陕西关中蔬菜设施栽培土壤中硝态氮的累积现状

研究了陕西关中主要蔬菜产区设施栽培土壤中硝态氮的累积现状,探讨了习惯施肥对土壤硝态氮累积量的影响.结果表明:多数试验菜地氮、磷、钾肥施用不合理,作物所需钾肥仅靠有机肥补充;设施栽培0～2 m土层硝态氮累积总量远远高于相邻粮田,硝态氮含量随土层加深逐渐减少,二者呈显著负相关;部分试验地1～2 m土层中硝态氮相对含量大于40%;部分区域地下水硝态氮含量接近饮用水卫生标准限值.     

玉米和小麦幼苗根系导水率的测定与分析

采用压力室法测定了玉米和小麦苗期的根系导水率,并对升压法和降压法进行了比较。玉米苗期根系导水率测定结果表明,根系水流速率(Jv)随压力增加而增加,当静水压力△P<0.8 MPa时,降压法测得的水流速率显著大于升压法,△P为0.8~1.2 MPa时两者的测定结果基本相同,表明降压法测得的Jv与升压法的Jv之间的数值变化随△P压力改变有一个临界点。先升压再降压或降压后再升压过程比较发现,后一过程的Jv总是大于前一过程,说明压力诱导可能改变水分传导的方式。在0~2.0 MPa压力范围中,对玉米水培和小麦土培试验的降压法测定中,Jv都会出现一个平台,表明其导水过程存在着特定的传导机制。     

不同土地利用方式下滨海盐土细菌多样性变化

采用细菌16S rDNA的PCR-RFLP技术,以天津滨海盐土为材料,研究农田(S1和S2)、菜地(S3和S4)和果园(S5)3种土地利用方式下5个土样的细菌多样性。结果显示,基于限制性内切酶HhaⅠ和RsaⅠ的PCR-RFLP分析分别得到93、165、115、158和163个酶切类型,除S1和S3存在一个共同的优势类型,比例分别为33.70%和19.50%外,其余样品没有明显的优势类型;采用α多样性测度对试验结果进行统计分析表明,土壤细菌的多样性指数(H′、Ds)和物种丰富度指数(dMa)均为S2>S5>S4>S3>S1,可见不同土地利用方式下,细菌多样性发生变化;基于16S rDNA核酸序列构建的系统发育树表明,测序的26个序列分属于8个类型,其中酸杆菌所占比例最大(34.62%),其次为变形菌纲(23.08%)、厚壁菌门(15.38%)和放线细菌(11.54%),另外有少量硝化螺旋菌纲、绿弯菌纲、芽单胞菌纲和浮霉菌纲的克隆。可见,不同土地利用方式下,滨海盐土土壤的细菌多样性丰富且彼此间存在显著差异。     

厌氧富集培养对水稻土中铁还原菌种群结构的影响

采用有机质耗竭的水稻土样品,添加人工合成的氧化铁和混合碳源(葡萄糖、乳酸盐和乙酸盐)在30℃恒温箱中厌氧富集培养,分别于培养的0(CK)、1、7、14、21、28和50 d通过固体平板培养基分离菌株,对分离菌株进行基于16S rDNA的RFLP分析,测定不同类型菌株的16S rDNA基因序列。同时,将分离的菌株接种至Fe(OH)3-LB液体培养基中,通过厌氧培养观察其铁还原能力变化。结果表明,在7个不同富集培养时间处理中,分别得到了18、5、6、2、5、8和6个RFLP酶切类型。多样性指数计算发现,在厌氧富集培养的0~28 d中,铁还原菌种群结构多样性变化显著,其中培养14 d处理的多样性最小,优势类型所占比例最大。优势类型菌株属于发酵型的芽孢杆菌,说明发酵产H2的微生物对水稻土微生物铁还原过程具有重要作用。     

长期施肥对黄土旱塬黑垆土氨氧化古菌群落多样性和丰度的影响

 【目的】研究长期不同施肥制度下黄土旱塬黑垆土氨氧化古菌群落多样性和丰度的变化,为提高黄土高原地区氮素利用效率、检测土壤质量变化提供重要依据。【方法】 利用PCR-RFLP技术和Real-time PCR技术分析无肥（CK）、有机肥（M）、氮肥+有机肥（NM）、磷肥+有机肥（PM）、氮磷肥+有机肥（NPM）等5种长期施肥处理对土壤氨氧化古菌群落结构和丰度的影响。【结果】从5种施肥处理的氨氧化古菌氨单加氧酶A（amoA）的克隆文库中分别得到25、18、29、20、30种RFLP酶切类型。α多样性指数表明各施肥处理土样之间氨氧化古菌多样性差异显著,NPM处理产生的氨氧化古菌多样性最多,而M处理多样性最少。欧氏距离聚类结果表明各施肥处理与对照（CK）处理土壤中氨氧化古菌群落类型趋同性系数最大,说明长期施肥处理使氨氧化古菌群落类型产生了较大变化。各施肥处理土壤中氨氧化古菌amoA基因拷贝数不同,NPM处理的氨氧化古菌丰度最高,与其它施肥处理呈显著性差异。基于amoA氨基酸序列构建的系统发育树将5种施肥处理的主要的优势氨氧化古菌与来自土壤/淡水沉积物的未培养氨氧化古菌聚为一类。【结论】长期不同施肥改变了土壤中氨氧化古菌群落多样性和丰度。     

渤海沉积物中微生物铁还原能力及其影响因素探讨

采用恒温厌氧培养实验,以Fe(OH)3为唯一电子受体,通过测定接种不同沉积物提取液后的体系中Fe(Ⅱ)含量变化,研究了渤海沉积物在不同的碳源、温度、厌氧培养时间及pH条件下的铁还原特征.结果表明,从不同水质海区沉积物提取的微生物群落均可以葡萄糖和丙酮酸盐为优势碳源,并迅速还原Fe(Ⅲ),其利用不同碳源的铁还原能力表现为...     

控制光照条件下添加SO2-4对水稻土中Fe（Ⅲ）还原的影响

为探讨光照和硫酸盐对微生物Fe(Ⅲ)还原的影响,在光照和光暗转换条件下,采用厌氧泥浆恒温培育方法分别在四川和天津2种石灰性水稻土中添加不同浓度硫酸盐溶液(20、50、800 mmol · kg-1),培养过程中定期测定土壤泥浆的Fe(Ⅱ)、叶绿素a含量和pH值.结果表明:光照条件下,添加20 mmol· kg-1和50 mmol· kg-1硫酸盐能减缓光照培养中因为蓝细菌光合作用放氧引起的Fe(Ⅱ)氧化反应,Fe(Ⅱ)氧化反应启动时间与对照处理相比延迟3～7 d;蓝细菌在光照培养5d后开始迅速繁殖生长,叶绿素a增长速率表现为随硫酸盐浓度增大而增加,其最终含量在四川和天津水稻土中分别为20 mg· kg-1和16 mg· kgq-1;800 mmol.kg-1硫酸盐则完全抑制了Fe(Ⅱ)的重新氧化,且在整个培养周期中没有发现光合细菌存在.pH值变化呈现先微弱下降后升高的趋势,但始终维持在弱碱性范围内.当由光照转入避光培养后,Fe(Ⅱ)累积量又重新回升,增长速率表现为对照＞20 mmol·kg-1 S处理＞50 mmol·kg-1S处理.表明光照并非直接影响铁还原微生物,而是通过光合微生物繁殖间接影响铁还原过程.     

纤维素作为电子供体对异化铁还原过程的影响

【目的】明确不同来源的铁还原微生物对纤维素的利用特征,探讨不同水稻土中铁还原微生物群落利用纤维素功能的差异,以及电子供体浓度与氧化铁还原的关系。【方法】以来源于吉林、天津、四川的水稻土为供试材料,分别采用土壤泥浆培养、水稻土微生物群落厌氧培养及纯培养试验方法,研究了添加纤维素作为电子供体对氧化铁微生物还原过程的影响。【结果】土壤泥浆厌氧恒温培养试验表明,与不添加纤维素的对照相比,添加5~40 g/L纤维素后,四川、吉林和天津水稻土中Fe(Ⅲ)还原的最大潜势分别增加10.5%~16.0%,-1.9%~0.6%及5.3%~14.4%,反应速率常数分别增加19%~89%,53%~96%及75%~164%,最大反应速率(Vmax)分别增加37%~109%,41%~79%及74%~148%。不同纤维素处理间的pH值有明显变化。在接种吉林、天津、四川和湖南水稻土微生物群落的处理中,当纤维素质量浓度为2~10 g/L时,其Fe(Ⅱ)的累积量分别为341.62~493.87,90.75~246.78,164.02~540.16和235.47~488.75 mg/L。随着添加纤维素浓度的增大,Vmax亦呈增大趋势。12株铁还原菌株的纯培养试验中,有4株菌的Fe(Ⅲ)还原率达到20.9%~23.6%,6株菌的Fe(Ⅲ)还原率为16.17%~19.94%,2株菌的Fe(Ⅲ)还原率仅为9.64%和9.66%。【结论】添加纤维素可使Fe(Ⅲ)还原的最大反应速率及速率常数增加,添加的纤维素浓度越大,其增加幅度越大。不同水稻土微生物群落,利用纤维素还原铁的能力具有明显差异。与接种不同水稻土微生物群落的铁还原过程相比,纯培养试验的Fe(Ⅱ)累积量明显较低,12株铁还原菌株直接利用纤维素的能力也较为有限。     

腐殖酸对水稻土中异化铁还原的影响

分别以采自吉林、天津、四川和浙江的水稻土为供试样品,采用土壤泥浆厌氧培养、土壤微生物群落厌氧培养及纯菌培养的试验方法,研究了添加黄腐酸(FA)对体系中微生物铁还原过程的影响,采用Logistic方程对Fe(Ⅲ)还原的动力学过程进行拟合,探讨了Fe(Ⅱ)最大累计量(a)、速率常数(c)、最大反应率(Vmax)及最大还原速率对应的时间(TVmax)等参数的变化特征。结果表明,在浙江和吉林水稻土泥浆中直接添加FA,对其Fe(Ⅲ)还原动力学参数的总体影响不显著,仅是Fe(Ⅱ)最大累计量(a)比对照有微弱的增加,说明添加FA对水稻土中部分晶体氧化铁的还原具有一定作用。在土壤微生物群落厌氧培养培养中,添加FA可使Fe(Ⅲ)还原的最大反速率增大,TVmax提前,Fe(Ⅲ)还原率比对照增大,说明FA对Fe(Ⅲ)还原有明显促进作用。4株具有铁还原功能的菌株中,除菌株JX-a12外,其他3菌株在添加FA后对Fe(Ⅲ)还原速率常数(c)和Vmax有明显促进作用,高浓度FA的促进作用更加明显。研究证实了FA可作为电子穿梭物质对对Fe(Ⅲ)还原过程起到促进作用。     

控制光照条件下生物炭对水稻土中铁还原过程的影响

为探究生物炭的添加对淹水稻田体系中蓝藻等光合微生物生长及稻田土水界面氧化还原平衡的影响,选择3种水稻土样品,采用土壤泥浆厌氧恒温培养方法,在控制光照条件下研究添加不同粒径生物质对光合细菌生长及Fe(Ⅲ)还原过程的影响。结果表明,避光条件下添加生物炭可以促进水稻土中铁还原过程,但不同粒度生物炭对铁还原的促进作用差异不显著。光照条件下添加不同粒度生物炭使天津(TJ)、宁夏(NX)和四川(SC)水稻土中叶绿素a(Chl a)含量分别降低35.63%~67.47%、39.66%~70.56%和46.82%,生物炭粒度对Chl a累积量的影响因土壤不同而存在差异。光照刺激下光合微生物的大量生长并产氧,引起了Fe(Ⅱ)的氧化,使Fe(Ⅱ)累积量降低了6.009~6.415 mg·g-1(TJ)、1.473~2.058 mg·g-1(NX)和3.037~3.693 mg·g-1(SC)。光照条件下,添加生物炭在三种水稻土中均对铁氧化过程有促进作用,且增加量与水稻土来源和生物炭粒度有关:TJ和SC水稻土中0.25 mm处理和0.25~0.5 mm处理对铁氧化的促进作用高于0.5~1.0 mm处理和1.0~2.0 mm处理;NX水稻土中,不同粒度生物炭对铁氧化的促进作用差异不明显。表征光合微生物生长的Chl a含量、体系p H的改变量及Fe(Ⅱ)的氧化量之间存在显著的相关性。