桂西北喀斯特桑园土壤氮转化过程对施肥策略的响应机制
批准号:
42107381
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
杨馨逸
依托单位:
学科分类:
土壤侵蚀与土壤肥力
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨馨逸
中文摘要
土壤蛋白质解聚和初级氮矿化速率是土壤供氮能力的重要指标,对土壤生产力提升和农田可持续管理具有重要意义。微生物是土壤氮循环过程的重要驱动者,但微生物代谢作为微生物功能的核心对农田土壤氮素释放的调控机制尚不明确。本项目拟针对桂西北喀斯特区开展桑园土壤氮转化过程对不同施肥策略响应研究,通过连续监测喀斯特桑园土壤不同施肥策略土壤有效氮含量与桑叶含氮量,阐明喀斯特桑园土壤活性氮库的动态变化及与作物吸氮之间的关系;运用15N稳定同位素标记方法和分子生物学技术,明确不同施肥策略下土壤蛋白质解聚和初级氮矿化速率的变化特征及主控因素;进一步采用18O同位素标记方法研究并阐明微生物氮代谢对不同施肥策略响应的特征,最终揭示不同施肥策略下喀斯特桑园土壤氮素供应特征、关键控制因子及其驱动机制。结果将有助于更深入理解喀斯特农田土壤氮转化特征,为桑园氮素管理和合理施肥提供科技支撑。
英文摘要
Improvement of productivity and sustainable management of cropland have an inestimable significance and can be reached through a better understanding of gross nitrogen (N) transformation, which is an important aspect of soil fertility. Microbiota play a pivotal roles in belowground biogeochemical processes. However, the mechanisms of microbial metabolism in N release from cropland are still remaining unclear. Therefore, the proposed project aims at carrying out long-term monitoring of soil available N and mulberry leaves N contents to identify responses of the relationship of soil N supply and crop N uptake in karst mulberry field under different fertilization. Trying to elucidate the relationship between N transformation and soil N supply by using 15N stable isotope tracing method and molecular biology technique to measure gross N transformation rates. Meanwhile, to uncover mechanisms of microbial impact to soil N supply with help of 18O stable isotope tracing method to measure microbial metabolism. These results can provide scientific basis for N management and rational fertilization in mulberry field, and are helpful for understanding the characteristic of N transformation and their responses to different fertilization in karst cropland.
土壤蛋白质解聚和初级氮矿化速率是土壤供氮能力的重要指标,对土壤生产力提升具有重要意义。微生物是土壤氮循环过程的重要驱动者,但微生物代谢作为微生物功能的核心对土壤氮素释放的调控机制尚不明确。喀斯特森林是陆地生态系统的重要组成部分,然而日前对该类森林土壤蛋白质解聚和微生物氮代谢对土壤供氮潜力影响的认识非常欠缺。本项目选择桂西北野外模拟氮沉降样地为研究对象,采用原位监测与室内15N和18O标记技术结合抑制剂以及分子生物学方法,测定了土壤蛋白质解聚速率和微生物氮利用效率。结果发现,氮添加通过缓解了洼地微生物碳限制而显著提高了蛋白质解聚、氨基酸吸收、微生物氮利用效率、矿化、硝化和DNRA的速率,而通过增强坡地微生物碳和磷限制而降低了蛋白质解聚、氨基酸吸收、矿化和DRNA的速率,但也增加了微生物氮利用效率。结果有助于揭示自然生态系统中土壤氮素释放和转化特征。此外,我们利用桂西北区大量的农业废弃物,桑枝、猪粪和蚕沙,布置了一系列堆肥试验,监测堆肥过程氧化亚氮(N2O)排放特征及影响机理。结果发现,生物质炭和碳酸钙可以通过抑制氨氧化细菌和反硝化真菌对N2O的产生贡献和增加反硝化过程中N2O的还原来达到堆肥过程的减排效果,而接种纤维素和半纤维素降解菌群通过增加了氨氧化细菌和反硝化细菌对N2O的产生贡献而引起了增排现象。结果将有助于明确人为干扰的农业生态系统中氮素损失特征和影响机理,为深入理解桂西北喀斯特农业生态系统氮循环和供氮潜力提供了理论基础。
生物有机肥功能造粒对亚热带茶园土壤氮素供应与转化特征的影响
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批准号:2022JJ40537
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2022
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负责人:杨馨逸
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依托单位:
国内基金
海外基金