沈菊培
- 作品数：27 被引量：467H指数：13
- 供职机构：中国科学院生态环境研究中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院知识创新工程更多>>
- 相关领域：农业科学生物学环境科学与工程更多>>
- 双氰胺在农业生态系统中的应用效果及其影响因素被引量：27
- 2014年
- 农业生态系统中较低的氮肥利用率造成了一定的经济损失和环境污染.双氰胺(DCD)是一种高效并且专性抑制土壤硝化活性的化合物,可以通过抑制土壤氨氧化微生物的丰度和活性来显著减少土壤中硝态氮的淋失及温室气体N2O的排放,而对其他土壤微生物没有显著影响.影响DCD应用效果的主要因素包括土壤温度、pH值、质地、有机质含量及水分含量等.近些年随着分子生物学技术在农业生态系统中的应用,微生物介导的DCD硝化抑制机理取得了一系列重要研究成果.本文主要对DCD的酶学作用机理、应用效果及其影响因素等方面进行综述,并对今后的研究方向作一展望.
- 戴宇贺纪正沈菊培
- 关键词：硝化抑制剂氮肥利用率
- 珠穆朗玛峰不同海拔梯度上土壤细菌和真菌群落变化特征被引量：18
- 2018年
- 高寒生态系统是全球变化的敏感区域,揭示高海拔地区尤其是雪线以上土壤微生物群落的演变规律,对于理解全球气候变化对高寒生态系统的影响及其响应机制具有重要意义。以采自青藏高原珠穆朗玛峰北坡低海拔地区和永久雪线以上(海拔4000—6550m)的12份土壤和砂砾样品为研究对象,运用活菌计数法(CFU)和实时定量PCR(real-time PCR)技术对土壤样品的细菌和真菌进行了定量分析,并结合磷脂脂肪酸(PLFA)分析法、变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)和克隆测序方法研究了细菌和真菌群落随海拔梯度变化的演变特征,结果表明:土壤细菌和真菌丰度随海拔增加而降低,与海拔高度呈显著负相关;磷脂脂肪酸分析结果表明不论是细菌、真菌还是总的微生物PLFA含量均随海拔高度增加而下降,革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌的多样性也随海拔增加而降低,且代表革兰氏阳性细菌的PLFA组份在雪线(5350m)以上检测不到,而代表革兰氏阴性细菌和真菌的组份在所有海拔梯度上都有分布,表明革兰氏阳性细菌比阴性细菌和真菌对海拔及海拔相关因子变化更为敏感。DGGE图谱的UPGMA聚类分析的结果也发现在不同海拔高度样品中细菌群落组成发生明显变化,但真菌群落变化不明显。测序分析结果显示变形菌纲(Proteobacteria)是珠峰不同海拔高度土壤/砂砾样品中的优势菌群,芽单胞菌(Gemmatimonadetes)是高海拔样品中的优势菌群,而放线菌(Actinobacteria)主要分布在低海拔样品中;真菌以子囊菌门(Ascomycota)为主,而丝足虫类(Cercozoa)原生生物是高海拔冰雪覆盖样品所特有的真核生物。
- 张丹丹张丽梅沈菊培沈菊培
- 关键词：海拔真菌多样性PLFA
- 土壤宏基因组学研究方法与进展被引量：45
- 2012年
- 土壤微生物驱动着土壤中的物质循环和养分转化。在土壤学的研究中,长期将土壤作为一个黑箱系统来对待,对其中的生物组成及其参与的生化过程知之甚少。土壤中绝大部分微生物目前尚难以分离培养,因此基于传统的培养方法对于认识土壤微生物群落组成和功能有其局限性。宏基因组学直接从环境样品中提取全部微生物的DNA,或通过测序探究环境中微生物的群落结构和功能(序列驱动),或构建宏基因组文库,筛选新的基因或生物活性物质(功能驱动),克服了传统培养方法的缺陷,极大地丰富了对土壤微生物多样性及其功能的认知。本文在综述土壤宏基因组学研究基本流程的基础上,重点介绍了日益重要的第二代测序平台在土壤宏基因组学研究中的应用及其产生的海量数据的分析处理方法,并简要探讨了宏基因组学在土壤微生物生态学中的应用。最后,作者建议在国家层面上展开相关土壤宏基因组学研究,调查微生物群落及其变化,为生物资源开发、农业生产和环境保护作出应有的贡献。
- 贺纪正袁超磊沈菊培张丽梅
- 关键词：宏基因组学研究方法微生物生态学土壤环境
- 土壤微生物分布格局与硝化作用机理
- 贺纪正朱永官张丽梅郑袁明沈菊培
- 项目属于地球科学领域。土壤微生物是土壤发生与发育的重要推动力，在元素生物地球化学循环中起着引擎作用。开展土壤微生物生态相关研究对开发生物资源、应对全球气候变化、治理环境污染、维持生态服务功能及促进土壤可持续利用等均具有重...
- 关键词：
- 关键词：土壤微生物
- 微生物介导的碳氮循环过程对全球气候变化的响应被引量：51
- 2011年
- 土壤是地球表层最为重要的碳库也是温室气体的源或汇。自工业革命以来,对土壤温室气体的容量、收支平衡和通量等已有较多研究和估算,但对关键过程及其源/汇的研究却十分有限。微生物是土壤碳氮转化的主要驱动者,在生态系统碳氮循环过程中扮演重要的角色,对全球气候变化有着响应的响应、适应及反馈,然而其个体数量,群落结构和多样性如何与气候扰动相互关联、进而怎样影响生态系统过程的问题仍有待进一步探索。从微生物介导的碳氮循环过程入手,重点讨论微生物对气候变化包括温室气体(CO2,CH4,N2O)增加、全球变暖、大气氮沉降等的响应和反馈,并由此提出削减温室气体排放的可能途径和今后发展的方向。
- 沈菊培贺纪正
- 关键词：碳氮循环全球气候变化温室气体微生物
- 土壤硝化作用的新机理——氨氧化古菌在酸性土壤氨氧化中的主导作用被引量：11
- 2012年
- 氮的生物地球化学循环是生态系统元素循环的核心过程之一，主要包括硝化作用、反硝化作用、固氮作用和氨化作用，均由微生物所驱动。硝化作用是微生物将氨氧化为亚硝态氮（氨氧化作用）并进一步氧化为硝态氮的过程，广泛存在于陆地、水域和沉积物等生态系统中，对生态系统生产力、营养物质循环、废物处理和水质都起着极为重要的作用。氨氧化作用是硝化作用的第一个反应步骤，也是限速步骤，是全球氮循环的中心环节。自19世纪末发现细菌氨氧化作用以来，氨氧化细菌（AOB）一直被认为是土壤中好氧氨氧化的主要微生物类群。近些年来，这一认识经历了革命性的突破。
- 贺纪正沈菊培张丽梅
- 关键词：土壤酸性系统生产力
- 不同施肥处理下土壤氨氧化微生物丰度和群落多样性研究
- 氨氧化是硝化作用的第一个反应步骤，也是限速步骤，是全球氮循环的中心环节。氨氧化细菌是整个自然界氨氧化作用的主要参与者，随着宏基因组学等分子生物技术的快速发展和应用，发现新的微生物类群—氨氧化古菌在氨氧化过程中起着潜在的作...
- 沈菊培
- 关键词：长期施肥
- 模拟氮沉降对干旱半干旱温带草原土壤细菌群落结构的影响被引量：12
- 2018年
- 随着社会经济发展,活性氮源随人为活动逐年递增,导致氮沉降相应增加,由此带来的生态环境问题也日益严重.本研究基于细菌16S rRNA基因高通量测序技术,分析长期人工模拟氮沉降氮输入量为0、1、4、8、32 g·(m^2·a)^(-1)对干旱半干旱区草原土壤微生物群落结构的影响.结果表明,模拟氮沉降7 a增加了土壤中可利用氮含量,引起草原土壤酸化.高通量测序结果表明,细菌OTU(operational taxonomy unit)数量随氮输入量的增加呈现增加的趋势,高氮处理[8 g·(m^2·a)^(-1)和32g·(m^2·a)^(-1)]显著高于低氮和对照处理;细菌α多样性指数呈现先增加后降低的趋势.不同氮输入水平下土壤细菌群落结构差异显著,且与土壤p H和氮的有效性显著相关.不同细菌相对丰度在纲的水平对氮输入的响应趋势不同.氮的长期大量输入可直接或间接通过改变土壤性状而影响草地土壤细菌群落结构和多样性.
- 李宗明沈菊培沈菊培刘国平张丽梅贺纪正
- 关键词：氮沉降细菌群落高通量测序温带草原
- 激活剂对土壤磷酸酶活性及动力学特性的调节
- 本文采用室内模拟培养试验和盆栽试验相结合的方法,以东北典型黑土、白浆土、棕壤和褐土为供试对象,以还原型谷胱甘肽、ATP和辅酶Ⅰ作为酶激活剂,研究了激活剂对土壤磷酸酶(磷酸单酯酶、磷酸二酯酶)活性的调节和对土壤有效磷含量的...
- 沈菊培
- 关键词：激活剂磷酸单酯酶磷酸二酯酶动力学特性土壤有机磷
- 模拟水位下降与刈割对高寒湿地土壤氨氧化与反硝化微生物的影响被引量：3
- 2017年
- 湿地土壤是温室气体重要的源和汇,认识湿地生态系统氮循环过程有助于预测氮循环对未来气候变化的响应与反馈机制。为探讨硝化作用和反硝化作用对土壤水位变化和刈割的响应机制,依托于2013年在青藏高原东部若尔盖泥炭地南部湿地设置的野外实验,通过在样地周围挖掘不同深度的排水沟模拟水位下降,结合刈割处理,研究水位下降和刈割对泥炭地土壤氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和反硝化细菌(Denitrifying bacteria)丰度的影响。2014年7月取样分析结果表明:水位下降显著降低土壤含水量,水位下降与刈割均显著降低土壤呼吸;氨氧化及反硝化微生物功能基因丰度在各处理间无显著差异,但刈割及其与水位下降的交互作用显著影响AOA-amo A与AOB-amo A基因丰度比。刈割处理显著增加AOB-amo A基因相对丰度,但对AOA-amo A基因丰度无显著影响,揭示AOB可能在湿地土壤硝化过程中占主导地位。土壤nir S基因丰度显著高于nir K基因,表明nir S基因对水位下降及刈割的响应更为敏感。随着土壤水位的下降,刈割促进了由AOB主导的氨氧化过程,而反硝化微生物丰度的增加削减了氨氧化产物硝酸盐的积累,继而降低了土壤硝酸盐含量。
- 孙翼飞沈菊培沈菊培孙书存贺纪正
- 关键词：水位下降氨氧化细菌氨氧化古菌反硝化微生物若尔盖湿地
