【摘 要】
：
长江中游雨热资源丰富,农业种植模式以一年两熟的水旱轮作方式为主,是我国重要的粮油生产基地。施用氮肥是保障作物产量的重要手段,不同的氮素管理措施影响土壤-植物体系氮素循环特征。而不同轮作体系对氮素盈余的改变和季节性干湿交替对活性氮损失的影响使水旱轮作体系氮素循环过程复杂。明确不同氮素管理措施在典型水旱轮作体系中氮素利用与损失的特征,对调控区域氮肥合理施用,减少活性氮损失有着重要意义。本研究依托长期定
【基金项目】
：
国家自然科学基金（编号:32172678）； 国家油菜产业技术体系建设专项（编号:CARS-12）； 中央高校基本科研业务费专项（编号:2662020ZHPY005）；
论文部分内容阅读
长江中游雨热资源丰富,农业种植模式以一年两熟的水旱轮作方式为主,是我国重要的粮油生产基地。施用氮肥是保障作物产量的重要手段,不同的氮素管理措施影响土壤-植物体系氮素循环特征。而不同轮作体系对氮素盈余的改变和季节性干湿交替对活性氮损失的影响使水旱轮作体系氮素循环过程复杂。明确不同氮素管理措施在典型水旱轮作体系中氮素利用与损失的特征,对调控区域氮肥合理施用,减少活性氮损失有着重要意义。本研究依托长期定位试验平台,研究了不同氮素管理措施（不施氮:PK,平衡施肥:NPK,平衡施肥配合秸秆还田:NPK+St和高量施肥:HNPK）下油菜-水稻（油-稻）和小麦-水稻（麦-稻）两种水旱轮作体系氮素利用与损失特征。通过15N同位素标记大田试验,明确油-稻和麦-稻轮作体系对冬季残留在土壤有机氮库中的肥料氮及后茬水稻再吸收的影响。通过室内培养试验,探究水旱轮作对冬季N2O排放和NH3挥发的影响的相关机制。主要研究结果如下:（1）合理的氮肥施用提高了水稻对氮肥的利用。在油-稻和麦-稻轮作中,与HNPK处理相比,NPK施肥处理显著提高氮肥回收利用率和偏生产力。与NPK处理相比,NPK+St处理在油-稻和麦-稻轮作中分别提高了11.71%和14.92%的水稻产量,氮肥回收利用率分别增加了6.15和10.31个百分点。相同氮素管理措施下,油-稻轮作较麦-稻轮作增加了水稻的产量和氮素吸收量,两种轮作间氮肥回收利用率和偏生产力未表现出显著差异。（2）不同氮素管理对水、旱两季土壤NH3挥发和N2O排放的影响不同。从累积排放量来看,HNPK处理显著增加了水稻季各施肥时期的NH3挥发。然而与NPK处理相比,水稻季NPK+St处理未显著影响两种轮作体系各施肥期的NH3挥发和N2O排放。从排放因子来看,水稻季NH3和N2O排放因子（EF）分别为8.39-9.94和0.10-0.12,轮作间和处理间均表现为差异不显著。冬季NPK+St处理主要增加了追肥期的NH3挥发（增幅154.82%-187.22%）和基肥期与薹肥/拔节肥期的N2O排放（增幅22.80%-104.64%）。轮作间的差异主要表现在冬季作物全生育期N2O排放总量而非各施肥时期的N2O排放量,即土壤氮诱导的N2O排放增加可能是导致油-稻轮作体系土壤N2O排放量增加的主要因素。（3）不同轮作体系土壤底物氮浓度的差异取决于轮作周年氮盈余量以及盈余的氮素进入土壤氮库的固存。不同氮素管理下油菜地上部氮吸收量（8.28-115.71 kg N/hm~2）低于小麦（32.01-238.55 kg N/hm~2）,因此轮作周年氮盈余量表现为油-稻轮作显著高于麦-稻轮作,增幅为4.54%-69.38%。经过三年的轮作种植,油-稻轮作土壤全氮较麦-稻轮作提高6.80%-19.72%,油-稻轮作冬季作物收获后土壤硝态氮含量较麦-稻轮作提高19.43%-43.96%。（4）不同氮素管理措施和前季作物氮肥利用效率的差异影响了肥料氮在土壤的残留及下季水稻对残留肥料氮的吸收。15N同位素标记田间微区试验发现,冬季作物收获后,油-稻轮作肥料氮在土壤的残留量较麦-稻轮作增加了15.17%-34.02%。与氮素残留特征的表现相似,油-稻轮作水稻季对冬季残留氮的再吸收量较麦-稻轮作高出30.08%-64.26%。NPK+St处理夏季水稻对冬季残留氮的再吸收量高于NPK和HNPK处理。进一步分析残留肥料氮向土壤有机氮的转化表明,NPK+St处理将残留的肥料氮更多的转化进入氨基酸态氮（AAN）和氨基糖态氮（ASN）库中,NPK和HNPK处理则进入酸解铵态氮（HAN）库和氨基酸态氮（AAN）中。相较于麦-稻轮作,油-稻轮作将残留的肥料氮更多的转化到酸解铵态氮和氨基酸态氮库中。（5）水旱轮作典型的季节性干湿交替是影响肥料氮损失的重要因素。基于室内培养试验模拟不同土壤干湿状况后发现,土壤湿度逐渐降低（土壤水分含量WFPS由70%降至50%）可以减少尿素添加后引起的土壤N2O和NH3排放。重新湿润后,土壤N2O排放有所恢复,但仍低于相同水分含量的恒湿土壤;而土壤NH3挥发在土壤复湿过程中持续降低。通过土壤功能微生物和底物浓度与N2O和NH3排放间相关性分析,我们认为干燥过程降低N2O和NH3排放的原因在于干燥过程中土壤NH4+-N浓度的降低导致氨氧化过程底物供应不足和土壤对NH4+的吸附能力增强;而amo A-b和ure C群落结构的改变和丰度的降低导致氨氧化和产脲酶微生物活性的降低。综上所述,不同氮素管理措施在水旱轮作体系周年氮利用与损失特征不同。不同水旱轮作模式影响了夏季水稻的氮素吸收和冬季N2O和NH3排放。与麦-稻轮作相比,油-稻轮作通过增加冬季残留肥料氮向土壤酸解铵态氮和氨基酸态氮库的转化,进而增加后季水稻对氮素的吸收以降低不同氮素管理措施对其的影响。相较于麦-稻轮作,油-稻轮作通过提高土壤氮含量或影响土壤干湿交替程度,改变冬季NH3挥发与N2O排放。
其他文献
山羊作为实验动物进行研究或手术干预的目的,其麻醉安全性越来越引起人们的兴趣。对山羊进行麻醉是具有挑战性的工作,主要副反应包括胃内容物反流、瘤胃臌胀、过多流涎、低血压、低氧血症等。麻醉前用药和全身麻醉相结合的方式称为多模式麻醉。多模式麻醉是通过联合用药的协同作用产生抗焦虑、顺利诱导和减少麻醉剂的用量,从而最大程度地减少个别药物的不良反应。在多模式麻醉中,合适麻醉药物和麻醉前药物的选择是决定其麻醉效果
弓形虫是顶复门原虫中危害严重的人畜共患寄生虫。弓形虫的棒状体、微线体和致密颗粒等特殊细胞器产生的分泌蛋白在弓形虫的入侵、复制及免疫逃避等方面发挥着重要作用。真核生物的分泌蛋白和膜结合蛋白的折叠、降解以及多种翻译后修饰均需要在内质网中以ATP作为能量来源或者辅助因子参与其中。但是ATP作为核苷酸大分子无法直接穿过生物膜系统进入内质网,因此需要专门的转运蛋白将其转入内质网,同时将分解产生的ADP转出内
猪链球菌（Streptococcus suis,S.suis）是一种重要的人畜共患病病原,不仅对世界范围内养猪产业造成巨大经济损失,也对公共卫生安全造成严重威胁。猪链球菌感染后可导致多种疾病,包括链球菌中毒休克样综合征（Streptococcal Toxic Shock Like Syndrome,STSLS）、脑膜炎和败血症等。1998年和2005年猪链球菌在我国造成了两次流行,共导致240人感
弓形虫作为一种全球分布的重要细胞内寄生原虫,可以在几乎所有哺乳动物细胞中进行感染、复制和存活,严重影响宿主的健康。由于弓形虫寄生宿主的广泛性,弓形虫病已经成为一个严重影响全球公共卫生的问题。弓形虫感染免疫功能正常的宿主时,常以缓殖子的形式存在中枢神经系统和横纹肌细胞内,形成无症状的慢性感染。在对虫体有利的环境中,缓殖子能活化成快速增殖的速殖子,这可能导致播散性感染和危及生命的脑炎。弓形虫不同的感染
肠外致病性大肠杆菌（Extraintestinal pathogenic Escherichia coli,ExPEC）能在宿主肠道外定殖,几乎能感染任何肠外部位,引发脑膜炎、膀胱炎、肾盂肾炎、腹膜炎、肺炎和败血症等,造成较高的发病率和死亡率。在世界范围内耐药性迅速增加以及有效抗菌药物库日益减小的背景下,ExPEC感染是一个严重的国际公共卫生问题,对畜禽养殖和人类健康都构成巨大威胁。ExPEC是引
肉鸡胫骨软骨发育不良（Tibial Dyschondroplasia,TD）常发生于生长周期短,体型较大肉鸡中的一种代谢性紊乱的骨骼疾病。肉鸡TD的临床表现以站立困难、运动障碍、生长性能下降、腿部骨骼畸形为特征,其典型的病理学特征为胫骨近干骺端生长板中出现无血管化、未钙化的透明“软骨栓”,生长和分化异常的生长板软骨细胞大量堆积。本课题组问卷调查显示,近几年在我国部分肉鸡养殖大省中,TD的综合发病率
猪繁殖与呼吸综合征（Porcine reproductive and respiratory syndrome,PRRS）由猪繁殖与呼吸综合征病毒（Porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV）感染引起,以各阶段猪群的呼吸道疾病和种猪群繁殖障碍为主要表现症状。PRRS在上世纪八十年代首次报道于美国北卡罗纳州,随后很快传入欧洲和亚
稻田是甲烷（CH4）的重要排放源,也是已知固碳潜力较高的人工湿地。我国长江流域及其以南是世界上重要的水稻生产区,由于该区域自然资源丰富,形成了多种多样的稻田利用模式,因此通过改变利用模式来实现稻田固碳减排对缓解气候变化具有十分重要的意义。然而,目前尚不清楚改变稻田利用模式如何影响CH4排放,且何种模式有利于固碳减排也有待进一步明确。针对以上问题,本论文以早稻-晚稻、小麦-中稻、油菜-中稻和油菜-旱
猪肺炎支原体（Mycoplasma hyopneumoniae,Mhp）是支原体属中的一个重要成员,其可以引起猪的地方性肺炎（Enzootic Pneumonia,EP）。EP是一种慢性呼吸道疾病,各个年龄阶段的猪都能够被感染,临床症状表现为咳嗽和气喘﹑消瘦,导致猪生长性能﹑饲料转化率显著降低,给养殖业造成巨大经济损失。Mhp自上个世纪六十年代年首次被鉴定以来,目前已经在世界范围内广泛流行和传播,
施氏矿物（schwertmannite,Sch）是酸性矿山废水（acid mine drainage,AMD）中广泛存在的一种铁羟基硫酸盐矿物,并具有结晶弱、比表面积大、羟基位点密度高、硫酸根(SO42-)含量丰富等特点。在成矿过程中,施氏矿物可通过吸附、结构性嵌入和同晶替代等方式大量富集环境中的重金属（HMs）。而施氏矿物向晶质氧化铁的转化会造成结构中赋存重金属的二次释放和再分配。因此,施氏矿物