摘要:病毒是地球上最丰富多样的微生物类群，广泛存在于各种生物体及环境中，但关于稻田土壤的病毒组研究较少。使用公共数据库中的稻田土壤宏基因组测序数据，构建由8 791个病毒操作分类单元（viral operational taxonomic units，vOTU）和168 940个蛋白序列组成的稻田土壤病毒数据库（Paddy soil virus database，PSVD），该数据库中31.41%的序列能够预测出物种分类地位信息，这些病毒序列分属于76个已知的病毒科，以有尾病毒纲（Caudoviricetes）病毒为主，宿主分布在11个细菌门中。同时还对稻田土壤病毒中所携带的辅助代谢基因（Auxiliary Metabolic Genes，AMGs）进行分析，发现了39个可能广泛存在与稻田系统的碳水化合物活性酶（carbohydrate active enzymes，CAZymes），该类基因的存在，可能对生物地球化学循环产生潜在的影响。综上，本研究创新性构建了PSVD数据库（https：//github.com/lzk98/PSVD），并利用DRAM-v挖掘了稻田土壤系统中的AMGs基因，为后期稻田土壤病毒组的研究奠定了研究基础，并为稻田病毒群落的解析提供新的见解。

摘要:甲烷的减排问题已成为各国政府和科研人员关注的焦点。稻田是温室气体甲烷的重要排放源，甲烷产生是排放的前提条件，主要有乙酸发酵和CO2/H2还原两条途径。常年淹水稻田甲烷排放量高，减排潜力大，但关于这类稻田甲烷产生途径的季节变化规律尚少见报道。于四川省资阳市的常年淹水稻田，采集水稻4个重要生育期（分蘖期、孕穗期、抽穗期、成熟期）的新鲜土样，通过室内厌氧培养试验观测了甲烷产生潜力，并采用稳定性碳同位素方法和氟甲烷（CH3F，2%）抑制法，量化CO2/H2产甲烷的碳同位素分馏系数（α（CO2/CH4）），从而定量评估乙酸产甲烷途径的相对贡献率（ƒ乙酸）。结果表明：添加CH3F显著降低甲烷产生，甲烷产生潜力在成熟期最大，变化范围为3.22～12.71µg·g-1·d-1；产生CH4的δ13C值（δ13CH4）为-66.83‰～-59.62‰，较添加CH3F的δ13CH4显著偏正（-90.83‰～-82.26‰）；α（CO2/CH4）在分蘖期最大，孕穗期最小，变化范围为1.064～1.076；ƒ乙酸由分蘖期的54%～61%急剧下降至孕穗期的30%～35%，在成熟期又上升至54%～61%。进一步分析发现：甲烷产生潜力的季节变化与土壤溶解性有机碳（DOC）含量的季节变化显著正相关，ƒ乙酸的季节变化与土壤乙酸含量的季节变化显著正相关。综上，常年淹水稻田的甲烷产生潜力和产生途径均存在明显的季节变化，且分别主要受土壤DOC和乙酸含量的影响。

摘要:密闭室抽气法是稻田氨挥发的常用监测方法，但该方法在实施过程中仍存在一些问题，导致不同研究结果之间缺乏可比性，影响稻田氨排放的系统分析与评估。研究了换气频率、抽气时间段、是否串联洗气瓶、抽气室与洗气瓶规格等监测参数以及抽气与自然风对比对氨挥发量的影响。结果表明，氨挥发随换气频率的增加而增加，其增加速度分三个阶段，挥发量与换气次数的对数呈线性相关；尿素快速水解期与水解基本结束后的氨挥发日变化规律不同；直通型、球形多孔型洗气头分别较圆盘多孔型洗气头氨挥发量低25.6%和8.5%；抽气室内径越大，气相高度越低，氨挥发量越低；串联洗气瓶测定的氨挥发仅为单独洗气瓶的88.6%；抽气室内田面水蒸发量随抽气速率增加而增加，抽气与自然放置情况下氨挥发量相近时，后者田面水蒸发量大。建议密闭室抽气法监测稻田氨挥发采用直径15 cm的抽气室，配单独流量计，气相高度5~8 cm，抽气量15~20 L·min-1左右，无需串联洗气瓶，选择圆盘多孔型或直杆多孔型洗气瓶。

摘要:氧化亚氮（N2O）和氮气（N2）是淹水稻田土壤剖面反硝化过程的重要气态产物，可通过土水界面向大气排放，也可随水向下淋溶。秸秆生物质炭施入稻田后会改变土壤理化及微生物学性质，影响反硝化过程及N2O和N2产排。依托2010年夏建立的连续秸秆生物质炭还田的稻麦轮作农田试验，通过埋设淋溶管收集土壤剖面溶液，采用气相色谱和膜进样质谱分别定量溶液中N2O和exN2（反硝化产生N2量），观测2018和2019年水稻季不同秸秆生物质炭施用量（CK：每季0 t·hm-2；1BC：每季2.25 t·hm-2；5BC：每季11.3 t·hm-2；10BC：每季22.5 t·hm-2）0～1 m土壤剖面溶液中N2O和exN2浓度的时空变化，评估长期施用秸秆生物质炭对稻田土壤剖面反硝化作用及其主要气态氮产物exN2随水流失的影响。结果表明，两个稻季CK处理N2O浓度以60 cm处较高，exN2浓度则随土壤深度增加呈降低趋势。秸秆生物质炭处理能降低剖面N2O和exN2浓度，以10BC处理最为明显。其中，N2O浓度降低以60 cm处较大，exN2浓度降低随土壤深度增加而加大。施用秸秆生物质炭对土壤剖面溶液无机氮（NO3-+NH4+）含量无明显影响，但5BC和10BC处理增加了可溶性有机碳（DOC）和溶解氧（DO）浓度以及氧化还原电位（Eh）。CK处理下土壤剖面溶液N2O和exN2浓度变化与DOC、硝态氮（NO3-）及DO有关；秸秆生物质炭处理下则主要受DO和Eh控制。exN2淋溶量（按1 m深度计算）CK处理下为2.3～5.5 kg·hm-2，相当于无机氮和有机氮（DON）淋溶量的32%～34%，5BC和10BC处理则降低为1.7～3.7 kg·hm-2和1.1～1.9 kg·hm-2。综上，反硝化产生N2随水淋溶量不容忽视，秸秆生物质炭还田可改善淹水稻田土壤剖面的通气状况，增加DO，提高Eh，进而有效减少深层反硝化及其主要气态产物exN2随水流失的风险。

摘要:无

摘要:通过田间试验研究了持续淹水稻田冬季休闲期和水稻生长期CH4排放通量及其稳定性碳同位组成的时间变化。结果表明：CH4排放在冬季休闲期从4月份呈逐渐上升趋势，至6月份出现排放峰，为CH4 6.4 mg m-2 h-1；水稻移栽后则迅速增加，于7月和8月出现两个排放峰，分别为CH4 23.1 mg m-2 h-1和CH4 29.8 mg m-2 h-1，此后急剧下降，末期稻田排水落干期间出现一个排放峰。冬季休闲期CH4排放总量为CH4 3.3 g m-2，占全年排放总量的8.9%。稻田排放的δ13CH4在冬季休闲期后期逐渐从-51‰上升至-44‰，然后下降至-56‰。水稻移栽后，δ13C值从-62‰迅速降至-68‰，然后慢慢上升至-60‰，并在较长一段时间内保持不变，后期再次富集13C。末期排水落干对排放δ13CH4影响显著。排放δ13CH4在水稻生长期较冬季休闲期低得多，原因在于冬季休闲期的CH4氧化率很高（60%~90%），而水稻生长期的CH4氧化率相对较低（10%~80%）。全观测期内，CH4排放通量的季节变化均与土壤温度显著正相关（p < 0.01），与土壤Eh显著负相关（p < 0.01），与δ13CH4呈显著负相关（p < 0.05）。

摘要:利用中国臭氧FACE（Free-Air O3 Concentration Enrichment，开放式空气臭氧浓度增高）试验平台，研究了近地层臭氧浓度升高条件下，2009年和2010年的稻田土壤微生物功能多样性的响应规律。结果发现，1.5倍当前臭氧浓度下稻田土壤水溶性有机碳含量从100.0 ~ 110.9 μg g-1降低至81.3 ~ 94.5 μg g-1。臭氧浓度升高下BIOLOG平均吸光值（AWCD）有低于对照的趋势。多样性指数结果表明，臭氧浓度升高50%对稻田土壤微生物丰富度、优势度及均一度无显著影响。2010年碳源底物利用的主成分分析显示，1.5倍当前臭氧浓度下稻田土壤微生物对碳源底物的利用方式发生变化。本研究揭示近地层臭氧浓度升高可能对稻田土壤微生物产生积累效应，并通过微生物碳源底物有效性的改变最终影响土壤微生物的功能多样性。

摘要:自然状态下灌溉稻田每年比旱地要多固氮27kg hm-2,可以减少氮肥用量,既节约农本和资源,又缓解对环境的压力。太湖流域不同类型稻田在水循环中可吸纳氮素N2~20kg hm-2,是氮素的汇。该区平原稻麦轮作田氮素的径流流失量平均小于当年施氮量的5%,对苏南太湖地区面源污染的相对贡献率仅为7.5%,不是该区氮素面源污染的主要组成。稻田氮素向下淋失迁移的量低于麦田;太湖地区井水中硝态氮的超标率自20世纪80年代中期至今没有变化,说明该区井水中硝态氮含量高低与农业上氮肥用量没有直接联系。尿素挥发损失量稻季达施氮量的6%~21%,麦季为3.1%~6.5%;稻季氨挥发损失高于麦季;湿沉降带入土壤或水体的氮也是夏(稻)季高于麦季。总体上看,稻田向环境输出的氮少,而固定、汇集的氮多,“稻田圈”是保护环境的重要生态单元。

摘要:研究了麦秆不同方式还田、施用无机氮肥及不同移栽时间对水稻田土壤溶液中溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)浓度的影响。结果表明,淹水后土壤溶液中DOC浓度在淹水初期明显增加,而后逐渐下降。添加麦秆这一有机物料,在水稻生长期前2个月内显著提高了DOC,对DON在一段时间内也表现出促进作用,其后差异不显著。施用无机氮肥降低了土壤溶液中DOC、DON浓度。DON的浓度与施肥量呈负相关。水稻推迟移栽,土壤溶液中溶解性有机质(DOM)均显著降低。

摘要:本文报道采用土柱法和田间原位法研究淹水稻田甲烷释放特性及其微生物学机理。结果表明,早稻以分蘖盛期时甲烷释放量最大,以后逐渐减少;晚稻从分蘖开始逐渐增加,至分蘖盛期、末期时达到最大,孕穗期急剧减少,生长后期又有所回升。晚间和上午释放的甲烷量较多,中午(10:00-14:00)几乎无释放,下午又有少量释放。不同施肥区的水稻甲烷释放量明显不同,以施猪粪区为最高,次为施尿素区,不施肥区最低。但各施肥区在整个水稻不同生育期的甲烷释放趋势则完全一致,以分蘖盛、末期释放量最大。稻田释放的甲烷主要是通过植株释放,可占总释放量85%以上,行株间土壤释放量不多,田间水释放极少。产甲烷细菌附存于根表而不进入根内组织。根系土壤中产甲烷微生物类群、厌氧性纤维素分解细菌和甲烷氧化细菌及总挥发性有机酸含量都明显高于行株间土壤。