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相似文献
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1.
土壤酸化是粘土矿物缓慢风化的自然过程,但近年来随着人类高强度的农业利用,土壤酸化现象逐渐加剧,而铵态氮肥的硝化作用是土壤酸化的主要贡献者之一。传统的施用石灰改良酸性土壤,常常会有反酸现象,并可能导致土壤板结。蒙脱石是碱性或中性土壤的主要粘土矿物组分,而在土壤酸化的过程中,蒙脱石被进一步风化掉。本文通过室内模拟实验,采用硝化动力学拟合及对净硝化速率的计算,分别研究了蒙脱石(Ca-M)和石灰(Ca-OH)对酸性黄壤硝化作用的影响。结果表明:酸性黄壤添加石灰或蒙脱石后,土壤均发生了显著的硝化作用,且硝化过程符合一级动力学模型N_(NO3)=N_0+N_p(1-exp(-k_1t))(P0.001)。Ca-OH处理土壤样品的净硝化速率(3.429 mg·kg~(-1)·d~(-1))显著大于Ca-M处理(2.381 mg·kg~(-1)·d~(-1));Ca-OH处理土壤样品的潜在硝化速率(V_p)和平均硝化速率(V_a)在pH值5.7和6.2时分别为6.42、8.58 mg N·kg~(-1)·d~(-1)和2.71、3.87 mg N·kg~(-1)·d~(-1),均显著大于钙基蒙脱石处理(pH值5.7和6.2时分别为3.40、4.56 mg N·kg~(-1)·d~(-1)和2.36、3.04 mg N·kg~(-1)·day~(-1))。结果表明采用石灰改良酸性土壤发生复酸化现象的可能性及程度大于钙基蒙脱石,本研究为酸性土壤改良提供了新的参考。  相似文献   

2.
为探究铁氧化物对土壤硝化动力学的影响,以全铁含量低的酸性潮土(pH4.9)和中性潮土(pH7.2)为研究对象,通过7d的室内恒温(28℃)培养,研究了不同pH土壤在添加0(对照),0.5%,1%,3%,5%,10%(重量比)铁氧化物后的硝化动力学过程。结果表明:铁氧化物加入量超过3%,则改变中性潮土的硝化动力学过程由一级变为零级模型。不同含量铁氧化物加入后,酸性潮土的硝化过程均符合一级动力学模型。加铁处理的酸性潮土,其净矿化速率均显著高于不加铁处理。加铁量为10%处理的净矿化速率为4.12mg/(kg·d),是不加铁处理的7.82倍。随着铁氧化物加入量的增加,酸性潮土净硝化速率显著升高而中性潮土净硝化速率却显著下降。酸性潮土中铁氧化物加入量超过3%的处理,其净硝化速率极显著高于加铁量小于3%的处理。总之,铁氧化物的加入显著促进酸性潮土的净硝化速率,对中性潮土的净硝化速率却有显著抑制作用,并且加入量越大对2种土壤的作用效果越显著。3%的铁氧化物加入量是显著影响酸性潮土和中性潮土硝化作用的临界值。  相似文献   

3.
采用室内恒温培养法,探究4℃、15℃、28℃和40℃条件下中性紫色土硝化作用的差异及氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)对不同温度的响应模式。结果表明:28℃条件下硝化作用最强,净硝化率为3.40 mg N kg~(-1) d~(-1),40℃条件下硝化作用较弱,净硝化率为1.52 mg N kg~(-1) d~(-1),15℃条件下硝化作用发生延迟,净硝化率为2.40 mg N kg~(-1) d~(-1),4℃条件下硝化作用被抑制。28℃条件下的硝化动力学过程符合一级动力学模型(R2为0.996),15℃和40℃条件下的硝化动力学过程符合零级动力学模型(R2分别为0.969和0.984),说明15℃和40℃条件下限制硝化作用的因子可能是硝化微生物活性。AOB amoA基因拷贝数在28℃条件下达到最大,而AOA amoA基因拷贝数在40℃条件下达到最大。AOA和AOB amoA基因拷贝数在培养期间的变化表明AOB和AOA可能在中性紫色土硝化作用中共同发挥作用。在培养过程中,AOA与AOB amoA基因拷贝数之比在15℃和28℃条件下,由1 d时的7.38和8.92下降为28 d时的1.51和2.12,呈显著降低趋势(P 0.05);在40℃条件下,AOA与AOB amoA基因拷贝数之比在培养过程中呈先显著升高后降低的趋势(P 0.05)且显著高于4℃、15℃和28℃三个温度条件(P0.05);而4℃条件下AOB和AOA amoA活性均受到抑制。相比于AOB,AOA可能更适应高温环境。  相似文献   

4.
土地利用方式对湿润亚热带土壤硝化作用的影响   总被引:27,自引:0,他引:27  
蔡祖聪  赵维 《土壤学报》2009,46(5):795-801
在土壤最大持水量60%和30℃条件下对采自江西的自然土壤(森林和灌丛)和农业利用土壤(稻田、旱地和茶园)进行了实验室培养,研究土地利用对硝化作用的影响。结果表明,由于土壤呈酸性(pH4.2~6.3,平均为4.9),供试土壤的硝化作用很弱甚至缺失。当无外加铵态氮时,土壤的硝化速率与有机氮矿化速率呈显著的线性关系(p<0.01),而与土壤pH无关;当外加铵态氮使基质饱和时,硝化速率与土壤pH显著相关(p<0.01)。农业利用显著提高土壤的硝化作用能力,绝大部分自然土壤(78%)的净硝化速率小于净矿化速率,无机氮以铵态氮为主,而绝大部分农业利用土壤(74%)的净硝化速率大于净矿化速率。农业利用通过提高土壤pH、氮肥施用刺激硝化作用及改善土壤磷素供应状况等途径促进土壤的硝化作用。农业利用土壤硝化作用能力的提高增加了氮肥以硝态氮形态淋失的风险。  相似文献   

5.
《土壤通报》2019,(5):1210-1217
研究在我国亚热带红壤地区采集林地、竹林、茶园和旱地农田4种利用方式的土壤样品,测定了氮素净矿化和净硝化以及N_2O排放速率,定量了氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA),以期阐明土地利用方式对红壤氮素矿化和硝化作用的影响。结果表明,不同利用方式红壤AOA基因拷贝数在6.20×10~6到6.58×10~6copies g~(-1)土;AOB基因拷贝数在4.18×10~6到7.41×10~6copies g~(-1)土,AOA和AOB丰度的最大值均出现在旱地红壤。旱地红壤0~7天和0~14天的氮素净矿化速率分别为3.46和1.62 mg kg~(-1),均显著高于其他利用方式。氮素净矿化速率与土壤pH值呈显著的正相关关系(P0.05),与C/N呈显著的负相关关系(P0.05),说明土壤pH和C/N是影响不同利用方式红壤氮素净矿化速率的主要因子。旱地红壤0~7天和0~14天的净硝化速率分别为5.33和3.06 mg kg~(-1),也均显著高于其他利用方式。净硝化速率与铵态氮(NH_4~+-N)含量(P0.01)、pH(P0.05)和AOB(P0.01)均呈显著的正相关关系,表明土壤p H和可利用NH_4~+-N含量是影响红壤净硝化速率的重要因素,高土壤pH和NH_4~+-N含量有利于AOB的生长和活性,从而明显增加净硝化速率。然而,不同利用方式红壤的N_2O排放速率却没有显著的差异,说明利用方式似乎不影响土壤N_2O排放,这与净硝化速率变化规律相矛盾。可能的原因是,除了硝化作用外,好氧培养条件下还存在其他重要的N_2O产生途径,将来的研究中需要关注不同利用方式红壤N_2O产生途径,以阐明红壤N_2O排放机制。  相似文献   

6.
为研究云南曲靖烟区土壤有效钼含量状况及影响因素,采用田地实地调查取样与室内化验分析的方法,明确了区域内不同县(市)烟区土壤有效钼含量分布特征及土壤类型、土壤p H、不同金属氧化物等对土壤有效钼含量的影响趋势,结果表明:(1)曲靖中海拔烟区土壤有效钼含量范围为痕量~1.966 mg kg~(-1),平均含量0.199 mg kg~(-1),变异系数高达93.23%,土壤有效钼含量不足的样本所占比例达50.03%;地区间差异明显;(2)不同土壤类型有效钼含量表现为,红壤水稻土紫色土;(3)土壤有效钼含量与不同土壤类型pH差异显著,其中红壤、紫色土pH与土壤有效钼相关系数分别为0.283(P 0.01)和-0.191(P 0.05),水稻土与有效钼含量不相关;(4)土壤中不同金属氧化物与土壤有效钼含量相关性显著,铁、钙、锰的氧化物与土壤有效钼相关系数分别为-0.161**、-0.212**、0.233**。  相似文献   

7.
硝化作用驱动下红壤渗漏液的酸化   总被引:4,自引:0,他引:4  
钱琛  蔡祖聪 《土壤学报》2010,47(1):77-83
土壤渗漏液pH对于亚热带酸性土壤的物质迁移和溶液中物质形态具有重要影响。为了研究亚热带酸性土壤硝化作用释放H+与渗漏液pH的关系,以具有不同硝化强度的3个红壤样本为供试材料,分别加入铵态氮0、150和300 mg kg-1,进行112 d的室内土柱模拟淋溶实验。结果表明:酸性土壤的渗漏液并不一定呈酸性。土壤渗漏液pH取决于硝化作用产生H+的速率与土壤酸缓冲能力的综合作用。当硝化作用使渗漏液中NO3-浓度升高至一定程度时,渗漏液pH突然下降,这一临界NO3-浓度与土壤盐基饱和度及加入土壤的铵态氮量呈线性正相关(p0.05)。所以,硝化作用最强的旱地土壤,由于其盐基饱和度达81%,渗漏液始终保持中性;而硝化作用不强、盐基饱和度为21%的灌丛土壤,其渗漏液pH可降至4.0以下。  相似文献   

8.
三种氮肥对红壤硝化作用及酸化过程影响的研究   总被引:11,自引:0,他引:11  
以安徽郎溪耕地红壤耕层土壤为对象,采用室内恒温培养方法,研究了CO(NH2)2、(NH4)2SO4及NH4HCO3 3种氮肥在不同施用量条件下对土壤硝化作用及酸化过程的影响。结果表明:对照处理土壤的净硝化速率为(NO2-+NO3-)-N 25.7 mol /(kg?d);3种化学氮肥添加到土壤后均显著促进了土壤的硝化作用,CO(NH2)2、NH4HCO3处理土壤的净硝化速率分别为(NO2-+NO3-)-N 51.3~189.6、50.7~149.9 mol /(kg?d),且净硝化速率随氮肥用量增加而增加;(NH4)2SO4处理土壤的净硝化速率为(NO2-+NO3-)-N 60.5~107.9 mol /(kg?d),以施用量N 150 mg /kg时最大。研究同时发现, 3种化学氮肥均导致土壤pH下降,CO(NH2)2、 NH4HCO3处理土壤pH较对照处理分别下降0.11~0.43、0.02~0.36 pH单位,氮肥施用越多,pH下降越大;(NH4)2SO4处理土壤pH较对照处理下降0.08~0.26 pH单位,以施用量N 150 mg /kg时下降最大, N 300 mg /kg时下降最小。统计分析表明,土壤pH与土壤中(NO2-+NO3-)-N含量呈极显著负相关,土壤酸化速率与净硝化速率有显著的线性相关关系,说明氮肥通过硝化作用影响土壤酸度。  相似文献   

9.
通过对青铜峡市农耕表层土壤和水稻全硒含量的测定,分析了青铜峡市农耕土壤硒含量分布特征及水稻子实硒含量影响因素。结果表明,表层土壤硒元素含量在0.057~0.95 mg·kg~(-1)之间,平均值为0.226 mg·kg-1,83.55%的农耕土壤达到足硒水平(0.175~0.40 mg·kg~(-1)),其中连湖农场土壤硒元素含量均值最高,树新林场最低。不同土壤类型土壤硒元素含量表现为灌淤土潮土粗骨土盐土灰钙土新积土。相关分析结果表明,影响研究区土壤硒元素含量的因素主要是土壤p H、有机质、铁氧化物、锰和CEC。此外,水稻子实硒含量不只受土壤全硒含量的影响,而且与土壤p H、有机质等因素密切相关。  相似文献   

10.
不同施氮量对林地和农田黑土净氮转化速率的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
《土壤通报》2020,(3):694-701
用在土壤含水量为田间持水量60%、温度20℃恒定条件下进行室内培养的方法,研究不同NH_4~+-N施用量(0、40、60、80 mg kg~(-1))对林地和农田黑土净氮转化速率的影响。结果表明,在不施氮的条件下林地黑土的净氮矿化速率为负值,表现为对氮的净固定;在施氮条件下林地黑土的净氮矿化速率为正值,表现为对氮的净矿化,且随NH_4~+-N施用量(0~60 mg kg~(-1))的增加而增加,但NH_4~+-N施用量超过60 mg kg~(-1)后土壤净氮矿化速率反而稍有降低。施氮对农田土壤氮矿化的影响与林地土壤相反,不施氮的农田土壤净氮矿化速率为正值,施氮后土壤净氮矿化速率为负值,且随NH_4~+-N施用量(0~80 mg kg~(-1))的增加而降低。施用NH_4~+-N肥显著促进了林地和农田土壤硝化作用,但对农田土壤的促进程度更大。对于林地土壤而言,施氮处理土壤的净硝化速率是不施氮处理的1.52~1.70倍,不同施氮量处理间差异不显著。对于农田土壤而言,施氮处理土壤的净硝化速率是不施氮处理的16.7~26.4倍,且随施氮量的增加而显著增加。施氮降低了林地土壤的硝化率,但是对农田土壤的硝化率没有显著影响。  相似文献   

11.
A comparative study was conducted to determine the NH4^+ and NO3^- concentrations in soil profiles and to examine the net nitrogen (N) mineralization and nitrification in adjacent forest, grassland, and cropland soils on the Tibetan Plateau. Cropland soil showed significantly higher inorganic N concentrations in soil profiles compared with forest and grassland soils. NO3^- -N accounted for 70%-90^ of inorganic N in cropland soil, while NH4^+ -N was the main form of inorganic N in forest and grassland soils. The average net N mineralization rate at 0 20 cm depth was approximately twice in cropland soil (1.48 mg kg^-1 d^-1) as high as in forest (0.83 mg kg^-1 d^-1) or grassland soil (0.72 mg kg^-1 d^-1). Cropland showed strong net nitrification, with the net rate almost equal to the total net N mineralization. Urea addition stimulated soil respiration, particularly in forest soil. Most urea-N, however, remained as NH4^+ in forest and grassland soils, while NO3^- was the main form of inorganic N to increase in cropland soil. Higher rates of net nitrification in cropland soils suggest that land use change on the Tibetan Plateau may lead to high N losses through nitrate leaching.  相似文献   

12.
王敬  张金波  蔡祖聪 《土壤学报》2016,53(1):166-176
采用15N成对标记技术结合数值模型,测定太湖地区两种土地利用方式(稻麦轮作农田和葡萄园)下的土壤氮素初级转化速率,探讨了土地利用方式改变对土壤供氮和保氮能力的影响。结果表明,葡萄园土壤初级矿化速率高于稻麦轮作农田土壤,但是其NH4+-N同化速率几乎可以忽略不计(0.02 mg kg-1 d-1),自养硝化成为培养条件下葡萄园土壤NH4+-N的唯一去向。葡萄园土壤初级自养硝化速率(15.85 mg kg-1 d-1)显著高于稻麦轮作农田土壤(13.65 mg kg-1 d-1),但两者初级异养硝化速率和NO3--N同化速率均接近零值。可见,太湖地区稻麦轮作农田改种为葡萄园后,土壤NH4+-N同化速率显著降低而自养硝化速率增加,由此导致更多的NO3--N在土壤中累积,进而可能增加土壤中N的淋溶和径流损失风险。  相似文献   

13.
  【目的】  土壤中的氧化亚氮 (N2O) 来源于硝化与反硝化作用,锰可与硝化或反硝化作用产物反应产生N2O或氮气,已有研究表明土壤中锰含量高会影响硝化作用。因此,本试验以水钠锰矿 (KMnO2·H2O) 与土壤硝化作用与反硝化作用的生物化学耦合反应为切入点,研究水钠锰矿的添加对土壤N2O释放速率及微生物的影响,进一步认识N2O释放与土壤环境因子的相互关系。  【方法】  以红壤性水稻土为供试土壤,通过微宇宙培养试验,在土壤中添加不同质量百分比的水钠锰矿 (0%、0.1%、0.3%、0.7%、1.5%),预培养7 天后,加入硫酸铵N 100 mg/kg继续培养14天。在培养第1、3、7、14天,采用气密性注射器抽取10 mL气体样品,气相色谱仪测定N2O含量;同时取土壤样品,比色法测定铵态氮与硝态氮含量。培养结束时,测定土壤pH,采用实时荧光定量PCR测定土壤16S rDNA与氨氧化细菌 (AOB) amoA基因拷贝数,高通量测序技术分析微生物群落组成及多样性。  【结果】  水钠锰矿提高了土壤N2O释放速率,增加了土壤N2O累积释放量,以添加0.1%水钠锰矿的N2O累积释放量最高,添加1.5%的最低。土壤铵态氮含量随培养时间的延长而迅速降低,硝态氮含量则迅速增加。水钠锰矿显著提高了土壤pH与表观N2O产量 (N2O-N/NO3?-N),pH随着水钠锰矿添加量的增加整体提高,N2O-N/NO3?-N则随着水钠锰矿添加量的增加呈降低趋势。适量水钠锰矿显著增加了土壤细菌16S rDNA与氨氧化细菌 (AOB) amoA基因拷贝数,并显著提高了土壤16S rDNA与AOB amoA基因拷贝数的比值,但随着水钠锰矿添加量的增加,细菌16S rDNA和AOB amoA基因拷贝数的增加量整体降低;放线菌、变形菌与拟杆菌是所有处理中的优势菌门,通过非度量多维尺度分析发现不同处理间的微生物群落结构差异显著,未添加水钠锰矿处理与添加水钠锰矿1.5%处理的微生物群落结构差异最大,其他处理的微生物群落结构介于两者之间。  【结论】  土壤中添加0.1%质量比的水钠锰矿,可以通过增加AOB的数量促进红壤性水稻土N2O的释放,显著影响微生物物种丰度与群落结构。但水钠锰矿高添加量处理对AOB的刺激作用减弱,因此,应将土壤锰含量作为影响土壤N2O释放的因素加以考虑。  相似文献   

14.
液体培养研究不同土壤中硝化活性   总被引:2,自引:0,他引:2  
YUAN Fei  RAN Wei  SHEN Qi-Rong 《土壤圈》2005,15(3):379-385
A red soil, a fluvo-aquic soil and a permeable paddy soil were used in a long-term investigation to study changes in nitrification with treatments: 1) soil incubation, 2) liquid incubation inoculated with soil samples, and 3) liquid incubation inoculated with ammonia-oxidizing bacteria (AOB) from the soils. There were significant differences (P < 0.001) in nitrification rates among the three soils when measured for 28 days by adding (NH4)2SO4 at the rate of 154 mg N kg-1 dry soil to fresh soil. However, the amounts of nitrifying bacteria in the three soils were not related to soil nitrification capacity. When the soil samples or the isolates of AOB enriched from the corresponding soil were incubated in liquid with pH 5.8, 7.0 and 8.0 buffers and 10 mmol L-1 ammonium nitrogen, there were no significant nitrification differences in the same soil type at each pH. The ability to oxidize ammonia through AOB from different types of soils in a homogeneous culture medium was similar, and the soil nitrification capacity could reflect the inherent properties of a soil. Altering the culture medium pH of individual soil type also showed that acidification of an alkaline fluvo-aquic soil decreased nitrification capacity, whereas alkalinization of the acidic red soil and permeable paddy soil increased their nitrification. For a better insight into factors influencing soil nitrification processes, soil properties including texture and clay composition should be considered.  相似文献   

15.
Oxygen concentration is considered to be the most important factor influencing nitrification and mineralization rates in agricultural soils. However, the sensitivities of nitrification and N mineralization in paddy soils to oxygen concentrations are not well known. We examined nitrification activities and N mineralization rates of six paddy soils with pH ranging from 5.23 to 7.83 and incubated at 25°C and 60% water-holding capacity in laboratory after ammonium was added at concentrations of 10, 30 and 50?mg?N?kg?1 of soil and the headspace gases were replaced with stock gases whose oxygen concentrations were 20%, 10% and 2%, respectively. The tested paddy soils had a very wide range of nitrification activities so that the nitrate ratio in inorganic N varied from >?95% after 1 day incubation to?相似文献   

16.
在恒温和恒定转速培养条件下,模拟生物泥浆反应器法,选择从石油污染土壤中分离出来的青霉菌、黑曲霉、白腐真菌等3种真菌,在添加不同浓度菲和邻苯二甲酸作为共存底物情况下,研究其对水稻土中苯并[a]芘(B[a]P)的共代谢降解。结果表明,未灭菌土壤对B[a]P有降解能力。当土壤中添加菲时,提高了B[a]P在土壤中的降解率,100 mg kg-1浓度菲处理的降解率显著高于200 mg kg-1浓度菲处理,邻苯二甲酸对B[a]P降解影响不大。灭菌土壤中的B[a]P几乎没有降解。添加菲及邻苯二甲酸均促进了青霉菌对B[a]P的降解,其中菲浓度为100 mg kg-1处理效果最显著。与灭菌土壤相比,接种黑曲霉提高了B[a]P的降解率,但添加菲与邻苯二甲酸却均抑制了黑曲霉菌对B[a]P的降解。白腐真菌能有效地降解B[a]P,但高浓度菲抑制了白腐真菌对B[a]P的降解,同时邻苯二甲酸对促进白腐真菌降解B[a]P的效果不明显。  相似文献   

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