一、农业生态系统的氮素循环研究进展（论文文献综述）
李晓波,KAZANCI Caner,张婧,范如芹,马倩倩,杜建军[1]（2022）在《生态网络分析研究进展及其在农业生态系统氮循环中的应用前景》文中研究表明农业生态系统氮循环直接关系到粮食安全和生态环境保护,受到国内外的广泛关注。生态系统氮循环包括氮在生态系统各个组分间迁移和转化的全部过程,具有整体性和复杂性。然而,现有研究大多集中在氮循环的单一或局部过程,难以从全局水平上研究农业生态系统氮循环的变化规律。作为一种系统分析工具,生态网络分析通过构建可以模拟复杂系统中物质或者能量流动结构的生态网络分室模型,进而可以从全局的视角分析生态系统的内在、整体属性及其变化规律。因此,利用生态网络分析从整体上审视农业生态系统氮素循环规律具有良好的应用及发展前景。鉴于此,该文介绍了生态网络分析方法的基本原理、作者在生态网络分析方法研究中取得的新进展,包括基于自主提出的网络粒子追踪法（network particle tracking,简称NPT）将生态网络分析的应用范围由稳态系统扩展至动态系统和新提出两个性能更优的系统评价指标。此外,分析了生态网络分析方法主要优势、实现步骤及应用案例,指出了阻碍生态网络分析在农业生态系统氮循环研究中应用的主要问题以及应对策略,展望了生态网络分析在农业生态系统氮循环研究中的可能应用。
王威雁[2]（2021）在《长期保护性耕作农田增温潜势、氮平衡及N2O排放的微生物作用研究》文中研究说明温室气体排放和活性氮损失是引起全球气候变化的主要因素,而农业活动是温室气体排放和活性氮损失的重要来源。氧化亚氮（N2O）是一种生命周期长、增温潜势大的温室气体,是农田活性氮损失的重要组成部分。土壤氮功能微生物介导的氮循环是土壤N2O产生的主要来源,同时土壤氮功能微生物的群落结构和功能受到耕作强度的显着影响。以深松耕和免耕为主要特征的保护性耕作措施被普遍认为是一种改善土壤健康和减少农田氮损失的农业管理措施,在我国北方农田大面积推广应用。因此,研究保护性耕作农田土壤温室气体排放和氮平衡特征可为构建高效、生态、可持续的保护性耕作技术体系提供理论支撑;探明长期保护性耕作土壤-微生物-N2O排放三者的潜在关系和互馈机制是实现保护性耕作氮平衡状态优化、耕地质量提升和农田土壤固碳减排的关键科学问题。基于此,本研究以“耕作-土壤-微生物-温室气体”为主线,以长期保护性耕作措施下“冬小麦-夏玉米”复种农田生态系统温室气体排放和氮平衡为切入点,研究我国北方农田全球增温潜势及氮平衡对长期保护性耕作的响应机制,以期为长期保护性耕作对实现农业生态系统全球增温潜势降低和氮盈余基准降低提供科学依据。本研究通过田间试验和微生物分子生物学相结合的方法,揭示长期保护性耕作下土壤功能微生物在各个耕作处理的分布格局、时空差异以及氮循环特征,同时结合原位土壤N2O排放特征,运用结构方程模型,从微生物角度论证长期保护性耕作土壤N2O排放与功能微生物的互馈关系,揭示长期保护性耕作土壤N2O产生-还原的微生物作用机制,研究结果为深入探讨长期保护性耕作土壤中氮素循环和温室气体排放的微生物过程及机制提供理论依据。主要结论如下:（1）黄土高原“冬小麦-夏玉米”农田土壤温室气体排放通量和累积排放量受耕作措施的显着影响,尤其耕作对施肥后的排放峰值以及高强度排放时期的持续时间的影响最为显着。整体而言,CO2和N2O平均排放通量和累积排放量在不同长期耕作措施下的表现为翻耕>深松耕>免耕,CH4平均吸收量和累积吸收量在不同长期耕作措施下的表现为免耕>深松耕>翻耕。同时,长期保护性耕作对农田土壤有机碳表现出固存效应,传统耕作表现出激发效应。此外,保护性耕作农田的全球增温潜势、净综合温室效应以及排放强度均显着低于传统耕作,表明长期保护性耕作农田的产量效应和环境效应均优于传统耕作,即农田全球增温潜势存在明显的随耕作强度递增效应。（2）基于两个连续周年生长季的原位观测,在同等施氮量(480 kg N ha-1yr-1)的条件下,与翻耕相比,深松耕和免耕在两个周年生长季节分别显着减少了39.7%和55.3%的N2O排放损失,分别显着减少了52.3%和147.7%硝酸盐淋溶损失。同时,深松耕显着提高了4.0%的地上部氮吸收和5.9-8.1%周年产量。尽管深松耕和免耕处理下NH3挥发增加了46.7%和84.3%,但二者总活性氮损失平均分别减少了7.4%和22.4%。此外,深松耕和免耕显着增加了0-100cm土层中土壤全氮的累积量。综合氮输入和输出,深松耕处理下土壤氮盈余较低,这主要是由于作物氮吸收的增加和活性氮损失的减少形成的。因此,在我国北方农业生产系统中,长期深松耕通过提高作物生物量中氮的去除率,减少N2O排放和硝酸盐淋失,实现了作物生产力和农业环境效益的提升。（3）长期保护性耕作通过调控土壤理化性质,影响氮功能基因丰度,进而改变了了N2O排放状况。其中,深松耕和免耕显着增加土壤中NO3-和全氮含量,同时显着的降低了土壤p H和NO2-的含量。深松耕和免耕处理下古菌amoA、nirK和nirS基因的丰度显着降低,而nosZ基因的丰度显着增加。综上,不同耕作处理土壤氮循环功能基因丰度的差异,导致不同耕作处理土壤各个氮循环途径的活动发生差异,形成了不同的N2O源汇能力。保护性耕作条件下编码硝酸还原酶基因丰度的降低抑制了NO3-向NO2-的转化,减少了N2O产生的底物,同时编码N2O还原酶基因丰度的增加,促进了N2O向N2的还原,最终实现长期保护性耕作土壤N2O排放的减少。（4）长期保护性耕作影响反硝化微生物群落组装过程,改变反硝化微生物群落物种组成和多样性,进而影响土壤反硝化过程。保护性耕作处理下nirK、nosZⅠ和nosZⅡ型反硝化微生物群落的物种组成多样性和系统发育多样性均显着增加,nirS型反硝化微生物群落的物种组成多样性和系统发育多样性显着降低。在所有耕作处理下随机性组装过程主导了四种反硝化微生物群落的组装,但深松耕和免耕处理下nirK、nirS和nosZⅠ群落的确定性组装过程显着弱于翻耕处理。此外,深松耕和免耕处理土壤nirK、nosZⅠ和nosZⅡ反硝化微生物群落的物种迁移率显着高于翻耕处理,表明保护性耕作土壤反硝化微生物群落演替更符合中性过程,而nirS趋势相反。综上,保护性耕作降低了nirS群落多样性、nosZⅠ群落生态位宽度以及nirS和nosZⅠ型反硝化微生物物种（如:Polymorphum＿gilvum、Acdovorax＿sp.＿NO.1和Herbaspirillum＿sp.＿TSO 26.2等）丰度,同时增加了nosZⅡ群落生态位宽度和nosZⅡ型反硝化微生物物种（如:Afipia＿sp.＿1NLS2,Massilia＿sp.＿TSO8和Haliscomenobacter＿hydrossis等）丰度,从而实现了N2O排放的减少。（5）保护性耕作减少土壤原位N2O的排放与微生物驱动的氨氧化过程、反硝化过程和N2O还原过程相关功能微生物的迅速变化密切相关,此外还与土壤性质和土壤氮代谢网络活性的差异有关。长期保护性耕作可以显着改变微生物群落,从而改变土壤N2O产生过程和还原过程的强度。N2O还原微生物（nosZI和nosZII）生态位的差异是造成长期保护性耕作与传统耕作土壤N2O排放差异的关键生物因子,保护性耕作土壤nosZII型N2O还原微生物占据优势,而传统耕作土壤nosZI型占据主导。此外,长期保护性耕作土壤参与典型反硝化作用的微生物活动被抑制,而参与硝酸盐和亚硝酸盐转运的微生物活性被显着提升。PLS-PM模型揭示了长期保护性耕作优化了土壤氮循环相关功能微生物群落结构,从而强化了N2O汇的能力,同时抑制了N2O源的能力,实现了对N2O排放的抑制,这些结论将有助于提高旱地农业土壤的氮素利用效率和作物产量的形成。综上所述,在小麦-玉米复种模式农田中,采用保护性耕作能够优化土壤功能微生物群落,并且强化农田土壤碳汇和氧化亚氮汇的能力,进而促进土壤有机碳的积累,实现减缓农田生态系统温室气体排放强度和降低氮盈余基准。
秦川[3]（2021）在《稻田垄作免耕提高土壤氮素肥力的作用机制研究》文中进行了进一步梳理水稻是世界上主要粮食作物之一,全世界水稻种植面积约占谷物种植面积的23%,水稻产量占粮食总产量的29%,我国水稻种植面积约占亚洲的31%。稻田生态系统是一种极其独特的生态系统,它的形成、演变和发展,与淹水灌溉、人为耕作、水稻栽培及水稻生长所要求的环境是分不开的。水稻土是在特殊的土壤管理措施下发育形成的,包括定期的淹水、排水、耕作、翻动和施肥等。“淹水条件下耕作”一直是水稻土利用中的最大难题,导致土壤大团聚体被破坏,易溶性养分淋失,土壤中微生物的数量及群落结构组成发生变化,使得水田的氮肥利用率不到旱地的一半。近些年来,稻田中大量化肥的施用更加剧了氨挥发、N2O排放和氮素淋溶等重大生态环境问题。稻田垄作免耕技术是一种保护性耕作技术,通过在田间起垄改变土壤的通气状况和水分利用条件,可以有效改善我国西南地区中低产稻田的土壤肥力状况和提高作物产量,但其作用机制并不完全清楚,尤其是垄作免耕对土壤氮素转化及氮循环转化相关微生物的影响尚缺乏深入研究。本文的研究目的为探索耕作措施提高土壤肥力的作用机制,构建长期垄作免耕下土壤综合肥力指数和作物生产力的量化关系,并以氮素为例研究耕作措施对水稻土中氮肥利用率的影响,以及反硝化和厌氧氨氧化反应导致的氮素损失及相关微生物的丰度、活性和群落结构组成,再利用宏基因组学方法研究耕作措施对稻田土壤中七种氮代谢途径特征的影响,初步解释垄作免耕提高土壤肥力的部分作用机理。本研究采用了Fuzzy综合评价法、15N同位素标记法、田间原位监测和室内培养法、定量PCR、宏基因组学和高通量测序等分子生物学技术,对垄作免耕下稻田土壤肥力时空演变规律、土壤综合肥力与作物生产力间的关系、反硝化和厌氧氨氧化作用的影响机理、氮代谢途径相关的微生物特征及提高氮肥利用率等方面进行了初步研究。主要结果如下:1、经过近30年的长期耕作,不同耕作措施下稻田土壤综合肥力指数和水稻产量变化存在较大差异,稻田土壤综合肥力指数（integrated fertility index,IFI）和水稻产量的平均值大小均表现为:垄作免耕>常规耕作>冬水田。垄作免耕、常规耕作和冬水田措施下水稻产量分别由1990年7000 kg hm-2分别增产至8993.3kg hm-2、8572.7 kg hm-2和8312.4 kg hm-2;垄作免耕措施下稻田土壤肥力综合指数平均值为0.66,分别比常规耕作和冬水田高0.09和0.18。说明长期垄作免耕能够显着提高稻田土壤综合肥力和水稻产量。2、从稻田土壤养分年际变化特征看,经过近30年的长期耕作,发现垄作免耕能够有效提高稻田土壤有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量。垄作免耕措施下稻田土壤的有机质、全氮、碱解氮和有效磷含量的平均值分别为32.86 g kg-1、2.20g kg-1、143.35 mg kg-1和26.61 mg kg-1,均显着高于冬水田和常规耕作措施。三种耕作措施下稻田土壤有机质、全氮和速效钾含量年际变化规律均一致。从稻田土壤养分季节变化特征看,在整个水稻生长季（5-9月）,相比于常规耕作措施,冬水田和垄作免耕措施均能有效利用氮磷钾等土壤养分,且土壤肥力的季节变化趋势一致;耕作措施对于土壤p H值和阳离子交换量CEC的季节变化并不明显,而耕作措施对稻田土壤的游离态氧化铁含量的季节变化影响较大。从稻田土壤养分空间变化特征看,三种耕作措施下稻田土壤有机质、全氮、有效磷和游离态氧化铁含量均随土壤深度的增加而逐渐降低,表现为0-10 cm>10-20 cm>20-40 cm,说明养分都有向土壤表层（0-10cm）富集和积累的趋势。3、通过15N同位素示踪标记、田间原位监测和室内培养分析等方法,发现垄作免耕可以显着提高氮肥利用率。垄作免耕措施下氮肥利用率为31%,分别比冬水田和常规耕作措施下氮肥利用率高11%和14%。三种耕作措施下随水损失的氮素占施入氮素总量的比例有显着性差异（P<0.05）,其损失范围为19.5%-53.9%;垄作免耕措施下的NH3挥发损失最高,达到18.2%,分别比冬水田处理和常规耕作措施的NH3挥发损失高4.9%和7.73%,说明稻田生态系统中氮素随水损失和氨挥发损失是最主要的氮素损失途径。证明与长期冬水田和常规耕作相比,垄作免耕措施是一种较好的能够显着提高稻田氮肥利用率的耕作措施。4、利用15N同位素标记技术测定不同耕作措施稻田土壤中反硝化速率和厌氧氨氧化反应速率,发现三种耕作稻田土壤中均发生了反硝化反应和厌氧氨氧化反应,且水稻土的反硝化速率和厌氧氨氧化速率大小顺序均表现为:冬水田>常规耕作>垄作免耕;三种耕作稻田土壤中反硝化速率范围为2.85-4.20 nmol N g-1dry soil h-1,厌氧氨氧化速率的范围为0.42-1.09 nmol N g-1 dry soil h-1,且三种耕作措施下水稻土的厌氧氨氧化作用对N2产量的贡献率范围在12.85%-21.33%之间,耕作措施对稻田土壤中厌氧氨氧化作用对N2产生量的贡献率没有显着影响,同时证明了厌氧氨氧化作用是水稻土中氮素损失的重要途径之一。通过定量PCR和Illumina Hi Seq高通量测序等技术发现在三种耕作稻田土壤中均检测到了反硝化微生物和厌氧氨氧化微生物,在DNA水平上反硝化微生物nos Z功能基因(的丰度范围为4.86×107-7.56×107 gene copies·g-1（dry soil）,厌氧氨氧化16S r RNA基因丰度的范围为6.91×105-8.52×105 gene copies·g-1（dry soil）,反硝化微生物nos Z基因的丰度比厌氧氨氧化16S r RNA基因丰度高两个数量级;三种耕作稻田土壤中反硝化微生物nos Z基因和厌氧氨氧化微生物16S r RNA基因丰度最高的均为冬水田,最低的均为垄作免耕。而在c DNA水平上,三种耕作措施下的水稻土中nos Z功能基因转录丰度范围为4.21×105-7.43×105 gene copies·g-1（dry soil）,厌氧氨氧化16S r RNA基因转录丰度的范围为3.07×105-7.44×105 gene copies·g-1（dry soil）,反硝化微生物nos Z基因与厌氧氨氧化16S r RNA基因丰度没有显着性差异（P>0.05）。稻田土壤中反硝化微生物nos Z基因群落与固氮螺菌属（Azospirillum）和根瘤菌属（Rhizobium）有较近的亲缘关系,硝态氮和铵态氮是影响反硝化微生物群落结构的主要环境因子。稻田土壤中厌氧氨氧化微生物群落的优势种群为浮霉菌门Candidatus Brocadia属,全氮和p H值是影响厌氧氨氧化微生物群落结构的主要环境因子。耕作措施对反硝化微生物nos Z基因和厌氧氨氧化微生物16S r RNA基因的群落结构影响不显着,说明垄作免耕可能是通过影响反硝化细菌和厌氧氨氧化细菌的数量,而不是通过影响反硝化和厌氧氨氧化微生物群落组成来氮素循环。5、结合Hiseq高通量测序技术对三种不同耕作措施稻田土壤进行宏基因组测序,发现三种不同耕作措施稻田土壤具有相同的氮代谢途径:氨同化过程是检出频率最高的氮代谢途径,而厌氧氨氧化过程是检出频率最低的氮代谢途径。变形菌门（Proteobacteria）的微生物可以同时参与包括氨同化、硝酸盐异化还原和硝酸盐同化还原等7种氮代谢途径,变形菌门（Proteobacteria）、硝化螺旋菌门（Nitrospirae）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）的微生物可以同时参与包括氨同化、反硝化、硝酸盐异化还原和硝酸盐同化还原等4种氮代谢途径,体现了稻田土壤中氮代谢功能多样性。不同耕作措施下稻田土壤中同一氮代谢过程可由不同的微生物参与,且负责整个氮代谢途径的微生物的群落结构也并不完全相同。综上所述,在紫色土稻田生态系统中,与冬水田和常规耕作相比,长期垄作免耕显着提高了稻田土壤肥力和作物生产力,通过研究稻田生态系统中与氮循环相关的微生物作用,明确了耕作措施对与氮素损失相关的微生物丰度、群落结构组成及氮代谢途径的影响,在减少氮素损失的同时提升了水稻的氮肥利用效率,达到了利用耕作措施进行土壤综合培肥的目的。尽管现有的研究结果证明垄作免耕措施是一种有效提高氮肥利用率的耕作措施,仍然需要更多的数据和证据来证明在更大面积、更大尺度范围的稻田、跨越多个水稻种植季甚至是设置其他土壤类型同样能够提高水稻氮肥利用率,这是很有必要的。
孔德杰[4]（2020）在《秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响》文中认为秸秆还田和优化施肥措施是减少化肥施用、提升土壤质量、增强土壤碳汇功能的有效途径,对于提高土壤氮素高效利用和保持农业绿色循环高质量发展具有重要意义。秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作土壤中碳氮元素组分变化规律以及对土壤细菌、真菌微生物群落多样性季节性变化的影响,目前已成为亟待解决的科学问题。本研究以西北农林科技大学北校区科研试验基地农作制度长期定位试验为依托,试验处理设置为:秸秆还田（NS:秸秆不还田、HS:秸秆半量还田、TS:秸秆全还田处理）和施肥处理（NF:不施肥、0.8TF:优化施肥、TF:传统施肥）的两因素三水平随机区组试验。采用高通量测序和冗余分析（RDA）等技术方法,研究了秸秆还田和施肥对小麦、大豆不同生育时期的麦豆轮作系统土壤中氮素、碳素不同组分和土壤细菌、真菌群落结构多样性等指标的季节性动态变化规律的影响。为筛选节本高效、地力提升的秸秆还田模式提供理论依据和技术支撑。取得了如下结论:1、秸秆还田和施肥促进了长期麦豆轮作种植模式下土壤氮素含量的增加秸秆还田和施肥促进了麦豆轮作种植模式下土壤中的全氮、铵态氮、硝态氮含量提升,土壤硝态氮含量在秋季、冬季含量较高,而春季3～5月份小麦生长旺盛期含量较低。优化施肥增加了土壤微生物氮含量,常规施肥抑制了土壤微生物氮含量。在秸秆腐解初期全量还田处理土壤中铵态氮含量低于半还田处理。土壤中硝态氮含量、微生物氮含量及硝态氮占总氮的比例、微生物氮占土壤总氮的比值都随着秸秆还田量的增加而增加,不同秸秆还田处理间土壤微生物氮含量有显着性差异,并且表层土壤微生物量氮大于下层土壤微生物量。9个处理组合中,0.8TF+TS处理的全氮、微生物量氮平均含量最高,分别为1.06 g/kg、36.59 mg/kg,TF+TS处理铵态氮、硝态氮平均含量最高,分别为2.37、15.93mg/kg。2、秸秆还田和施肥提升了麦豆轮作种植模式下土壤碳素含量秸秆还田和施肥增加了麦豆轮作种植模式下土壤中的有机碳、溶解性全碳、溶解性有机碳、无机碳和微生物碳含量。土壤无机碳占溶解性总碳的比值随着施肥量的增加呈先降低后增加的趋势。微生物碳、溶解性有机碳含量占土壤有机碳比值随着秸秆还田量的增加而增加,土壤溶解性总碳占土壤有机碳比值、溶解性无机碳含量占土壤有机碳比值随着还田量的增加而随着减少,土壤微生物量碳占土壤有机碳含量随着还田量的增加有先增加后减少的趋势。土壤中的碳氮比随着施肥量的增加随着减少,土壤中微生物碳氮比随着施肥量的增加而增加。与施肥处理变化趋势相反,增施秸秆导致土壤碳氮比增加,微生物碳氮比减少。9个处理组合中,TF+TS处理的土壤有机碳、溶解性有机碳、微生物碳平均含量最高分别为12.14 g/kg、95.70mg/kg,345.53mg/kg,溶解性全碳平均含量0.8TF+TS处理最高为198.90 mg/kg,溶解性无机碳平均含量0.8TF+NS处理最高为119.73 mg/kg。3、秸秆还田和施肥措施改变了长期麦豆轮作土壤微生物群落结构多样性土壤中细菌、真菌菌群多样性chao1指数、ACE指数、Shannon指数随着施肥量增加有减少的趋势。Simpson指数随着秸秆还田量的增加而减少。不同处理门水平上菌群数量年内动态变化表现为冬季数量最高,在小麦收获后大豆播种前最低。不同处理下土壤细菌中的变形菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、放线菌门是土壤中的优势菌种,平均相对丰度分别为28.06%、24.05%、13.90%、10.68%。子囊菌门是土壤真菌中的优势菌门,优化施肥降低了子囊菌门、担子菌门、接合菌门的平均相对丰度,增加了壶菌门相对丰度;常规施肥增加了子囊菌门、接合菌门、壶菌门的相对丰度,降低了担子菌门的相对丰度。秸秆还田处理降低了子囊菌门、接合菌门的相对丰度,增加了担子菌门相对丰度。4、土壤微生物多样性对土壤氮素、碳素变化的响应RDA分析显示:土壤细菌、真菌的Simpson指数、shannon指数、ACE指数、Chao1指数之间具有很好的相关性,并且与无机碳含量呈正相关关系,与土壤水分含量、全氮含量、铵态氮含量、硝态氮含量、土壤p H值、可溶性总有机碳含量及土壤有机碳呈负相关关系。变形菌门是土壤细菌相对丰度最高的菌群,与土壤p H值极显着负相关,芽单胞菌门与土壤环境中微生物碳、氮含量呈正相关。土壤真菌中子囊菌门相对丰度最高,担子菌门与土壤有机碳含量呈正相关关系。分析显示:碳氮元素化学计量比、是否种植作物是影响土壤中土壤细菌、真菌门水平上的菌群结构差异的主要因素。综上所述:长期秸秆还田配合施肥处理对麦豆轮作下土壤碳氮含量与农田肥力提升有明显的促进作用。0.8TF+TS组合处理全氮、微生物氮、溶解性碳含量最高,虽然产量比TF+TS组合处理减产了0.55%,化肥施用量却减少了20%,是一种节本增效的秸秆还田模式。本研究发现土壤细菌群落结构季节性变化影响不大,真菌受温度影响较大,该变化是由土壤p H值、碳氮各组分之间的比值以及地上作物长势等诸多因素相互影响造成的。秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作种植模式下土壤碳氮含量和土壤细菌、真菌群落多样性及在门水平上相对丰度的季节动态变化及两者之间的响应关系是本研究的创新点。
夏淑洁[5]（2020）在《钾肥对土壤氮素转化过程及其微生物群落影响的机制研究》文中认为钾（K）素是植物需要最多的阳离子营养元素之一,在植物体内与许多营养元素存在互作关系,当前关于农业钾肥研究更多集中在产量、品质改善等方面,对环境影响,尤其是对土壤氮循环影响的研究较少。针对我国农业生态系统氮损失率过高和我国耕地普遍缺K的情况,很有必要从土壤-植物-微生物系统,深入研究K对土壤氮转化过程的影响,进一步了解不同K水平对土壤中氮素平衡的影响。因此,本研究采用盆栽实验、通气法、静态箱法实验,结合土壤微生物宏基因组De novo测序等技术,分析K对土壤氮转化过程的调控作用,进一步探讨不同K水平对土壤中氮素平衡的影响,为调节农田生态系统氮素平衡、减氮增效提供机理依据。获得主要结果如下:（1）不同供K水平对土壤氮转化的影响研究表明,施K量对土壤铵态氮（NH4+）含量、硝态氮（NO3-）含量、净氨化速率、净硝化速率和土壤净矿化速率均具有极显着影响。作物苗期,施K可提高土壤NH4+含量、净氨化速率,降低土壤NO3-含量、净硝化速率和净矿化速率。作物旺长期,增施钾肥降低土壤NH4+和NO3-含量,提高土壤净硝化速率、净矿化速率。作物收获期,增施钾肥降低土壤NH4+含量、净氨化速率,提高土壤NO3-含量、净硝化速率。（2）不同供K水平对土壤生化作用强度的影响施K对土壤微生物固氮作用强度、作物苗期土壤微生物反硝化作用强度、作物收获期土壤微生物硝化作用强度具有极显着影响。作物苗期,NH4+为氮源时,增施钾肥降低氨化作用强度;NO3-为氮源时,施K降低反硝化作用强度。作物收获期,施K提高土壤氨化、硝化、固氮作用强度,降低土壤反硝化作用强度。（3）不同供K水平对土壤硝化、反硝化微生物群落的影响施K对土壤硝化、反硝化微生物群落结构组成没有显着影响,但改变优势种群的相对丰度。硝化作用中,钾肥对完全硝化过程中的Candidatus Kuenenia属的微生物种群丰度的促进作用最为明显,其次是对氨氧化过程的影响,再者就是对亚硝酸氧化菌参与的亚硝酸氧化过程。对氨氧化过程,钾肥对氨氧化古菌（AOA）微生物相对活性的促进作用的幅度高于氨氧化细菌（AOB）,其中,Nitrososphaera属和亚硝化侏儒菌属（Nitrosopumilus）是AOA主要优势微生物种群,而变形菌门亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）和亚硝化球菌属（Nitrosococcus）是AOB的优势微生物种群。钾肥作用下,硝酸刺菌属（Nitrospira）是参与亚硝酸氧化过程的主要微生物种群。反硝化作用中,钾肥对不同来源氮源下的反硝化菌相对丰度的影响呈现明显不同的变化趋势。NO3-下施K降低总反硝化菌相对丰度,其中,副球菌属（Paracoccus）、红长命菌属（Rubrivivax）和土杆菌属（Geobacter）的相对丰度降低最为显着,而在NH4+下施K增大反硝化菌相对丰度,其中,放线菌门的链霉菌属（Streptomyces）是相对丰度增幅最大的优势种群。（4）不同供K水平对作物生长及氮素吸收利用的影响研究表明,钾肥显着提高作物的生物量、产量、氮素吸收量、氮素利用率。NO3-为氮源时,同一施K水平下,产量、氮素吸收量和氮素利用率随着施氮量的增加而降低;而NH4+为氮源时,同一施K量水平下,仅氮素利用率随着施氮量的增加而降低。（5）不同供K水平对土壤氮损失的影响施K显着增大了土壤NH3累积排放量。显着降低土壤氮残留量,显着减少了整个生长季节的N2O的累积排放量。在低氮水平下,K对NH4+肥比NO3-肥更显着降低N2O累积排放量,但在高氮水平下,施K对NH4+肥N2O累积排放量没有显着影响,但降低NO3-肥N2O的累积排放量。以上研究结果表明,钾肥通过硝化、反硝化微生物群落丰度的调控和植物对氮的吸收利用,可以显着影响土壤硝化、反硝化作用强度,进而降低N2O累积排放量及环境氮的损失,对农田氮素管理发挥积极的调控作用。尤其在缺K土壤中,施K对于提高氮肥利用效率和减少环境氮排放意义重大。
佟丙辛[6]（2019）在《河北农牧系统氮素流动特征及其优化途径研究》文中认为近年来,随着我国经济发展、城镇化加快、人口增长和生活水平提高,我国畜牧业也快速转型,在向集约化和规模化养殖发展的同时,也带来了农牧系统氮素利用效率低以及氨挥发、水体富营养化、温室气体排放等一系列环境污染风险,严重制约了农牧系统的可持续发展,亟需在阐明农牧系统氮素流动规律基础上,探索农牧系统高产高效环保的氮素优化管理途径。为此,本研究以河北省农牧系统为例,沿着“饲料投入-奶牛生产-粪尿处理-农田施用”全链条,从奶牛场、农田和区域等多尺度系统研究氮素流动特征及其调控策略。在奶牛场尺度,通过实地跟踪监测和饲喂试验,探讨奶牛养殖场环节氮素利用和去向与养殖规模和日粮氮水平的关系;通过堆肥试验,研究不同堆肥模式下粪尿处理环节碳氮转化和去向特点;通过2年田间试验,探讨有机肥替代部分化肥后的农田系统氮素流动特征;在区域尺度,运用NUFER模型定量分析河北省1980-2015年农牧系统氮素流动的时空变化特征,并通过情景分析,探讨河北省农牧系统全链条氮素优化途径,以期为我国农牧系统的氮素高效利用和可持续发展提供借鉴。主要结果如下:（1）奶牛场尺度氮素利用和输出与养殖规模和泌乳牛日粮蛋白水平密切相关。将奶牛养殖场分成≤100、101-300、301-500和>500头4种规模,跟踪监测结果表明,与小于100头养殖规模的奶牛场相比,在氮素平均投入量差异不大的情况下,三种大于100头奶牛场在奶牛场尺度和泌乳牛尺度均具有较高的平均产奶量、牛奶氮素输出量和平均氮素利用效率,而三种大规模奶牛养殖场之间各项均无显着性差异。奶牛场尺度标准牛（600 kg）氮素平衡方面,小于100头养殖规模奶牛场的牛奶氮素输出量显着低于其他三种类型养殖场、粪尿氮素输出（94.0 kg/head/year）和氨挥发氮素损失（26.2 kg/head/year）显着高于其他三种养殖规模的奶牛场,所有类型养殖规模奶牛场之间的氧化亚氮氮素排放和水体氮素损失无显着差异。不同日粮氮水平试验结果表明,与高日粮蛋白水平（17.2%）相比,低日粮蛋白水平（15.0%）泌乳牛产奶量和奶氮输出量无差异,但是能够显着提高氮素利用效率（提高13.4%）,显着降低牛奶尿素氮含量,对粪氮含量和粪氮输出量无影响,能够显着降低尿氮含量和尿氮输出量。（2）奶牛场粪尿处理环节的氮素转化和去向因堆肥方式的不同而不同。4种堆肥方式试验结果表明,与静态处理相比,翻堆、强制通风和强制通风+酸化能够显着增加堆肥产物的全氮含量、氨挥发速率,能够显着降低堆肥产物的铵态氮含量、氧化亚氮排放速率;与静态处理相比,翻堆和强制通风处理堆肥产物的硝态氮含量显着降低,强制通风+酸化处理的硝态氮含量基本与静态处理持平（0.170 g/kg）。翻堆和强制通风加快了堆肥进程,提高了堆肥效率,缩短了基于植物生理毒性的无害化时间（缩短60.0%以上）,同时也增加了碳和氮的损失。除静态处理外,翻堆、强制通风和强制通风+酸化处理均达到完全腐熟状态。采用强制通风与酸化结合的堆肥方法,其堆肥质量最佳（全氮含量19.7g/kg）,GHG值最低（52.8 kg CO2-eq/t）。综合考虑环境影响、农艺价值、植物毒性和效率指标,强制通风结合酸化的堆肥方法是粪尿处理环节最适合的生产方式。（3）有机肥氮素替代无机肥氮素改变了小麦-玉米轮作体系氮素利用和平衡状况。2年定位试验结果表明,随着有机肥氮施用比例的不断增加,作物地上部吸氮量、氮肥利用效率和土壤Nmin逐渐降低,氨挥发带来的氮素损失显着减少,氮盈余量逐渐增加。与其他处理相比,无机0.75处理（有机肥氮替代化肥氮25%）能够使农田系统的氮素利用更加高效,小麦和玉米的产量、地上部作物吸氮量和氮素利用效率均有不同程度的提高,其中小麦与玉米的平均产量和平均效率分别提高4.6%和5.1%。有机肥替代比例大于25%的各个有机无机配施处理与无机处理相比,作物产量和氮素利用效率均有不同程度的降低。（4）1980年至2015年,河北省农牧系统的氮素输入量、环境氮素损失量（占总氮素输入量的44.9%）显着增加,但是农牧系统的氮素利用效率偏低（31.3%）。2015年河北省农田体系具有氮素投入量大（185.7万吨）、化肥氮素投入占比高（70.0%）、氮素利用效率低、区域之间差异大和环境风险高等特征。2015年河北省畜牧系统的饲料氮素主要来自外省饲料的购入（75.0%）,同时各个区域之间的单位面积畜牧业氮素输入输出量差异显着。（5）农牧系统全链条氮素优化管理具有巨大潜力。不同氮素优化管理策略情景分析结果表明,农牧系统全链条的氮素流动在优化管理的条件下呈现出低投入、高效率和低环境风险的良好效果。其中优化堆肥方式和适当比例的有机肥替代化肥还田是影响区域氮素流动的关键环节。以2015年为基准,在全链条的氮素优化条件下,河北省农牧系统的氮素利用效率、主产品氮素输出量均能显着提高,系统氮素投入量总体降低14.8%,水体和大气总氮素损失显着降低31.7%。总之,农牧系统存在严重的分离现象,通过适当扩大养殖规模、降低日粮蛋白水平、优化粪尿处理方式和有机肥部分替代化肥等途径,可以有效的改变系统内部氮素的流动、利用和去向,提高氮养分效率和减少环境排放。通过农牧系统全链条的系统分析,可以更加明确不同环节、不同尺度的氮素优化管理策略的潜力,为实现农牧结合提供方法论依据。
孙楠[7]（2019）在《我国北方典型农田土壤氮动态对施肥的响应及模拟》文中认为土壤氮素是决定土壤肥力和作物产量的重要因素,我国过量施氮、氮肥利用率低的问题普遍存在。因此,研究土壤氮素对长期不同施肥措施的响应,寻求保持土壤肥力、保障农业环境可持续发展的施肥措施十分必要。同时,愈发突出的全球气候变化问题给农业带来了很大的挑战,量化未来气候变化对土壤氮素的影响对应对未来环境风险、提高土地质量、保障粮食安全具有重要意义。目前土壤氮动态及氮肥利用率的研究大多集中于点位特征及其施肥的影响,对不同施肥下土壤氮动态的时空演变及气候变化下的未来趋势鲜见报道。因此,本研究选取我国北方跨越不同气候带、土壤类型和轮作制度具有代表性的8个典型长期试验,系统分析了典型农田土壤全氮与碱解氮及氮肥表观利用率对长期不同施肥的响应特征,利用整合分析（Meta-analysis）研究了我国北方农田土壤微生物量氮对不同施肥的响应特征。最后,评价了SPACSYS模型在我国北方典型农田土壤全氮演变模拟中的适用性;并预测了未来气候变化和不同施肥下我国北方典型农田土壤全氮及氮平衡特征。主要结果和结论如下:1.配施有机肥提升土壤氮素肥力效果最佳,东北高于华北和西北,较不施肥（CK）提升幅度试验后期大于试验前期,且土壤氮固持效率较高,其氮固持效果基本呈现为东北高于华北和西北。不同施肥措施在所有或部分试验点均显着或极显着提升土壤氮素肥力,提升效果基本呈现为:高量化肥配施有机肥（hNPKM）>化肥配施有机肥（NPKM）>化肥与秸秆还田(NPKS>氮磷钾化肥（NPK）。hNPKM和NPKM施肥措施提升土壤氮素肥力效果最佳,在所有试验点显着或极显着提升土壤氮素肥力,提升速率分别为0.025～0.054 g kg-1 yr-1和0.006～0.042 g kg-1 yr-1;较不施肥显着提升土壤氮素肥力分别达50.4～107.8%和29.9～113.2%,较NPK施肥措施显着提升土壤氮素肥力分别达43.5～75.8%和18.9～55.9%;hNPKM和NPKM施肥措施不同试验点土壤全氮含量大小为:公主岭>杨凌>乌鲁木齐>昌平>郑州和公主岭>杨凌>徐州>乌鲁木齐>张掖>平凉>昌平>郑州,总体表现为东北高于华北和西北;hNPKM和NPKM施肥措施下土壤氮固持效率较高,氮固持效率分别为12.0～74.2%和10.8～54.8%;不同施肥措施不同阶段仅在部分试验点显着或极显着提升土壤氮素肥力,提升效果基本与整个试验期间相类似,试验前10年hNPKM和NPKM施肥措施较不施肥显着提升土壤氮素肥力分别达27.7～59.8%和12.7～52.1%,11～20年左右则分别达73.6～161.8%和30.7～112.2%。21～30年左右,NPKM施肥措施仅在徐州、平凉试验点较不施肥显着提升土壤氮素肥力分别达161.3%和37.6%。不同阶段比较表明,hNPKM和NPKM施肥措施较不施肥提升土壤氮素肥力幅度为:11～20年左右>试验前10年。2.配施有机肥增加土壤氮素速效养分（碱解氮）效果最好,东北高于华北和西北,相比不施肥增加幅度试验后期大于试验前期。不同施肥措施仅在部分试验点显着或极显着增加土壤氮素速效养分,增加效果基本呈现为:hNPKM>NPKM>NPKS>NPK。hNPKM和NPKM施肥措施增加土壤氮素速效养分效果最佳,其中hNPKM施肥措施仅在公主岭、郑州和乌鲁木齐试验点极显着增加土壤氮素速效养分,增加速率为2.69～4.69 mg kg-1 yr-1,在公主岭、昌平、郑州和乌鲁木齐试验点较不施肥显着增加土壤氮素速效养分为28.8～145.2%,在公主岭、郑州和乌鲁木齐试验点较NPK施肥措施显着增加土壤氮素速效养分为29.0～93.6%;NPKM施肥措施仅在公主岭、郑州、乌鲁木齐和张掖试验点显着或极显着增加土壤氮素速效养分,增加速率为2.15～2.90 mg kg-1 yr-1,在公主岭、郑州、平凉、乌鲁木齐和张掖试验点较不施肥显着增加土壤氮素速效养分为29.4～84.1%,在公主岭、郑州、平凉和乌鲁木齐试验点较NPK施肥措施显着增加土壤氮素速效养分为16.1～45.3%;hNPKM和NPKM施肥措施不同试验点土壤碱解氮含量大小为:公主岭>乌鲁木齐>郑州>昌平和公主岭>徐州>乌鲁木齐>郑州>平凉>张掖,总体表现为东北高于华北和西北。不同施肥措施不同阶段仅在部分试验点显着或极显着增加土壤氮素速效养分,增加效果基本与整个试验期间相类似,试验前10年hNPKM和NPKM施肥措施较不施肥显着增加土壤氮素速效养分分别达23.3～60.8%和27.7～37.7%,11～20年左右则分别达33.1～212.8%和42.3～121.3%。21～30年左右,NPKM施肥措施较不施肥显着增加土壤氮素速效养分达55.4～56.6%。不同阶段比较表明,hNPKM和NPKM施肥措施相比不施肥增加土壤氮素速效养分幅度均为:11～20年左右>试验前10年。3.施用有机肥能促进农田土壤微生物的生长和繁殖,进而提高土壤肥力。我国农田北方地区施用有机肥相比不施肥（CK）和施用化肥（NPK）,土壤微生物量氮（SMBN）含量分别增加了97.5%和57.3%。施用有机肥相比施化肥对SMBN含量的提高幅度在东北地区最大（67.2%）。相比施化肥,施用有机肥后SMBN含量的增加幅度在温带大陆性气候区（54.4%）和温带季风性气候区（60.7%）没有显着的差别。相比施化肥,在酸性土壤上施用有机肥对SMBN含量的增加幅度最大（111.6%）,显着高于在碱性和中性土壤（53.6%和48.8%）。对不同土壤SOC水平来说,相比施化肥,施用有机肥在低土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）水平施用有机肥对SMBN含量的增加幅度高于高SOC和TN水平。SMBN与TN含量之间存在极其显着的线性相关关系。施用有机肥相比施用化肥处理SMBN增加百分数与每年有机肥氮的投入量呈显着的正相关关系（P<0.01）。4.施用有机肥能够提高作物的氮肥表观利用率和作物吸氮量。公主岭试验点玉米平均氮肥表观利用率NPKS处理（88.1%）显着低于其他处理（93.9～95.8%）。昌平试验点不同施肥处理的氮肥表观利用率没有显着差异（38.5～51.0%）。徐州试验点只有NPK和NPKM处理,NPK处理（69.3%）显着高于NPKM处理（53.8%）。而郑州试验点NPKM处理氮肥表观利用率最高为61.5%,且NPKM处理显着高于施用秸秆处理（NPKS:51.8%）。平凉试验点不管是在小麦季还是玉米季不同处理的氮肥表观利用率没有显着的差异,其中平均氮肥表观利用率在小麦季为56.9～67.3%,在玉米季为59.1～78.4%。乌鲁木齐试验点NPK处理在不同生长季都是最高,其在小麦季和玉米季氮肥表观利用率分别为51.9%和44.4%。NPKM处理的氮肥表观利用率和氮吸收量在不同试验点随着试验年限增加呈现一个显着上升的趋势,且年增长速率显着高于其他处理。5.未来年均温升高、年均降雨增加和CO2浓度增高导致东北的土壤全氮含量降低,华北和西北全氮含量增加,施用有机肥处理的土壤可以更好的应对未来气候变化,增加土壤-植物体系的氮汇水平。利用土壤-作物-大气模型SPACSYS进行我国北方典型农田土壤全氮含量的模拟,结果发现,校准和验证的R2分别为0.78（n=158）和0.70（n=418）,RMSE分别5.33%和6.98%,模拟精度较高。在不考虑品种变化的情况下,借助政府间气候变化专门委员会IPCC最新Representative Concentration Pathway（RCP）气候情景预测发现,未来气候变化会使东北的土壤全氮含量降低0.1～14.4%,华北和西北分别增加2.2～26.2%和4.7～34.5%。不同施肥措施中,NPKM处理土壤全氮含量最高,东北、华北和西北分别为3.67～4.30 t N ha-1,3.32～5.68 t N ha-1和3.40～5.58t N ha-1。此外,未来气候变化会减弱东北NPKM处理的植物-土壤系统的氮汇水平(8.75 kg N ha-1yr-1-17.78 kg N ha-1 yr-1),呈现Baseline≥RCP2.6,RCP4.5>RCP8.5,增加华北地区的氮汇水平且RCP情景下的氮汇水平无明显差异(91.14～174.82 kg N ha-1 yr-1),不改变西北植物-土壤系统的氮汇水平(4.67～49.24 kg N ha-1 yr-1)。不同施肥措施中,东北仅NPKM处理的土壤-植物体系为氮汇,华北和西北地区土壤-植物体系在NPKM处理的氮汇最大,分别为120.84～174.82 kg N ha-1 yr-1和31.62～49.24 kg N ha-1 yr-1。综上所述,我国北方农田,采取化肥配施有机肥的施肥措施,均有利于土壤全氮、碱解氮、微生物量氮水平即土壤氮素肥力的提升,相对具有较高氮固持效率和氮肥利用率;未来气候变化下,我国华北和西北较东北具有较强的氮素固持潜力,是农田可持续利用的施肥模式,且施用有机肥可以更大程度地增加土壤-植物体系的氮汇水平。
李子密[8]（2019）在《不同土地利用方式对有机氮组分的影响》文中提出氮素的转化与循环不仅仅是农田生态系统营养物质循环最重要的动态过程,同样也是地球化学循环的重要组成部分。有机氮是土壤氮素主要组成部分,对植物的生长与农田生态环境具有重要意义。因此,本文将实地勘察、化学实验检测和数据资料分析相结合,得出了金华地区不同土地利用方式下土壤有机氮组分的空间分布特征,探讨了有机氮在土壤—环境体系中的赋存状态以及转化迁移,分析了自然环境中有机氮组分与影响因子的相关关系,并运用多元线性回归方程拟合了土壤性质与营养元素对有机氮组分的影响,为最大限度提高氮素利用率,减低氮素流失和淋溶损失的几率,提高农田土壤生产功能,改善土壤中养分状况,生态环境的健康发展提供科学依据。主要结果如下:（1）蔬菜地、果园、苗圃地、茶园、水田5种类型农田表层土壤有机氮组分含量为0.932.70g kg-1,荒地有机氮各组分含量最低,水田有机氮各组分含量最高。酸解性有机氮在全氮中含量较高,氨态氮和氨基酸态氮是酸解性有机氮的主要部分,含量分别为0.270.75g kg-1、0.340.93 g kg-1;氨基糖态氮含量最少,非酸性氮含量接近或超过未知态氮。整体上,不同类型的农田中酸解性氮组分含量排序为氨基酸态氮>氨态氮>未知态氮>氨基糖态氮。土壤有机氮组分在不同土地利用方式下含量差异显着（P<0.05）,受到土地利用方式的影响较大。（2）不同土地利用方式下土壤有机氮组分占全氮比例变化明显,酸解性有机氮组分占全氮的比例范围为68.45%80.55%,远高于非酸性氮含量占全氮的比例。表层土壤中氨态氮、氨基酸态氮含量占全氮比例高于其他酸解性有机氮组分,未知态氮含量占全氮比例整体低于20%,非酸性氮含量占全氮比例变化明显。除茶园外,其他类型农田有机氮组分含量占全氮比例排序为氨基酸态氮>非酸性氮>氨态氮>未知态氮>氨基糖态氮。（3）不同类型的农田有机氮组分组分含量变化明显,水田、茶园土壤有机氮含量较高。酸解性有机氮组分含量均表现出随土层加深而减少的趋势,非酸性氮含量则没有明显规律。对各土层进行对比,发现1020 cm土层有机氮组分含量下降的速度最为迅速,在下层土壤中有机氮组分含量甚至比上层含量高。不同类型农田有机氮组分含量在剖面上的差异显着（P<0.05）,在相同土壤剖面中不同类型农田间变化明显。（4）在剖面分布中,有机氮组分中的氨态氮、氨基酸态氮含量占全氮比例范围为18.68%24.31%和22.11%29.66%,在酸解性有机氮组分中占据主导地位,且占全氮比例总体上随土层深度增加而降低,非酸性氮占全氮比例则与之相反,氨基糖态氮和未知态氮占全氮比例则无明显特征。同一土层剖面中,不同土地利用方式下的有机氮组分占全氮比例变化明显。（5）有机态氮在土壤中的含量消长变化及分解转化具有复杂性。总体上,绝大部分的全氮转化分配至酸解性氮,比例范围为66.38%81.19%,酸解性有机氮组分中氨基酸态氮和氨态氮的分配高于其他组分;非酸性氮氮获得的转化比例波动大,不同类型农田获得的有机氮组分分配比例差异较大。（6）通过相关性分析可知,不同土地利用方式下有机氮组分和影响因素间存在着相关性。各有机氮组分均与酸解总氮、有机质呈现极显着正相关（P<0.01）,除了非酸性氮以外,有机氮组分中的其它组分与pH形成了极显着负相关（P<0.01）,各有机氮组分与含水量、C/N均没有显着关系（P>0.05）。多元线性回归分析表明,酸解性组分均受酸解总氮的影响,除了氨基酸态氮,全氮是影响其余有机氮组分含量的正因子,pH是影响酸解氨态氮、氨基酸态氮、氨基糖态氮和未知态氮含量的负因子,非酸性氮属于难以被分解有机氮组分,pH没有参与其多元回归方程的建立。
张雅娟[9]（2019）在《常熟市食物链废弃物氮量化及其调控机制》文中提出氮素不仅仅是动植物生长必要的营养元素,也是控制陆地、淡水以及海洋生态系统结构与功能的关键元素之一。在食物链“农田-畜禽-家庭”系统中投入适量的氮素是保障人类健康和食物增产的基础。随着生活水平和经济发展的快速提高,人们对于食物消费结构和数量发生转变,动物食品需求比例的上升,食物链系统氮素投入数量不断增加,氮素过量投入已经成为当今面临的最大环境问题。本文以长江下游县级市常熟市为研究靶区,运用物质流分析和质量平衡方法,结合实地调研,构建食物链生产-消费氮素流动模型,定量分析“农田-畜禽-家庭”系统氮素流动规律、废弃物氮素的量化及环境效应与食物氮足迹。依照氮素流动规律和特征提出针对性的调控对策,改善区域环境问题,实现社会-经济-环境可持续发展目标。主要研究结论如下:（1）常熟地区食物链氮素总输入通量呈下降状态。2000～2016年间,由4.55×104t N·年-1下降至3.30×104 t N·年-1。农田生产子系统是食物链氮素的主要输入系统（77.84%）,这与城镇化率的提高、耕地面积的减小有关。（2）食物链“农田-畜禽-家庭”系统产生的废弃物氮素量减少了 31.17%。在2000～2016年间,禽养殖子系统对总废弃物氮素贡献率最大,为36.84%,其次为家庭消费子系统为35.90%,27.25%来自于农田生产子系统。废弃物氮素主要通过还田和作饲料进行循环利用,循环率较低（18.46%～21.85%）。（3）农村居民的食物氮足迹高于县城居民。2010～2016年间,县城居民和农村居民人均氮足迹分别为14.68～20.00kgN·人-1·年-1（均值为17.51±1.53kgN·人-1·年-1）和 17.58～28.46kgN·人-1·年-1（均值 20.71±3.01kgN 人-1·年-1）。县城居民食物氮足迹以动物源食物氮素为主（66.42%）;农村居民食物氮足迹由2000年植物源为主（51.90%）转变为2015年以动物源为主（62.40%）。不同的消费模式、膳食结构均会影响常熟市居民食物氮足迹。人均GDP、城镇化率和人均可支配收入是影响常熟市县城和农村居民人均食物氮足迹的主要社会经济因素。（4）环境负荷的主要来源是化肥施用、人畜粪尿排放、秸秆废弃和厨余垃圾,且呈波动下降的态势。2000～2016年间,农田生产子系统单位耕地面积环境负荷平均值为204.48±13.12kg N.hm-2,占比最大,占总排放的63.16%;常熟市单位面积畜禽养殖系统排放均值为64.53±8.08 kg N·hm-2,占总排放的19.93%;人均家庭消费子系统氮素环境负荷平均值为3.69±0.11 kgN·人-1。若全部将废弃物资源化利用将极大地缓解常熟地区的电网、市政垃圾处理压力,符合建设资源节约型,环境友好型社会的理念,促进社会实现可持续发展。（5）根据常熟市食物链氮素流动规律及废弃物氮素排放与环境负荷的研究,本文提出四条针对常熟市食物链氮素流动调控措施:①提高氮素利用率,减少食物链氮素环境排放;②优化农田种植与食物消费结构,制定政策法规,降低资源环境压力;③加快农业废弃物资源利用产业化的进程,大力发展循环经济;④健全废弃物利用的基础设施,鼓励废弃物资源化技术创新研究。
黄容[10]（2019）在《有机替代对菜园土壤温室气体排放和氮转化的影响》文中进行了进一步梳理农业有机物料替代部分化肥及其替代后对耕地质量和作物产量的影响是目前农业科学工作者的研究重点。菜地生态系统具有复种指数高、灌水频繁、施肥量大（尤其是氮肥的高投入）等特点,全年的施氮量600-1300 kg·hm-2,是粮食农作物的3-4倍,加速了土壤氮素循环的各个过程的发生;不仅会增加土壤温室气体的排放,也会导致菜地生态系统中氮素盈余,造成土壤硝态氮的累积,同时也会伴随土壤酸化、土壤结构退化、土壤养分失衡、微生物（特别是涉氮功能微生物）群落结构及功能失调等情况发生。外源有机物料的投入是减少化肥施用量,改善土壤质量的重要途径之一,但有机物料还田对土壤温室气体排放、土壤氮形态及其微生物作用机制的研究结果存在差异。此外,由于我国菜地温室气体排放的田间观测资料的缺乏以及已有研究结果的不一致性,导致我国农田土壤温室气体排放总量的估算存在较大的不确定性。因此,在菜园土壤中开展农业有机物料替代部分化肥的研究,不仅可以改善因施用化肥带来的生态环境问题,控制化肥投入以缓解农田土壤温室气体排放具有重要的意义,而且还能大幅度提高我国农业废弃物资源化利用,响应国家提出的“到2020年,实现化肥零增长”的行动目标,为支撑生态文明建设提供技术保障。本研究以紫色菜园土壤为研究对象,通过田间试验,采用静态箱/气相色谱法,连续监测了2016-2018年间（莴笋（Ⅰ）-卷心菜-辣椒-莴笋（Ⅱ）-小白菜轮作）秸秆与化肥减量配施下（CK:对照;F:常规施肥;玉米秸秆分别配施100%,70%,60%和50%常规施肥量,标记为FS,0.7FS,0.6FS和0.5FS）菜园土壤N2O、CO2和CH4温室气体排放的时序变化特征,并进一步对比了来自不同农业系统的有机物料包括玉米秸秆（SF）、菌渣（MF）、生物炭（BF）和牛粪（CF）等养分（氮、磷、钾）还田对温室气体排放的影响;同时运用室内分析和田间试验相结合的方法,分析了有机替代下土壤不同氮素形态、养分含量的动态变化特征和蔬菜养分含量、品质,并计算氮、磷、钾肥的农学利用率;从团聚体的角度,分析了有机替代处理的团聚体稳定性及不同粒级团聚体中矿质氮的分布特征;基于DNA克隆测序、qPCR技术和高通量测序技术,从微生物学角度,进一步探讨土壤硝化、反硝化功能微生物（AOA、AOB、nirK、nirS、nosZ）群落结构与丰度特征对化肥减量配施有机物料的响应,揭示有机替代对土壤氮转化的微生物学作用机制;以期通过有机物料替代部分化肥,为紫色菜园土壤养分管理及土壤耕地质量的提升提供理论依据和技术支撑,对促进我国农业节本增效、节能减排的现实需求有重要意义。论文主要的研究结论如下:（1）施肥灌水促进了菜园土壤温室气体排放,在常规化肥的基础上减量30%配施秸秆,在未显着影响蔬菜产量的条件下,可以降低菜园土壤CO2和CH4排放,缓解温室气体的增温潜势,但对N2O减排效果不显着。试验观测期内（2016年11月至2018年2月）,紫色菜园土壤N2O、CO2和CH4温室气体排放高峰主要集中在4-8月,且在施肥灌水后均会出现排放峰,与水热因子密切相关。与常规施肥（F）处理相比,秸秆与化肥配施（FS、0.7FS、0.6FS、0.5FS）处理提高了N2O排放量,累积排放量以及N2O排放系数,其中FS处理的效果最为明显,试验期内N2O平均排放通量高达65.45 kg·hm-2。0.7FS处理降低了土壤CO2和CH4排放,缓解温室气体的增温潜势（GWP）,而FS处理的GWP较F处理显着提高了34.1%。秸秆与化肥减量配施对各季蔬菜产量的影响不显着,通过计算温室气体排放强度（GHGI）发现,F和0.7FS处理的GHGI最低,明显低于其他处理,而FS处理的最高,较最低的F和0.7FS处理均显着增加了0.117 kg·kg-1。（2）有机物料等养分（氮、磷、钾）还田条件下,生物炭、秸秆配施化肥处理相较于其他处理能减少温室气体的增温潜势,菌渣配施化肥对CH4减排效果较为明显,而牛粪配施化肥会增加温室气体排放。试验期内,来源于不同农业系统的有机物料等养分投入的条件下,生物炭配施化肥（BF）处理较常规施肥（F）处理降低了N2O排放,但平均排放通量差异不显着,牛粪配施化肥（CF）处理则显着增加了N2O排放,试验期内平均排放通量为48.99kg·hm-2。对土壤CO2而言,有机物料配施化肥处理促进了CO2排放(76488-89787 kg·hm-2),但BF处理推迟了CO2排放峰。在等养分投入下,秸秆(SF,-0.45 kg·hm-2)、菌渣(MF,-0.91 kg·hm-2)配施化肥处理促进了CH4吸收,减少CH4排放,CF处理则显着增加了CH4平均排放通量。各有机物料处理较对照CK和F处理均提高了GWP,其中CF较F处理显着提高了34.4%,但有机物料等养分还田处理均可以在未影响蔬菜产量的前提下较对照CK降低了GHGI。（3）有机物料与化肥减量配施处理较常规施肥处理降低了N2O排放和硝态氮淋溶的风险;在一定程度上提高了氮、磷、钾肥的农学利用率。试验期内,施肥灌水增加了菜园土壤矿质态氮（NH4+、NO3-和NO2-）含量,而NO3-的峰值较NH4+略有推迟。同时土壤NH4+和NO3-存在“此消彼长”关系,一般温度较高,含水量较少的条件下,土壤中矿质态氮以NO3-为主。F处理的土壤NH4+、NO3-和NO2-含量并不低甚至高于其他物料处理,增加了N2O排放和硝态氮淋溶的风险。土壤DON和MBN也存在“此消彼长”的关系,且土壤温度对其影响较大,BF处理能有效增加土壤DON含量,秸秆配施60%-100%化肥较其他物料处理能有效提高土壤MBN含量。与秸秆还田相比,BF、MF和CF处理提高了SOC含量。在不显着影响蔬菜的产量条件下,有机物料配施化肥处理的蔬菜硝酸盐含量并未超过国家规定的标准,且较F处理能提高氮、磷、钾肥的农学利用率,但部分处理降低了农学利用率,这与有机物料的不同物质组成、C/N比、分解速率等因素有关,有待进一步研究。（4）牛粪与化肥配施处理较其他处理能提高菜园土壤团聚体稳定性,施肥处理提高了粉粘粒和较大团聚体的铵态氮贡献率,秸秆与化肥减量配施处理较其他物料处理提高了较大团聚体的硝态氮贡献率。对比不同处理下菜园土壤团聚体粒径分布及其稳定性发现,与对照CK相比,各施肥处理有效增加了0.25-2 mm粒径团聚体质量百分比,减少了<0.053 mm粒径组分质量百分比;其中CF处理较其他处理可以有效提高>2 mm粒径团聚体质量百分比,减少<0.053 mm粒径团聚体质量百分比,同时提高了团聚体的稳定性。各施肥处理的NH4+和NO3-主要分布在<0.053 mm粒径中,其中F处理有利于>2 mm粒径中NH4+(23.86mg·kg-1)和NO3-(24.73 mg·kg-1)富集。对不同团聚体粒级NH4+贡献率而言,各施肥处理提高了<0.053和0.25-2 mm粒径团聚体的NH4+贡献率,尤其是<0.053 mm的贡献率（超过了75%）,其中MF处理的<0.053 mm粒径的NH4+贡献率最大,为93.81%。对不同团聚体粒级NO3-贡献率而言,秸秆与化肥减量配施较其他物料处理有利提高0.25-2 mm粒径团聚体的NO3-贡献率,而除牛粪外的其他物料处理主要提高了<0.053 mm粒径的NO3-贡献率。（5）有机物与化肥减量配施处理降低了菜园土壤AOA amoA基因拷贝数,提高了AOB amoA基因拷贝数;秸秆与化肥减量配施处理的AOA和AOB群落结构明显不同于其他物料处理。菜园土壤氨氧化微生物（AOA、AOB）丰度及群落结构对不同施肥方式的响应存在差异。该试验条件下,土壤AOB amoA基因拷贝数远高于AOA,但二者对不同环境因子的耐受性和生态位存在显着差异。F处理的AOA amoA基因拷贝数最多(5.09×104 copies·g-1),而AOB amoA基因拷贝数最少(1.36×105 copies·g-1)。在秸秆还田的基础上,化肥减量30%-40%有效提高了紫色菜园土壤AOA和AOB amoA基因多样性,但FS处理相对于其他处理降低了AOA和AOB amoA基因的多样性。施肥处理能显着改变AOB的群落结构,秸秆与化肥减量配施处理的AOA和AOB群落结构明显不同于其他物料处理。除土壤氮素外,土壤磷素和钾素,尤其是速效养分成为影响该试验条件下紫色土氨氧化微生物群落结构变化的重要因素。此外SOC和pH对AOB群落结构分布起到重要作用,土壤NH4+和C/N对AOA群落结构分布起到重要作用。（6）有机物料的添加提高了菜园土壤nirS和nirK基因多样性;无外源碳、氮添加的条件下,土壤C/N比对nirS-型反硝化微生物群落结构影响最大,土壤pH、SOC、土壤氮素、水分含量是影响nirS-、nirK-和nosZ-型反硝化微生物群落分布的主要因素。对反硝化微生物（nirS-、nirK-和nosZ-型）而言,0.6FS处理较F处理均提高nirK-和nosZ-型反硝化微生物的基因拷贝数,分别增加了24.6%和12.9%。0.6FS和BF处理对nirS和nirK基因多样性提升效果较为显着;施肥处理对nosZ基因多样性的影响较大,其中仅SF处理较对照CK降低了nosZ基因多样性。对nirS基因进行高通量测序发现,Alphaproteobacteria较Betaproteobacteria对施肥响应较大,Bradyrhizobium是F处理乃至整个nirS-型微生物群落组成的优势菌属,在反硝化过程中起到了关键性的作用。构建系统发育树发现,nirK-型反硝化微生物与Alphaproteobacteria和Betaproteobacteria具有同源性,nosZ-型反硝化微生物与Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria具有同源性。土壤TN对BF处理的nirS-型反硝化微生物群落变化的影响最大,土壤DON对MF和SF处理的nirS-型反硝化微生物群落变化的影响最大;土壤NH4+对F处理的nirK-型反硝化微生物群落变化影响最大;土壤pH对BF处理的nosZ-型反硝化微生物群落结构影响较大;总体上,nirS-、nirK-和nosZ-型反硝化微生物群落分布受土壤pH、SOC、土壤氮素、水分含量的影响较大,同时土壤磷素和钾素也能影响其群落分布。综述所述,菜园土壤温室气体的排放具有一定的季节变化规律,排放高峰主要集中在4-8月且在施肥灌水后均出现了排放峰,与水热条件密切相关。常规化肥减量30%配施秸秆处理降低了菜园土壤CO2和CH4排放量,减少了温室气体的增温潜势,但对N2O减排效果不显着;等养分投入的条件下,生物炭、秸秆配施化肥处理较其他物料处理能减少温室气体的增温潜势。在未影响蔬菜产量下,有机物料与化肥减量配施减少了温室气体排放强度,在一定程度上提高了氮、磷、钾肥的农学利用率。来自不同农业系统的有机物料对菜园土壤涉氮功能微生物（AOA、AOB、nirK、nirS、nosZ）群落结构与丰度的影响各异,秸秆与化肥减量配施处理的AOA和AOB群落结构明显不同于其他物料处理;速效养分成为抑制该试验条件下紫色土AOA和AOB群落结构发展的原因;土壤pH、SOC、土壤氮素、水分含量能显着影响nirS-、nirK-和nosZ-型反硝化微生物群落结构。
二、农业生态系统的氮素循环研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、农业生态系统的氮素循环研究进展（论文提纲范文）
（2）长期保护性耕作农田增温潜势、氮平衡及N2O排放的微生物作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 保护性耕作在我国的发展现状 |
| 1.2.2 保护性耕作对农田土壤温室气体排放研究进展 |
| 1.2.3 农田生态系统土壤氮平衡研究进展 |
| 1.2.4 耕作-土壤协同的微生物响应研究进展 |
| 1.2.5 耕作-土壤-微生物驱动的N_2O排放研究进展 |
| 1.3 研究中亟待解决的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 长期保护性耕作对农田土壤温室气体排放及全球增温潜势的影响 |
| 1.4.2 长期保护性耕作对农田土壤氮流向及农田生态系统氮平衡分析 |
| 1.4.3 长期保护性耕作对农田土壤N_2O排放的微生物作用研究 |
| 1.5 研究方法和技术路线 |
| 第二章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验地概况 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.3 作物管理 |
| 2.4 测定指标与方法 |
| 2.4.1 土壤样品的采集 |
| 2.4.2 土壤理化性质测定 |
| 2.4.3 土壤温室气体(N_2O、CO_2和CH_4)排放测定 |
| 2.4.4 土壤氮素流向测定及表观平衡分析 |
| 2.4.5 土壤微生物群落测定 |
| 2.4.6 数据处理与分析 |
| 第三章 长期保护性耕作对农田温室气体排放的影响 |
| 3.1 结果与分析 |
| 3.1.1 长期保护性耕作对农田土壤N_2O排放的影响 |
| 3.1.2 长期保护性耕作对农田土壤CO_2排放的影响 |
| 3.1.3 长期保护性耕作对农田土壤CH_4吸收的影响 |
| 3.1.4 长期保护性耕作对农田土壤有机碳储量及固定速率的影响 |
| 3.1.5 长期保护性耕作对农田产量、全球增温潜势、净综合温室效应及排放强度的影响 |
| 3.2 讨论 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 长期保护性耕作下土壤氮流向及农田生态系统氮平衡分析 |
| 4.1 结果与分析 |
| 4.1.1 长期保护性耕作对农田作物生产力和作物氮素吸收的影响 |
| 4.1.2 长期保护性耕作对农田土壤气态氮损失的影响 |
| 4.1.3 长期保护性耕作对农田土壤硝酸盐淋溶的影响 |
| 4.1.4 长期保护性耕作对农田土层全氮累积量的影响 |
| 4.1.5 长期保护性耕作对农田土壤氮平衡的影响 |
| 4.2 讨论 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 长期保护性耕作下N_2O排放与土壤氨氧化和反硝化功能微生物丰度的关系 |
| 5.1 结果与分析 |
| 5.1.1 长期保护性耕作对农田土壤无机氮和pH的影响 |
| 5.1.2 长期保护性耕作对农田土壤氧化亚氮排放的影响 |
| 5.1.3 长期保护性耕作对农田土壤氮功能基因丰度的影响 |
| 5.1.4 长期保护性耕作对农田土壤氮功能基因动态的影响 |
| 5.1.5 长期保护性耕作对农田土壤氮功能基因与N_2O排放的相关性分析 |
| 5.2 讨论 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 长期保护性耕作土壤反硝化微生物群落组装过程和共发生网络对N_2O排放的作用机制 |
| 6.1 结果与分析 |
| 6.1.1 耕作强度对农田土壤N_2O排放和反硝化潜力的影响 |
| 6.1.2 反硝化微生物群落结构和多样性对不同耕作强度的响应 |
| 6.1.3 反硝化微生物群落共发生网络对不同耕作强度的响应 |
| 6.1.4 反硝化微生物群落组装过程对不同耕作强度的响应 |
| 6.1.5 反硝化微生物群落组装过程和群落组成对N_2O排放的影响 |
| 6.2 讨论 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 长期保护性耕作下N_2O排放与微生物介导的土壤氮循环作用过程的关系 |
| 7.1 结果与分析 |
| 7.1.1 长期保护性耕作对农田土壤原位N_2O排放的影响 |
| 7.1.2 长期保护性耕作对农田土壤nos ZI和 nos ZII丰度的影响 |
| 7.1.3 长期保护性耕作对农田土壤细菌群落结构组成和多样性的影响 |
| 7.1.4 宏基因组分析长期保护性耕作下农田土壤微生物的分类和功能 |
| 7.1.5 长期免耕和翻耕对土壤氮循环基因与氮循环微生物物种丰度的影响 |
| 7.1.6 微生物介导土壤氮循环途径对N_2O产生和还原的直接和间接影响 |
| 7.2 讨论 |
| 7.3 小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（3）稻田垄作免耕提高土壤氮素肥力的作用机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题依据 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 稻田垄作免耕 |
| 1.2.2 土壤肥力演变 |
| 1.2.3 土壤质量评价 |
| 1.2.4 稻田土壤中的氮素循环 |
| 1.2.5 稻田土壤氮肥利用率 |
| 1.3 研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 实验方案和方法 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 垄作免耕下稻田土壤肥力与作物生产力变化关系 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 采样地描述与地理信息 |
| 2.2.2 土壤样品分析测定 |
| 2.2.3 水稻产量分析测定 |
| 2.2.4 土壤肥力综合评价方法及计算 |
| 2.2.5 数据处理 |
| 2.2.6 统计分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 长期不同耕作措施下水稻产量与土壤养分的关系 |
| 2.3.2 不同耕作措施下稻田土壤肥力综合评价 |
| 2.3.3 不同耕作措施下水稻产量对土壤肥力综合指数的响应 |
| 2.4 讨论 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 不同耕作下稻田土壤肥力时空演变特征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 采样地描述与地理信息 |
| 3.2.2 土样采集及处理 |
| 3.2.3 土壤样品化学分析 |
| 3.2.4 历史数据收集 |
| 3.2.5 数据处理及统计分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 不同耕作措施下稻田土壤养分年际变化特征 |
| 3.3.2 不同耕作措施下稻田土壤养分季节变化特征 |
| 3.3.3 不同耕作措施下稻田土壤养分空间变化特征 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 垄作免耕下稻田氮肥利用率研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 采样地描述与地理信息 |
| 4.2.2 实验设计与样品采集处理 |
| 4.2.3 NH_3采集和测定 |
| 4.2.4 N_2O气体采集和测定 |
| 4.2.5 氮气的测定 |
| 4.2.6 数据计算及统计分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 氮肥利用率及植物生物量指标分析 |
| 4.3.2 氮素土壤残留和氮素随水损失 |
| 4.3.3 氮素气体损失 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 垄作免耕对水稻土反硝化和和厌氧氨氧化作用的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 采样地描述与地理信息 |
| 5.2.2 土样采集与处理 |
| 5.2.3 土壤化学性质分析 |
| 5.2.4 ~(15)N同位素标记法测定反硝化速率和厌氧氨氧化速率 |
| 5.2.5 土壤DNA和 RNA提取及定量PCR |
| 5.2.6 测序及系统发育分析 |
| 5.2.7 统计分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 耕作措施对土壤化学性质的影响 |
| 5.3.2 耕作措施对反硝化速率和厌氧氨氧化速率以及对N_2产生量的贡献率的影响 |
| 5.3.3 耕作措施对反硝化微生物和厌氧氨氧化微生物丰度的影响 |
| 5.3.4 耕作对反硝化微生物和厌氧氨氧化微生物功能基因群落结构的影响 |
| 5.3.5 耕作措施下反硝化微生物和厌氧氨氧化微生物的α多样性分析 |
| 5.3.6 稻田土壤中的微生物群落结构与环境因子间的关系 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 厌氧氨氧化作用对N_2产量的贡献 |
| 5.4.2 耕作措施对反硝化微生物丰度和群落结构的影响 |
| 5.4.3 耕作措施对厌氧氨氧化微生物丰度和群落结构的影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 垄作免耕下稻田土壤微生物驱动的氮代谢途径特征 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 采样地描述与地理信息 |
| 6.2.2 土壤样品采集 |
| 6.2.3 土壤性质分析测定 |
| 6.2.4 土壤总DNA提取及宏基因组测序 |
| 6.2.5 数据处理及统计分析 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 宏基因组测序基本数据分析 |
| 6.3.2 氮代谢途径基因的检出频率及功能基因丰度 |
| 6.3.3 氮代谢途径的微生物群落结构组成分析 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究中的创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间研究成果及参与课题 |
（4）秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的意义 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 麦豆轮作种植模式下的秸秆还田和施肥研究 |
| 1.3.2 土壤氮组分含量及影响因素研究 |
| 1.3.3 土壤碳组分含量及影响因素研究 |
| 1.3.4 土壤微生物群落多样性及影响因素研究 |
| 1.3.5 土壤微生物群落多样性与碳氮组分的相互影响关系 |
| 1.3.6 本研究的主要科学问题和研究目标 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 秸秆还田和施肥对土壤氮组分的影响 |
| 1.4.2 秸秆还田和施肥对土壤碳组分的影响 |
| 1.4.3 秸秆还田和施肥对土壤pH值、水分及作物产量的影响 |
| 1.4.4 秸秆还田和施肥对土壤微生物多样性的影响 |
| 1.4.5 土壤碳氮形态及变化对土壤微生物多样性的影响 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 研究方法及试验设计 |
| 2.1 试验地概况 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.3 试验材料 |
| 2.4 测试方法 |
| 2.4.1 土壤全氮的测定 |
| 2.4.2 土壤硝态氮、铵态氮的测定 |
| 2.4.3 土壤有机碳、溶解性总碳、溶解性有机碳、无机碳的测定 |
| 2.4.4 土壤微生物生物量碳、氮,可溶性氮的测定 |
| 2.4.5 麦豆小区产量及氮肥利用效率的测定 |
| 2.4.6 土壤总DNA提取及高通量测序 |
| 2.4.7 土壤水分的测定 |
| 2.5 数据统计及分析方法 |
| 第三章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤氮素动态影响 |
| 3.1 麦豆轮作种植模式下的土壤全氮含量动态变化 |
| 3.1.1 土壤全氮含量 |
| 3.1.2 土壤无机氮含量 |
| 3.1.3 土壤有机氮占比 |
| 3.2 麦豆轮作轮作模式下的土壤铵态氮含量动态变化 |
| 3.2.1 土壤铵态氮含量 |
| 3.2.2 土壤中铵态氮的层化比 |
| 3.2.3 土壤中铵态氮所占全氮比例 |
| 3.3 麦豆轮作种植模式下的土壤硝态氮含量动态变化 |
| 3.3.1 土壤中硝态氮含量 |
| 3.3.2 土壤中硝态氮层化比 |
| 3.3.3 硝态氮所占全氮比例 |
| 3.4 麦豆轮作种植模式下的土壤微生物氮含量动态变化 |
| 3.4.1 土壤中微生物氮含量动态变化 |
| 3.4.2 土壤微生物量氮层化比 |
| 3.4.3 微生物氮占全氮含量比例 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳素动态变化的影响 |
| 4.1 麦豆轮作种植模式下的土壤有机碳含量动态变化 |
| 4.2 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性总碳动态变化 |
| 4.2.1 土壤溶解性总碳含量动态变化 |
| 4.2.2 溶解性总碳占土壤有机碳比例 |
| 4.3 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性有机碳含量动态变化 |
| 4.3.1 溶解性有机碳含量动态变化 |
| 4.3.2 溶解性有机碳占溶解性总碳的比例 |
| 4.3.3 溶解性有机碳占土壤有机碳比例 |
| 4.4 麦豆轮作种植模式下的土壤溶解性无机碳含量动态变化 |
| 4.4.1 土壤无机碳动态变化 |
| 4.4.2 土壤无机碳占溶解性总碳比例 |
| 4.4.3 土壤无机碳占土壤有机碳的比例 |
| 4.4.4 土壤无机碳与溶解性有机碳的比例 |
| 4.5 麦豆轮作种植模式下的土壤微生物量碳含量动态变化 |
| 4.5.1 土壤微生物量碳含量动态变化 |
| 4.5.2 土壤微生物量碳占土壤有机碳的比例 |
| 4.6 不同处理下土壤和微生物碳氮化学计量比 |
| 4.6.1 土壤碳氮比 |
| 4.6.2 土壤微生物碳氮比 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 秸秆还田和施肥对长期麦豆轮作土壤水分、pH值及产量的影响 |
| 5.1 麦豆轮作模式下的土壤水分动态变化 |
| 5.2 麦豆轮作模式下的土壤pH值动态变化 |
| 5.3 秸秆还田和施肥对作物产量的影响 |
| 5.4 作物产量与土壤碳氮元素的相关性分析 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤微生物群落结构的影响 |
| 6.1 麦豆轮作种植模式下的土壤细菌群落结构特征 |
| 6.1.1 各处理对土壤细菌群落多样性指数的影响 |
| 6.1.2 对各分类水平上细菌菌群数的影响 |
| 6.1.3 对细菌群落门水平上多样性的影响 |
| 6.2 麦豆轮作种植模式下的土壤真菌群落结构特征 |
| 6.2.1 各处理对土壤真菌群落多样性指数的影响 |
| 6.2.2 对各分类水平上真菌菌群数的影响 |
| 6.2.3 对土壤真菌群落门水平上多样性的影响 |
| 6.3 土壤细菌、真菌多样性与门水平菌群结构相关性分析 |
| 6.3.1 土壤细菌多样性与门水平菌群群落的相关性 |
| 6.3.2 土壤真菌多样性与门水平菌群群落的相关性 |
| 6.3.3 土壤细菌、真菌门水平菌上群群落的相关性 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 土壤微生物与土壤碳氮组分关系 |
| 7.1 土壤氮素形态及含量对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
| 7.2 土壤碳素形态及含量对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
| 7.3 土壤碳氮元素化学计量比对麦豆轮作土壤微生物多样性的影响 |
| 7.4 麦豆轮作土壤微生物多样性与土壤碳氮养分环境的关系 |
| 7.5 土壤细菌、真菌与土壤碳氮养分的相关性分析 |
| 7.5.1 土壤细菌菌群结构与土壤碳氮养分的相关性分析 |
| 7.5.2 土壤真菌菌群结构与土壤碳氮养分的相关性分析 |
| 7.6 小结 |
| 第八章 讨论、结论与创新点 |
| 8.1 讨论 |
| 8.1.1 秸秆还田和施肥措施对土壤各形态氮含量及影响因素分析 |
| 8.1.2 秸秆还田和施肥措施对土壤各形态碳素含量及影响因素分析 |
| 8.1.3 秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤微生物群落多样性的影响 |
| 8.1.4 土壤碳氮组分对细菌、真菌门分类水平菌群结构的影响 |
| 8.2 结论 |
| 8.2.1 秸秆还田和施肥措施提升了麦豆轮作下土壤氮素含量 |
| 8.2.2 秸秆还田和施肥措施提升了麦豆轮作下土壤碳素含量 |
| 8.2.3 秸秆还田和施肥措施影响了土壤微生物菌群结构 |
| 8.2.4 土壤微生物多样性对土壤氮素、碳素变化趋势的响应 |
| 8.3 创新性 |
| 8.4 本研究不足及下一步展望 |
| 8.4.1 研究不足 |
| 8.4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）钾肥对土壤氮素转化过程及其微生物群落影响的机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 土壤氮素平衡 |
| 1.1.1 土壤氮素的输入 |
| 1.1.2 土壤氮素的输出 |
| 1.2 土壤氮素转化 |
| 1.2.1 土壤氮素转化关键过程 |
| 1.2.2 土壤氮素转化关键过程的影响因素 |
| 1.3 钾对生态系统氮素转化的调控 |
| 1.3.1 植物氮代谢过程 |
| 1.3.2 植物根际微域过程 |
| 1.3.3 土壤酶活性 |
| 1.4 选题的背景及意义 |
| 第二章 材料与方法 |
| 2.1 实验设计 |
| 2.2 供试土壤 |
| 2.3 样品采集 |
| 2.4 指标测定 |
| 2.4.1 净矿化速率 |
| 2.4.2 固氮作用强度的测定—土壤培养测全氮法 |
| 2.4.3 氨化作用强度的测定—土壤培养法 |
| 2.4.4 硝化作用强度的测定—培养基接种土壤悬液法 |
| 2.4.5 反硝化作用强度的测定—硝酸盐消失法 |
| 2.4.6 氨的捕获和测定—通气法 |
| 2.4.7 N2O化合物的收集—静态箱法 |
| 2.4.8 土壤微生物宏基因组De novo测序 |
| 2.5 数据处理 |
| 第三章 钾肥对土壤氮素转化及收支平衡的影响 |
| 3.1 土壤理化性质 |
| 3.2 钾肥对土壤无机氮含量及转化速率的影响 |
| 3.2.1 土壤无机氮含量变化 |
| 3.2.2 土壤氮素转化速率 |
| 3.3 钾肥对土壤植物生长及氮吸收利用的影响 |
| 3.4 钾肥对土壤气态氮损失的影响 |
| 3.4.1 NH_3挥发 |
| 3.4.2 N_2O排放 |
| 3.5 钾肥对土壤氮淋溶的影响 |
| 3.6 钾肥对土壤氮收支平衡的影响 |
| 3.7 讨论 |
| 3.7.1 钾肥对土壤氮素含量和转化速率的影响 |
| 3.7.2 钾肥对植株生长的影响 |
| 3.7.3 钾肥对土壤NH3的影响 |
| 3.7.4 钾肥对土壤N2O的影响 |
| 3.7.5 钾肥对土壤氮淋溶的影响 |
| 3.7.6 钾肥对土壤氮收支平衡的影响 |
| 3.8 小结 |
| 第四章 钾肥对土壤氮转化相关微生物的影响 |
| 4.1 钾肥对土壤氮素转化作用强度的影响 |
| 4.2 土壤硝化微生物群落 |
| 4.3 土壤反硝化微生物群落 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 钾肥对土壤硝化作用微生物的影响 |
| 4.4.2 钾肥对土壤反硝化作用微生物的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）河北农牧系统氮素流动特征及其优化途径研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 农牧系统全链条氮素流动特征 |
| 1.2.2 奶牛养殖场氮素流动特征 |
| 1.2.3 粪尿处理过程氮素迁移转化 |
| 1.2.4 农田系统氮素利用与平衡 |
| 1.2.5 区域农牧系统氮素优化途径 |
| 1.3 研究思路、内容及技术路线 |
| 1.3.1 问题的提出 |
| 1.3.2 研究思路 |
| 1.3.3 研究内容 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 2 养殖规模和日粮蛋白水平对奶牛场氮素流动特征的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 河北省奶牛养殖场跟踪监测 |
| 2.2.2 奶牛不同日粮蛋白质水平饲养试验 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 不同养殖规模对奶牛场氮素流动特征的影响 |
| 2.3.2 不同日粮蛋白水平对泌乳牛氮素流动特征的影响 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 奶牛饲养方式的变化对奶牛生产的影响 |
| 2.4.2 不同饲养规模对氮素利用效率的影响 |
| 2.4.3 不同饲养规模对氮素平衡的影响 |
| 2.4.4 不同日粮蛋白水平对泌乳牛产奶量、氮素利用效率和氮平衡的影响 |
| 2.5 小结 |
| 3 不同堆肥方式对堆肥过程中氮碳动态变化特征及平衡的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验设计 |
| 3.2.2 样品采集及测定 |
| 3.2.3 计算方法及公式 |
| 3.2.4 统计分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 堆肥过程中温度和p H的变化 |
| 3.3.2 含氮组分的动态变化特征及氮平衡 |
| 3.3.3 甲烷和二氧化碳排放速率变化及含碳组分的碳平衡 |
| 3.3.4 堆肥腐熟度的变化 |
| 3.3.5 基于环境指标、肥料指标和毒性指标的综合评价 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 温度和pH的变化 |
| 3.4.2 堆肥过程中氮素的动态变化特征及平衡 |
| 3.4.3 堆肥过程中碳素的动态变化特征及平衡 |
| 3.4.4 堆肥腐熟度的变化 |
| 3.5 小结 |
| 4 有机无机配施对冬小麦-夏玉米轮作体系氮素流动的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 研究区域概况 |
| 4.2.2 试验方案 |
| 4.2.3 样品的采集及测定 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 有机无机配施对冬小麦-夏玉米轮作体系产量的影响 |
| 4.3.2 有机无机配施对冬小麦-夏玉米轮作体系氮素利用效率的影响 |
| 4.3.3 有机无机配施对冬小麦-夏玉米轮作体系氨挥发的影响 |
| 4.3.4 有机无机配施对冬小麦-夏玉米轮作体系氮素平衡的影响 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 有机无机配施对冬小麦-夏玉米轮作体系作物产量和氮利用率的影响 |
| 4.4.2 有机无机配施对冬小麦-夏玉米轮作体系氨挥发的影响 |
| 4.4.3 有机无机配施对冬小麦-夏玉米轮作体系氮素平衡的影响 |
| 4.5 小结 |
| 5 河北省农牧体系氮素流动特征及其环境效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 研究区域 |
| 5.2.2 研究体系界定 |
| 5.2.3 养分流动项的计算和数据获取方法 |
| 5.2.4 评价指标 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 农田子系统不同年代氮素输入和输出核算 |
| 5.3.2 农田子系统不同区域氮素输入和输出核算 |
| 5.3.3 畜牧子系统不同年代氮素输入和输出核算 |
| 5.3.4 畜牧子系统不同区域氮素输入和输出核算 |
| 5.3.5 农牧体系不同年代氮素利用和去向的变化 |
| 5.3.6 河北省农牧体系氮素利用和循环状况 |
| 5.4 讨论 |
| 5.4.1 河北省农田系统氮养分流动特征 |
| 5.4.2 河北省畜牧系统氮养分流动特征 |
| 5.4.3 农牧体系氮素流动特征 |
| 5.4.4 农牧体系生产过程中的环境影响 |
| 5.4.5 农牧体系氮素高效利用优化途径 |
| 5.5 小结 |
| 6 不同优化管理策略对农牧系统全链条氮素流动特征的影响—情景分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.3 结果与分析 |
| 6.3.1 优化奶牛养殖系统养殖规模对农牧体系氮素流动特征的影响 |
| 6.3.2 优化饲料蛋白投入对农牧体系氮素流动特征的影响 |
| 6.3.3 优化粪尿管理方式对农牧体系氮素流动特征的影响 |
| 6.3.4 有机肥还田对农牧体系氮素流动特征的影响 |
| 6.3.5 全链条优化后对农牧体系氮素流动特征的影响 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 小结 |
| 7 综合讨论 |
| 7.1 农牧系统全链条氮素流动特征及优化途径 |
| 7.2 小尺度到大尺度的氮素流动特征与优化管理 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 本研究创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 博士在读期间发表学术论文情况 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（7）我国北方典型农田土壤氮动态对施肥的响应及模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 土壤全氮和碱解氮对施肥和气候的响应 |
| 1.2 施肥对微生物量氮含量的影响 |
| 1.3 施肥对作物吸氮量和氮肥利用率的影响 |
| 1.4 土壤全氮及氮平衡模拟研究进展 |
| 1.5 研究切入点 |
| 第二章 研究内容和研究方法 |
| 2.1 研究内容 |
| 2.2 研究目标 |
| 2.3 技术路线 |
| 2.4 材料与方法 |
| 2.4.1 长期定位试验点概述 |
| 2.4.2 试验设计 |
| 2.4.3 长期试验数据的统计分析 |
| 2.4.4 整合分析方法 |
| 2.4.5 SPACSYS模型模拟方法 |
| 第三章 我国北方典型农田土壤全氮含量对长期施肥的响应特征 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验点概况 |
| 3.1.2 试验设计 |
| 3.1.3 样品采集与分析 |
| 3.1.4 土壤氮固持效率的计算 |
| 3.1.5 统计分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 土壤全氮含量对长期不同施肥的动态响应特征 |
| 3.2.2 土壤全氮含量对长期施肥动态响应的区域差异 |
| 3.2.3 长期不同施肥下土壤全氮含量差异 |
| 3.2.4 长期施肥下土壤全氮含量区域差异 |
| 3.2.5 长期不同施肥下土壤氮固持效率差异 |
| 3.3 讨论 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 我国北方典型农田土壤碱解氮含量对长期施肥的响应特征 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验点概况 |
| 4.1.2 试验设计 |
| 4.1.3 样品采集与分析 |
| 4.1.4 统计分析 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 土壤碱解氮含量对长期不同施肥的动态响应特征 |
| 4.2.2 土壤碱解氮含量对长期施肥动态响应的区域差异 |
| 4.2.3 长期不同施肥下土壤碱解氮含量差异 |
| 4.2.4 长期施肥下土壤碱解氮含量区域差异 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 我国北方农田土壤微生物量氮含量对施肥的响应特征 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 数据来源 |
| 5.1.2 研究方法 |
| 5.1.3 数据分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 我国北方农田不同施肥下SMBN含量 |
| 5.2.2 不同条件下施用有机肥对SMBN含量的影响 |
| 5.2.3 不同施肥下土壤微生物量氮含量与土壤全氮含量之间的关系 |
| 5.2.4 施用有机肥相比施用化肥对SMBN的响应比与有机肥氮投入量的关系 |
| 5.3 讨论 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 长期施肥对我国北方典型农田作物氮吸收和氮肥表观利用率的影响 |
| 6.1 材料与方法 |
| 6.1.1 试验点概况 |
| 6.1.2 试验设计 |
| 6.1.3 样品采集与分析 |
| 6.1.4 氮肥利用率的选择与计算 |
| 6.1.5 统计分析 |
| 6.2 结果与分析 |
| 6.2.1 作物氮吸收对长期不同施肥的动态响应特征 |
| 6.2.2 作物氮肥表观利用率对长期不同施肥的动态响应特征 |
| 6.2.3 长期不同施肥下作物氮肥表观利用率差异 |
| 6.3 讨论 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 我国北方典型农田土壤全氮及氮平衡特征预测 |
| 7.1 材料和方法 |
| 7.1.1 试验点概况 |
| 7.1.2 试验设计 |
| 7.1.3 SPACSYS模型输入参数选择 |
| 7.1.4 模型评价指标 |
| 7.1.5 未来气候情景介绍 |
| 7.1.6 统计分析 |
| 7.2 结果与分析 |
| 7.2.1 我国北方典型农田土壤全氮含量的校准与验证 |
| 7.2.2 未来气候变化和不同施肥下我国北方典型农田土壤全氮含量的特征 |
| 7.2.3 未来气候变化和不同施肥下我国北方典型农田土壤氮平衡的特征 |
| 7.3 讨论 |
| 7.3.1 模型模拟效果 |
| 7.3.2 气候变化和施肥对我国北方土壤全氮含量和氮平衡的影响及区域差异 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 全文结论 |
| 8.1 主要结果与结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（8）不同土地利用方式对有机氮组分的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 土壤有机氮组研究的进展 |
| 1.2.2 土壤有机氮组分间的关系 |
| 1.2.3 土壤有机氮组分的影响因素 |
| 1.2.4 农田氮素循环研究 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究目标 |
| 1.5 技术路线图 |
| 2 研究区概况、数据来源和处理 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 地理环境概况 |
| 2.1.2 自然资源概况 |
| 2.1.3 社会经济发展概况 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 野外样品采集 |
| 2.2.2 测定项目与实验方法 |
| 2.2.3 数据统计与分析 |
| 3 表层土壤有机氮组分变化特征 |
| 3.1 土壤相关理化性质分析 |
| 3.2 表层土壤有机氮组分分布特征 |
| 3.2.1 表层土壤有机氮组分含量 |
| 3.2.2 表层土壤有机氮各组分比例 |
| 3.3 小结 |
| 4 有机氮组分剖面变化特征 |
| 4.1 有机氮组分在土壤中剖面的变化 |
| 4.2 有机氮各组分占全氮的比例 |
| 4.3 有机氮组分的分配比例 |
| 4.4 小结 |
| 5 有机氮组分与土壤性质之间的关系 |
| 5.1 单因素影响分析 |
| 5.1.1 酸碱度 |
| 5.1.2 含水量 |
| 5.1.3 有机质 |
| 5.2 土壤有机氮组分与影响因素间的相关关系 |
| 5.3 土壤有机氮组分影响因素分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）常熟市食物链废弃物氮量化及其调控机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 食物链氮素流动现状 |
| 1.2.2 养分管理研究进展 |
| 1.2.3 物质流分析研究进展 |
| 1.2.4 氮足迹研究进展 |
| 1.3 研究来源 |
| 1.4 研究目标 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第2章 研究区域概况与研究方法 |
| 2.1 研究区域概况 |
| 2.1.1 自然地理特征 |
| 2.1.2 社会经济特征 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 样品采集与测定 |
| 2.2.2 食物链氮素流动系统边界 |
| 2.2.3 食物链氮素流动计算方法 |
| 2.2.4 食物氮代价计算方法 |
| 2.2.5 食物链废弃物氮素计算方法 |
| 2.2.6 食物氮足迹计算方法 |
| 2.3 数据来源 |
| 2.4 数据处理与分析方法 |
| 2.5 研究工作量 |
| 第3章 食物链系统氮素通量与废弃物氮量化 |
| 3.1 常熟市食物-生产系统氮素通量 |
| 3.1.1 农田生产子系统 |
| 3.1.2 畜禽养殖子系统 |
| 3.1.3 家庭消费子系统 |
| 3.2 食物生产消费系统氮素有效利用率 |
| 3.3 常熟市食物氮代价 |
| 3.4 食物链废弃物氮素通量及单位耕地承载量 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 食物氮足迹研究 |
| 4.1 人均食物氮足迹的变化趋势 |
| 4.2 居民膳食结构对食物氮足迹的影响 |
| 4.3 社会经济因素对事物氮足迹的影响 |
| 4.3.1 常熟市城乡居民食物氮足迹与社会经济因子相关性分析 |
| 4.3.2 常熟市城乡居民食物氮足迹与经济发展水平、城市化率关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 食物链氮素排放的环境效应及其影响因素 |
| 5.1 农田生产子系统排放的环境负荷及其影响因素 |
| 5.2 畜禽养殖子系统排放的环境负荷及其影响因素 |
| 5.3 家庭消费子系统排放的环境负荷及其影响因素 |
| 5.4 农田-畜禽-家庭系统氮素环境负荷与水环境污染 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 常熟市食物链氮素流动可持续性评价与调控机制 |
| 6.1 氮素流动可持续性评价 |
| 6.1.1 指标体系的构建 |
| 6.1.2 数据处理及因子权重确定 |
| 6.1.3 评价结果与分析 |
| 6.2 氮素流动调控机制 |
| 6.2.1 提高氮素利用率,减少食物链氮素环境排放 |
| 6.2.2 优化农田种植与食物消费结构,降低资源环境压力 |
| 6.2.3 加快推进农业废弃物资源利用产业化进程,大力发展循环经济 |
| 6.2.4 加强废弃物利用的基础设施建设,鼓励废弃物资源化技术创新 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（10）有机替代对菜园土壤温室气体排放和氮转化的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 土壤中氮转化过程及影响因素 |
| 1.1.1 土壤氮转化过程 |
| 1.1.2 土壤氮转化关键过程的影响因子 |
| 1.2 土壤氮转化过程的研究进展 |
| 1.2.1 土壤氮转化的关键微生物过程 |
| 1.2.2 土壤氮转化的非生物过程 |
| 1.2.3 土壤氮转化过程的调控措施 |
| 1.3 有机物料的研究现状 |
| 1.3.1 有机物料对温室气体排放的影响 |
| 1.3.2 有机物料对土壤养分及团聚体的影响 |
| 1.3.3 有机物料对土壤氮素转化及其相关微生物的影响 |
| 1.4 菜园土壤氮转化研究进展 |
| 1.5 小结 |
| 第2章 绪论 |
| 2.1 选题意义 |
| 2.2 研究目标 |
| 2.3 研究内容 |
| 2.3.1 有机替代对菜园土壤温室气体排放的影响 |
| 2.3.2 有机替代对菜园土壤氮素形态及蔬菜养分利用率的影响 |
| 2.3.3 有机替代对菜园土壤团聚体稳定性及矿质氮分布特征的影响 |
| 2.3.4 有机替代对菜园土壤硝化及反硝化功能微生物的影响 |
| 2.4 技术路线 |
| 2.5 研究方案 |
| 2.5.1 研究区概况及供试材料 |
| 2.5.2 试验设计 |
| 2.5.3 气体采集及测定 |
| 2.5.4 土样、植株样采集及测定 |
| 2.5.5 数据处理及分析 |
| 第3章 秸秆与化肥减量配施对菜园土壤温室气体排放的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结果分析 |
| 3.2.1 菜园土壤N_2O排放特征 |
| 3.2.2 菜园土壤CO_2排放特征 |
| 3.2.3 菜园土壤CH_4排放特征 |
| 3.2.4 菜园土壤N_2O排放系数、温室气体增温潜势及强度 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 秸秆与化肥减量配施对N_2O的影响 |
| 3.3.2 秸秆与化肥减量配施对CO_2的影响 |
| 3.3.3 秸秆与化肥减量配施对CH_4的影响 |
| 3.3.4 秸秆与化肥减量配施对N_2O排放系数及温室气体增温潜势的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 不同有机物料等氮量施用对菜园土壤温室气体排放影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 菜园土壤N_2O排放特征 |
| 4.2.2 菜园土壤CO_2排放特征 |
| 4.2.3 菜园土壤CH_4排放特征 |
| 4.2.4 菜园土壤N_2O排放系数、温室气体增温潜势及强度 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 不同有机物料等氮量施用对N_2O的影响 |
| 4.3.2 不同有机物料等氮量施用对CO_2的影响 |
| 4.3.3 不同有机物料等氮量施用对CH_4的影响 |
| 4.3.4 不同有机物料等氮量施用对N_2O排放系数及温室气体增温潜势的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 有机替代对菜园土壤氮形态及蔬菜养分利用效率的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结果分析 |
| 5.2.1 菜园土壤NH_4~+、NO_3~-、NO_2~-的动态变化特征 |
| 5.2.2 菜园土壤MBN、DON的动态变化特征 |
| 5.2.3 菜园土壤有机碳及养分含量变化特征 |
| 5.2.4 蔬菜氮贮存形态 |
| 5.2.5 蔬菜全氮、全磷和全钾含量 |
| 5.2.6 蔬菜产量和肥料农学利用率 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 有机替代对土壤不同氮素形态的影响 |
| 5.3.2 有机替代对土壤养分的影响 |
| 5.3.3 有机替代对蔬菜氮贮存形态及肥料利用率的影响 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 有机替代下菜园土壤团聚体稳定性及氮的分布特征 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结果分析 |
| 6.2.1 菜园土壤团聚体分布及稳定性 |
| 6.2.2 菜园土壤团聚体中NH_4~+、NO_3~-的含量 |
| 6.2.3 菜园土壤团聚体氮贮量及贡献率 |
| 6.3 讨论 |
| 6.3.1 有机替代对菜园土壤团聚体的影响 |
| 6.3.2 有机替代对菜园土壤团聚体铵态氮和硝态氮的影响 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 有机替代对菜园土壤硝化功能微生物的影响 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 结果分析 |
| 7.2.1 AOA和AOB amoA基因拷贝数 |
| 7.2.2 土壤氨氧化微生物功能基因多样性分析 |
| 7.2.3 土壤氨氧化微生物热度图分析 |
| 7.2.4 AOA和AOB系统发育树 |
| 7.3 AOA和AOB amoA基因氨氧化微生物群落与环境因子的 RDA分析 |
| 7.4 讨论 |
| 7.4.1 有机替代对土壤氨氧化古菌（AOA）的影响 |
| 7.4.2 有机替代对土壤氨氧化细菌（AOB）的影响 |
| 7.5 小结 |
| 第8章 有机替代对菜园土壤反硝化功能微生物的影响 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 结果分析 |
| 8.2.1 nirS, nirK和nosZ基因拷贝数 |
| 8.2.2 反硝化微生物功能基因多样性分析 |
| 8.2.3 nirS, nirK和nosZ基因系统发育树 |
| 8.2.4 nirS, nirK和nosZ-型反硝化微生物群落与环境因子的分析 |
| 8.2.5 nirS-型反硝化微生物高通量测序 |
| 8.3 讨论 |
| 8.3.1 有机替代对土壤nirS-型反硝化功能微生物的影响 |
| 8.3.2 有机替代对土壤nirK-型反硝化功能微生物的影响 |
| 8.3.3 有机替代对土壤nosZ-型反硝化功能微生物的影响 |
| 8.4 小结 |
| 第9章 结论 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 研究不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 发表论文及参与课题 |
四、农业生态系统的氮素循环研究进展（论文参考文献）
- [1]生态网络分析研究进展及其在农业生态系统氮循环中的应用前景[J]. 李晓波,KAZANCI Caner,张婧,范如芹,马倩倩,杜建军. 中国生态农业学报(中英文), 2022
- [2]长期保护性耕作农田增温潜势、氮平衡及N2O排放的微生物作用研究[D]. 王威雁. 西北农林科技大学, 2021
- [3]稻田垄作免耕提高土壤氮素肥力的作用机制研究[D]. 秦川. 西南大学, 2021(01)
- [4]秸秆还田和施肥对麦豆轮作土壤碳氮及微生物群落的影响[D]. 孔德杰. 西北农林科技大学, 2020
- [5]钾肥对土壤氮素转化过程及其微生物群落影响的机制研究[D]. 夏淑洁. 西藏大学, 2020(02)
- [6]河北农牧系统氮素流动特征及其优化途径研究[D]. 佟丙辛. 河北农业大学, 2019(04)
- [7]我国北方典型农田土壤氮动态对施肥的响应及模拟[D]. 孙楠. 中国农业科学院, 2019
- [8]不同土地利用方式对有机氮组分的影响[D]. 李子密. 浙江师范大学, 2019(02)
- [9]常熟市食物链废弃物氮量化及其调控机制[D]. 张雅娟. 南京师范大学, 2019(02)
- [10]有机替代对菜园土壤温室气体排放和氮转化的影响[D]. 黄容. 西南大学, 2019(01)