土壤含水量对硝化和反硝化过程N_2O排放及同位素特征值的影响

【目的】通过室内培养试验,研究不同含水量对北京顺义潮褐土N_2O排放及同位素特征值(δ15Nbulk,δ18O和nitrogen isotopomer site preference of N_2O,简称SP)的影响,以期获得不同水分条件下土壤N_2O产生途径及变化规律,为农田土壤N_2O减排提供理论依据。【方法】结合稳定同位素技术与乙炔抑制法,以北京顺义潮褐土为试材,设置3个含水量梯度:67%、80%和95%WFPS(土壤体积含水量与总孔隙度的百分比或实际重量含水量与饱和含水量的百分比,简称WFPS),在此基础上设置无C2H2,0.1%(V/V)C2H2和10%(V/V)C2H2处理。将土壤装入培养瓶中培养2 h,之后收集培养瓶中的气体测定N_2O浓度及同位素特征值,并采集土样测定其NH+4-N和NO-3-N的含量。利用同位素二源混合模型计算硝化和反硝化作用对土壤N_2O排放的贡献率,对N_2O产生途径进行量化分析。【结果】根据室内土壤培养测定结果,高(95%WFPS)、中(80%WFPS)和低(67%WFPS)含水量土壤N_2O加权平均排放通量分别为1.17、0.27和0.08 mg N·kg-1·d-1,高含水量土壤N_2O排放量均显著高于中、低含水量处理,中含水量处理显著高于低含水量;整个培养周期,高、中和低含水量土壤N_2O+N_2累积排放量分别为培养初期总的无机氮含量的18.05%、5.27%和1.24%(N_2O+N_2累积排放量分别为19.61、5.72和1.35 mg N·kg-1;各处理NH+4-N+NO-3-N初始含量均为108.62 mg N·kg-1);与低含水量处理相比,高、中含水量土壤的N_2O+N_2累积排放量分别增加了13.53倍和3.24倍,高含水量土壤N_2O+N_2累积排放量比中含水量高2.43倍,表现为随着含水量的增加,土壤无机氮(NH+4-N+NO-3-N)以气态氮(N_2O+N_2)形式的损失量逐渐增加。3个含水量处理N_2O的δ15Nbulk加权平均值变化范围为-42.93‰—-4.07‰,且较高含水量处理显著低于较低含水量处理;10%(V/V)C2H2抑制土壤中N_2O还原成N_2的过程,各含水量土壤中,10%(V/V)C2H2处理组其N_2O的δ18O值显著低于0.1%(V/V)C2H2处理组,且N_2O/(N_2O+N_2)比率随土壤含水量增加而降低;各处理土壤中同时存在多个N_2O产生过程,对于培养第一周,土壤产生的N_2O的SP值于培养前4 d呈逐渐增加的趋势,之后又逐渐降低,低含水量土壤在第1—2天产生的N_2O的SP值为6.74‰—12.04‰,反硝化作用对土壤N_2O排放的贡献率为56.36%—66.15%,此培养阶段表现为土壤主要通过反硝化作用产生N_2O,之后,硝化作用贡献率(55.78%—100%)增强;中含水量土壤N_2O的SP加权平均值为10.26‰,该土壤中反硝化作用(40.90%—74.04%)占据主导地位;加10%(V/V)C2H2的高含水量处理,在整个培养第一周均具有较高的SP值,变化范围为7.61‰—21.11‰;与0.1%(V/V)C2H2处理组相比,10%(V/V)C2H2处理的高、中和低含水量土壤排放N_2O的SP加权平均值分别降低了0.10倍、0.33倍和0.06倍。【结论】土壤含水量增加促进N_2O排放,高含水量处理中N_2O排放量最高。67%WFPS处理中,N_2O排放前期以反硝化作用为主,后期以硝化作用为主;80%WFPS处理中,N_2O主要由反硝化过程产生;95%WFPS处理中,N_2O排放以硝化作用为主。     

铁氧化物影响土壤硝化作用动力学的作用机制

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。     

中国南北人群在中性环境下的生理适应性和主观评价

研究中国南北人群在中性环境下,生理适应的自主神经调节和主观评价差异。采用实验设计,遴选16名南方大学生和16名北方大学生,测试生理参数,包括皮肤温度、心率、心率变异性（HRV）、血容量（BVP）、肌电（EMG）,填写主观问卷。实验结果发现：1）中性环境,北方人群感觉是舒适的,各项评价指标接近中性和适中,数据较集中;南方人群感觉稍热,评价数据较离散,但热舒适（TCV）（p=0.106>0.05）、可接受程度（p=0.838>0.05）等几个主观评价与北方人群相比没有显著差异,说明南方人群有较宽的热中性温度区和较好的环境忍耐力;2）南北人群在中性环境下,平均皮肤温度有显著差异（p=0.006<0.05）,且身体躯干部位的皮肤温度显著高于四肢皮肤温度（p=0.009<0.05;p=0.043<0.05;p=0<0.05;p=0<0.05;p=0.002<0.05）,四肢皮肤温度差异不显著,肌电无显著差异（p=0.961>0.05）。心率和心率变异性的LF/HF比值,均值有差异,但不显著（（p=0.265>0.05;p=0.618>0.05）,但BVP有显著差异（p=0<0.05）。     

4种药剂联用对嗜卷书虱成虫的熏杀效果

测定了磷化氢、敌敌畏、大蒜油和二氧化碳及其联用对嗜卷书虱(Liposcelis bostrychophila Badonnel)成虫的熏蒸活性。4种药剂对试虫的致死作用随剂量的增加而增强。4种药剂对试虫的熏蒸活性从高到低依次为:磷化氢敌敌畏大蒜油二氧化碳,其LC50分别为0.33mg·L-1、0.54mg·L-1、1.60mg·L-1和259.08mg·L-1。4种药剂联用时,正交试验结果显示4种药剂对试虫死亡率的影响从大到小依次为:大蒜油、敌敌畏、二氧化碳和磷化氢。1.32mg·L-1大蒜油0.52 mg·L-1敌敌畏14%二氧化碳0.20mL·L-1磷化氢联用时具有最佳的杀虫效果。结果表明联用药剂的效果优于单一药剂,且在嗜卷书虱的防治中有较强的应用价值。     

益生菌对南美白对虾生长和免疫力的影响

为了研究益生菌对南美白对虾生长和免疫力的影响,采用含不同嗜酸乳酸杆菌浓度的饵料对南美白对虾(Litopenaeus vannamei)同时饲养进行试验,分成4组(对照组,浓度为0.5%、1.0%、1.5%的试验1组、试验2组、试验3组)。结果表明,随着饵料中嗜酸乳酸杆菌浓度增加,增重率和特定生长率也增加,试验2组、试验3组均显著高于对照组和试验1组(P0.05),试验组的饵料系数显著降低(P0.05),而成活率显著升高(P0.05)。免疫指标也呈现类似变化,试验2组、试验3组的AKP、ACP、PO活性都显著高于试验1组和对照组(P0.05),POD活性各试验组间则差异不显著(P0.05),但都显著高于对照组(P0.05)。因此,添加一定浓度嗜酸乳酸杆菌能有效提高南美白对虾的生长指标和免疫指标。     

嗜水气单胞菌菌蜕系统的构建及其免疫效果研究

【目的】探讨鱼源嗜水气单胞菌菌蜕系统的可行性和应用性。【方法】以PhiX174基因组DNA为模板,对LysisE基因进行PCR扩增,并将纯化的PCR产物与原核表达载体pBV220双酶切后连接,构建溶菌质粒pBV220-LysisE。将pBV220-LysisE转入嗜水气单胞菌LN0925株中,构建LN0925(pBV220-LysisE)菌蜕疫苗(AHGs),进而通过溶菌动力学过程检测、电镜下细菌形态观察和动物免疫保护试验等评价所制备的菌蜕疫苗。【结果】PCR扩增成功获得长度为276bp的噬菌体LysisE基因;成功构建pBV220-LysisE重组质粒及AHGs。在42℃诱导60min后,LN0925(pBV220-LysisE)菌株开始出现溶菌现象,至3h后溶菌基本结束;溶菌至210min时,其裂解效率达到99.99%。菌液浓度对菌蜕裂解效率的影响试验表明,不同浓度质粒pBV220-LysisE均可以高效诱导嗜水气单胞菌LN0925株裂解。电镜观察发现,AHGs形成明显的溶菌孔道,整体细胞形态完好,且内容物流失。动物免疫保护试验结果表明,AHGs疫苗能明显提高鲤鱼的血清抗体水平,在免疫后5-6周血清抗体凝集效价达到1∶256,从第7周开始呈下降趋势;AHGs和甲醛灭活疫苗(FKC)的相对保护率分别为77.78%和55.56%。【结论】AHGs能够有效激活鱼体的免疫系统并产生免疫保护,且较FKC具有更好的免疫保护效果。     

一种嗜热菌Pif1解旋酶的表达纯化及活性分析

【目的】利用大肠杆菌表达纯化嗜热脱铁去硫弧菌(Deferribacter desulfuricans)解旋酶DePif1,并对其结合与解旋DNA的活性进行分析,为Pif1家族解旋酶结构和功能的阐明奠定基础。【方法】将促溶标签SUMO编码序列和人工合成的DePif1解旋酶编码序列依次连入pET15b载体,获得重组融合表达载体pET15b-SUMO-DePif1,然后将其导入E.coli BL21(DE3)菌株进行诱导表达;利用Ni-NTA亲和层析柱获得融合蛋白,SUMO蛋白酶酶切去除融合标签,再经Heparin和Ni-NTA柱分离获得无标签的纯化重组DePif1蛋白;采用荧光各向异性分析,研究pH和NaCl浓度对DePif1与DNA结合的影响及DePif1与不同底物(单链DNA、双链DNA和G4-DNA)的结合特性;使用基于荧光共振能量转移的stopped-flow技术,分析DePif1对不同底物(G4-DNA with 5′26nt tail和dsDNA with 5′26nt tail)的解旋活性。【结果】每升菌液可获得9 mg纯度大于95%的DePif1解旋酶。DePif1结合不同DNA底物的强度依次为G4-DNA单链DNA双链DNA,其对G4-DNA的解旋活力大于双链DNA。【结论】成功表达并纯化了嗜热脱铁去硫弧菌Pif1解旋酶,并证明其具有特异的G4-DNA结合和解旋能力。     

3株中度嗜盐菌的分离鉴定与生长特性研究

将湖北省荆州拍马造纸厂的高盐污水,采用平板划线法筛选并纯化培养后,得到3株单菌落,通过观察菌落的颜色、形状和鞭毛等特征,将菌液进行革兰氏染色试验、需氧性试验和淀粉水解等生理生化试验,可将这3株菌株初步鉴定为盐单胞菌属(Halomonas),都属于中度嗜盐菌。耐盐度试验结果显示,3株菌株能在1.5%~20.0%NaCl中生长,且最适生长浓度为12.0%。pH生长试验表明最适生长pH为7.0。     

不同土壤对烤烟质体色素含量变化规律及中性致香成分的影响

以毕纳一号为材料,研究贵州毕节市当地典型壤土、粘土、砂土3种不同质地土壤对烟叶色素形成、降解规律及中性致香物质含量及品质的影响。结果显示:壤土通透性好,前期利于物质积累,后期色素降解充分,叶片身份足,烘烤过程中质体色素降解充分;烤后中部叶中性致香物质总量在壤土与砂土上较高,均比粘质土壤烟叶增加13.9%。壤土上部烟叶中性致香物质含量最高,比粘质土壤增加2.5%,比砂质土壤烟叶增加9.8%。中部烟叶类胡萝卜素降解产物含量在砂土与壤土上较高;上部烟叶含量在壤土上最高,比砂壤土烟叶高5.4%,比粘土烟叶高11.5%。     

高产中性蛋白酶菌株的筛选及其产酶条件的研究

为从高温大曲中筛选出高产中性蛋白酶菌株,利用生理生化实验和16SrDNA序列同源性鉴定和分析产酶条件。结查表明:从已获得的8株产酱香菌株筛选得到高产中性蛋白酶菌株为GX03(706.13U·g-1),并鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌。通过单因素和正交试验得到最适产酶条件:含水量为35%,接种量为11%,氮源为硝酸钠,初始pH 5.5,培养时间为6d,经优化后该菌产酶性能大幅度提高,可达567.30U·g-1。