好氧反硝化细菌处理农田灌溉地下水中硝酸盐污染的研究

[目的]反硝化细菌是原位生物修复地下水硝酸盐污染过程中起主要脱氮作用的微生物,通过好氧反硝化细菌去除灌溉农田地下水中的硝酸盐.[方法]将菌株NSA4接种于灌溉农田地下水中,检验其在实际地下水中的脱氮效果.总氮测定采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法;氨氮测定采用纳氏试剂分光光度法;硝氮采用酚二磺酸紫外分光光度法测定;亚硝氮测定采用N-(1-奈基)-乙二胺分光光度法.[结果]加菌处理地下水中的NO3--N的去除率要比未加菌处理对NO2--N的去除率高10;～40;,加菌处理对地下水中的TN的去除率要比未加菌处理对TN的去除率高10;左右.[结论]好氧反硝化细菌对于农田灌溉地下水脱氮效率具有显著的改善能力,在未来的地下水处理中具有一定的应用价值.     

氮循环菌群的构建鉴定及其脱氮性能研究

南氨化菌、亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌构成的氮循环菌,在代谢过程中可将含氮物质最终转化为无害的氮气释放到空气中,有效地降低水体中氮的浓度.利用从活性污泥、猪粪发酵液、鱼塘水及上壤等多种环境样品中分离得到效果较好的氨化细菌5株、亚硝化细菌4株、硝化细菌4株及反硝化细菌5株,选取不存在拮抗作用的不同氮循环功能的菌株构建菌群,并对其脱氮能力进行测定研究.结果表明,AGIQ和AGMR两个组合的脱氮能力较强,在室内模拟富营养化水样中,4 d内脱氮率分别可以达到80.92％和82.36％,这两个组合不仅能够降低总氮和氨氮浓度,而且不积累亚硝酸盐氮和硝酸盐氮.对效果最好的AGMR组合的4个菌株进行了菌种鉴定,确定分离的菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、门多萨假单胞菌(Pseudomonas mendocina)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和类产碱假单胞菌(Pseudomonas pseudoalcaligenes).     

1株光合细菌的分离鉴定及其脱氮能力研究

[目的]为光合细菌应用于生产实践提供技术资料。[方法]从宁波大学南门商贸街旁河道水体中富集到4株光合细菌,选取生长速度快、易纯化并具有脱氮功能的PSB-3为研究对象,对其进行了分离鉴定及脱氮能力鉴定,并进行了污水处理试验。[结果]PSB-3经常规方法和16SrDNA基因分析初步鉴定为红假单胞菌（Rhodopseudomonas sp.）,比对显示与沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）和粪红假单胞菌（Rhodopseudomonas faecalis）相似性均达到98%。经测定,该菌脱氮效果明显。将该菌挂膜后配合氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌和反硝化细菌用于生活污水的处理试验,结果表明,4种菌混合作用使NH3-N、NO3--N、COD的去除率分别达到64.8%、63.3%和33.7%,比仅使用氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌和反硝化细菌混合菌的去除率分别提高了18.3%、8.1%和3.5%,而且该菌在氨氮的去除过程中有明显减少NO2--N积累的效果。[结论]分离鉴定了1株脱氮能力强的红假单胞菌PSB-3。 更多还原     

地下水NO_3~-污染的原位微生态修复技术试验研究

采用在野外试验井中加入少量乙醇营养物质和分离培养的反硝化细菌菌液的试验方法，进行了硝态氮污染地下水原位微生态修复技术研究。结果表明，地下水中NO3^-的最大去除率达到98．8％，利用乙酸钠作为营养碳源进行的微生物脱氮试验效果也较好，对地下水中NO3^-的最大去除率可达98％。从而为修复治理大面积地下水NO3^--N污染提供了可行的技术支撑。     

SBR生物脱氮试验研究

由于当今污染现象越来越严重,污水脱氮已成为社会焦点,该实验就污水生物脱氮进行试验研究。实验采用SBR生物脱氮工艺,在常温,pH7.0～8.5以及控制其它一些常见条件下,试验确定最佳硝化和反硝化时间分别为3.5和1.5h,整个试验的脱氮效率在70%以上,其中好氧硝化段去除率就达60%左右。并且在实验其它数据的分析中,有迹象表明该实验中明显有存在同步硝化反硝化的可能。     

高效硝化细菌的富集培养与分离

硝化细菌是生物硝化脱氮中起主要作用的微生物,直接影响硝化效果和生物脱氮的效率.有研究表明 ,污水中硝化细菌的浓度与硝化速率成正比[1], 因此,提高污水中硝化细菌的浓度、获得纯种硝化细菌,可大大提高生物脱氮和污水处理的效率.     

共固定化亚硝化-反硝化细菌工艺及特性研究

以亚硝化细菌、反硝化细菌为研究对象,采用共固定化细胞技术,以海藻酸钠共固定化亚硝化-反硝化细菌,研究了共固定化工艺条件及其在模拟污水中的脱氮效果。结果表明,共固定化亚硝化-反硝化细菌最佳工艺条件为4.5%海藻酸钠和2.1%氯化钙共固定化细胞,接种量为3个/m L培养基,接种于装有140 m L模拟污水液体培养液的250 m L三角瓶中,最佳p H为8,最佳培养温度30℃,110~140 r/min培养。54 h时氨氮去除率为95.95%,78 h时亚硝态氮去除率为95.82%。共固定化小球可重复使用3次、低温对共固定化后菌种脱氮性能的影响较小。     

好氧反硝化细菌的筛选及其在鸡粪发酵氮素转化中的作用

在以秸秆为调理剂的鸡粪好氧发酵环境,按温度阶段取样、分离好氧反硝化细菌,进一步通过反硝化活性测定实验筛选其中优势好氧反硝化细菌.将其回接到发酵堆垛中,并测定堆肥的硝态氮、铵态氮及全氮等指标的含昔变化.结果表明,在鸡粪发酵中存在着好氧反硝化细菌菌群;通过活性测定实验,筛选出了3株优势好氧反硝化的菌株SF35-1、JF45-2和JF35-1,经鉴定分别归为芽孢杆菌属、德克斯氏菌属和克雷伯氏菌属.该3株细菌均来自于发酵中温段,说明反硝化作用受温度影响,中温段强于其他温段.另外芽孢杆菌属的SF35-1菌株和德克斯氏菌属的JF45-2菌株同时还具有硝化作用,但在所试环境中强度不及反硝化作用.回接发酵试验证实,接种的优势好氧反硝化细菌使鸡粪堆制发酵中的硝态氮及全氮含量降低,而铵态氮含量变化不明显,说明这些反硝化细菌在实际的鸡粪发酵环境中同样具有反硝化作用,并造成了堆肥的氮素损失.     

固定化反硝化细菌脱氮的研究

以反硝化细菌为例,研究了PVA包埋和未包埋的反硝化细菌脱氮特性.采用PVA纱布块包埋反硝化细菌,对其在不同氮源、不同温度和不同铵盐浓度下的脱氮特性进行研究,并与未包埋反硝化细菌进行比较.结果表明,固定化反硝化细菌对废水脱氮的最适温度未变,为30℃,固定化反硝化细菌对NO2--N 150 mg/L脱氮速率在10℃和30℃分别是19.23和60.00mg/(g·h),而未固定化的只有6.89和25.6 mg/(g·h).固定化硝化细菌对NO3--N150 mg/L脱氮速率在10和30℃分别是10.87和42.86 mg/(g·h),而未固定化的只有3.05和15.86 mg/(g·h).固定化和未固定反硝化细菌在NH4+浓度为200mg/L时的脱氮速率分别是25.90和13.90mg/(g·h)(NO2--N 150mg/L,30℃),29.10和14.90mg/(g·h)(NO3--N 150 mg/L,30℃).说明固定化反硝化细菌对高浓度的铵离子和低温耐受性增加.但固定化反硝化细菌对NO2-的脱氮速率小于对NO3-的脱氮速率.     

固定化反硝化细菌脱氮的研究

以反硝化细菌为例,研究了PVA包埋和未包埋的反硝化细菌脱氮特性。采用PVA纱布块包埋反硝化细菌,对其在不同氮源、不同温度和不同铵盐浓度下的脱氮特性进行研究,并与未包埋反硝化细菌进行比较。结果表明,固定化反硝化细菌对废水脱氮的最适温度未变,为30℃,固定化反硝化细菌对NO2--N150mg/L脱氮速率在10℃和30℃分别是19.23和60.00mg/(g·h),而未固定化的只有6.89和25.6mg/(g·h)。固定化硝化细菌对NO3--N150mg/L脱氮速率在10和30℃分别是10.87和42.86mg/(g·h),而未固定化的只有3.05和15.86mg/(g·h)。固定化和未固定反硝化细菌在NH4 浓度为200mg/L时的脱氮速率分别是25.90和13.90mg/(g·h)(NO2--N150mg/L,30℃),29.10和14.90mg/(g·h)(NO3--N150mg/L,30℃)。说明固定化反硝化细菌对高浓度的铵离子和低温耐受性增加。但固定化反硝化细菌对NO2-的脱氮速率小于对NO3-的脱氮速率。     

三峡库区不同植被覆盖对土壤氮的影响

不同植被类型影响着土壤养分的积累、分布与循环,而土壤氮素是植被生长的重要限制性元素。通过分析宜昌点军区3种植被类型(柏树地、橘树地、菜地)覆盖下土壤氮素的变化情况,研究了不同植被对土壤氮素各形态的影响。结果表明,土壤全氮、硝态氮和微生物氮都是柏树地显著大于菜地和橘树地,而菜地和橘树地之间无显著性的差异;土壤矿化氮和微生物氮/全氮的变化顺序是柏树地橘树地菜地。说明不同植被覆盖对土壤氮有显著的影响,柏树地更有利于土壤氮的积累,氮的有效性也最高,由此认为柏树长期生长有益于土壤氮的改善。     

黄土高原半干旱地区施氮对土壤硝态氮分布与累积的影响

黄土高原中部雨养农业区春小麦氮肥3 a定位试验结果表明,连续施氮3 a,第3季春小麦收获时,各处理0~200 cm土壤剖面硝态氮的平均含量较对照极显著增大(除处理N105,施氮105 mg/hm2处理),施氮对不同层次硝态氮含量的影响主要作用在50~80 cm和80~110 cm土层;对0~200 cm和0~110 cm土壤剖面硝态氮的总累积量及0~200 cm剖面肥料氮在土壤剖面中总残留量的影响均达极显著水平.连续施氮2 a后第3年不施氮与连续施氮3 a相比,0~200 cm土壤剖面硝态氮平均含量、各层次硝态氮含量0、~200 cm和0~110 cm土壤剖面硝态氮累积量及0~110 cm土壤剖面累积量占0~200 cm土壤剖面硝态氮累积总量的比例均降低.0~200 cm剖面累积率和残留率除处理N105增加外,其余均下降.硝态氮的残留、累积不仅与施氮量有关而且与氮磷的配合比例有关.     

生长期追施氮肥对烤烟氮积累与分配的影响

在田间试验条件下,研究了当地常规施氮肥（对照N1）、根外追施硝酸铵（N2）、根外追施硝酸钠（N3）3个处理的根、茎、叶氮积累以及分配规律,随机区组试验设计,3次重复。结果表明：烤烟各器官在生育前期氮积累量不同处理之间均无显著差异,收获期不同处理间存在显著差异;N3处理根、茎、下部叶、中部叶、上部叶内氮积累量分别高于N1处理28.98%、12.72%、4.46%、44.73%、7.27%;N2处理根茎分别高于N1处理11.14%、41.92%,下部叶、中部叶、上部叶分别低于N1处理18.23%、9.73%、8.99%;N3 处理有利于氮在中上部叶内的分配,N2处理有利于氮在茎和上部叶内的分配。综合分析认为,在前作为玉米的田地上,黑钙土地区采用根外追肥的方式可以满足烤烟对氮素营养的需求,硝酸钠处理效果最佳。     

Optimized nitrogen application methods to improve nitrogen use efficiency and nodule nitrogen fixation in a maize-soybean relay intercropping system

In China, the abuse of chemical nitrogen(N) fertilizer results in decreasing N use efficiency(NUE), wasting resources and causing serious environmental problems. Cereal-legume intercropping is widely used to enhance crop yield and improve resource use efficiency, especially in Southwest China. To optimize N utilization and increase grain yield, we conducted a two-year field experiment with single-factor randomized block designs of a maize-soybean intercropping system(IMS). Three N rates, NN(no nitrogen application), LN(lower N application: 270 kg N ha–1), and CN(conventional N application: 330 kg N ha–1), and three topdressing distances of LN(LND), e.g., 15 cm(LND1), 30 cm(LND2) and 45 cm(LND3) from maize rows were evaluated. At the beginning seed stage(R5), the leghemoglobin content and nitrogenase activity of LND3 were 1.86 mg plant–1 and 0.14 m L h–1 plant–1, and those of LND1 and LND2 were increased by 31.4 and 24.5%, 6.4 and 32.9% compared with LND3, respectively. The ureide content and N accumulation of soybean organs in LND1 and LND2 were higher than those of LND3. The N uptake, NUE and N agronomy efficiency(NAE) of IMS under CN were 308.3 kg ha–1, 28.5%, and 5.7 kg grain kg–1 N, respectively; however, those of LN were significantly increased by 12.4, 72.5, and 51.6% compared with CN, respectively. The total yield in LND1 and LND2 was increased by 12.3 and 8.3% compared with CN, respectively. Those results suggested that LN with distances of 15–30 cm from the topdressing strip to the maize row was optimal in maize-soybean intercropping. Lower N input with an optimized fertilization location for IMS increased N fixation and N use efficiency without decreasing grain yield.     

温室网纹甜瓜临界氮浓度和氮营养指数模拟研究

为实现精准的氮营养诊断和指导生产,研究通过4个不同氮素水平处理的温室网纹甜瓜基质栽培试验,构建了临界氮浓度稀释曲线模型,并推导得到了氮素吸收和氮营养指数模型。结果表明:临界氮浓度稀释曲线模型(%N_c=4.235DW~(-0.353)_(max))揭示了植株地上部生物量和氮浓度值之间呈幂函数关系,决定系数R~2=0.814,同时得到最高和最低氮浓度稀释曲线,决定系数分别为R~2=0.808、R~2=0.810;氮素吸收模型和氮营养指数模型对网纹甜瓜营养诊断结果基本一致,植株适宜的氮素施用量为始瓜期前4.1g/株,之后1.3～2.7g/株。本研究提出的临界氮浓度、氮素吸收和氮营养指数模型,相较于传统的经验方法更具有机理性,可为温室网纹甜瓜的氮肥管理决策提供理论依据。     

不同类型作物生长对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响

采用高、低氮处理研究盆栽种植大豆、棉花、玉米和高粱对土壤有效氮构成和氮肥转化利用的影响,以期为不同类型作物的氮肥合理利用及其利用率的提高提供技术指导。结果表明,与施氮肥不种植作物(对照)相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤有效氮含量分别显著降低53.48%、51.54%、33.10%、55.03%,并影响有效氮构成。其中,种大豆、棉花、玉米、高粱使土壤无机氮含量分别显著降低85.41%、83.09%、70.89%、83.35%,水解有机氮含量分别显著增加1.41、1.53、2.11、1.28倍;种大豆、棉花、玉米、高粱使无机氮所占比例分别显著降低68.61%、65.09%、56.47%、63.00%,水解有机氮所占比例分别显著增加4.18、4.21、3.66、4.08倍。与对照相比,种大豆、棉花、玉米、高粱使铵态氮肥转化率分别显著提高93.66%、38.19%、32.58%、38.31%,以种大豆增幅最高;种大豆、棉花、玉米、高粱处理的铵态氮肥硝化率都变为负值,以种大豆降幅最大。种大豆、棉花、玉米、高粱处理的氮肥利用率分别为52.01%、28.31%、24.16%、28.40%,以种大豆处理的氮肥利用率最高。综上,作物生长通过对氮素的吸收利用和对土壤环境的改变,抑制土壤硝化作用,并促进土壤水解有机氮的形成,从而影响土壤有效氮的构成和施入土壤氮的转化利用。豆类作物较非豆类作物抑制土壤硝化作用的能力强,对土壤铵态氮的利用效率高。     

不同形态氮素吸收利用及其对植物生理代谢影响的综述

对不同形态氮素的吸收利用过程及其对植株生长、抗逆性、品质和安全性的影响，以及外界环境条件对其作用效果的影响进行了综述，发现硝态氮(NO₃^--N)可促进植株根系伸长及植株对阳离子的吸收；铵态氮(NH₄⁺-N)可缓解盐胁迫及活性氧对植株的伤害，还能提高植株对病害的抵抗能力，但单一施NH+4-N易造成NH+4毒害，如细胞酸度增加、活性氧伤害、细胞壁木质化等。此外，对今后的研究方向进行了展望，以期为农业氮肥的合理施用提供理论依据。     

水稻氮高效相关基因的研究进展

提高氮肥利用率,降低农业生产中的氮肥投入,对实现中国提出的"化肥零增长"目标至关重要.氮素可通过植物根部以硝态氮或者铵态氮的形式从土壤中被吸收,并在植物体内转运合成氨基酸、核苷酸等生命必需物质,是农作物生长和产量形成的必要性元素.然而,氮肥过量则会破坏土壤理化性质,导致土壤盐碱化、生态环境污染;减少氮肥用量难以发挥当前...     

施氮后蚯蚓对植物吸氮及微生物固氮的影响

为探讨尿素施用后蚯蚓对植物吸氮量及微生物固氮量的影响,通过盆栽试验,以威廉腔环蚓(Metaphire guillelmi)为试验材料,对比有、无蚯蚓作用下15N标记的尿素施入后植物氮素含量的差异及土壤微生物量的变化过程。结果表明:培养结束后对植物进行取样测定,发现不同处理间植株氮含量并无显著差异,但接种蚯蚓的处理增加了植株生物量,进而导致蚯蚓作用下的植株总吸氮量提高了约30.8%。从分配比例上看,接种蚯蚓显著增加了植物吸收土壤氮的比例,却显著降低了植物吸收肥料氮的比例。在整个试验过程中,两处理的全氮(TN)含量均无显著变化,但土壤中来源于肥料的氮却随着培养的进行逐渐降低,且接种蚯蚓使其下降速度更快。微生物生物量氮(M BN)先下降后上升,且接种蚯蚓处理的MBN含量在试验初期(第5d)与试验末期(第30d)较高,但MBN中固定的肥料氮含量始终低于不接种蚯蚓的对照处理。试验过程中,土壤可溶性有机氮(D ON)的含量先下降后上升,与MBN变化趋势一致。与对照处理相比,接种蚯蚓处理的铵态氮(N H4+-N)含量降低,硝态氮(N O-3-N)含量则差异不显著。综上,蚯蚓可通过调节微生物生物量形成氮素缓冲库,从而促进植株对土壤氮而非尿素氮的吸收。     

臭氧-生物活性炭纤维去除氮的试验研究

通过小试试验探讨了臭氧－生物活性炭纤维去除微污染源水中氮的变化规律。结果表明,当反应器进水氨氮浓度较低时,会出现氨氮累积现象,BACF柱适应环境的能力较BAC柱强;臭氧化工艺对亚硝酸盐氮有较强的去除能力;当反应器中亚硝化杆菌和硝化杆菌生长成熟后,炭滤柱出水中均未检出亚硝酸盐氟;2种工艺对总氯的去除率均在10％以内,但O3-BACF工艺去除氮的效率稍高于O3-BAC工艺。