
- 2020年
- 土壤中碳(C)和氮(N)等底物的可利用性决定着微生物生长代谢,同时影响土壤胞外酶活性.为探讨土壤酶活性对土壤原有有机质变化的响应,本试验选取了长期定位试验田的4种施肥处理水稻土[无肥对照(CK)、单施化肥(NPK)、有机肥+化肥配施(OM)和秸秆还田+化肥配施(ST)],通过0、 4、 8和12个月的分段培养获取了具有不同可利用性C、N含量梯度的土壤,分析参与土壤碳氮转化过程的关键酶β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性与可溶性有机碳(DOC)、铵态氮(NH4^+-N)、土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN)含量的关系.结果表明,OM和ST处理对土壤中DOC含量的提高更显著(P<0.01),是CK和NPK处理的2~3倍.NPK、OM和ST处理的MBC含量、BG和NAG酶活性高于CK处理.所有施肥处理中,随着可利用性底物(DOC和NH4^+-N)含量的升高,BG和NAG活性整体呈稳定或下降趋势,MBC和MBN含量变化趋势与BG和NAG相同.施肥处理和培养时间以及二者的交互作用极显著影响(P<0.01)土壤DOC、NH4^+-N、MBC和MBN的含量.回归分析显示, OM处理MBC/MBN值与DOC/NH4^+-N值之间正相关(P<0.05);ST处理的ln(BG)/ln(NAG)值和DOC/NH4^+-N值之间负相关(P<0.01),这表明稻田土壤可利用性底物浓度是影响胞外酶活性的关键因子,且微生物量的碳氮计量比受控于土壤中底物的碳氮计量关系.该结果对深入研究稻田土壤中胞外酶活性变化规律,调节稻田土壤碳氮平衡,提高稻田土壤肥力具有一定指导意义.
- 宁玉菲魏亮魏晓梦祝贞科袁红朝葛体达吴金水
- 关键词：胞外酶活性水稻土长期施肥
- 长期施肥对不同深度稻田土壤碳氮水解酶活性的影响特征被引量：13
- 2018年
- 与稻田土壤碳周转密切相关的酶活性是评价土壤肥力和肥料管理的重要指标.本研究选取秸秆还田(ST)、化肥(NPK)和不施肥(CK)的长期定位试验田,以10 cm的间距分段采集土壤剖面0~40 cm范围内的新鲜土样,利用96微孔酶标板荧光分析法,测定参与土壤碳氮转化过程关键酶β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)活性,探讨不同施肥措施对不同深层土壤酶活的影响.结果表明,相比不施肥的土壤,施用化肥和秸秆土壤的BG酶活性分别提高了35%~118%和55%~342%;NAG酶活性分别提高了9%~30%和102%~484%.同时,随着土层深度的增加,土壤酶活性逐渐降低,0~20 cm深层土壤酶活性显著高于20~40 cm深层土壤.在不同施肥措施中秸秆还田可高程度影响稻田深层土壤.RDA分析表明土壤碳氮含量主要与0~20 cm的土壤酶活性有显著的正相关关系,与20~40 cm的土壤酶活性呈负相关关系.综上所述,随着土壤深度增加土壤微生物量和土壤酶活性显著降低.长期施肥显著提高了不同深层土壤生物量和土壤酶活性,其中秸秆还田作用尤为突出.因此,合理的秸杆还田有利于改善稻田深层土壤肥力,优化农田土壤养分循环,为作物生长提供良好的土壤环境.
- 杜林森唐美铃祝贞科魏亮魏晓梦周萍周萍葛体达王久荣邹冬生
- 关键词：水稻土长期施肥酶活性
- 一种微生物代谢物多组分分离、纯化及收集装置
- 本实用新型公开了一种微生物代谢物多组分分离、纯化及收集装置，涉及微生物技术领域，包括样品盘、压缩空气源、若干试剂瓶、真空泵和加液器，样品盘上沿样品盘的周向设置有若干组管结构，各组管结构包括由内向外设置的若干收集管、样品管...
- 贺珍袁红朝王久荣万运帆张丽萍祝贞科葛体达
- 一种3D微流控芯片模型、3D微流控芯片及其制备方法和应用
- 本发明涉及微流控芯片技术领域，具体涉及一种3D微流控芯片模型、3D微流控芯片及其制备方法和应用。本发明提供的3D微流控芯片模型，包括模具2和位于模具2底部的底座1；所述底座1包括底板1‑1和侧壁1‑2；所述模具2包括本体...
- 葛体达祝贞科王季婓袁红朝魏晓梦王东东吴金水
- 文献传递
- 秸秆还田对外源氮在土壤中转化及其微生物响应的影响被引量：17
- 2017年
- 秸秆还田是农业生产上提高土壤肥力的重要措施,而秸秆中较高的碳氮比,使秸秆碳的利用率较低,温室气体排放较高,因此配施无机氮磷肥能够调控土壤中元素计量比,增加微生物活性和元素利用率,促进土壤肥力提升.本研究选择在模拟秸秆还田条件下,添加^(15)N标记的无机氮肥,研究不同养分肥料添加对土壤中外源氮转化与分配的影响,以及微生物响应特征.结果表明,秸秆添加增加了土壤和土壤溶液中铵态氮和总氮含量;秸秆与无机氮肥配施条件下,土壤中^(15)N-TN在100 d培养时期内基本保持在28~33μg,^(15)N-NH+4在前30 d培养时期内逐渐增加,而后逐渐降低;施P增加了土壤中^(15)N-TN和^(15)N-NH+4的含量,却使土壤溶液中^(15)N量降低了28%.无机氮肥在土壤中的分配表明,^(15)N在土壤中的比例基本保持在52%~61%,磷肥的添加使^(15)N在土壤中的分配比例最大提高了16.5%,而土壤溶液中^(15)N的比例由第5 d的36%降低至100 d时30%,使外源^(15)N损失量减少了1.2倍.秸秆添加促进了微生物活性,显著提高了土壤MBN的量;而无机肥料的添加进一步促进了土壤微生物的活性,100 d培养实验后,秸秆与无机氮、磷肥同时添加使MBN增加到对照处理的2.0和2.2倍.磷肥添加促进了微生物对^(15)N的利用,使^(15)N-微生物生物量氮(^(15)N-MBN)的量比添加秸秆和氮肥处理的提高了1.5倍.对土壤氮转化酶活性(β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶,NAG)的研究结果表明,氮肥降低了土壤酶活性和底物亲和性,而氮磷肥同时添加时,酶活性较单加秸秆处理提高了48.1%.本研究可为深入了解稻田土壤生态系统氮循环、实现农田土壤肥力提升和温室气体减排提供理论依据.
- 陈珊丁咸庆祝贞科王娟彭佩钦葛体达吴金水
- 关键词：氮素微生物15N示踪酶活性
- 水分管理对水稻生长与根际激发效应的影响特征被引量：3
- 2021年
- 作物根际沉积碳输入而引起的根际激发效应,对农田土壤碳排放通量和碳平衡起到关键的调控作用.在稻田生态系统中,由于频繁的干湿交替,土壤CO2和CH4排放以及根际激发效应明显有别于其他自然生态系统.因此,明确稻田生态系统干湿交替过程中水稻根际激发效应的方向与强度,对于减缓稻田温室气体排放具有重要意义.本研究采用^(13)C-CO2连续标记法,结合盆栽试验,研究干湿交替和持续淹水条件下,水稻生长以及根际激发效应的响应特征.结果表明,相对于持续淹水处理,干湿交替处理使水稻地上部和根系生物量以及根冠比显著提高,并增加了土壤微生物生物量.持续淹水条件下,13CO2和13CH4排放通量随水稻生长由10.2μg·(kg·h)^(-1)和2.8μg·(kg·h)^(-1)(63 d)增加到16.0μg·(kg·h)^(-1)和3.2μg·(kg·h)^(-1)(75d).而在干湿交替条件下,经过12 d的落干处理13CO2和13CH4排放通量分别降低了57.5%和88.1%.持续淹水条件下,CO2和CH4的根际激发效应表现为正激发效应,而且随水稻的生长而增加.而干湿交替处理下,经过12 d的落干处理,CO2和CH4的根际激发效应分别由0.29 mg·(kg·h)^(-1)和12.3μg·(kg·h)^(-1)(63 d)降低到-0.39 mg·(kg·h)^(-1)和0.07μg·(kg·h)^(-1)(75d).因此,干湿交替处理,能有效促进水稻生长和降低CH4的累计排放量.合理地田间水分管理对于提高水稻产量和降低温室气体排放具有重要意义.
- 林森肖谋良江家彬魏亮李科林刘守龙祝贞科葛体达吴金水
- 关键词：稻田碳循环水分管理温室气体
- 根际通道微流控芯片及其胶体块和一种制造胶体块的模具
- 本发明公开一种胶体块，包括本体，本体上设置通道凹槽，本发明还提供一种制造胶体块的模具，用于制作胶体块，另外，本发明还提供一种包含上述胶体块的根际通道微流控芯片，包括相连的玻璃基片和胶体块，通道凹槽朝向玻璃基片设置，通道凹...
- 祝贞科葛体达吴金水王季斐魏晓梦魏亮袁红朝王久荣
- 文献传递
- 一种测定土壤微生物趋化性芯片的制备方法
- 本发明提供了一种测定土壤微生物趋化性芯片的制备方法，属于生物化学与环境技术领域，包括：将含有微腔室、通道和混合区的芯片进行打印，得到光刻掩膜；将光刻胶置于硅片中心后依次进行匀胶、烘干，将光刻掩膜与匀好胶的硅片的外边框对准...
- 吴金水葛体达王东东祝贞科魏晓梦袁红朝
- 文献传递
- 亚热带水稻土碳循环的生物地球化学特点与长期固碳效应被引量：16
- 2018年
- 稻田是我国重要的农田生态系统,对农业生态环境保护和国家粮食安全具有举足轻重的作用。水稻土有机碳循环既是土壤物理、化学、生物过程和土壤肥力的基础,又与土壤固碳功能、温室气体产生和排放密切相关。近10年来,本研究团队以探讨水稻土固碳(肥力提升)与减排科学原理为目标,瞄准土壤有机碳矿化的"控制阀"假说与"激发效应"、水稻土固碳与温室气体排放的生物地球化学过程机理等前沿性的重要基础科学问题,遵照以典型案例(典型景观单元和长期定位试验监测)揭示区域水稻土有机碳演变基本规律与固碳潜力,借助模拟试验阐明水稻土长期固碳的生物地球化学机理的整体研究思路,运用同位素示踪和生物分子技术,系统研究了亚热带水稻土碳的生物地球化学循环特点与长期固碳效应。研究表明,过去30年间,水稻土有机碳处于持续增加状态,增幅达60%,年平均固碳速率为0.28 t/hm^2,具有明显固碳效应;且水稻同化"新碳"的输入抑制了水稻土原有有机碳的矿化,表现出明显的负激发效应,证实了亚热带水稻土的"阻滞效应"。量化了水稻生长期间光合碳对土壤有机碳各组分的贡献及其对氮素的响应特征;发现水稻光合碳向土壤微生物快速转移,同化根际碳的微生物主要为真菌和革兰氏阴性菌。发现稻田土壤具有微生物光合同化大气CO_2并将其转化为土壤有机碳的能力;农田土壤固碳功能种群主要包括固碳细菌和藻类。阐明了稻田土壤有机质周转过程的生态化学计量学特征,揭示了"水稻—微生物—土壤"相互作用的养分调控机理,以及土壤C、N、P等元素耦合的微生物计量学调控机制。基于微流控芯片技术,构建土壤芯片并实现了土壤微界面生物地球化学过程的动态模拟和监测。提出基于丘陵区稻草"易地还土"和稻田施用生物质炭的固碳减排新措施。研究成�
- 吴金水李勇童成立肖和艾刘守龙葛体达周萍沈健林祝贞科黄习知
- 关键词：水稻土碳循环分子生物学技术温室气体减排
- 拔节期水稻光合碳输入的动态变化及其对施氮的响应：13C-CO2脉冲标记被引量：4
- 2018年
- 水稻光合碳是稻田土壤有机碳的重要来源之一,其在土壤中输入与分配特征受水稻生长状况和土壤肥力的影响.施肥是影响水稻生长的关键因素,为了探讨施氮对水稻拔节期光合碳的传输动态的影响,应用稳定同位素13C-CO2脉冲标记技术,通过盆栽试验,研究光合碳在水稻-(根际/非根际)土壤系统中输入与分配的动态变化及其对施氮的响应.结果表明,施氮显著增加了水稻地上部和根系生物量,降低了水稻根冠比.随着水稻的生长,水稻植株的13C丰度逐渐下降,根际土和非根际土中13C丰度先减少再增加;施氮显著增加了根际土壤中13C丰度,较不施氮相比增加了9.5%~32.6%.施氮使水稻地上部和根系中光合13C含量显著增加,较不施氮处理分别增加了24.5%~134.7%和9.1%~106%.脉冲标记一次性输入的光合13C主要分配在水稻植株体内,不施氮和施氮条件下的分配率分别为85.5%~93.2%和91.3%~95.7%;施氮显著影响光合碳在水稻地上部、根际土和非根际土中的分配特征(P<0.01),标记后26 d,与不施氮处理相比,施氮使光合碳在水稻地上部的分配增加了13.4%,在根际土和非根际土中的分配分别减少了21.9%和52.2%.因此,施氮增加了光合碳在土壤-水稻系统中的分配,但降低了光合碳在土壤中的累积.本研究进一步探讨了施氮条件下水稻拔节期光合碳的分配,为明确氮素对光合碳在水稻拔节期的动态变化以及对土壤有机碳库的影响,和深入了解农田土壤有机质累积提供理论依据和数据支持.
- 陈珊祝贞科袁红朝王久荣彭佩钦葛体达吴金水
- 关键词：拔节期施氮根际
