还剩12页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
江西农业大学大学生创新训练计划项目申报表江西农业大学(盖章)石灰施用和秸秆还田对酸性双季稻田甲烷排放的影因创新训练项目作物学李雅娟双季稻田土壤肥力调研\/土壤酸化II肥力下降施用石灰II秸秆还田1I甲烷排放量减少r甲烷排放量增加两因素随机试验静态箱-气相色谱仪测定X秸秆还田配施石灰对甲烷排放的影响II探究石灰配施对全球变暖潜力的影响,并作为全球变暖研究的科学依据
5、研究进度安排2020年3月一2020年10月水稻的种植、温室气体的采集和计算数据早稻3月20日播种,4月20日移栽,7月20日收获晚稻6月25日播种,7月25日移栽,10月25日收获在水稻生长期间,采用静态箱--气相色谱法采集并测定田间温室气体排放采气频率为水稻季一周一次,及时带回学校测定测定后根据计算公式计算数据2020年11月一2021年2月将前期采集的数据整理、归纳、列表,之后使用SPSS软件进行数据处理和总结归纳2021年3月一2021年4月根据前期实验结果和所得数据进行论文撰写
6、项目组成员分工李雅娟项目负责人进行项目申报书的书写及应用SPSS软件进行数据的处理周明卓项目成员,负责项目申报书的书写以数据的整理、记录对整个实验进行总结归纳
三、学校提供条件(包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等)作物学是江西省一级学科,学校拥有硕士和博士学位授权点,所在实验室为教育部作物生理生态与遗传育种重点实验室和江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室,拥有气相色谱仪等仪器设备,为项目的实施提供良好的物质保障学校有相关的资金经费,并且有对大创项目的激励办法
四、预期成果
1、发表一篇论文
2、明确石灰施用和秸秆还田对甲烷排放的长期影响,为南方双季稻区水稻增产减排提供理论指导
3、项目组成员学会、熟练实验的方案设计,实验操作技术、、研究方法、工作总结
五、经费预算具体包括:
1、调研、差旅费;
2、用于项目研发的元器件、软硬件测试、小型硬件购置费等;1000元
3、资料购置、打印、复印、印刷等费用;300元
4、学生撰写与项目有关的论文版面费、申请专利费等3000元财政/企业拨款(元)
(0)学校拨款(元)
(5000)总经费(元)
(5000)
六、指导教师意见签名:
七、学院意见院系负责人签名学院盖章:年月日
八、学校大学生创新创业指导中心意见:签名(盖章)年月日
九、学校意见:学校负责人签名年学校公章月日注表格栏高不够可增加联系电话申报日期
2020.
4.25江西省教育厅制二一七年五月主要成果项目简介(字数限制在100字以内)石灰能够改良土壤酸化和增加水稻产量,但对稻田甲烷排放的研究很少在酸性双季稻田开展石灰和稻草还田两因素试验,以探究石灰对双季稻田甲烷排放的影响,为双季稻增产减排提供科学支持
一、申请理由(包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等)项目组成员均为农学专业,学习过相关的理论知识,对农业学科尤其是稻米的研究有着浓厚的兴趣同时我们有不怕辛苦、刻苦勤奋、坚韧顽强的性格和为科学献身的精神对温室气体的排放和天气变暖这样的现象较为关心李雅娟在大一上学期获得三等奖学金,大一下学期班级专业排名第三,大二上学期班级专业排名第一,为开展课题打下了坚实知识基础学习过田间试验与统计分析、农业生态学、农业气象学、土壤肥料学等有关课程田间试验与统计分析取得了满分的好成绩,熟练运用SPSS软件,有耐心,对数据敏感,能够较好的进行数据处理大二期间担任501演讲协会宣传部部长,有较强的团队意识,能够很好的组织成员之间的分工合作,确保项目的顺利完成在校期间参加过老师的实验室项目,更加深了对于该项研究的兴趣,同时也能熟练地进行实验室操作项目成员周明卓在大一上学期获得二等奖学金,大一下学期获得一等奖学金,大二上学期班级专业排名第六,为开展课题打下了坚实知识基础学习过田间试验与统计分析、农业生态学,土壤肥料学等有关课程大一期间是校国旗仪仗队队员有强烈的团队意识和集体荣誉感,大二任院学生会体育部副部,有一定的领导力与行动力为确保项目顺利完成,首先,各成员大量查阅相关文献资料,确定详细实验方案;其次,组内成员协作互助,保质保量按计划分工并及时进行试验数据整理,确保试验的顺利进行;然后,积极与导师沟通,及时汇报项目进展,积极反馈试验过程中出现的问题;最后,撰写相关学术论文并投稿
二、项目方案具体内容包括:
1、项目研究背景国内外的研究现状及研究意义、项目已有的基础,与本项目有关的研究积累和已取得的成绩,已具备的条件,尚缺少的条件及方法等
1.1研究意义全球变暖是当前世界最受人们关注的问题之一而土壤是大气痕量气体,也就是温室气体的重要源和汇之一因此,了解土壤中温室气体的形成和排放对全球变暖的研究具有比较重要的意义稻田是温室气体GHG排放的主要来源,全球每年通过各种途径排放的甲烷量中稻田的排放量约占12%达60Tg左右在中国,水稻种植面积约占世界稻田总面积的22%o由此可知,研究稻田土甲烷的排放对中国的全球变暖的研究具有较为重要的理论意义秸秆还田是全球推广的肥田措施,研究结果表明,甲烷由产甲烷菌在厌氧条件下产生,并受土壤pH和C有效性的影响LeMerandRoger2001;康拉德2007所以,秸秆还田会使产甲烷菌的可利用基质增加,从而导致稻田土的甲烷排放量增加在秸秆还田的情况下,施用石灰会促进有机质分解,矿化有机氮素邓清泉,1982减少土壤中产甲烷菌的可利用基质,由此达到甲烷减排的效果目前,单方面研究石灰和秸秆还田对稻田甲烷排放的研究较多,但是对于二者的互作效应研究较少,对于其长期效应的研究更是鲜见L2国内外研究现有研究表明,稻田CH4的排放是土壤产甲烷菌产生、甲烷氧化菌氧化及排放传输三个过程相互作用的结果甲烷由产甲烷菌在厌氧条件下产生,并受土壤pH和C有效性的影响LeMerandRoger2001;康拉德2007在厌氧条件下,嫌气性纤维分解菌和果胶分解菌等微生物将土壤有机碳逐步降解有机酸、醇、CO2等在土壤产CH4细菌作用下,主要通过2种途径产生CH41CO2与土壤中的H2或能提供H的有机分子反应;2醇、酸类物质还原甲烷的氧化在稻田CH4的排放过程中起着重要的作用土壤CH4的氧化消耗主要由氧化层中甲烷氧化细菌来完成,甲烷在经过这些氧化层时,大部分甲烷会被氧化,只有当土壤中CH4积累到一定的数量,在土壤及传输中被较少地氧化,而又有较通畅的排放途径时,才会出现较大的排量而石灰的施用会矿化土壤中的有机氮素邓清泉,1982而N会促进甲烷氧化细菌的生长和活性,从而减少甲烷的排放SCHimel2000CH4向大气传输途径的畅通能够使土壤中的CH4很快排向大气,避免在氧化区域长时间停留,因此CH4传输效率是影响CH4排放率的重要因素土壤中的CH4主要通过3种途径排入大气中1大部分被植株根系等吸收,随着养分的输送再经作物的通气组织排放到大气中;2形成含CH4的气泡,气泡上升到水面破裂而喷射到大气中;3少量CH4是由于浓度梯度的形成而沿土壤一水和水一气界面而扩散排出孙文涛2000研究表明土壤质地、土壤温度和氧化还原电位Eh、土地利用方式施肥对土壤中甲烷的排放都具有影响大多数产甲烷细菌生长代谢的pH适应范围在6〜8之间,最适pH值为7左右,但也有人发现有嗜酸性和嗜碱性产甲烷菌株的存在较低的pH条件对CH4形成具有抑制作用Crill1988报道在同一沼泽地中pH为
4.6〜5的边缘地带与pH
3.7〜
4.5的中心地带相比,具有较高的CH4排放通量Wang1995通过在土壤悬液中加入不同量的HC1和NaOH研究pH对CH4形成影响,结果发现CH4形成的最大速率发生在pH
6.9〜7的条件下pH低于中性时CH4形成明显减少稻草还田具有调节土壤pH的功能,在酸性土壤中可以提高土壤pH在碱性土壤时降低其pH值,其作用随覆盖量的增加而增强袁家富/996这为产甲烷菌的工作提供了良好的pH环境,加速了甲烷的产生效率石灰施用可以增加土壤pH值,这可能为CH4的生产提供更有利的条件Kunhikrishnan2016-例如,Murakamietal.2005表明石灰的施用增加了土壤的pH值,进而刺激了泥炭土中CH4的产生另一方面,通过增加土壤pH值,石灰也可能刺激CH4氧化速率Hilgeretal.2000;Kniefetal2003同时,有研究表明稻草还田会使土壤有机质含量显著增加袁家富,1996秸秆还田为土壤中甲烷的产生提供了大量的碳源,从而造成甲烷在源头上的产量增多越来越多的证据表明,石灰化可以促进未淹水土壤中有机质的分解Paradeloetal.2015;Kunhikrishnanetal.2016可能会在水稻生长季节之后减少产甲烷菌可用的底物数量有人认为石灰和秸秆掺入对土壤微生物和植物生长的影响机制不同因此这两种措施对甲烷气体排放的影响可能相互作用本项立项依据项目已有的基础,与本项目有关的研究积累和已取得的成绩,已具备的条件在早稻季节,石灰减少了CH4的排放,这一减少与产甲烷丰度降低一致由于产甲烷的生长受到碳有效性的限制Conrad2007这些结果表明,石灰的作用可能是通过其对土壤碳有效性的影响来调节的我们认为,在休耕季节,石灰会刺激微生物活性和有机物分解,从而导致在接下来的水稻生长季节,产甲烷菌的碳有效性降低这一解释与最近在同一地点进行的一项研究LiaoetaL2018一致,该研究表明,石灰化刺激了参与土壤C循环的土壤酶即转化酶和纤维素的活性我们也发现,在休耕季节,石灰增加了土壤呼吸,大量研究表明,石灰可以刺激非淹水土壤中的土壤碳矿化加石灰地块中甲烷生成活性的降低可能降低甲烷营养生物的甲烷可用性然而,与产甲烷丰度相比,石灰处理降低了土壤甲烷丰度,表明其他机制调节了石灰处理对甲烷丰度的响应例如,用石灰增加进入根际的氧气输送可能刺激甲烷营养生长和甲烷氧化从而对消耗甲烷有一定的影响作物学是江西省一级学科,学校拥有硕士和博士学位授权点,导师所在实验室为教育部作物生理生态重点实验室有完善的设备仪器有本实验所用的气象色谱仪可顺利开展本项目的研究另外,具备实验所需的数据处理、计算设备在固定的实验基地,有大田可供群体构建和材料种植尚缺少的条件缺少部分器材,如静态箱缺少打印材料的费用解决方法申请部分经费支持
2、项目研究目标及主要内容研究目标明确石灰施用和秸秆还田各自及其相互作用对稻田CH4排放的影响主要内容田间试验设计在双季稻区江西农业大学上高产学研试验基地开展石灰和稻草还田双因素田间试验完全随机区组设计,3次重复试验设置4个处理,分别为稻草不还田和不施石灰CK、稻草还田RS、施石灰L、石灰和稻草配施L+RS早稻稻草在水稻收获后切碎10cm左右全量原位还田,晚稻稻草均匀铺在土壤表面222在中国江西省上高县曾家村11509正,2831卬进行试验该地属亚热带季风气候早稻柒两优20123月20日播种,4月20日移栽,7月20日收获晚稻美香占2号6月25日播种,7月25日移栽,10月25日收获采用静态箱-气相色谱法收集气体采样箱采用聚碳酸酯材料制成,直径55cm高120cm箱体外表粘贴双层波音片材料,用来隔绝光线和避免箱体吸收太阳辐射而引起的箱内温度升高采样底座由不锈钢材料制成,底面积
0.25平方米,水稻移栽前插入土壤10cm底座插入土壤部分开有小孔便于采样底座内外联通,保证底座内外水分状态一致采气频率为水稻季一周一次,及时带回学校测定计算方法和数据分析采用SPSS
22.0进行双因素方差分析,LSD多重比较进行处理间的差异显著性分析P
0.05CH4的排放通量计算公式为F=pxhxdC/dtx273/273+T式中F是某种气体通量mg/m2•h或ug/m2•h;P是标准状态下的气体密度kg/m3;h是静态暗箱高度m;;dC/dt为采样箱内气体浓度变化率;T为采样过程中静态暗箱内的平均温度,℃全球变暖潜力值GWPKgCO2eq/ha=298xN2OkgN2O/ha+25xCH4kgCH4/ha
3、项目创新特色概述研究内容创新之前的研究只有石灰施用对稻田CH4排放的影响,对秸秆还田和石灰配施对甲烷排放的互作效应研究较少
4、项目研究技术路线项目名称石灰施用和秸秆还田对酸性双季稻田甲烷排放的影响项目关键词石灰秸秆还田土壤酸化甲烷温室气体项目类型V创新训练项目创业训练项目创业实践项目项目来源自主选题V教师科研项目选题承担社会、企业委托项目选题来源项目名称秸秆还田与石灰配施对土壤理化性状、重金属、温室气体排放和稻米品质等的影响项目期限V一年期二年期项目实施时间起始时间2020年4月完成时间2021年4月所属一级学科作物学所属二级学科作物栽培学与耕作学申请人或申请团队姓名年级学号所在院系/专业联系电话E-mail主持人李雅娟大二农学院农学成员周明卓大二农学院农学指导教师第一指导教师姓名黄山单位江西农业大学农学院年龄36术职务副教授主要成果主持国家重点研究计划课题、国家自然科学基金等项目7项在国内外学术期刊上发表论文50余篇获得中华农业科技奖二等奖、全国农牧渔业丰收奖(农业技术推广合作奖)和江西省科技进步二等奖各1项获得江西省“2016年度全省粮食生产先进工作者第二指导教师姓名单位工资编号年龄专业技术联系电话。