周丛生物群落特征及其表面属性对土水界面磷行为的调控机制

批准号:
31772396
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
吴永红
依托单位:
学科分类:
C1513.肥料与养分管理
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
陆国兴、陈虹、唐骏、孙瑞、马兰、朱燕、秦攀伟
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中文摘要
新近研究表明,大量存在于稻田土壤表层的周丛生物是磷素在土水之间发生交换、分配、迁移及形态转化等行为过程的重要微界面,但其对磷的调控机制尚不清楚。因此,本项目拟以稻田“土壤-周丛生物-水”三相界面为研究对象,通过野外调查和室内模拟实验,结合31P核磁共振、同位素δ18O法、磷的近边同步辐射、宏基因组等先进化学解析和分子生物学技术,解析周丛生物表面磷素形态及其影响因素对磷在土水两相之间分配的影响,研究周丛生物群落特征与表面属性对磷行为的调控机制,阐明周丛生物与土水界面典型环境因子的相互影响及对磷调控的耦合机制。项目成功实施,将阐明周丛生物对稻田土水界面磷的生物地球化学调控机制及其影响因素,为从土水界面提高磷的生物有效性,减少磷流失提供科学依据和新的思路。
英文摘要
Periphyton exists ubiquitously in wetland system, which is an important interface for phosphorus exchange, allocation, migration, and transformation between sediment and water interfaces. However, the regulation mechanism of periphyton on phosphorus behaviors between soil and water interfaces in paddy fields is still unclear. In this application, this study will be conducted in both mesocosm and in situ experiments, based on three interfaces of soil, periphyton and floodwater in six areas in China. Using the advanced technologies such as 32P isotopic tracing, 31P-NMR, δ18O, and synchrotron-based XANES, we will study i) the phosphorus species on the periphyton surface and the effects of periphyton on phosphorus distribution between soil and floodwater interfaces, ii) the regulation mechanisms of phosphorus behavior (including phosphorus transferring and transportation) by periphyton community and surface property, and iii) the coupling regulation of phosphorus behaviors by periphyton and environmental factors of soil-water interfaces. This project is expected to clarify the role of periphyton in distributing phosphorus, and reveal the phosphorus species in molecular level on periphyton surfaces. Th revealed coupling mechanism of regulating phosphorus behaviors by periphyton community, surface property and environmental factors will give an insight into understanding the phosphorus cycle in soil-water interface. This contributes not only to understand the phosphorus behavior in paddy fields, but also to promote phosphorus utilization efficiency and reduce phosphorus loss.
存在于稻田土壤表层的周丛生物是磷素发生交换、分配、迁移及形态转化等行为过程的重要微界面,但其对磷的调控机制尚未知。因此,本项目以稻田“土壤-周丛生物-水”三相界面为研究对象,开展野外调查和室内模拟实验,结合31P核磁共振、同位素δ18O法、磷的近边同步辐射、宏基因组等先进化学解析和分子生物学技术,解析周丛生物表面磷素形态、影响因素及其对磷在土水界面之间的分配,研究周丛生物群落特征与表面属性对磷行为的调控机制,深入研究周丛生物与土水界面典型环境因子的相互影响及对磷调控的耦合机制。将室内研究结果扩展到全国主要稻区,还研究了不同水稻生长期周丛生物的群落特征。研究了外添群体感应信号分子酰基高丝氨酸内酯(AHLs)调控周丛生物去除磷、周丛生物对外添AHLs的响应,周丛生物中磷的分布对AHLs的响应、周丛生物胞外聚合物对AHLs的响应。研究结果为阐明周丛生物对稻田土水界面磷的生物地球化学调控机制及其影响因素,为从土水界面提高磷的生物有效性,减少磷损失提供了科学依据和新的思路。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A New Concept of Promoting Nitrate Reduction in Surface Waters: Simultaneous Supplement of Denitrifiers, Electron Donor Pool, and Electron Mediators
促进地表水硝酸盐还原的新理念:同时补充反硝化菌、电子供体池和电子介体
DOI:10.1021/acs.est.8b01605
发表时间:2018
期刊:Environmental Science & Technology
影响因子:11.4
作者:Zhu Ningyuan;Wu Yonghong;Tang Jun;Duan Pengfei;Yao Lunguang;Rene Eldon R;Wong Po Keung;An Taicheng;Dionysiou Dionysios D
通讯作者:Dionysiou Dionysios D
Combined CdS nanoparticles-assisted photocatalysis and periphytic biological processes for nitrate removal
结合 CdS 纳米颗粒辅助光催化和附生生物过程去除硝酸盐
DOI:10.1016/j.cej.2018.07.121
发表时间:2018-12
期刊:Chemical Engineering Journal
影响因子:15.1
作者:Zhu Ningyuan;Tang Jun;Tang Cilai;Duan Pengfei;Yao Lunguang;Wu Yonghong;Dionysiou Dionysios D.
通讯作者:Dionysiou Dionysios D.
Using Microbial Aggregates to Entrap Aqueous Phosphorus
利用微生物聚集体捕获磷水溶液
DOI:10.1016/j.tibtech.2020.03.012
发表时间:2020
期刊:Trends in Biotechnology
影响因子:17.3
作者:Xu Ying;Wu Yonghong;Esquivel-Elizondo Sofia;Dolfing Jan;Rittmann Bruce E
通讯作者:Rittmann Bruce E
DOI:--
发表时间:2020
期刊:土壤学报
影响因子:--
作者:孙瑞;孙朋飞;吴永红
通讯作者:吴永红
Contribution of periphytic biofilm of paddy soils to carbon dioxide fixation and methane emissions.
水稻土附生生物膜对二氧化碳固定和甲烷排放的贡献
DOI:10.1016/j.xinn.2021.100192
发表时间:2022-01-25
期刊:Innovation (Cambridge (Mass.))
影响因子:--
作者:Wang S;Sun P;Zhang G;Gray N;Dolfing J;Esquivel-Elizondo S;Peñuelas J;Wu Y
通讯作者:Wu Y
周丛生物种间相互作用对磷捕获的作用与机制
- 批准号:42320104002
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:210万元
- 批准年份:2023
- 负责人:吴永红
- 依托单位:
新兴面源污染物(有机氯为例)的监测和修复:可持续综合方案
- 批准号:--
- 项目类别:国际(地区)合作与交流项目
- 资助金额:160万元
- 批准年份:2019
- 负责人:吴永红
- 依托单位:
生态工程中自然生物膜对富营养水质的适应性研究
- 批准号:41171363
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:吴永红
- 依托单位:
典型生物膜上抑藻化感物质及其铜绿微囊藻的生理响应
- 批准号:30600084
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:吴永红
- 依托单位:
国内基金
海外基金
