少免灌条件下土壤呼吸效应对水分调控的响应

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基本信息

  • 批准号：
    41671226
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    66.0万
  • 负责人：
    贾志宽
  • 依托单位：
    西北农林科技大学
  • 学科分类：
    D0709.基础土壤学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

This project is based on the technology of LNI, take the traditional ground irrigation (border irrigation) as a control, study on response mechanism, adaptation and feedback mechanism of soil respiration to the change of irrigation mode will be mainly carried out in field and rain-protection shed in 4 consecutive years. In view of changes of soil respiration in different soil layers at different time scales (diurnal, seasonal and inter-annual variation) and field scale, temporal and spatial differences of soil respiration and soil carbon discharge between LNI and border irrigation, and effects of LNI (water saving technology) on different components of soil respiration will be analyzed.The research results will provide an important theoretical reference for the scientific evaluation of the LNI technology, the further improvement of the technical model and the optimization of the management of soil ecosystem.
本项目以少免灌技术为对象，以常规地面灌（畦灌）为对照，通过连续4年大田和旱棚模拟控制试验相结合的方法，重点开展土壤呼吸对少免灌这一灌水方式变化的响应机理、适应和反馈机制的研究。从不同时间尺度（日变化、季节变化、年际间变化）及田间尺度不同土层土壤呼吸的变化，分析明确少免灌与传统畦灌在农田尺度上土壤呼吸、土壤碳排放的时空差异性；分析揭示少免灌节水技术模式对土壤呼吸不同组分的影响效应。研究结果将为科学评价这一灌溉技术、进一步完善技术模式和优化管理土壤生态系统提供重要的理论参考。

结项摘要

本项目系统研究了少免灌对冬小麦田土壤呼吸效应和土壤N2O排放特征及其影响机理、温室气体排放规律及综合增温潜势的影响。 (1) 在冬小麦生育期275 mm雨量下，少免灌和畦灌比较，同一补灌量处理间的土壤呼吸速率差异不显著。在200、125 mm雨量下，同一补灌量处理的少免灌较畦灌的土壤呼吸速率有所提高。通径分析结果表明，土壤温度对土壤呼吸速率的影响大于土壤含水量。(2) 少免灌可增加冬小麦田0-20和20-40 cm土层土壤微生物呼吸强度。在冬小麦生育期275 mm降雨条件下，在0-20和20-40 cm土层，同一补灌量下少免灌较畦灌处理冬小麦全生育期平均土壤微生物呼吸强度分别增加了2.47%-21.67%和3.28%-7.10%，其中只有不进行补灌的处理在表层达到显著性差异。(3) 与畦灌相比，在冬小麦生育期275 mm雨量下，少免灌处理的N2O排放通量显著降低，而在200和125mm降雨量下，少免灌处理的N2O排放通量则有所增加（P＞0.05）。此外，少免灌处理较畦灌增加了土壤水分含量和反硝化酶含量，降低了硝态氮含量。主成分分析结果显示，在少免灌处理中，影响N2O排放的主要因素为土壤水分含量和土壤速效氮含量，二者可解释N2O排放通量的94.37%；而在畦灌中，影响其排放的主要因素是土壤水分含量和反硝化酶含量，二者可解释N2O排放通量的85.81%。(4) 与畦灌相比，在冬小麦生育期275 mm雨量下的少免灌处理增加了CO2排放通量，降低了N2O排放通量和GHGI。而在200和125 mm降雨条件下，少免灌处理同时增加了N2O排放通量和CO2排放通量，显著降低了GHGI。在这三种降雨量下，冬小麦田对CH4的吸收均随着补灌量的减少呈现增强的趋势。综上所述，在冬小麦生育期多雨条件下，与畦灌相比，采用少免灌补灌75 mm水量节水增产效果显著，且可降低温室气体排放强度。在冬小麦生育期降雨正常条件下，少免灌补灌150 mm和畦灌相比在获得高产的同时可不显著增加温室气体排放强度，补灌75 mm可在节水增产的同时降低温室气体排放强度。在冬小麦生育期降雨较少的情况下，少免灌补灌150 mm可保证作物产量，但同时也增加了温室气体排放强度。

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）
Impact of farmland mulching practices on the soil bacterial community structure in the semiarid area of the loess plateau in China
黄土高原半干旱区农田覆盖对土壤细菌群落结构的影响
  • DOI：
    10.1016/j.ejsobi.2019.04.001
  • 发表时间：
    2019-05-01
  • 期刊：
    EUROPEAN JOURNAL OF SOIL BIOLOGY
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Huang, Fangyuan;Liu, Zihan;Jia, Zhikuan
  • 通讯作者：
    Jia, Zhikuan
Effects of ridge-furrow mulching system with supplementary irrigation on soil respiration in winter wheat fields under different rainfall conditions
不同降雨条件下垄沟覆盖补灌对冬小麦田土壤呼吸的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Agricultural Water Management
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    徐悦悦;贾志宽
  • 通讯作者：
    贾志宽
Effects of different long-term farmland mulching practices on the loessial soil fungal community in a semiarid region of China
不同长期农田覆盖措施对半干旱地区黄土土壤真菌群落的影响
  • DOI：
    10.1016/j.apsoil.2019.01.014
  • 发表时间：
    2019-05-01
  • 期刊：
    APPLIED SOIL ECOLOGY
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Huang, Fangyuan;Liu, Zihan;Jia, Zhikuan
  • 通讯作者：
    Jia, Zhikuan
Photosynthetic characteristics and grain yield of winter wheat (Triticum aestivum L.) in response to fertilizer, precipitation, and soil water storage before sowing under the ridge and furrow system: A path analysis
垄沟系统下冬小麦 (Triticum aestivum L.) 光合特性和籽粒产量对施肥、降水和播前土壤储水的响应：路径分析
  • DOI：
    10.1016/j.agrformet.2019.03.015
  • 发表时间：
    2019-07-15
  • 期刊：
    AGRICULTURAL AND FOREST METEOROLOGY
  • 影响因子：
    6.2
  • 作者：
    Dong, Zhaoyun;Zhang, Xudong;Jia, Zhikuan
  • 通讯作者：
    Jia, Zhikuan

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其他文献

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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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    张鹏
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
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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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