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1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
1.1研究意义
本申请旨在研究和阐释固氮蓝藻放养对稻田碳氮输入、转化和输出的影响及其驱动机制问题，这不仅有助于固氮蓝藻稻田培肥技术体系的优化和提升，更有助于在生物地球化学元素循环层面深刻理解该技术的科学价值。
1.2国内外研究情况
随着化肥大量使用，农业面临着严重的面源污染和土壤退化问题。有机肥料虽然在温室蔬菜等一些高附加值植物栽培方面得到了应用，但是其相对较高的成本仍制约了其在水稻等大田作物种植中的推广。因此，作为其同质产品的生物肥料，受到人们的广泛关注。在二十世纪七八十年代，黎尚豪老先生（中科院学部委员）在我国化肥产能严重不足的情况下，提出了在稻田中放养固氮蓝藻为水稻补充肥料的设想，经过藻种选育和相关技术持续研发，使得这一设想获得成功。后面由于化肥产业的高速发展，固氮蓝藻稻田培肥技术被搁置起来。时至今日，因为化学肥料的超量使用所带来的负面影响，这一技术又成为国际和国内上研究的热点。
固氮蓝藻通过对碳氮元素的固定同化作用，将其以有机态的形式贮存在藻细胞中。随着藻细胞的死亡，碳氮元素又释放到土壤之中。相较于传统施肥方式，稻田放养固氮蓝藻具体有三方面的优势：①稻田的浅水层为蓝藻提供了适宜的生活环境，保障了蓝藻的碳氮的持续同化固定作用的进行。；②避免了传统氨肥的大量流失问题。由于氮元素固定在蓝藻体内，并不会溶解流失，有效避免了肥力下降的问题；③大量研究表明，固氮蓝藻的外分泌物质中含有细胞生长素，分裂素等有机大分子，在调控植物生长方面发挥着积极作用。
研究表明，环境中氮磷浓度及比例影响着固氮微生物的固氮性能，因此，客观上需要阐释稻田环境下灌水层氮磷浓度及比例对固氮蓝藻固氮进程的影响，以期为固氮蓝藻稻田培肥技术体系的优化和提升提供理论支持。
1.3应用前景
固氮蓝藻放养技术是一种新型的、有效的、生态环保的农田培肥技术。益发受到世界上以水稻为重要农作物的国家的重视。倘若我们对放养固氮蓝藻对稻田碳氮输入转化输出及驱动机制有进一步的了解，那么不仅有助于提升优化固氮蓝藻培肥技术，更有助于深刻理解生物地球化学元素循环中该技术的科学价值。
1.4参考文献
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| [2]包江桥,周伊薇,何璐茜,李琦,黎华寿,张定煌,贺鸿志.固氮蓝藻的农业应用研究进 展[J].中国生态农业学报,2018,26(04)574-583. | ||
| [3]孔德柱,张树峰,周玉生,郝亚峰.固氮鱼腥藻在小麦和西红柿上的肥效[J].江苏农业 科学,2016,44(10)499-502.
[6]周伟,田玉华,曹彦圣,尹斌.两种氨挥发测定方法的比较研究[J].土壤学报,2011,48(05)1090-1095.
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[9]LIQin. Functional difference of two NHXs genesJerusalem artichoke inimproving [10]Yuguang Zhang,Xiao Liu,Jing Cong,Hui Lu,YuyuSheng,Xiulei Wang,Diqiang Li,Xueduan Liu,Huaqun Yin,Jizhong Zhou,Ye Deng. Themicrobially mediated soil ganic carbon loss under degenerative succession inan alpine meadow[J]. Molecular Ecology,2017,26(14).
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2. 研究的基本内容和问题
2.1研究目标
本研究尝试以固氮蓝藻稻田培肥技术中尚未解决的关键科学问题作为大方向，通过开展盆栽模拟，尝试揭示固氮蓝藻放养对于稻田基本营养元素碳氮循环过程的影响以及其驱动机制。
2.2研究内容
3. 研究的方法与方案
3.1实验方案
本实验拟在不同氮磷浓度及比例之下的放养鱼腥藻anabaena flos-aquae 09进行梯度浓度实验。本实验分为两步：①确定硝态氮和磷的最佳比例以及最适浓度；②在已确定的浓度及比例之下确定铵态氮的最适浓度。
①配制的不同氮磷浓度的培养液，进行培养。待藻类数量稳定之后运用乙炔还原法进行固氮效率的测定，以及运用pcr技术测定固氮相关基因的表达丰度，记录数据。
4. 研究创新点
4.特色及创新点
碳氮循环是农田最基本的地球化学元素循环过程，并且和温室气体排放、作物生长、粮食产量以及农业面源污染等环境和农业问题密切相关。但是目前国际上并未系统的进行固氮蓝藻放养对稻田碳氮循环的具体影响及驱动机制的研究。针对此问题，本研究意图从宏观和微观两方面着手，简单阐述环境中的氮磷浓度及比例对于固氮蓝藻的影响。本研究不仅有助于固氮蓝藻稻田培肥技术体系的优化与提升，还有助于更加深刻的理解该技术在生物地球化学元素循环层面的价值。
5. 研究计划与进展
5.研究计划及预期进展
2019年2月至4月：在排除铵态氮影响下，确认硝态氮与磷的最适比例以及最适浓度。
2019年4月至5月：确认氮磷最终比例及浓度。
