国家自然科学基金(41271279)
- 作品数：6 被引量：94H指数：5
- 相关作者：吴金水葛体达袁红朝简燕吴小红更多>>
- 相关机构：中国科学院亚热带农业生态研究所湖南农业大学中国科学院大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿项目湖南省自然科学基金更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程经济管理更多>>
- 稻田土壤关键元素的生物地球化学耦合过程及其微生物调控机制被引量：23
- 2015年
- 水稻土是在长期植稻下人为培育的特殊耕作土壤,是我国土壤学的特色,其研究也反映我国土壤学的国际地位。水稻土是研究土壤生物地球化学过程的理想模型。稻田土壤关键元素(碳氮磷硫铁等)的生物地球化学循环过程、耦合机理及其驱动机制研究是土壤生物学研究的核心之一。因此,以国际土壤年为契机,结合中国科学院院士工作局资助的"土壤生物学发展战略研究"项目的部分成果,以稻田关键元素(碳氮磷硫铁等)生物地球化学循环过程及其耦合的微生物驱动机制为核心,重点讨论了稻田土壤基本生物化学特征、稻田土壤碳-氮、碳-氮-磷、碳-氮-铁等多元素耦合过程及其与微生物之间的反馈机制,并由此提出了稻田土壤关键元素生物地球化学循环微生物驱动机制研究的未来重点发展方向为:1)土壤关键元素生物地球化学过程的异质性及其微生物过程的互作机制研究;2)微生物参与机制对土壤关键元素循环过程的响应、反馈机制与调控机制研究;3)土壤关键生物地球化学过程的计量学研究。
- 吴金水葛体达胡亚军
- 关键词：稻田土壤微生物生态学耦合过程
- 自养微生物同化碳在土壤腐殖质组分及团聚体中的分配被引量：5
- 2014年
- 采用14C-CO2(碳同位素)连续标记技术结合室内模拟培养试验,采用土壤有机质的物理、化学分组方法,研究了不同种植方式〔P-R(盘塘水稻土)、P-U(盘塘水旱轮作土)和U-C(盘塘坡旱土)〕下14C-SOC(自养微生物同化碳)在土壤腐殖质组分和团聚体中的分配特征.结果表明:不同种植方式显著影响自养微生物的固碳能力,P-R的自养微生物固碳能力最强〔w(14C-SOC)为38.32mg/kg〕,约为P-U和U-C的2倍;P-R和P-U中w(14C-DOC)、w(14C-MBC)显著大于U-C中.14C-SOC不同程度地进入了土壤的3种腐殖质组分(胡敏素、胡敏酸、富啡酸)中,其中进入胡敏素中的14C-SOC占总量的67.7%.14C-SOC亦进入了不同粒径的土壤团聚体中,其中主要进入了Ⅲ级(0.020 mm≤粒径<0.200 mm)和Ⅱ级(0.200 mm≤粒径<2.000 mm)粒径的大团聚体中,表现出了碳汇效应;不同种植方式的土壤中,以P-R土壤各粒径土壤团聚体中w(14C-SOC)最高.相关分析表明,全土中的w(14C-SOC)与各粒径土壤团聚体中w(14C-SOC)和胡敏酸中w(14C-SOC)均呈显著正相关.
- 简燕曾冠军周萍袁红朝葛体达邹冬生吴金水
- 关键词：团聚体腐殖质
- 不同耕地利用方式下土壤微生物活性及群落结构特性分析：基于PLFA和MicroResp^(TM)方法被引量：46
- 2013年
- 研究不同耕地利用方式对土壤微生物群落结构的影响,对维持土壤稳定和提高土壤质量具有重要意义.以湖南省桃源县长期定位试验为平台,采用磷脂脂肪酸(PLFA)和MicroRespTM方法,研究了稻田、水旱轮作地和旱地这3种不同耕地利用方式下土壤微生物数量、群落结构特征及活性.PLFA结果表明,细菌、真菌及总PLFA量均表现为稻田>水旱轮作地>旱地,细菌PLFA/真菌PLFA比值则表现为水旱轮作>旱地>稻田.革氏阳性菌(G+)PLFA/革氏阴性菌(G-)PLFA为稻田显著高于水旱轮作地和旱地,但水旱轮作与旱地土壤的差异不显著.PLFA主成分分析和特征磷脂脂肪酸的平均摩尔分数表明,稻田中真菌及G-的相对含量显著高于水旱轮作地和旱地,而水旱轮作地中G+的相对含量高于旱地和稻田,3种不同耕地利用方式下土壤微生物群落结构特征具有明显差异.土壤PLFA与土壤养分相关性分析表明,土壤微生物量与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、土壤微生物量碳(MBC)均达到极显著正相关.与阳离子交换量(CEC)无显著相关性.MicroRespTM结果表明,3种不同耕地利用方式下土壤微生物对碳源平均利用效率为稻田最高,其次是水旱轮作地,旱地最低.其结果也显示大部分碳源提高了微生物呼吸作用,但不同碳源的利用效率不相同.因此,耕地利用方式的不同明显导致了土壤微生物活性和群落结构的差异.
- 陈晓娟吴小红刘守龙袁红朝李苗苗朱捍华葛体达童成立吴金水
- 关键词：微生物活性微生物群落结构磷脂脂肪酸
- 原状土与非原状土对土壤自养微生物碳同化能力的影响
- 2014年
- 自养微生物在土壤中广泛存在,但原状土与非原状土对其CO2同化能力的影响尚不明确。因此,本研究采用14C连续标记示踪技术,选取亚热带区4种典型土壤进行室内模拟培养,探讨了原状土与非原状土对农田土壤自养微生物碳同化能力及其对土壤碳库活性组分的影响。结果表明：连续标记培养110 d后,原状土与非原状土样均表现出可观的CO2同化能力,根据估算,非原状土、原状土的CO2同化速率分别为0.015-0.148、0.007-0.050 g·m^-2·d^-1,说明土壤受扰动可能加剧自养微生物的活性,增强土壤自养微生物的CO2同化能力。相关分析表明,土壤自养微生物同化碳（14C-SOC）与其微生物截留碳（14CMBC）呈极显著正相关（R2=0.955）。而且,土壤可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）和土壤有机碳（SOC）的更新率分别为：0.9%-4.5%、2.2%-9.7%和0.09%-0.43%（原状土）;0.26%-1.09%、3.6%-20%和2.9%-5.7%（非原状土）。土壤自养微生物同化碳的输入对土壤活性碳组分的DOC、MBC含量变化影响较大,而对SOC影响较小。本研究丰富和扩大了土壤微生物的基本功能和在土壤碳循环过程中作用的认识。
- 吴昊简燕葛体达王久荣袁红朝谭立敏李科林吴金水
- 关键词：原状土
- 稻田土壤碳循环关键微生物过程的计量学调控机制探讨被引量：16
- 2015年
- 稻田生态系统碳循环是我国陆地生态系统碳循环的重要组成部分,微生物驱动的稻田土壤碳循环(输入、分配、稳定等过程)的生物地球化学过程是土壤碳循环过程研究的核心。目前,对稻田土壤碳循环过程及其机制的认识缺乏基于生态化学计量学层面的研究。因此,系统解析耦合化学—生物—环境要素的稻田土壤碳循环的关键过程是深入研究当前面临的诸多土壤生物化学问题(如土壤碳循环与土壤肥力、温室气体减排等)的科学瓶颈。在综合分析计量学的基本内涵与土壤计量学发展需求的基础上,论述了稻田土壤有明显区别于其他土壤类型的土壤发生学和生物化学特点,重点评述了稻田土壤碳循环的3个主要过程的研究进展,包括:1稻田土壤新鲜有机质转化、矿化的关键微生物过程计量;2典型水稻土CH4产生的关键微生物过程计量;3典型水稻土微生物CO2光合同化功能的计量。在此基础上,探讨了土壤生物化学过程统计学和数学模型在土壤计量学研究中的应用,并提出了稻田土壤碳循环关键微生物过程的计量学特征研究的发展趋势和科学问题展望。期望能够通过这些探讨对推动我国该研究领域的基础理论建设和新技术发展有所贡献。
- 吴金水葛体达祝贞科
- 关键词：稻田土壤碳循环化学计量学
- 稻田与旱地土壤自养微生物同化碳在土壤中的矿化与转化特征被引量：6
- 2014年
- 选择亚热带地区3种典型稻田和旱地土壤，应用碳同位素14C-CO2标记示踪技术结合室内模拟培养试验，研究自养微生物同化碳（“新碳”）在土壤碳库中的矿化和转化特征．结果表明：在100d的培养期内，“新碳”的矿化经历了先上升、10d后缓慢下降、最后渐趋稳定的3个阶段．“新碳”的矿化比例为8．0％～26．9％，矿化速率为0．01～0．22μg 14C·g^-1·d^-1，其中，稻田土壤为0．01～0．22μg 14C·g^-1·d^-1，旱地土壤为0．01～0．08μg 14C·g^-1·d^-1，而原有有机碳的矿化比例为1．6％～5．7％，矿化速率为1．3—25．66μg C·g^-1·d^-1．土壤活性碳库[可溶性有机碳（DOC）、微生物生物量碳（MBC）]中，14C-DOC在培养初期（0—10d）先上升，升高幅度达0．3mg·kg^-1，10～30d又迅速下降，下降幅度达0．42mg·kg^-1，至30d后缓慢下降．14C—MBC的波动与 14C—DOC不同，在培养初期（0～10d）先迅速下降，10～30d又迅速上升，至40d后缓慢下降并趋于稳定．水稻土 14C—DOC／DOC的转化更新速率明显大于旱地，而旱地 14C—MBC／MBC的转化更新速率大于水稻土．
- 简燕葛体达吴小红周萍王久荣袁红朝邹冬生吴金水
- 关键词：矿化土壤
