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亚热带稻田土壤碳氮循环的关键微生物过程与固碳减排机理研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2014
  • 中图分类:
    S154.3
  • 关键词:
  • 成果简介:
    水稻土是中国亚热带地区的主要耕作土壤,总面积达2500万公顷,该地区是中国大宗农产品生产的主要基地之一。长期以来,水稻土研究是中国土壤学的特色,也一直是反映中国土壤学国际地位的重要标志。土壤有机质是农田肥力的基础,而随着全球气候变化的不断加剧,农田温室气体排放列入国家温室气体排放清单,且农田固碳可作为替代减排机制,因此农田土壤固碳和减排不仅是国家研究热点,而且是中国实现温室气体减排国家目标的重大举措。该项目围绕稻田持续生产力、增强稻田固碳减排等重大科学需求,系统运用同位素示踪和分子生物学技术等新技术、新方法,对稻田土壤碳氮循环关键微生物过程机理开展深入研究,取得了以下重要科学发现:发现亚热带稻田土壤具备长期持续固碳能力,量化了稻田土壤近30年的固碳强度, 并系统阐明了稻田土壤固碳的关键内在机制。率先发现稻田土壤微生物具备光合固碳(同化大气C0<,2>)功能,系统阐明了土壤微生物光合固碳机理及其对稻田土壤固碳作用的贡献。发现稻田土壤N<,2>O排放的关键机制及其微生物驱动机理。发现稻田落干过程形成好氧与厌氧的交错土层,引起硝化/反硝化过程的耦合使N<,2>O 排放短期疾升的现象,并揭示了反硝化过程功能微生物种群(硝酸还原酶基因群)对稻田落干、施用化肥和稻草还田等农艺措施的响应,从理论上明确了通过缩短稻田落干期减少N20排放的微生物机制。该项目为提高稻田土壤肥力与确立运用农田土壤固碳减排措施作为中国履行温室气体减排国际承诺的关键措施提供了强有力的科技支撑。项目所取得的科学发现均被所属领域的权威期刊发表,并获得众多反响。10篇代表性论文中SCI收录论文的累计影响因子达到26.5,论文平均他引17.3次/篇。项目培养了50多名稻田碳氮过程研究与应用的杰出人才。中国土壤学会和中国科学院院士赵其国研究员的评述均认为该项目的研究总体达到国际先进水平,中国土壤学会的评述还认为土壤微生物的光合固碳作用研究达到国际领先水平。
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