有机碳氮添加对酸性森林土壤氨氧化过程的影响

以亚热带酸性森林土壤为研究对象,开展了微宇宙室内培养实验,设置了有机碳和有机氮添加处理,分析了土壤硝化活性和氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的功能基因丰度,研究了外源有机碳和有机氮对酸性森林土壤氨氧化过程的影响规律。结果表明:外源有机氮添加显著刺激了酸性森林土壤硝化活性,乙炔抑制实验表明自养氨氧化对酸性森林土壤硝化过程的贡献率90%。有机碳添加对土壤硝化活性未有显著影响,同时添加有机碳和无机铵态氮也未显著提高土壤硝化活性,而外源有机氮添加提高了土壤矿化速率并导致土壤NH3浓度升高,可能是土壤硝化活性、AOA和AOB数量显著增加的主要原因。     

DMPP与尿素配施对新疆沙砾土壤氮素转化和葡萄叶片光合的影响

研究尿素与硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)混施对新疆沙砾土壤氮素转化及葡萄叶片光合的影响,以期为DMPP科学应用提供理论依据。以葡萄品种“赤霞珠”为供试作物,试验设不施肥、单施尿素以及在尿素中分别添加0.5%、1%、3%、5%的DMPP(含氮量的0.5%、1%、3%、5%),共6个处理,探讨不同浓度DMPP与尿素混施对土壤中NH4+-N、NO^3--N、硝化抑制率、pH值以及叶片SPAD值、净光合速率和胞间CO₂浓度等指标的影响。结果表明:施入尿素使土壤中NH4+-N含量增幅达150 mg/kg以上;与单施尿素相比,添加不同浓度的DMPP不仅可以延缓NH4+-N下降趋势,还能有效降低土壤中NO^3--N上升的趋势,但DMPP在0.5%～5%浓度范围内未发生明显的剂量效应,其中添加1%DMPP作用效果最显著;不同浓度的DMPP对土壤的硝化抑制率也不相同,1%DMPP在第14 d的抑制效果可达到49.60%;与不施肥相比,施入尿素可显著提高叶片净光合速率和SPAD值;利用主成分分析提取出的4个主成分可涵盖原始信息的84.146%,其中1%DMPP处理得分最高。综上所述,尿素与DMPP混施可显著抑制NH4+-N向NO^3--N转化,提高硝化抑制率,降低表观硝化率,使土壤中保持较高水平的NH4+-N含量,同时还可显著提高叶片净光合速率。不同浓度DMPP处理间有一定的显著差异,从经济效益和应用效果综合考虑,新疆沙砾土中以1%DMPP与尿素配施效果最佳。     

北方土石山区横坡垄作坡面土壤氮的空间分布特征

横坡垄作是坡耕地广泛采用的水土保持措施,垄沟内雨水的汇聚和泥沙沉积,使得土壤氮的空间分布特征明显有别于传统耕作坡面。以北方土石山区横坡垄作坡面为研究对象,样带法采集土壤样品,基于经典统计、地统计学、Kriging插值等方法,分析垄面、垄沟等特征点位全氮(TN)、硝态氮(NO^3--N)、铵态氮(NH4+-N)含量沿坡位变化及其剖面分布,明晰横坡垄作坡面土壤氮的空间分布特征。结果表明:北方土石山区土壤氮含量属于中低水平,变异系数介于17.64%～33.60%,但垄面土壤氮的变异水平高于垄沟。TN含量沿坡位的变异最为显著,表现为坡下>坡脚>坡中>坡上;仅垄沟NO^3--N、NH4+-N含量沿坡位存在显著变化,坡脚NO^3--N、NH4+-N含量较其他坡位显著增加66.30%～83.85%。垄面与垄沟间氮含量的差异在坡上、坡下和坡脚体现的较为明显;与垄沟相比,垄面坡上TN含量减少21.34%,坡脚NO^3--N和NH4+-N含量减少17.42%～37.47%,坡下土壤氮含量增加21.56%～38.16%。TN剖面分布与坡位和特征点位有关,NO^3--N、NH4+-N的剖面分布主要受控于特征点位,但氮含量剖面分布符合指数函数关系。综上,横坡垄作坡面土壤氮空间异质性明显,且主要受控于特征点位和坡位。研究结果可为提高横坡垄作措施下氮肥利用效率、精准农业的顺利推广提供技术支撑。     

硫自养反硝化对含盐水体脱氮及其动力学模型

以闭合循环养殖系统去除硝酸盐为目的,研究了填料床硫自养反硝化反应器对含盐水体的NO₃^--N去除效果及动力学特性。结果表明,反应器对NO₃^--N浓度为22.5～368 mg/L的含盐水体具有良好的反硝化性能。（29±1）℃条件下,进水NO₃^--N负荷0.052～1.088 kg/(m³·d)为最适进水负荷范围,NO₃^--N去除率大于95%,出水NO2--N浓度小于1 mg/L。进水NO₃^--N负荷2.171 kg/(m³·d)时,达到最大NO₃^--N体积负荷去除率,为1.65 kg/(m³·d)。动力学研究结果表明反应器填料表面生物膜对污染物NO₃^--N的去除呈半级反应速率关系,反应器单位体积半级动力学常数K^1/2v为7.84～ 8.5 mg^1/2/(L^1/2·h)。建立的动力学模型采用该值的计算结果可以预测出水NO₃^--N的浓度,预测值与实际值采用统计软件SAS 8.0做方差分析表明,Pr＞F值分别为0.9732和 0.8845,模型预测值与实际值无显著性差异。     

滨海盐渍化土壤中氨氧化微生物丰度和多样性特征

滨海盐土分布广泛,是我国重要的后备土地资源,然而目前滨海盐土盐度梯度下AOA和AOB的丰度和多样性特征还鲜有报道。本研究利用土壤化学和分子生态学手段(定量PCR、T-RFLP)对莱州湾南岸及黄河口等4个河口断面(黄河、白浪河、堤河、胶莱河)14个不同盐度(6.4~51.1‰)盐渍化土壤样品的氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的硝化潜势、丰度及多样性进行了分析。结果发现,土壤硝化潜势在高盐度(34.7~51.1‰)被显著抑制,主要受土壤盐度、pH和NO3^-水平显著影响(Spearman相关,P<0.05)；AOA-amoA基因丰度比AOB高出两个数量级,中盐度时丰度最高(9.92×10⁶拷贝数g^-1土),但在不同盐度间无显著差异(P>0.05)；AOB-amoA基因丰度易受盐度的影响,在低盐度显著高于中、高盐度(ANOVA test,P<0.05)；然而AOA和AOB的多样性和群落结构受盐度梯度影响不大。硝化潜势与AOA和AOB丰度间均无显著相关性,而与AOA/AOB比值以及AOA的Shannon指数间显著负相关(Spearman相关,P<0.05)。     

落干对表层水稻土氮素转化及关键功能微生物丰度的影响

落干过程中稻田土壤氮素转化发生显著变化,但表层土壤不同层次的氮素转化特征及相关机制尚不清楚。通过室内土壤培养试验,探讨了落干过程中(9 d)上表层(0～5 cm)和下表层(5～10 cm)水稻土氧化还原电位(Eh)、土体氧化亚氮(N2O)浓度和排放通量等的动态变化特征,并利用实时荧光定量PCR测定氨氧化基因(古菌amoA和细菌amoA)和硝酸盐还原酶基因(narG和napA)的丰度变化。结果表明,经9 d落干上表层水稻土Eh由-200 mV上升至500 mV左右,而下表层在-200～0 mV之间波动。上表层水稻土NH4+-N含量下降速率和NO^3--N含量上升速率分别是下表层的2.8和1.8倍。落干过程中,上表层水稻土氨氧化作用可能是由氨氧化细菌(AOB)主导的,而驱动硝酸盐还原作用可能以含napA基因反硝化微生物为主。     

硝化微生物在土壤团聚体中的分布及其对种植方式的响应

【目的】硝化微生物在农田土壤氮转化过程发挥重要作用，深入开展团聚体中硝化微生物分布研究，有助于揭示土壤结构-微生物-土壤营养元素循环间的相互影响机制。【方法】选取旱地黄棕壤为研究对象，比较了玉米连作（M-M）和玉米/花生轮作（M-P）两种种植方式下土壤团聚体的性质和硝化潜势（NP）的变化，并通过荧光定量PCR和高通量测序研究了团聚体中不同类型硝化微生物功能基因的丰度和群落组成差异。【结果】与M-M相比，M-P能够显著提高团聚体pH、NH4+和全碳（TC）含量。M-P使NP显著提高，但团聚体粒径对NP无显著影响。氨氧化细菌（AOB）amoA基因丰度在M-P中高于M-M，且在较小粒级团聚体中分布更多，而氨氧化古菌（AOA）和全程氨氧化细菌（Comammox）amoA基因的分布模式与AOB大致相反，表明AOB更能适应较小团聚体环境，而AOA和Comammox倾向在较大团聚体中占据竞争优势。此外，与M-M相较，M-P团聚体间AOA/AOB和Comammox/AOB比值的差异减小，表明轮作促使土壤硝化微生物在不同粒级间的分布更加均匀。进一步对属水平土壤团聚体硝化菌群落组成分析，结果显示M-P提高了Nitrolancea属亚硝酸盐氧化细菌（NOB）和Candidatus Nitrosocosmicus属AOA的占比，降低了Nitrospira属NOB的占比，对AOB各属无显著影响。而团聚体粒径仅对Nitrosospira属AOB的占比产生显著影响。NH4+含量和pH是影响土壤团聚体NP和硝化微生物群落变化的最主要因子。NP与AOB amoA基因丰度显著正相关，与AOA amoA基因丰度负相关。但在群落组成上，Nitrosospira属AOB，Candidatus Nitrosocosmicus属AOA和Nitrospira属NOB均与NP呈现正相关。【结论】土壤团聚体粒径和种植方式能较大程度影响硝化微生物的分布，然而，不同硝化微生物在团聚体间分异机制具有明显差异，该研究为完善禾豆轮作下土壤硝化微生物在微域环境的生态适应机制提供了理论支持。     

不同生育期苹果园土壤氨氧化微生物丰度研究

【目的】大量施氮引起的土壤酸化问题已严重制约苹果的安全生产。氨氧化微生物驱动的土壤硝化作用是土壤氮素循环的重要环节,探析苹果园土壤中氨氧化微生物氨单加氧酶基因(amoA)丰度与土壤硝化强度(Potential Nitrification,PN)和土壤理化性质的相关性,有助于评价土壤氨氧化微生物类群在苹果园土壤生态系统中的作用。【方法】本研究以辽宁省丹东东港地区‘寒富’苹果园土壤为研究对象,采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术,检测苹果树不同生育时期, 4月28日(萌芽期)、 7月24日(新梢停长期)、 10月23日(落叶期)的两个苹果园(分别编号为D1和D2)的土壤理化性质、 土壤硝化强度、 氨氧化古菌(Ammonia-oxidizing archaea, AOA)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria, AOB)的amoA基因丰度,并分析了氨氧化微生物丰度与土壤理化性质和土壤硝化强度之间的关系。【结果】不同生育时期‘寒富’苹果园土壤理化因子差异较大。所有供试土壤的硝态氮(NO-3-N)、 速效磷(AP)和速效钾(AK)含量在4月份最高,铵态氮(NH+4-N)含量在7月最高,NO-3-N、 NH+4-N、 AP和AK含量在10月多为最低。且所有供试土壤pH值均在4.25~6.09之间。同一生育时期内,D2土壤pH均显著高于D1土壤,但其NO-3-N和NH+4-N含量则不同程度地低于D1土壤。不同采样时期的果园土壤硝化强度随季节变化表现出先降后增的趋势,除7月D2土壤硝化强度显著高于D1土壤外,4月与10月D2土壤硝化强度均显著低于D1土壤。尽管不同采样时期的土壤AOA与AOB丰度随生育期而各异,所有供试土壤中AOA丰度均显著高于AOB丰度。同一时期内,D2土壤AOA和AOB丰度均显著高于D1土壤。尽管土壤pH、 NO-3-N与AOA、 AOB均表现出显著相关性,土壤PN仅与AOA丰度明显正相关。【结论】长期施肥导致苹果园土壤pH值降低,pH值的改变是影响AOA与AOB丰度的重要因子,果园土壤的硝化过程主要由AOA来完成,土壤硝化强度与季节变化引起的温度和土壤环境因子等的改变密切相关。苹果园无机氮肥混合有机肥的施入,同时结合自然生草、 人工刈割等管理制度,在一定程度上可改变土壤氮素的含量与种类,减缓土壤酸化。     

总氮量的测定

众所周知,对于富含NO₃^--N、NO₂^--N的土壤、肥料、污水以及其他样品,用K氏法测得的全氮值不能反映出NO₃^--N、NO₂^--N的含量,因此不能代表总氮量。     

冻融对农田黑土可溶性氮库、氮转化过程及酶活性的影响

探讨非生长季土壤可溶性氮库、氮素转化过程及氮代谢关键酶活性如何响应冻融交替,对于支撑土壤肥力保持和农田养分管理具有重要意义。以农田黑土为研究对象,采用室内模拟培养试验分析冻融循环作用下土壤可溶性氮库组分 [可溶性无机氮 (NH4+-N + NO^3--N,DIN)、可溶性有机氮 (DON)、可溶性全氮 (DTN)]、净氮矿化速率 (NNMR)、微生物量氮 (MBN)和氮代谢关键酶活性的变化行为,阐明冻融循环对土壤可溶性氮转化过程的影响机制。冻融循环对农田黑土可溶性氮库、氮素转化过程、MBN及氮代谢关键酶活性影响显著 (P<0.05)。随着循环次数增加,冻融土壤NH4+-N、NO^3--N、DIN和NNMR均显著降低,而DON、DTN和MBN均先升高后降低,在循环次数6时达到最大值,较对照土壤分别增加了4.65%、5.43%和18.38%。随着循环次数增加,冻融土壤蛋白酶活性显著增加,硝酸还原酶活性先增加后降低,以循环次数6的最大 [1.19 NO₂--N     

河道堤防滩地的水土流失及其防治

平原地区河道堤防滩地的水土流失,直接淤积河床,影响行洪安全。堤防滩地的水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果,以新修堤防的水土流失最为严重,对其防治须实行工程措施、植物措施和人为预防相结合。     

防治水土流失 建设巴渝秀美山川

重庆地处长江上游、三峡库区,由于三峡库区水土流失严重、生态环境脆弱、自然灾害频繁,且三峡库区的水土保持和生态建设事关全市经济社会发展全局、事关三峡工程建成后的安全运行和库区的长治久安,因此是我市水土保持生态建设的重点。虽然,“长治”工程的有效实施,使我市的水土保持生态建设取得了较大的成绩,但离全面建设小康社会的要求尚有不少的差距,因此,我们要紧紧抓住国家实施可持续发展战略和西部大开发战略的历史机遇,进一步增强紧迫感、责任感和使命感,调动全社会各界力量,防治水土流失,改善生态环境,建设巴渝秀美山川。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

Charge characteristics and exchangeable cation status of Korean Ultisols and Alfisols and Thai Ultisols and Oxisols

The charge characteristics of A₁ or Ap and B₂ horizon samples of total 23 Ultisols, Alfisols and Oxisols in Korea and Thailand were studied by measuring the retention of NH₄⁺ and NO₃^? at different pH values (4–8) and NH₄NO₃ concentrations (0.1–0.005 m ). The magnitude of their negative charge (σ^?; meq/100g) was dependent on pH and NH₄NO₃ concentration (C; m ) as represented by a regression equation: log σ^?=apH +blogC +c. The values of the coefficient a (0.04–0.226), b (0.03–0.264) and c (–0.676–1.262) were correlated with the kinds of the soil and horizon and with the region where the soil exists. The retention of NO₃^? was less than 1 and 2–3 meq/100 g for the A₁ or Ap and B₂ horizon samples, respectively. The sum of exchangeable base and Al (‘effective’ CEC) was close to and higher than the magnitude of permanent charge (=σ^? measured at pH = 4.3 and at C = 0.005 m ) for one-third and two-thirds of samples, respectively. A σ^? value of 16 meq/100 g clay at pH = 7 and C = 0.01 m was found appropriate to separate the B₂ horizons of Thai Ultisols and Oxisols from those of Korean Ultisols and Alfisols. Korean Alfisols and Ultisols and Thai Ultisols were distinguished from each other on the status of exchangeable base and Al     

水土保持监督管理程序与时效图文解析

水土保持法律规范和相关行政法律规范,共同构成了水土保持监督管理法律体系,其内容庞杂,相互交叉、融合,程序复杂。通过一组网络图及其简要注释,直观地表述了水土保持监督管理工作的相关程序、时效、逻辑关系和法律依据;通过对网络图呈现的逻辑问题所反映出的法律缺陷进行分析,提出应当按照立法法的有关规定,对现行法律特别是水土保持法律法规进行必要的修改,以适应不断发展的水土保持监督管理工作需要的建议。     

城镇开发区建设中的人为水土流失及防治措施

简析了婺源县城镇开发区建设过程中造成水土流失的状况、危害、原因后,提出了其防治措施,并阐明开展城市（镇）水土保持的紧迫性。     

我国滑坡、崩塌的区域特征、成因分析及其防御

论述了我国滑坡、崩塌的区域分布特征,滑坡和崩塌的危害程度,滑坡和崩塌类型和成因分析,并且提出了灾害的防御措施,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。     

Study on Soil and Pine-Seedling Zn and Mn and Predicting-Model Design

Soils were collected from 2-year (2-y) and 3-year (3-y) old red-pine seedling plots in two tree nurseries, Hayward in the north and Wilson in the southwestern part of Wisconsin State respectively, and equilibrated with 0.01 M Ca(NO₃)₂ for soil solution Zn and Mn (solu-Zn and Mn), and with 0.01 M Ca(NO₃)2+0.005 M EDTA for soil adsorbed Zn and Mn (ad-Zn and Mn). Buffering capacity of soil Zn and Mn (b-Zn and Mn) was obtained from the ratio of ad-Zn and Mn to the solu-Zn and Mn. The concerned traces in pine seedling needles (ndls), stems(sts) and roots (rts) were simultaneously measured.     

Sodium and potassium effects on cation concentration and yield of lucerne and phalaris grown separately and together

Abstract

Lucerne (Medicago sativa L.) and phalaris (Phalaris aquatica L.) were grown separately and together in a pot trial on a yellow‐brown pumice soil with three rates of sodium (Na) and two rates of potassium (K) in factorial combination. Lucerne alone had a low Na concentration but growing phalaris as a companion grass produced herbage with a Na concentration adequate for stock. Na application increased the Na concentration in phalaris and the mixture of phalaris and lucerne much more than in lucerne alone; had little effect on K concentration; slightly reduced Mg concentration; and greatly reduced Ca concentration but not as much in lucerne as in phalaris or the mixture with lucerne. K application increased K concentration and reduced Na, Ca and Mg concentrations throughout. Yield of phalaris grown alone and in combination with lucerne was increased significantly by Na application when K concentration in the plants was low. Yield of lucerne was not affected by Na application and it is concluded that Na did not substitute for K in this species. It is concluded that field trials are warranted to investigate the possibility of growing a special purpose mixture of lucerne and phalaris on New Zealand yellow‐brown pumice soils to provide feed that has adequate Na for grazing animals.