华北平原农田土壤反硝化和硝化的产物比与调控机制

在我国粮食和设施蔬菜主产区华北平原，选择主要粮食作物种植体系和高投入的设施菜田土壤为研究对象,以多点长期定位试验为基础，利用引进的专用设备(土壤连续培养自动监测系统)，研究了管理措施对硝化和反硝化过程产物比发生规律的影响；利用分子生物学技术，揭示不同管理方式对土壤中硝化、反硝化菌组成结构、优势种群与基因表达的影响规律；探索利用反硝化过程产物比进行氮损失定量的可能性；提出利用田间管理技术，实现本地区典型农田土壤N2O减排途径。主要结果如下： 1）设施菜田土壤中N2O产生的主导过程是反硝化过程。在大田条件下，主要来自于硝化过程和与硝化过程相耦合的反硝化过程。硝化和反硝化过程均导致NO2-过渡性积累，与N2O的产生有显著相关。以NO2-为底物的化学反硝化也对N2O产生有一定作用，特别是在酸性土壤上。 2）分析了硝化基因（amoA）与反硝化基因（narG, nirS, nirK, nosZ）的表达。高通量测序的结果表明，在设施菜田土壤长期施用有机肥导致厚壁菌门，特别是芽孢杆菌是导致N2O排放的主要功能类群。 3）土壤反硝化产物比受氧浓度、水分含量、碳源的有效性和氮形态等因素的影响，一般在0.14~0.71之间。利用产物比并结合田间N2O的通量观测数据，可以大致估计土壤反硝化过程氮的气态损失量。 4）提出了华北大田土壤的减排措施：避免施肥造成的局部高铵浓度；在保证作物产量的前提下，用硝态氮肥代替铵态氮肥；用铵态氮肥的同时施用硝化抑制剂。 5）建立全球农田土壤N2O排放的全新数据库，明确了pH是全球N2O排放的主要控制因子之一，发展了农田N2O排放的估算方法。 本项目为提出适合该地区N2O 减排和控制氮素损失的水肥管理措施提供了科学依据。

控制硝化和反硝化过程的产物比是实现N2O减排的重要途径之一。在我国粮食和设施蔬菜主产区华北平原，选择主要粮食作物种植体系和高投入的设施菜田土壤为研究对象,以多点长期定位试验为基础，利用引进的专用设备(土壤自动培养测定系统)，研究典型管理措施条件下硝化和反硝化过程产物比发生规律及影响因子；利用分子生物学技术，揭示不同管理方式对土壤中硝化、反硝化菌组成结构、优势种群、基因类型与基因表达的影响规律；探索利用硝化、反硝化过程的产物比，并结合田间N2O通量观测，进行氮损失定量的途径；阐明利用田间管理技术，通过降低硝化、反硝化产物比，实现本地区典型农田土壤N2O减排的调控机理。本研究将田间温室气体排放、土壤过程和相关微生物优势功能种群及基因表达有机联结起来，从理论上深入认识该区典型农田土壤N2O 的产生与调控机制；在实践上为提出适合该地区N2O 减排和控制氮素损失的水肥管理措施提供科学依据。

原子核裂变产生的裂变产物核素的质量数与其在裂变中生成几率的关系，又称裂变产物按质量分布的产额。通常用链产额()与质量数()的关系来绘制质量分布曲线(见裂变产额)。

结构介绍

附图是热中子引起铀235裂变的质量分布曲线,具有双峰的结构。

裂变产物的质量分布与裂变核的种类、激发能和入射粒子的能量有关。原子序数≤80的核素的产物质量呈对称分布，称对称裂变；≥100的核素也主要发生对称裂变;对于90≤≤98核素的自发裂变或低激发能的诱发裂变，产物质量呈非对称性分布，称非对称裂变。随着入射粒子的能量或裂变核素激发能的增高，对称裂变的几率增大,在质量分布上表现为两峰间的谷深变浅,甚至有三峰结构出现。2100433B

酚类物质是木材快速热裂解液化生物油中极具应用价值的一类产物。然而，到目前为止，木材快速热裂解液化酚类物质的形成机制还不够清晰，对其产率的调控缺乏理论依据，制约了木材快速热裂解液化获取酚类产物技术的发展。本项目拟采用木材主要组分模型物和生物油中标准酚类物质作为比照对象的对比研究及产物在线检测分析的综合研究方法，探索木材快速热裂解过程中气态酚类物质及热裂解气冷凝过程中液态酚类物质的形成机制，研究木材的组分及微观构造与热裂解液态产物中酚类物质形成之间的关系，阐明木材颗粒特性、热裂解反应条件及冷凝条件对快速热裂解液化酚类物质形成的影响规律，分析各影响因素的耦合作用机制，确定木材快速热裂解液化过程中酚类物质产率的调控方案。本项目的研究成果将为合理制定木材快速热裂解酚类物质产率的最大化工艺提供科学指导，为从低品位的林木剩余物中高效获取可再生的高品质酚类物质奠定基础。