土壤硝化作用过程中亚硝态氮的累积研究

在实验室条件下比较了９种土壤硝化过程中ＮＯ２＾－的累积能力和ＮＯ２＾－在不同土壤中的稳定性,并在３种代表性土壤上检测了ＮＯ２＾－累积的动态变化。结果表明,红壤和黄棕壤在所有施氨（ＮＨ４＾＋－Ｎ）水平下均未出现ＮＯ２＾－的累积;但砂姜黑土、潮土、滨海盐士、潮棕壤、褐土、灌漠土和灰钙土等均出现不同程度的ＮＯ２＾－累积,且随着施ＮＨ４＾＋－Ｎ水平提高而增加ＮＯ３＾－在红壤和黄棕壤中的累积与施ＮＨ４＾＋－Ｎ水平无关,但在其它７种ｐＨ大于７的土壤中的累积受到浓度ＮＨ４＾＋的抑制。此外,试验还表明,ＮＯ２＾－在红壤和黄棕壤中不稳定,但在其它７种土壤中相当稳定。土壤硝化过程中产生ＮＯ２＾－累积的问题应引起重视。     

影响氧化亚氮形成与排放的土壤因素

土壤中Ｎ２Ｏ形成、散发与地球温室效应有密切关系。土壤中Ｎ２Ｏ是通过硝化和反硝化过程形成的。由于硝化和反硝化过程中均产生Ｎ２Ｏ，故凡影响这两个过程的因素都会对Ｎ２Ｏ的形成发生作用。土壤通气状况、土壤水分含量、土壤氮素状况与氮肥施用、土壤ｐＨ、土壤有机物含量与组成、土壤质地结构及耕作利用等土壤因素都会影响Ｎ２Ｏ的形成与排放。     

田间土壤反硝化作用动态初探

通过不同供水水平条件下对田间土壤反硝化作用进行动态研究。利用Ｃ２Ｈ２能抑制反硝化作用的Ｎ２Ｏ→Ｎ２的转化过程，用气相色谱检测出土壤中释放出的Ｎ２Ｏ的量。结果表明，田间土壤含水量较大时的土壤反硝化作用强度比其它时期明显增加，不仅增强了田间Ｎ素的气态损失，而且给大气环境造成一定程度的潜在危害。     

土壤水分状况和质地对稻田N2O 排放的影响

１９９４年中国科学院封丘生态试验站通过小区试验研究了土壤质地和水分状况对稻田Ｎ２Ｏ排放的影响。结果表明稻田Ｎ２Ｏ排放主要受土壤水分状况的影响,淹水状态下,Ｎ２Ｏ排放很少,水分落于期间Ｎ２Ｏ排放量占水稻生长期Ｎ２Ｏ排放总量的８７．５０％～９８．６５％。土壤质地显影响稻田平均Ｎ２Ｏ排放通量,砂质土壤排放的Ｎ２Ｏ显或极显高于壤质和粘质土壤,水稻生长期砂质、壤质及粘质土壤的平均Ｎ２Ｏ排放通量分别为１３７．６３、８７．５４和６３．６μｇＮ２Ｏ－Ｎ／ｍ＾２．ｈ。     

镍对水稻生长发育影响和残留规律的研究

本文对吉林省砂壤水稻土进行镍（ＮｉＳＯ４·６Ｈ２Ｏ）的不同浓度对水稻生长发育影响和残留规律的盆栽试验研究。结果表明，镍对水稻的毒害作用主要表现在抑制水稻分蘖，使产量下降。土壤投加镍６０－２４０ｍｇ／ｋｇ条件下，可使水稻减产５％￣２５％。水稻各器官镍累积量随土壤投加镍量的增加而增加，其分布规律为：根〉〉茎叶〉糙米，表现出明显的规律性。用０．００５ｍｏｌ／Ｌ ＤＴＰＡ提取土壤中有效态镍能很好地体现水稻     

土壤质地对小麦和棉花田N2O排放的影响

１９９４年－１９９５年在中国科学院封丘生态试验站通过小区试验研究了土壤质地对小麦和棉花田Ｎ２Ｏ排放量的影响。结果表明,土壤质地明显影响小麦和棉花田Ｎ２Ｏ排放量,壤质土壤排放的Ｎ２Ｏ高于砂质和粘质土壤,小麦和棉花生长期壤质,砂质及粘质土壤的平均Ｎ２Ｏ排放通量分别为３７．９３,２３．８１,１２．９０及７０．３９,４５．８７,２７．８５μｇＮ２Ｏ－Ｎ／（ｍ＾２．ｈ）。     

农田土壤剖面反硝化活性及其影响因素的研究

用培育法研究了我国3种农田土壤剖面各层土壤的反硝化活性及其影响因素。结果表明，潮土剖面各层上壤中以0～20cm土壤的反硝化活性为最高，培育20天时的反硝化活性达到49％，而下层土壤的反硝化活性，除52～65cm土层外，则都很低；加葡萄糖或肥土清液，明显地提高了各层土壤的反硝化活性，且以前者的作用更大些，但加磷则无此作用。黄泥土（中等肥力）剖面中各层土壤的反硝化活性，也以0～20cm土壤为最高。培育20天时的反硝化活性达到74％，随剖面深度的加深，反硝化活性逐渐减小。加葡萄糖和肥土清液对表土的反硝化活性没有明显的影响，却明显地提高了40～100cm各层土壤的反硝化活性。但加磷对各层土壤的反硝化活性则都无明显的影响。红壤（花生地）剖面中各层土壤的反硝化活性都极低。加葡萄糖或肥土清液能提高表土的反硝化活性，但对其下各层土壤的反硝化活性却没有影响。加磷未能提高各层土壤的反硝化活性。相关分析表明，培育20天土壤反硝化活性与土壤有机质含量呈极显著的正相关（r＝0．827* *），而与土壤速效磷含量和土壤pH无此相关性。     

水稻根际硝化─反硝化作用生态因子的水平空间变异

采用根际模拟和切片技术研究水稻根区土壤硝化－反硝化作用及其相关生态因子沿根系接触面水平空间变异的结果表明,土壤潜在硝化作用强度和反硝化作用强度随距极系接触面距离的增加而降低;由于硝化细菌是严格的好氧微生物,土壤潜在硝化强度随距根系接触面水平距离急剧减弱,而潜在反硝化强度则变弱趋势较为缓和;土壤０．５ｍｏｌ／ＬＫ２ＳＯ４可提取碳及其碳氮比随距根系接触面距离增大而下降,土壤速效氮则反之;土壤亚硝酸Ｋ２     

水稻根际硝化作用的生态与生物反硝化

本文研究了不同类型稻田及不同ＮＨ４＾＋浓度等生态因子对水稻根际硝化、反硝化作用的影响，研究结果表明，乌栅土的硝化细菌、硝化强度以及反硝化细菌、反硝化强度均大于黄泥土；过高浓度（４０ｍｇＮ／１００ｇ干土）的ＮＨ４＾＋－Ｎ会抑制硝化细菌的生长繁殖，从而降低了硝化活性，造成ＮＨ４＾＋、ＮＯ２＾－、ＮＯ３＾－的积累，这对微生物及水稻的生长发育均不利，甚至还会造成农田、水域等环境污染。     

土壤水分状况对CH4氧化,N2O和CO2排放的影响

实验室培育试验表明，土壤氧化ＣＨ４，排放Ｎ２Ｏ和ＣＯ２的最佳水分含不量。水稻土氧化ＣＨ４的最佳水分含同于半干旱草地土壤，均接近于土壤环境常年水分含量。水稻土Ｎ２Ｏ排放量随着水分含量的下降而增加，半干旱草地土壤则随着水分含量的下降而减少，表明背离土壤环境上水分含量越远，Ｎ２Ｏ的排放量越大。因而，ＣＨ４氧化和Ｎ２Ｏ排放对土壤水分含量的反应呈极显著的负相关性。ＣＯ２排放的最佳水分含量接近或高于ＣＨ４氧化     

恒电荷土壤及可变电荷土壤与离子间相互作用的研究 I.共存离子对NO_3~-吸附的影响

研究了我国典型３种可变电荷土壤和４种恒电荷土壤在陪伴阳离子分别为Ｋ十、Ｎａ十、Ｃａ２＋时和１ｍｍｏｌＬ－１ＫＣ１、Ｋ２ＳＯ４支持电解质中ＮＯ３－的吸附。结果表明，ＮＯ３－吸附量随ｐＨ的增加而减小。在添加相同浓度ＮＯ３－时，３种可变电荷土壤对ＮＯ３－的吸附量顺序为Ｃａ（ＮＯ３）２＞ ＫＮＯ３＞ＮａＮＯ３＞ＫＮＯ３十ＫＣＩ＞ＫＮＯ３＋Ｋ２ＳＯ４；在初始ＮＯ３－浓度０．５－５ｍｍｏｌＬ－１的范围内，吸附量随浓度变化的关系符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附式．由此求出与ＮＯ３－吸附结合能有关的常数（Ｋ）在不同共存离子存在下数值较小且差异不大，因此认为不同陪伴阳离子和不同伴随阴离子对ＮＯ３－吸附的电性机理影响不大，只是改变了土壤表面的正电荷数量从而使吸附量发生变化。４种恒电荷土壤对ＮＯ３－的吸附量通常很小，其中在Ｃａ（ＮＯ３）２介质中较在其他介质中稍大，最大吸附量仅为１．５～ｍｍｏｌ ｋｇ－１左右，约为可变电荷土壤的１／１０，且在浓度较低时常观察到负吸附。     

夹砂层土体构型毛管水上升的实验研究

针对西北地区土壤剖面多呈层状和春季强烈返盐季节土壤多处于裸露状态的特点，通过室内土柱实验，研究了有地下水位条件下夹砂层剖面的土壤蒸发问题。结果表明，砂层会影响毛管水上升的高度和速度，毛管水到达土表的时间随砂层厚度的增加、层位的升高以及级配的变差而延长，但砂层级配对于水分的阻滞作用最大。砂层影响各层土壤含水量的分布，在水分达到平衡状态时，砂层以下土壤含水量大于均质土，而砂层以上土壤含水量则小于或近似于均质土。砂层能明显降低地下水的蒸发量，但夹砂层土柱的蒸发量随砂层厚度的增加而降低，而表砂层土柱的蒸发量则随砂层厚度的增加而增强。在蒸发阶段，砂层层位的作用表现更为显著。     

不同水分含量下黑土硝化反硝化微生物群落结构的变化

【目的】阐明土壤水分含量的变化对土壤硝化与反硝化微生物数量的影响，揭示土壤微生物群落结构对土壤水分含量的响应规律，为黑土区农田合理水分管理提供参考。【方法】依托长期定位试验平台，采集典型黑土区表层土壤样品进行室内微宇宙试验，设置4个土壤水分含量梯度(40%WHC、60%WHC、80%WHC和100%WHC)模拟土壤湿度环境，土壤样品在(25±1)℃下连续培养7天后，采用实时荧光定量q-PCR和高通量测序技术，分析黑土硝化与反硝化微生物数量，揭示不同土壤水分含量下黑土微生物群落结构的变化规律。【结果】土壤水分对农田黑土硝化与反硝化微生物数量影响显著。硝化微生物AOA基因拷贝数在60%WHC下最低，随着土壤水分含量的升高而显著增加(P<0.05)。AOB基因拷贝数变化随土壤水分状况的变化由多到少依次为100%WHC、60%WHC、80%WHC和40%WHC。反硝化微生物nir S和nos Z基因拷贝数均随土壤含水量的升高而增加，在土壤含水量为100%WHC条件下均达到最高值，分别是40%WHC条件下的38和2.7倍。高通量测序及分析结果表明，不同土壤水分状况下土壤微生物群落结构发生明...     

土壤氮素反硝化过程研究进展

引用大量文献土壤反硝化过程造成的环境问题及其影响因素。例如，植物（包括根系活动，生长，分泌物，呼吸及植被遮荫等）对氮生物化学转化过程的影响；ＮＯ３活性，微生物民其与根系竞争Ｎ素反硝化水分和氧气容量，有机介含量，施用绿肥及无机肥及无机机械压实，放心纸浆农业利用等对土壤反硝化过程的影响。     

农业微环境对土壤温室气体排放的影响

二氧化碳（ＣＯ２）、氧化氮（Ｎ２Ｏ）、甲烷（ＣＨ４）等气体排放量的增加所引进的温室效应是全球变暖的主要促动因素。同时各种温室气体的产生和排放量也同样受其所处环境状况的影响与反馈作用研究各环境要素对土壤温室气体排放的主要影响机制是调节气候变化与温室气体排放循环反馈过程的关键环节,对减少温室气体排放、减缓全球变暖真挚具有较强的现实意义。阐述了土壤排放Ｎ２０、ＣＨ４对环境因素的影响,并提出温室气体减排措     

水分状况对水田土壤N2O排放的影响

通过室内培养试验,研究了不同水分含量下水稻土的Ｎ２Ｏ排放,结果表明,在水分含量相当于田间持水量时,土壤具有最大的Ｎ２Ｏ排放速率,当水分含量在田间持水量之上时,反硝化作用是Ｎ２Ｏ的主要来源。水分含量在田间持水量之下时,尽管硝倾作用强烈,但Ｎ２Ｏ排放量较小。通过温室盆栽试验研究了不同水分管理措施下,水稻土Ｎ２Ｏ和ＣＨ４的排放,同常规水分管理方式相比,长期淹水显著增加ＣＨ４的排放而减少了Ｎ２Ｏ的排放。相反,湿润灌溉的处理在整个水稻生长期内没有明显的ＣＨ４排放,但其Ｎ２Ｏ排放对水分状况敏感,出现数次峰值,从而总排放量远高于其它两处理。     

水分类型对土壤排放的温室气体组成和综合温室效应的影响

实验室研究表明,土壤排放出的温室气体（ＣＯ２、ＣＨ４和Ｎ２Ｏ）组成及总理显著地受土壤水分类型和施用秸秆的影响。连续淹水条件下,土壤仅排放微理的Ｎ２Ｏ,但排放出大量的Ｃ睡Ｃ敢条件下,土壤不排放Ｃ上键合的但排放出大量的Ｎ２Ｏ;虽然淹水的土壤排水促进Ｎ２Ｏ排放,但显著抑制ＣＨ４的排放,淹水好气交替处理的土壤其排放的ＣＯ２、ＣＨ４和Ｎ２Ｏ均在好气和连续淹水之间。根据各种温室产生温室效应的相对潜力,计算土壤     

温度和水分对华中地区菜地土壤氮素矿化的影响

为研究华中地区菜地土壤的矿化特征和矿化规律,拟定菜地土壤合理的氮肥施用量,本文以华中地区两种典型菜地土壤——黄棕壤和潮土为研究对象,利用室内连续培养试验研究了温度、水分对菜地土壤矿化的影响。结果表明,黄棕壤的矿化速率和氨化速率均随着温度的升高而升高;硝化速率在15%和25%含水量下随温度的升高而升高,而在35%含水量下随温度的升高而降低。潮土矿化速率在15%含水量时随温度的升高而升高,而在25%和35%含水量下随温度的升高先增加后减小;硝化速率在15%和35%含水量时随温度的升高而增加,25%含水量时随温度的升高先增加后降低;氨化作用随温度的升高而降低。黄棕壤的矿化量在含水量为25%、温度35℃时高达34.9 mg.kg 1;潮土的矿化量在含水量为25%、温度为25℃时最高,为63.9mg.kg 1。不同温度下潮土矿化量均大于黄棕壤。黄棕壤的氨化速率随含水量的增加而增加,硝化速率随含水量的增加而降低,矿化速率则在含水量25%时最大。潮土的氨化、硝化和矿化作用随水分变化不明显。本研究还发现,25%的含水量是黄棕壤微生物活性的水分临界点,潮土的水分临界点不明显。通过对土壤氮素的矿化速率与水分含量和温度之间的函数关系模拟发现,黄棕壤模拟效果好于潮土。     

黑麦有机氮在土壤中矿化的研究

试验研究了黑麦（休闲作物）与土壤混合在含水量为１２％及不同温度（０，４，１０和２０℃）培养下其有机Ｎ的太化，结果，有机Ｎ的矿化极大地受温度的影响。在２０℃温度下培养１５周后，约有８０％的黑麦有机Ｎ被矿化。试验后期，矿化的ＮＯ３－Ｎ从土壤中大量损失，这可能是由化硝化作用造成的，同时，矿化Ｎ形态在土壤中的转化过程也随高温度升高而加强。仅在低温条件下，ＮＨ４－Ｎ能在土壤中积累。     

有机肥对土壤NO3^——N累积的影响

长期定位试验和调查取样的结果表明,土壤中ＮＯ３＾－－Ｎ的累积量随有机肥施用量的增加而增加,过量施用有机肥会引起２ｍ以下深层次土壤中ＮＯ３＾－－Ｎ的大量累积。当有机肥和无机肥配合施用时,土壤中ＮＯ３＾－－Ｎ的累积量随总施Ｎ量的增加而增加。有机肥对土壤ＮＯ３＾－－Ｎ累积的影响和对地下水的潜在威胁不容忽视。