间作群体内土壤呼吸和硝化-反硝化作用研究

通过田间试验,采用气压分离过程法(BaPS)测定了2个氮肥处理下,玉米/大豆间作群体的土壤呼吸速率、硝化速率和反硝化速率。结果表明,施氮处理根区根系生物量高于不施氮处理,而非根系生物量差异较小。施氮处理下,根区土壤呼吸速率约为不施氮处理的1.1倍,非根区土壤呼吸差异较小。施氮处理下,玉米和大豆条带土壤硝化速率分别约为不施氮处理的1.71倍和1.82倍。施氮和不施氮处理下,间作条带根区硝化速率均高于非根区。反硝化作用不是试验区玉米/大豆间作系统氮肥损失的主要途径。因此,该区加强水肥管理以控制硝化-反硝化作用,有利于减少间作系统的氮流失和提高氮肥利用效率。     

铅对小白菜根际微生物群落与其生理功能的影响

通过不同铅浓度下小白菜根际土壤微生物数量、硝化和反硝化速率及呼吸速率等特征的研究,揭示铅污染对植物根际微生态系统生态安全性的影响。结果表明,随着铅浓度的增加,细菌、真菌和放线菌数量均呈现先升后降的变化趋势,峰值所对应的铅浓度分别为300、300和600 mg/kg,3种微生物的耐铅能力为真菌放线菌细菌。土壤硝化和反硝化细菌数、硝化和反硝化速率及呼吸速率也随着铅浓度的增加先升后降,各指标峰值所对应的铅浓度均为300 mg/kg;硝化速率与硝化细菌数、反硝化速率与反硝化细菌数及土壤呼吸速率与微生物总数决定系数分别为0.684 7、0.851 1和0.684 3,均显著正相关。研究发现,当土壤铅浓度达到或超过1 200 mg/kg时,小白菜根际微生态系统出现显著的微生物群落结构和功能退化。     

SBR生物脱氮机理及其影响因素

开发高效经济的生物脱氮技术一直是国内外科研工作者所关注的热点。本文介绍了SBR系统的微生物相、硝化－反硝化、亚硝化－反亚硝化生物脱氮技术及其影响因素的研究进展，并指出了当前SBR法在脱氮方面存在的问题以及发展趋势。     

有机碳分布对氮素迁移转化的影响数值模拟

针对外源性有机碳影响下土壤氮素各转化过程的定量计算问题,基于土壤氮素迁移转化数值模型NPTTM,考虑外源性有机碳在土壤中的不同分布类型,及其对反硝化过程的影响函数,采用含有机碳的二级处理再生水灌溉试验对该改进模型进行验证,结果表明,改进后的模型能很好地拟合试验过程土壤水氮动态变化过程。同时,为了探究有机碳分布对氮素迁移转化过程的影响,本文采用该验证模型进行有机碳随深度分配数值实验,计算结果表明不同的有机碳分布对土壤铵态氮的影响较小,但对硝态氮的影响较大。土壤中较高的有机碳汇集会造成铵态氮浓度的增加,而有机碳浓度增大会增强反硝化作用进而减小硝态氮浓度。     

冬小麦田间根层中氮素迁移转化规律研究

在冬小麦生长期田间试验的基础上，建立了土壤－－作物系统中水分运动及不同形态氮素迁移转化的数学模型，该模型考虑了有机氮的太化，铵屡的硝化与挥发，硝态氮的反硝化以及土壤吸附，作物吸收等多种影响因素，利用溶质扩散－－对流方程模拟了冬小麦生长期田间水分，铵氮，硝态氮含量及其分布的变化。     

硝化抑制剂提高农田氮肥利用率

我国是世界上最大的氮肥生产和消费国,但氮肥的利用率却不高。氮肥的不合理施用,不仅影响着食品安全,对人体的健康产生影响,还会产生一系列的环境问题。土壤中氮素的硝化作用是造成农田氮素损失的重要途径,而硝化抑制剂的施用能调控氮素的转化,减缓硝化过程的进行,是实现氮肥高效管理与利用的有效手段。目前在农业生产上常用的硝化抑制剂主要有DCD、NP、DMPP等。     

基于DNDC模型的南方典型稻田氮素去向及其优化管理

稻田不合理的氮素管理模式造成了氮素资源浪费与水体及大气环境污染.为深入分析中国南方典型稻田的氮素去向特征及其优化管理模式,基于2017年湖北省孝昌县高岗村的试验稻田在常规水肥管理下的稻田观测数据,采用了DNDC模型对稻田各氮素去向负荷进行了模拟与分析,包括水稻植株吸氮、氮素渗漏、氨挥发与反硝化.研究结果表明:①DNDC...     

厌氧悬浮颗粒污泥床同时反硝化产甲烷研究

利用厌氧悬浮颗粒污泥床反应器，以自配水为基质，通过微生物的反硝化作用和产甲烷作用成功实现了在单级反应器中去除硝酸盐和水中有机质的目的。反应器开始接种的污泥是产甲烷颗粒污泥，通过不断提高进水中硝酸盐的浓度，使厌氧颗粒污泥逐渐适应水中的硝酸盐，反硝化剩余的有机碳源转化为甲烷气体。在硝酸盐负荷为0.75kgN03^- -N·m^-3d^-1和COD负荷为14.1kgCOD·m^-3d^-1的稳态下，硝酸盐和有机碳的去除率分别为99.5％和90.1％以上。对反应器产生的气体所进行的气体组成测试表明，加入的硝酸盐全部转化为氮气，这一结果表明发生了真正的反硝化反应。     

城市生活垃圾填埋场渗滤液生物脱氮新技术研究进展

本文对短程硝化反硝化、同时硝化反硝化及厌氧氨氧化等生物脱氮新技术的研究现状进行了简要的综述和讨论.     

耐盐好氧反硝化细菌X12的分离及反硝化特性

从阳江东平某虾池过滤口筛选出一种脱氮性能较高的好氧反硝化细菌X12，为革兰氏阴性菌、杆菌。对X12进行了不同条件下反硝化的特性研究。结果表明，碳源为柠檬酸钠、温度30 ℃、转速160 r/min，pH=7.0，以亚硝酸钠为唯一氮源时，反硝化脱氮效率为96.5%。后续通过逐步提高培养基中氮素的浓度，以及对该菌株进行驯化及固定化技术，以期在海水养殖废水的脱氮处理方面具有更大潜力。      

生物慢滤技术脱氮性能试验研究

对生物慢滤技术脱氮性能和硝化反硝化过程进行了研究。当慢滤反应器表面形成成熟稳定的生物粘膜后,分别进行氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮的去除效果试验研究。并通过投加重金属盐,进行了原水中重金属存在情况下,对脱氮效果影响研究,实验结果表明：1)氨氮去除率与进水氨氮浓度关系不大,氨氮去除率稳定在90%以上。2)生物慢滤反应器中硝化过程主要在滤料上部0.5m高度内完成,反硝化过程位于反应器下部。3）生物慢滤反应器为维持较高的氨氮去除效果,滤速应小于0.6m/h。4)当进水中铅、镉离子浓度超过国家地表水环境质量标准（GB3838－2002）V类水标准时,氨氮去除率下降50%。     

Modeling of water and nitrogen dynamics on an undisturbed soil and a restored soil after open-cast mining

The water movement, mass transport and nitrogen transformations were evaluated on a restored and on an undisturbed soil. During the opencast coal-mining at Acklington in north-east England the soil-layers were removed and stored in large heaps. After the completion of the coal exploitation the soil was restored layer by layer. An identical and undisturbed soil in the vicinity of the opencast mine served as a benchmark. The same experimental treatments were given to both soils. The water and nitrogen dynamics were evaluated by an one-dimensional model based on the Galerkin finite element method. The nitrogen submodel incorporates mineralization, immobilization, nitrification, denitrification, ammonium exchange, uptake and mass transport. The simulations of water content and nitrogen in the soils were compared with the biweekly water content and irregular inorganic nitrogen measurements. Good agreement was found between measured and simulated water distribution during simulation period. At 10 cm depth, the simulation was not as good especially during the autumn period. The soils received the same amount of inorganic nitrogen fertilizer and agronomic treatment. The dynamics of the simulated and observed ammonia and nitrate concentrations can be largely explained as a result of differences in soil structure.     

冬小麦田间根层中氮素迁移转化规律研究

在冬小麦生长期田间试验的基础上，建立了土壤──作物系统中水分运动及不同形态氮素迁移转化的数学模型，该模型考虑了有机氮的矿化、铵氮的硝化与挥发、硝态氮的反硝化以及土壤吸附、作物吸收等多种影响因素，利用溶质扩散──对流方程模拟了冬小麦生长期田间水分、铵氮、硝态氮含量及其分布的变化。模拟模型计算结果与田间试验结果比较说明，数学模型能较好地模拟田间的实际情况。模型计算结果表明，在不同灌水定额情况下，６０ｍｍ／次的灌水量就能基本满足作物生长的需要，而且几乎不造成深层渗漏。增大灌水定额，作物吸收水量的增加十分有限，却可能导致大量水的深层渗漏损失，溶解在土壤水中的硝态氮亦随土壤水往深层移动，作物吸收的氮量有所减少，并且随土壤水的下渗，硝态氮的深层渗漏损失显著增加。     

基于DRAINMOD模型的不同灌排模式稻田水氮运移模拟

【目的】研究不同灌排模式稻田水氮动态变化,为南方稻作区节水减排提供科学依据。【方法】基于实测的田间灌排水量及氮素变化数据,采用Morris方法检测DRAINMOD模型水氮运移相关参数的灵敏度,并利用DRAINMOD模型对传统灌排模式和控制灌排模式下稻田水氮动态进行模拟。【结果】20~40 cm土层侧向饱和导水率对稻田水分运移模拟结果影响最大,弥散系数、反硝化参数、硝化反应参数、有机质适宜分解温度对稻田氮素运移模拟结果影响较大;DRAINMOD模型能够较好地模拟不同灌排模式稻田水氮动态变化、灌排水量、氮素径流总负荷模拟值与实际值差别小于11%;与传统灌排模式相比,控制灌排模式排水量减少33.0%~72.6%,灌水量减少9.7%~37.1%,铵态氮径流负荷减少43.6%~45.0%,硝态氮径流负荷分别减少29.8%~53.1%。【结论】控制灌排模式稻田节水减排效果较好,利用DRAINMOD模型进行不同灌排模式稻田水氮动态模拟可行有效。     

水田控制排水技术的环境效益初探

稻田排水是南方地区氮磷损失和面源污染的主要途径。农田氮磷通过降雨击溅侵蚀、排水沟坡面和沟底冲刷进入地表径流。控制排水可减少地面排水量和排水中氮磷浓度，尤其是降低径流中氮磷浓度，从而减少稻田氮磷损失。土壤颗粒沉淀、硝化、反硝化反应以及作物吸收是排水中氮磷浓度降低的主要原因。通过控制涝水在稻田和排水沟中的滞留时间，增加排水沟口溢流堰高度，降低径流水力坡度和抉沙能力是控制排水的主要手段。最后提出了稻田控制排水需要进一步研究的问题。     

设施条件下膜孔灌土壤水氮运移分布特性研究

在室内进行了模拟设施条件下膜孔灌灌施硝酸钾肥液试验,分析测定了灌后不同时间的土壤含水量和硝态氮质量分数。研究表明,土壤含水率和硝态氮质量分数随着灌后时间延长逐渐减小,土壤水分和硝态氮在灌后1d内存在明显减少现象,灌后5d土壤硝态氮反硝化作用加强;土壤含水率和硝态氮存在耦合现象,二者分布趋势基本相同,以膜孔中心为最大,远离膜孔中心逐渐减小。     

厌氧氨氧化工艺在废水脱氮领域中的应用进展

厌氧氨氧化是一种全新的生物脱氮工艺。对于处理低碳氮比废水,与传统方法相比,它具有节省氧耗、无需外加有机碳源、污泥产量低等优点。近年来,随着基础研究的逐渐深入,各国学者开始将研究视角转向厌氧氨氧化工艺的实际应用。本文对该工艺在消化污泥上清液、垃圾渗滤液等实际废水脱氮研究中的进展进行了综述,并指出了目前存在的问题和今后的研究方向。     

滴灌下生物质改良材料对盐渍土水盐氮运移的调控效应

为探究生物质改良材料对滴灌盐渍土水、盐、肥运移过程的调控效应，采用土箱模拟试验，研究了水肥一体化滴灌条件下，生物炭和腐殖酸两种改良材料对盐渍土水、盐、氮运移和再分布过程及其时空分布特征的影响规律。结果表明：在滴灌条件下，盐渍土壤水盐的时空动态变化表现出明显的水分入渗驱动的盐分运移过程和蒸发扩散驱动的水盐再分布过程；铵态氮含量在时间上表现出先增大、后减小的变化趋势，在空间上的运移再分布特征较弱；硝态氮含量初始时空分布表现出与水盐相似的运移特征，受铵态氮硝化作用的多重影响，后期空间分布与铵态氮空间分布相似；生物炭通过提高土壤饱和导水率，增大了入渗阶段土壤水、盐、氮的运移速率和分布范围；腐殖酸通过提高土壤田间持水率增大了再分布过程土壤水、盐、氮的分布范围和强度，同时其对尿素的水解和硝化过程表现出更强的抑制效果。应用生物质改良材料在改变土壤物理性状进而调控滴灌土壤水盐运移的同时，还影响土壤氮素转化运移过程及其分布，这为水肥一体化滴灌盐渍农田的节水、控盐、减肥治理提供了理论基础。     

冬小麦生长土壤中硝态氮动态的集中参数模型模拟

应用包含有限参数的集中参数模型(LPM)来模拟根区NO3-N的浓度。为率定和检验模型,在野外进行6个小区的水氮动态试验,并根据有关文献确定相关参数,然后借助于其中的2个小区实测资料对作物根系吸氮参数进行优化μ。模拟结果表明,模拟值与田间实测值基本吻合,说明所采用的模型及所确定的参数可用于模拟和预测根层土壤中NO3-N的变化规律。最后,对LPM进行了灵敏度分析,结果表明模拟结果对硝化参数k2、根系吸氮参数μ最为灵敏,并且随着尿素水解参数k1、硝化参数k2增大而增大,随着根系吸氮参数μ、反硝化参数k3的增大而减小。