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土壤回旋共振质谱是一种高分辨率、高灵敏度的质谱分析技术,基于带电粒子在磁场中以回旋运动的频率与外加射频共振时的检测原理。这类质谱仪一般用于检测复杂混合物中的微量有机或无机化合物,能够提供高精度的分子质量和结构信息。在生态土壤研究中,可以在以下几个方面拓宽我们的视野: 1、高灵敏检测土壤中痕量有机物  • 检测土壤有机质组分如氨基糖、木质素衍生物、脂类等; • 能区分同分异构体,有助于理解有机碳转化路径; • 可研究腐殖质演化和稳定机制。 2. 剖析微生物代谢产物与土壤代谢指纹  • 识别微生物代谢过程中生成的标志性代谢物; • 结合同位素示踪,能用于土壤微生物C/N代谢流的定量追踪; • 有助于研究微生物驱动的碳氮循环机制。 3. 辅助土壤碳库稳定性研究  • 通过精细分子分辨率识别稳定/易变组分; • 判断某些特定有机物的生物可利用性与持久性; • 有助于理解土地利用/管理对碳库稳定的影响。 4. 环境污染物检测  • 检测痕量有机污染物(如农药、PAHs、抗生素残留等); • 在污染溯源与降解路径解析中发挥重要作用; • 与多种污染物的形态分析结合,进行风险评估。 5、在...
发布时间: 2025 - 04 - 30
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发布时间: 2022 - 07 - 07
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文献解读原名:Network analysis and subsequent culturing reveal keystone taxa involved in microbial litter decomposition dynamics译名:网络分析和后续培养揭示了参与微生物凋落物分解动力学的关键类群期刊:Soil Biology and BiochemistryIF:8.5发表时间:2021.6通讯作者:徐阳春主要单位:南京农业大学资源与环境科学学院一、研究背景土壤中植物凋落物的分解由定殖在凋落物残体上的细菌和真菌等微生物驱动,因此,细菌和真菌群落的相互作用可以揭示木质素的分解机制。以往的研究主要是在微生境、异地条件或单一土壤生态系统中研究凋落物分解的微生物群落。而本研究通过为期12周的室内凋落物(秸秆)分解实验,探讨三种不同利用类型(林地、农田和弃耕地)的土壤中凋落物分解与酶活性和微生物群落变化的关系。本研究发现:(1)三类土壤中林地凋落物的分解程度最高;(2)然后,我们用多种方法证明了这是由微生物群落决定的,林地土壤微生物群落具有更高活性的木质素分解酶,更高的微生物多样性,以及不复杂但更专门化的网络。细菌中的Chryseobacterium(金黄杆菌属)和真菌中的Fusarium(镰刀菌属)、Aspergillus(曲霉菌属)、Penicillium(青霉菌属)是三类土壤微生物网络中的关键类群;(3)我们随后开展了分离培养实验,进一步证实了这些关键类群具有高的凋落物分解能力和酶活性。本研究首次验证了微生物关键类群在凋落物分解中的作用,网络分析与培养实验的结合被证明是筛选微生物关键类群的可选模式。总体而言,我们的结果说明,土地利用类型通过土壤微生物群落的组成和网络结构进而影响凋落物的分解。我们的研究还揭示了特定的关键微生物类群参与了凋落物的分解,未来或许可以利用这些关键类群来调控土壤生态系统中木质素的分解。二、研究结果1. 凋落物分解及其质量的变化随着时间的推移,土地利用类型对凋落物分解有明显影响,在第2周和第12周,林地的凋落物分解率最高,而弃耕地的凋落物分解率最低。在第12周后,林地、农田和弃耕地凋落物的分解率分别达到63.42%、53.75%和50.38%(图1-a)。林地凋落物分解常数显着高于耕地和弃耕地。土地利用类型和时间对凋落物分解都有显著影响。不同土地利用类型的凋落物组成也有显著变化(图1 b-d)。土地利用类型和时间都会影响凋落物质量的变化。图1. 林地、农田和弃耕地凋落物分解及质量变化2. 酶活性的变化不同土地利用类型的纤维二糖水解酶...
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发布时间: 2022 - 06 - 24
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文献解读:原名:Carbon allocation to root exudates is maintained in mature temperate tree species under drought译名:干旱条件下,成熟温带树种根系分泌物的碳分配保持不变期刊:New PhytologistIF:10.152发表时间:2022.5第一作者:Melanie Brunn摘要已有研究证明根系分泌碳输入在干旱条件下增加,并促进一系列重要的生态系统功能。然而,干旱胁迫下树木根系分泌物输入量与树木总碳收支之间的关系,即在全株水平上,有多少净同化碳分配给了根系分泌物目前尚不清楚。我们通过收集干旱处理下的成熟山毛榉(Fagus sylvatica)和云杉(Picea abies)的根系分泌物,并结合单位表面积叶片、茎和细根的碳通量计算了初夏期间分配给根系分泌物占每日碳同化量的比例。结果表明,单位根段的根系分泌物输入量随着土壤含水量的下降而呈指数级升高,且在萎蔫点最高。尽管干旱处理下树木碳同化量下降了约50%,全株根系水平上的根系分泌物输入量较对照处理保持不变,从而导致干旱处理下根系分泌物碳输入量所占净碳同化的比例增加了2-3倍。干旱处理下,云杉有2/3的根系分泌物碳释放至表层土壤中,而山毛榉则只占1/3。综上,干旱处理下,树木全株根系水平的根系分泌物输入量较对照处理保持不变,这表明干旱条件下树木对地下的C投资可能有利于维持生态系统的恢复力。研究背景近年的研究结果表明根际过程调控生态系统碳动态的重要性以及对干旱响应的敏感性。在根际区,植物主要通过根系分泌物与环境相互作用。以往研究表明根系分泌物在缓解植物环境胁迫(如干旱)中发挥重要的作用。但干旱引起的根系分泌物输入量变化与全株植物碳收支之间的关系尚不清楚。尽管有研究表明干旱条件下,植物会改变地下碳分配策略以提高根系分泌物输入速率。但大多研究仅用单个根段的分泌物输入速率代表全株的根系分泌物输入策略,并未考虑干旱条件下植物生长、分布以及寿命的改变对全株植物根系分泌物输入的影响。除此之外,由于土壤含水量在垂直剖面上也具有较大的变化,所以还需要将不同土层根系的分泌物输入量统筹考虑以揭示在干旱条件下全株植物的根系分泌物动态。根系生长和根系分泌物对水分限制的响应可能因物种对水分限制的敏感性不同而存在差异,比如浅根系的云杉可能比深根系的山毛榉更易受到水分限制的影响。本研究中,我们在成熟温带森林中进行了为期5年的降雨排除试验,以测试干旱条件下,树木光合产物分配给根系分泌物的比例是否增加。同时测定了不同土层根系分泌物输入量以探究全株水平根系分...
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发布时间: 2022 - 06 - 21
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一、试剂所有试剂除注明者外,均为分析纯。实验用水均为蒸馏水或去离子水。(1)甲苯(2)1%羧甲基纤维素溶液:1g 羧甲基纤维素钠,用50%的乙醇溶至100ml。(3)pH5.5醋酸盐缓冲液:0.2mol/L 醋酸溶液 11.55ml 95% 冰醋酸溶至1L;0.2mol/L 醋酸钠溶液 16.4g C2H3O2Na或27.22g C2H3O2Na·3H2O溶至1L;取11ml 0.2mol/L 醋酸溶液和88ml 0.2mol/L 醋酸钠溶液混匀即成PH 5.5醋酸盐缓冲液。(4)3,5-二硝基水杨酸溶液:称1.25g二硝基水杨酸,溶于50ml 2mol/L NaOH和125ml水中,再加75g酒石酸钾钠,用水稀释至250ml(保存期不过7天)。(5)葡萄糖标准液(1mg/mL)预先将分析纯葡萄糖置80℃烘箱内约12小时。准确称取50mg葡萄糖于烧杯中,用蒸馏水溶解后,移至50mL容量瓶中,定容,摇匀(冰箱中4℃保存期约一星期)。若该溶液发生混浊和出现絮状物现象,则应弃之,重新配制。二、仪器分析天平(0.0001 g)、50ml试管、恒温箱、水浴锅(HH-4)、吸管(10 ml)、三角瓶(50 ml)、小漏斗、量筒(100 ml)、角匙、试管夹、吸耳球、试剂瓶(500ml)、记号笔等。三、葡萄糖标准曲线分别吸1mg/mL的标准葡糖糖溶液0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8mL于试管中,再补加蒸馏水至1mL,加DNS溶液3ml混匀,于沸腾水浴中加热5min,取出立即泠水浴中冷却至室温,以空白管调零在波长540nm处比色,以OD值为纵坐标,以葡萄糖浓度为横坐标绘制标准曲线。四、实验步骤称10g土壤置于50ml三角瓶中,加入1.5ml甲苯,摇匀后放置15min,再加5ml 1%羧甲基纤维素溶液和5ml pH5.5醋酸盐缓冲液,将三角瓶放在37℃恒温箱中培养72h。培养结束后,过滤并取1ml滤液,然后按绘制标准曲线显色法比色测定。(为了消除土壤中原有的蔗糖、葡萄糖而引起的误差,每一土样需做无基质对照,整个试验需做无土壤对照;如果样品吸光值超过标曲的最大值,则应该增加分取倍数或减少培养的土样。)五、结果计算纤维素酶活性以72h,10g干土生成葡萄糖毫克数表示。其中:a样品、a无土、a无机质分别表示其由标准曲线求的葡萄糖毫克数;n为分取倍数;m表示烘干土重。
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发布时间: 2022 - 06 - 15
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脱氢酶是一类氧化还原酶,它的作用是催化氢从被氧化的物体(基质AH)中转移到另一个物体(受氢体B)上:AH+B⇄A+BH已知受氢体可以接受脱氢酶脱出的氢原子,根据接受氢原子的量可以判断脱氢酶的活性。无色的氯化三苯基四氮唑(TTC,俗称红四唑)接受氢后变成红色的三苯基甲瓒(TF),根据产生红色的色度进行比色定量分析,就可以判断脱氢酶的活性。一、主要仪器和试剂分光光度计(UV-1800PC,上海美普达仪器有限公司)电子分析天平(JJ124BC,常州市双杰测试仪器厂)离心机(KH20A,湖南凯达科学仪器有限公司)水浴锅(HH-6孔,祥达仪器)0.36%Na2SO3 溶液:称取0.3657g亚硫酸钠溶于100ml蒸馏水中;0.05M Tris-HCl缓冲液(PH=7.6):称取三羟甲基氨基甲烷,加1.0MHCl 20毫升,蒸馏水定容至1L;0.4%TTC(氯化三苯基四氮唑):称取0.4克TTC溶于100毫升蒸馏水中,每周新配;Na2S2O4,甲醛,丙酮(分析纯)二、操作步骤1. 标准曲线的绘制(1)按下表配置系列浓度的TTC标准溶液。(2)显色用药匙向每只比色管中各加入少许连二亚硫酸钠(Na2S2O4),混匀,使TTC全部还原为红色的TF。用1~5ml移液枪向各管滴加1ml甲醛终止反应,摇匀后再加入2ml丙酮震荡摇匀,37℃水浴10min。(3)测定吸光度,绘制标准曲线。在485nm波长下测定各管溶液的吸光度A,并以A为纵坐标,TTC浓度为横坐标,绘制出TTC标准曲线。2.壤脱氢酶活性的测定(1)培养并显色首先,按下表向四支离心管中分别加入以下物质然后将以上四支离心管避光,37℃保温培养24h。(2)培养结束后,用1~5ml可调试移液枪向各管分别加入1ml甲醛终止反应;再分别加入2ml丙酮震荡并于37℃下水浴保温10min。(3)离心;将各离心管置于离心机中,4000r/min离心5min。(4)测吸光度;取上清液在485nm波长下测定吸光度A,在标准曲线上查出相应的TTC浓度。3.土壤脱氢酶活性的计算脱氢酶活性(ug/g土/24h)=A×B×C式中:A为标准曲线中查的TTC浓度(μg/ml);B为培养时间的校正值(h);C为比色时的稀释倍数.
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发布时间: 2022 - 06 - 07
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文献解读原名:Plant phosphorus demand stimulates rhizosphere phosphorus transition by root exudates and mycorrhizal fungi under different grazing intensities译名:不同放牧强度下植物磷需求通过根系分泌物和菌根真菌刺激根际磷转移作者:Liangyuan Song,et al.期刊:Geoderma影响因子/分区:6.173/1区发表时间:2022.05.301关键词● 放牧强度;补偿生长;根际;磷组分;根系分泌物;菌根真菌。2研究主题和背景●(1)背景:畜牧业生产导致的土壤侵蚀和磷(P)去除导致草原中磷的严重消耗。因此,了解植物如何应对这种磷限制条件以及不同放牧强度下土壤中哪些磷转变过程对于更好地科学管理放牧草地至关重要。●(2)主题:本研究进行了一项田间试验,测试了不同放牧强度(轻、中、重)和控制(不放牧)对中国内蒙古典型温带草原地区磷相关动态的影响。3科学问题或科学假说●(1)科学问题:放牧如何影响该地区土壤中磷的转化?其驱动因素是什么?●(2)科学假说:a.放牧强度越大,植物磷含量越低,初级生长力越低;b.LMWOAs和微生物(尤其是菌根真菌)共同促进了根际其它磷组分中不稳定磷的释放,从而缓解了随之而来的磷缺乏。4材料与方法●(1)本研究在内蒙古锡林浩特市中国农业科学院草地生态系统研究所(北纬44°15′,东经116°42′)进行。年平均0.7°C 的气温,年平均降水量为 300-360 mm。2014年6月开始大田放牧试验,设置4个处理,包括不放牧(对照)和3个放牧强度:(1)轻度放牧处理,每小区4只羊(T4);(2)中等放牧处理,每小区8只羊(T8);(3)重放牧处理,每小区12只羊(T12)。对照、T4、T8和T12处理下的放牧强度分别为每公顷0、0.75、1.50和2.25只羊单位。每个放牧强度随机分配到 1.33 公顷地块,总共 4 个处理 × 3 个重复 = 12 个地块;每个地块都被栅栏隔开。在每年的 6 月 10 日至 9 月 20 日的生长季节,羊被允许在这些地块上吃草。●(2)年初级生产力(APP)与群落组成:●(3)土壤、植物和草食动物排泄物进行取样2019年8月中旬,在植物生物量达到峰值时,采集羊草根际和非根际土壤、叶片和根部分以及绵羊粪便。在每个地块中,我们随机选择10种健康且具有代表性的羊草植物,从中收集根际土壤...
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