不同生物硝化抑制剂对红壤性水稻土N_(2)O排放的影响及其机制 被引量：1

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作者 马明坤 陆玉芳 +2 位作者 王方嘉 俞海冰 施卫明 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期19-27,共9页

为揭示不同生物硝化抑制剂(BNIs)对红壤性水稻土N2O排放的影响差异及作用机制,通过21 d的土柱淹水培养试验,比较了三种BNIs 1,9-癸二醇(1,9-D)、亚麻酸(LN)和3-(4-羟基苯基)丙酸甲酯(MHPP)与化学合成硝化抑制剂双氰胺(DCD)对土壤N_(2)O... 为揭示不同生物硝化抑制剂(BNIs)对红壤性水稻土N2O排放的影响差异及作用机制,通过21 d的土柱淹水培养试验,比较了三种BNIs 1,9-癸二醇(1,9-D)、亚麻酸(LN)和3-(4-羟基苯基)丙酸甲酯(MHPP)与化学合成硝化抑制剂双氰胺(DCD)对土壤N_(2)O排放及相关硝化、反硝化功能基因的影响。结果表明:不同BNIs(1,9-D、LN、MHPP)可以显著平均降低土壤N_(2)O日排放峰值40.1%;1,9-D和MHPP可分别抑制N_(2)O排放总量44.5%和43.9%,而DCD和LN对N2O排放总量没有显著影响。1,9-D和MHPP对AOA(氨氧化古菌)、AOB(氨氧化细菌)硝化菌和nirS、nirK型反硝化菌的调控均有所不同,1,9-D可以同时抑制AOA、AOB和nirS微生物的生长;MHPP仅可以抑制AOA的生长;其中,AOA-amoA和nirS基因丰度与土壤N_(2)O的排放呈显著正相关关系。同时,1,9-D和MHPP均增加了nosZ基因丰度及其与AOA-amoA+AOB-amoA、nirS+nirK和AOA-amoA+AOB-amoA+nirS+nirK的比值,且nosZ基因丰度及其相关比值与土壤N2O排放均呈显著负相关关系。总之,生物硝化抑制剂1,9-D和MHPP引起的AOA-amoA和nosZ基因丰度变化在红壤性水稻土N_(2)O减排方面发挥了重要的作用。 展开更多

关键词 生物硝化抑制剂 红壤性水稻土 N_(2)O AOA-amoA NOSZ

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丁香酸对不同品种烟草苗期根系生长的影响

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作者 俞海冰 陆玉芳 +4 位作者 汤利 施卫明 高维常 郭亚利 朱迪 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期35-41,共7页

为探究最新发现的植物源生物硝化抑制剂丁香酸对烟草品种K326和云烟85苗期根系生长的影响,通过基质培养试验,设置0、10、25、50、100、200 μmol/L 6个丁香酸浓度,研究了不同浓度丁香酸在不同时间(3 d和5 d)对K326和云烟85主根伸长量和... 为探究最新发现的植物源生物硝化抑制剂丁香酸对烟草品种K326和云烟85苗期根系生长的影响,通过基质培养试验,设置0、10、25、50、100、200 μmol/L 6个丁香酸浓度,研究了不同浓度丁香酸在不同时间(3 d和5 d)对K326和云烟85主根伸长量和一级侧根发育的影响。结果表明:与对照(0 μmol/L)相比,25~100 μmol/L丁香酸能促进K326主根伸长,在3 d时促进率为13.33%~30.67%,在5 d时促进率降为8.54%~22.55%,最适浓度为50 μmol/L;10~50 μmol/L丁香酸促进云烟85主根伸长,在3 d时促进率为7.81%~18.75%,在5 d时促进率维持在4.10%~10.66%,最佳促进浓度25 μmol/L;丁香酸对两个烟草品种主根伸长的促进效果均为3 d优于5 d。在侧根发育方面,低浓度丁香酸能显著促进K326和云烟85一级侧根数,两个品种促进侧根发育的最适浓度均为25 μmol/L。相关性分析表明,丁香酸处理下两个烟草品种苗期的主根伸长变化率与侧根数变化率呈显著正相关。可见,适宜浓度的丁香酸对两个典型烟草品种苗期主根增长和侧根发育均为促进效应。生物硝化抑制剂丁香酸具有促进烟草根系生长的潜力,为研发烤烟新型专用肥提供了理论依据。 展开更多

关键词 生物硝化抑制剂 丁香酸 主根伸长量 一级侧根数量 K326 云烟85

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生物硝化抑制剂——一种控制农田氮素流失的新策略 被引量：36

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作者 曾后清 朱毅勇 +1 位作者 王火焰 沈其荣 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期382-388,共7页

农业生产中氮肥的施用是影响全球氮素循环的一个重要因素,在促进作物增产的同时,也对生态环境产生了重要的影响。由于铵态氮肥在旱地中很容易经过硝化作用转变为硝态氮,其中一小部分为植物所吸收,而大量的硝态氮被淋失,或经反硝化作用... 农业生产中氮肥的施用是影响全球氮素循环的一个重要因素,在促进作物增产的同时,也对生态环境产生了重要的影响。由于铵态氮肥在旱地中很容易经过硝化作用转变为硝态氮,其中一小部分为植物所吸收,而大量的硝态氮被淋失,或经反硝化作用进入大气,造成土壤氮素严重损失。自然界中一些植物的根系能够分泌抑制硝化作用的物质,被称为生物硝化抑制剂,因而可以显著提高土壤氮素利用率。本文阐述了有关生物硝化抑制剂的由来、分泌调节、作用机制及其应用潜力,并探讨了其在农业生产中氮素高效管理等方面的应用前景。 展开更多

关键词 硝化作用 生物硝化抑制剂 氮素利用率

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高粱在不同氮源处理下分泌生物硝化抑制剂的差异 被引量：8

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作者 张莹 张明超 +1 位作者 朱毅勇 王火焰 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期982-986,共5页

高粱根系能分泌抑制土壤亚硝化细菌的物质,称为生物硝化抑制剂。在铵态氮存在时,这类物质会大量分泌,而以硝态氮为氮源时则分泌很少。目前还不清楚,这是因为不同氮素代谢的差异所引起的,还是根系吸收铵态氮后根际酸化影响了硝化作用。... 高粱根系能分泌抑制土壤亚硝化细菌的物质,称为生物硝化抑制剂。在铵态氮存在时,这类物质会大量分泌,而以硝态氮为氮源时则分泌很少。目前还不清楚,这是因为不同氮素代谢的差异所引起的,还是根系吸收铵态氮后根际酸化影响了硝化作用。因此本研究通过砂培试验,用铵硝营养处理高粱根系,并且控制pH,最后收集根系分泌物,利用一种荧光标记的亚硝酸细菌来测定高粱分泌的硝化抑制剂活性,计算其分泌速率。结果发现,铵态氮是导致根系大量分泌硝化抑制剂的主要原因,并且在根际pH<6时,硝化抑制剂的活性与分泌速率随着根系分泌氢离子数量的增加而增强。研究表明,铵态氮营养下高粱根系分泌生物硝化抑制剂高于硝态氮营养可能是高粱根系保护根际铵氧化,提高氮素利用率的一个重要生理机制。 展开更多

关键词 生物硝化抑制剂 高粱 氮 PH

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生物硝化抑制剂的研究进展及其农业应用前景 被引量：23

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作者 陆玉芳 施卫明 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期545-557,共13页

在我国农业集约化以及高投入的生产模式下,氮肥利用率较低。相当部分的氮肥以氨(NH_(3))、硝酸盐(NO_(3)^(-))以及温室气体氧化亚氮(N_(2)O)等形式损失至环境中,造成生产成本增加,并加剧了生态环境污染。硝化作用是土壤氮循环的关键转... 在我国农业集约化以及高投入的生产模式下,氮肥利用率较低。相当部分的氮肥以氨(NH_(3))、硝酸盐(NO_(3)^(-))以及温室气体氧化亚氮(N_(2)O)等形式损失至环境中,造成生产成本增加,并加剧了生态环境污染。硝化作用是土壤氮循环的关键转化过程,与农田氮素损失密切相关。一些植物的根系能产生和分泌抑制硝化作用的物质,被称为生物硝化抑制剂(BNIs),如果加以利用,是一种高效且环境友好的氮素管理对策。系统总结了国内外生物硝化抑制剂研究领域的重要进展,探讨了根系分泌生物硝化抑制剂的意义、物质种类和功能、分泌及作用机制。以往研究仅认为BNIs是自然生态系统中植物适应低氮环境的一种保氮生存机制,主要关注热带牧草和高粱,本文提出了BNIs在高氮投入的农业生态系统中同样重要,以及相当的粮食作物品种具有高BNI活性的观点,并讨论了其在农业中提高氮素利用率和减少环境污染方面的应用前景,为未来BNIs技术及产品的开发、提升农产品品质、及推动现代农业绿色发展提供借鉴。 展开更多

关键词 生物硝化抑制剂 硝化作用 根系分泌物 氮素利用率 农业绿色发展

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生物硝化抑制剂应用研究进展 被引量：7

6

作者 王国强 孙焕明 +1 位作者 彭婧 薛书浩 《安徽农业科学》 CAS 2016年第11期66-69,78,共5页

在现有相关研究的基础上,结合国内外研究进展,综述了国内外生物硝化抑制剂的特性及作用机理,总结了生物硝化抑制剂在农业生产中的应用效果,归纳了国内外当前生物硝化抑制剂的研究热点及取得的研究成果,并展望了今后的研究方向。

关键词 硝化作用 生物硝化抑制剂 温室效应 氮素利用率 作物产量

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超声提取-气相色谱法测定土壤1,9-癸二醇 被引量：1

7

作者 杨婷 陆玉芳 +1 位作者 马明坤 施卫明 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期968-977,共10页

1,9-癸二醇是由水稻根系分泌物中发现的一种新型生物硝化抑制剂,在农业生产中可提高氮肥利用率,减少氮素损失。为建立一套超声波提取-气相色谱检测土壤中1,9-癸二醇的方法,分别对超声波提取条件(提取剂、提取次数、液料比、超声时间)和... 1,9-癸二醇是由水稻根系分泌物中发现的一种新型生物硝化抑制剂,在农业生产中可提高氮肥利用率,减少氮素损失。为建立一套超声波提取-气相色谱检测土壤中1,9-癸二醇的方法,分别对超声波提取条件(提取剂、提取次数、液料比、超声时间)和气相色谱检测参数(进样口温度、检测器温度、升温程序)进行研究。结果表明,超声波提取土壤1,9-癸二醇的最佳方法为甲醇作为提取剂超声提取1次,液料比40 mL·g-1,超声时间30 min。气相色谱Agilent 8890测定1,9-癸二醇的最佳条件为进样口温度250℃;氢火焰离子化检测器(FID)温度310℃;升温程序:初始柱温60℃,保持2 min,以20℃·min^(-1)的速率升至150℃,然后以3℃·min^(-1)的速率升至180℃,保持2 min,最后以20℃·min^(-1)的速率升至270℃。在最佳提取和测定条件下,不同浓度1,9-癸二醇的加标回收率为90.58%~94.55%。超声提取-气相色谱法检测限低、灵敏度和精密度高,快速高效、重复性好,为今后1,9-癸二醇的实际应用工作奠定了基础。 展开更多

关键词 1 9-癸二醇 生物硝化抑制剂 超声提取条件 检测参数 土壤

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控制氮肥施用引起的活性氮气体排放:脲酶/硝化抑制剂研究进展与展望 被引量：32

8

作者 马芬 杨荣全 郭李萍 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期908-922,共15页

氮肥不合理施用所排放的活性氮气体(NH3、N2O、NO)对环境造成了极大影响,其中,挥发到大气中的NH3会与酸性气体反应形成气溶胶,降低空气质量;氮素转化过程中排放的N2O是一种具有高增温潜势的温室气体,对全球气候变暖有贡献;排放的NO在大... 氮肥不合理施用所排放的活性氮气体(NH3、N2O、NO)对环境造成了极大影响,其中,挥发到大气中的NH3会与酸性气体反应形成气溶胶,降低空气质量;氮素转化过程中排放的N2O是一种具有高增温潜势的温室气体,对全球气候变暖有贡献;排放的NO在大气中进行二次反应产生光化学污染及次级污染(如酸雨)。脲酶抑制剂(UI)和硝化抑制剂(NI)对减少氮肥施用中活性氮对环境负面风险方面的消减作用被广为研究。本文在汇总近年来土壤氮素硝化作用微生物机理的研究进展基础上,结合近年的文献汇总数据,综述了UI及NI的类型、作用机理、对硝化作用相关功能微生物的影响、对N2O、NO及氨挥发减排的效果,以及影响抑制剂作用效果的因素(温度、土壤水分、土壤pH、土壤质地、土壤有机质含量等),并对新型生物硝化抑制剂(BNI)及抑制剂的可能研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 硝化抑制剂 脲酶抑制剂 生物硝化抑制剂 氨氧化微生物 N2O排放 氨挥发

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水稻生物硝化抑制剂1,9-癸二醇的定量方法优化 被引量：2

9

作者 张晓楠 陆玉芳 +1 位作者 杨婷 施卫明 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1152-1157,共6页

选取水稻生物硝化抑制剂1,9-癸二醇作为研究对象,对比旋转蒸发法和固相萃取法对该物质的回收率(80.17%和82.97%)及效率,确定固相萃取法为水稻根系分泌物收集液的前处理方法,且该方法具有高效省时的特点。在气相色谱(GC)分析方法的基础上... 选取水稻生物硝化抑制剂1,9-癸二醇作为研究对象,对比旋转蒸发法和固相萃取法对该物质的回收率(80.17%和82.97%)及效率,确定固相萃取法为水稻根系分泌物收集液的前处理方法,且该方法具有高效省时的特点。在气相色谱(GC)分析方法的基础上,对衍生化试剂和衍生化条件进行了优化,结果表明,使用N,O-双(三甲基硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)作为1,9-癸二醇的衍生化试剂时,衍生化产物具有较高的响应值;衍生化过程中加入200μl BSTFA,在60℃条件下反应30 min时,1,9-癸二醇经过GC方法得到的分析效果最好;且本方法仪器的日内精密度为2.18%,日间精密度为3.01%,线性方程为y=34.77x–0.90,r=0.9993,最小检出限为0.05μg/ml,此方法可为水稻根系分泌物中生物硝化抑制剂1,9-癸二醇的定量研究提供参考。 展开更多

关键词 硝化作用 水稻 1 9-癸二醇 生物硝化抑制剂 定量

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生物硝化抑制剂对黔西南黄壤硝化作用及N_(2)O排放的影响 被引量：4

10

作者 华瑶 陆玉芳 +3 位作者 高维常 祖韦军 施卫明 郭亚利 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期512-519,共8页

为探索生物硝化抑制剂对贵州黔西南地区黄壤硝化作用及氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,通过3周的室内培养试验,研究两种生物硝化抑制剂(对羟基苯丙酸甲酯(MHPP)和丁香酸(SA))对黄壤中的无机态氮素含量、氨氧化微生物功能基因以及N_(2)O排... 为探索生物硝化抑制剂对贵州黔西南地区黄壤硝化作用及氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,通过3周的室内培养试验,研究两种生物硝化抑制剂(对羟基苯丙酸甲酯(MHPP)和丁香酸(SA))对黄壤中的无机态氮素含量、氨氧化微生物功能基因以及N_(2)O排放量的影响。结果表明,与对照CK相比,MHPP和SA在黄壤上均能明显抑制硝化作用,对土壤硝化速率的抑制率分别为6%~43%和5%~51%。MHPP和SA均抑制了黄壤氨氧化古菌AOA(12%~22%,27%~41%)与氨氧化细菌AOB(6%~19%,26%~46%)amoA基因的丰度。整个培养期内,黄壤NO_(3)^(-)-N含量与AOB的amoA基因丰度显著正相关,而与AOA的amo A基因丰度无显著相关,表明AOB对黄壤硝化作用起了主导作用。在N_(2)O排放方面,MHPP和SA分别显著抑制了黄壤51%和21%的N_(2)O排放积累量,MHPP的减排效果优于SA。MHPP降低了黄壤N_(2)O排放的峰值,而SA主要延缓了黄壤N_(2)O排放高峰的出现。总之,生物硝化抑制剂MHPP和SA在贵州黔西南黄壤上具有氮肥减施增效的潜力,这为今后烤烟新型绿色专用肥的开发提供了理论依据。 展开更多

关键词 硝化作用 生物硝化抑制剂 黄壤 硝化速率 氨氧化微生物 N_(2)O

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丁香酸对不同类型土壤硝化作用与N_(2)O排放的影响和因子分析

11

作者 王方嘉 陆玉芳 +1 位作者 华瑶 施卫明 《土壤》 2025年第1期9-16,共8页

通过室内培养试验,研究不同用量生物硝化抑制剂丁香酸对3种典型农田土壤(潮土、水稻土和黄壤)硝化速率与N_(2)O排放的影响及其主要因子。结果表明,丁香酸对中性水稻土和酸性黄壤的硝化作用和N_(2)O排放具有抑制效果,对两种土壤硝化速率... 通过室内培养试验,研究不同用量生物硝化抑制剂丁香酸对3种典型农田土壤(潮土、水稻土和黄壤)硝化速率与N_(2)O排放的影响及其主要因子。结果表明,丁香酸对中性水稻土和酸性黄壤的硝化作用和N_(2)O排放具有抑制效果,对两种土壤硝化速率的抑制率分别为20%~55%和11%~60%,对N_(2)O排放量的抑制率分别为55%~65%和13%~24%。但是,丁香酸对碱性潮土硝化速率与N_(2)O排放均无显著影响。丁香酸在黄壤上对土壤硝化作用的抑制具有剂量效应,但对N_(2)O的减排作用无剂量效应。双因素方差分析结果表明土壤类型与用量决定丁香酸的硝化抑制效能,且二者具有交互作用,但丁香酸用量对土壤N_(2)O的减排作用无显著性影响。相关性热图分析进一步表明,土壤pH、有机质与黏粒含量是影响丁香酸对土壤硝化抑制与N_(2)O减排作用的关键因子。本研究认为偏酸性和有机质及黏粒含量较高的土壤条件更有利于丁香酸硝化抑制与N_(2)O减排效能的发挥,这为生物硝化抑制剂的精准应用提供了理论依据。 展开更多

关键词 生物硝化抑制剂 丁香酸 硝化作用 N_(2)O 影响因子

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一种多品种玉米脂溶性根系分泌物同步收集体系的构建及在生物硝化抑制剂研究中的应用

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作者 侯宇 陆玉芳 +1 位作者 施卫明 李光杰 《土壤》 2025年第1期17-23,共7页

本文以玉米为例,设计了一种多品种玉米脂溶性根系分泌物同步收集的新体系。新收集体系包括一种新的玉米培养装置和相应的收集方法。培养装置主体由固持板和储水箱构成,玉米在固持板内部竖直生长,由板内部湿润滤纸提供水分。待板内玉米... 本文以玉米为例,设计了一种多品种玉米脂溶性根系分泌物同步收集的新体系。新收集体系包括一种新的玉米培养装置和相应的收集方法。培养装置主体由固持板和储水箱构成,玉米在固持板内部竖直生长,由板内部湿润滤纸提供水分。待板内玉米培养至12 d后通过二氯甲烷浸泡根部2 d的方法来收集其根系分泌物。研究发现,相比于传统水培收集体系,利用新收集体系能同时收集300株玉米苗期脂溶性根系分泌物,收集试剂改变后不仅显著提高根系分泌物的生物硝化抑制(BNI)活性,而且还大幅节省了收集空间88%、营养液用量99%以及人力94%。通过该新收集体系同步收集的我国10个典型玉米品种脂溶性根系分泌物均有显著的BNI活性,平均达55%,且超过半数品种抑制率超过50%。不同玉米品种间也表现出明显的差异,其中先玉335和郑单958抑制率均超过75%,吉单33、金玉188、瑞普909和北育851抑制率在30%~40%左右,两个批次收集的试验结果重复性好。上述结果表明,本新收集体系可用于多品种玉米等旱作作物脂溶性根系分泌物的同步收集,并有望应用于玉米BNIs的鉴定及BNI遗传位点解析等研究中。 展开更多

关键词 生物硝化抑制剂 根系分泌物 收集体系 玉米 多品种

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