太湖地区大棚菜地土壤养分与地下水水质调查

为了解和评价太湖地区大棚菜地土壤肥力及其周边地下水硝酸盐和氨氮含量状况,以直湖港小流域为研究区域,采集大棚和露天菜地土样192和54个,浅层地下水样26和10个,分析土壤速效养分、全氮和有机质含量,土壤pH和EC值,地下水硝酸盐和氨氮含量。结果表明,直湖港小流域大棚菜地耕层土壤速效氮含量为279 mg/kg,是露天菜地的2.6倍。大棚菜地耕层土壤速效磷、钾含量分别为188 mg/kg和203 mg/kg,与露天菜地无显著差异。大棚菜地耕层土壤速效氮磷钾含量均高于全国第二次土壤普查分级的最高标准,且氮磷钾养分表聚严重。耕层土壤有机质含量偏低为13/kg;大棚菜地耕层土壤pH值为5.6呈弱酸性,37%的该区大棚菜地种植面积土壤pH值低于作物生理障碍的临界值,该区16.4%的大棚蔬菜种植面积土壤EC值超过作物生育障碍临界值。参照我国生活饮用水卫生标准评价,结果表明,直湖港小流域大棚菜地周边浅层地下水硝酸盐超标率为35%,氨氮超标率为8%。     

两种浮萍根系分泌物对荧光假单胞菌脱氮影响的差异及其剂量效应研究

本研究对太湖地区高效除氮紫背浮萍Spirodela polyrrhiza(HZ1)和低效除氮青萍Lemna minor(WX3)的根系分泌物进行了连续收集和分离,并考察了根系分泌物剂量与成分对反硝化细菌荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens脱氮效率的影响。结果发现,两种浮萍根系分泌物总组分均能显著促进P.fluorescens的脱氮效率,但对P.fluorescens的生长无影响。HZ1根系分泌物总组分(HO)促进作用显著高于WX3根系分泌物总组分(WO),这与HZ1对水体的除氮效率高于WX3的结果一致。两种浮萍根系分泌物各组分也有不同的效果,其中仅WX3根系分泌物酸性组分(WA)显著抑制了P.fluorescens的脱氮效率,HZ1根系分泌物不同组分是促进或无作用。总体上,P.fluorescens的脱氮效率随浮萍根系分泌物及其各组分添加剂量的增加呈先上升后下降的趋势,而WA组分先下降后基本不变,各组分在剂量为1.0%(v/v)时起最大效果。总之,根系分泌物与浮萍–微生物耦合系统的除氮效率密切相关,酸性组分是两种浮萍根系分泌物促进P.fluorescens脱氮效果差异的主要原因。     

丁香酸对不同品种烟草苗期根系生长的影响

为探究最新发现的植物源生物硝化抑制剂丁香酸对烟草品种K326和云烟85苗期根系生长的影响,通过基质培养试验,设置0、10、25、50、100、200 μmol/L 6个丁香酸浓度,研究了不同浓度丁香酸在不同时间（3 d和5 d）对K326和云烟85主根伸长量和一级侧根发育的影响。结果表明：与对照（0 μmol/L）相比,25~100 μmol/L丁香酸能促进K326主根伸长,在3 d时促进率为13.33%~30.67%,在5 d时促进率降为8.54%~22.55%,最适浓度为50 μmol/L;10~50 μmol/L丁香酸促进云烟85主根伸长,在3 d时促进率为7.81%~18.75%,在5 d时促进率维持在4.10%~10.66%,最佳促进浓度25 μmol/L;丁香酸对两个烟草品种主根伸长的促进效果均为3 d优于5 d。在侧根发育方面,低浓度丁香酸能显著促进K326和云烟85一级侧根数,两个品种促进侧根发育的最适浓度均为25 μmol/L。相关性分析表明,丁香酸处理下两个烟草品种苗期的主根伸长变化率与侧根数变化率呈显著正相关。可见,适宜浓度的丁香酸对两个典型烟草品种苗期主根增长和侧根发育均为促进效应。生物硝化抑制剂丁香酸具有促进烟草根系生长的潜力,为研发烤烟新型专用肥提供了理论依据。     

超声提取-气相色谱法测定土壤1,9-癸二醇

1,9-癸二醇是由水稻根系分泌物中发现的一种新型生物硝化抑制剂,在农业生产中可提高氮肥利用率,减少氮素损失。为建立一套超声波提取-气相色谱检测土壤中1,9-癸二醇的方法,分别对超声波提取条件(提取剂、提取次数、液料比、超声时间)和气相色谱检测参数(进样口温度、检测器温度、升温程序)进行研究。结果表明,超声波提取土壤1,9-癸二醇的最佳方法为甲醇作为提取剂超声提取1次,液料比40mL·g~(–1),超声时间30 min。气相色谱Agilent8890测定1,9-癸二醇的最佳条件为进样口温度250℃;氢火焰离子化检测器(FID)温度310℃;升温程序:初始柱温60℃,保持2 min,以20℃·min~(–1)的速率升至150℃,然后以3℃·min~(–1)的速率升至180℃,保持2 min,最后以20℃·min~(–1)的速率升至270℃。在最佳提取和测定条件下,不同浓度1,9-癸二醇的加标回收率为90.58%～94.55%。超声提取-气相色谱法检测限低、灵敏度和精密度高,快速高效、重复性好,为今后1,9-癸二醇的实际应用工作奠定了基础。     

一株根际好氧反硝化菌的筛选及其反硝化条件研究

为丰富好氧反硝化菌株种类,本文从不同环境样品中富集筛选好氧反硝化细菌,最终得到一株高效根际菌株RWX31,其在初始NO3--N浓度140 mg/L时24 h去除率为82％,并在好氧条件下可进行反硝化作用产生N2O.通过单因素试验研究该菌株进行反硝化作用的条件和特性,结果表明,菌株RWX31最适培养基条件分别为:以柠檬酸钠为碳源,接种量为1％,Mg2+浓度为0.05 g/L,反硝化初始氮源中NO2--N比例为0.最适培养条件为:温度28℃～32℃,pH为7.0～7.5,C/N为8～ 12,DO浓度约6.5 ～ 7.0 mg/L.在这些培养条件下菌株NO3--N去除率可增至90％以上.菌株RWX31的NO3--N去除能力高于以往报道的反硝化菌株,是一株具有实际应用价值和潜力的菌株.     

生物硝化抑制剂对黔西南黄壤硝化作用及N2O排放的影响

为探索生物硝化抑制剂对贵州黔西南地区黄壤硝化作用及氧化亚氮(N2O)排放的影响,通过三周的室内培养试验,研究两种生物硝化抑制剂对羟基苯丙酸甲酯(MHPP)和丁香酸(SA)对黄壤中的无机态氮素含量、氨氧微生物功能基因以及N2O排放量的影响。结果表明,与对照CK相比,MHPP和SA在黄壤上均能明显抑制硝化作用,对土壤硝化速率的抑制率分别为6%~43%和5%~51%。MHPP和SA均抑制了黄壤氨氧化古菌AOA(12%~22%,27%~41%)与氨氧化细菌AOB(6%~19%,26%~46%)amoA基因的丰度。整个培养期内,黄壤的硝态氮含量与AOB的amoA基因丰度显著正相关,而与AOA的amoA基因丰度无显著相关,表明AOB对黄壤硝化作用起了主导作用。在N2O排放方面,MHPP和SA分别显著抑制了黄壤51%和21%的N2O排放积累量,MHPP的减排效果优于SA。MHPP降低了黄壤N2O排放的峰值,而SA主要延缓了黄壤N2O产生高峰的出现。总之,生物硝化抑制剂MHPP和SA在贵州黔西南黄壤上具有氮肥减施增效的潜力,这为今后烤烟新型绿色专用肥的开发提供了理论依据。     

不同生物硝化抑制剂对红壤性水稻土N2O排放的影响及其机制

为揭示不同生物硝化抑制剂（BNIs）对红壤性水稻土N₂O排放的影响差异及作用机制,通过21 d的土柱淹水培养试验,比较了三种BNIs 1,9-癸二醇（1,9-D）、亚麻酸（LN）和3-（4-羟基苯基）丙酸甲酯（MHPP）与化学合成硝化抑制剂双氰胺（DCD）对土壤N₂O排放及相关硝化、反硝化功能基因的影响。结果表明：不同BNIs （1,9-D、LN、MHPP）可以显著平均降低土壤N₂O日排放峰值40.1%;1,9-D和MHPP可分别抑制N₂O排放总量44.5%和43.9%,而DCD和LN对N₂O排放总量没有显著影响。1,9-D和MHPP对AOA （氨氧化古菌）、AOB （氨氧化细菌）硝化菌和nirS、nirK型反硝化菌的调控均有所不同,1,9-D可以同时抑制AOA、AOB和nirS微生物的生长;MHPP仅可以抑制AOA的生长;其中,AOA-amoA和nirS基因丰度与土壤N₂O的排放呈显著正相关关系。同时,1,9-D和MHPP均增加了nosZ基因丰度及其与AOA-amoA+AOB-amoA、nirS+nirK和AOA-amoA+AOB-amoA+nirS+nirK的比值,且nosZ基因丰度及其相关比值与土壤N₂O排放均呈显著负相关关系。总之,生物硝化抑制剂1,9-D和MHPP引起的AOA-amoA和nosZ基因丰度变化在红壤性水稻土N₂O减排方面发挥了重要的作用。     

水稻生物硝化抑制剂1,9-癸二醇的定量方法优化

摘要：选取水稻生物硝化抑制剂1,9-癸二醇作为研究对象,对比旋转蒸发法和固相萃取法对该物质的回收率(80.17 % 和82.97 %)及效率,确定固相萃取法为水稻根系分泌物收集液的前处理方法,且该方法具有高效省时的特点。在气相色谱(GC)分析方法的基础上,对衍生化试剂和衍生化条件进行了优化,结果表明,使用N,O-双(三甲基硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)作为1,9-癸二醇的衍生化试剂时,衍生化产物具有较高的响应值；衍生化过程中加入200 μL BSTFA,在60℃条件下反应30 min时,1,9-癸二醇经过GC方法分析得到的分析效果最好；且本方法仪器的日内精密度为2.18 %,日间精密度为3.01 %, 线性方程为 y = 34.77x-0.90, r = 0.9993, 最小检出限为 0.05 μg/mL,此方法可为水稻根系分泌物中生物硝化抑制剂1,9-癸二醇的定量研究提供参考。     

太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状调查

为了了解和评价当前太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状,本文以宜兴市周铁镇和万石镇农村地区为研究区域,分别采集土壤样品60个,水体样品79个,分析其土壤中氮磷的含量以及水体中化学需氧量和氮磷的含量。结果表明:宜兴市农村地区菜地和果园土壤中氮和磷含量过高,养分流失风险最大;其次为麦地土壤;而林地土壤样品中氮和磷含量较低,养分流失风险最小。当地农户在设施蔬菜大棚、果园和麦地中施用大量化肥是导致菜地、果园和麦地土壤氮、磷累积的主要原因。采集的水体样品中,地表河流水、养殖废水和田间沟渠水的污染物浓度变化较大。其中地表河流水的化学需氧量、铵态氮、总氮和总磷的平均含量分别为57、1.7、3.8、0.27 mg/L。55个地表河流水样品中有10个处于V类水的标准,其余45个样品均为劣V类。     

生物硝化抑制剂的研究进展及其农业应用前景

在我国农业集约化以及高投入的生产模式下,氮肥利用率较低。相当部分的氮肥以氨(NH_3)、硝酸盐(NO_3~-)以及温室气体氧化亚氮(N_2O)等形式损失至环境中,造成生产成本增加,并加剧了生态环境污染。硝化作用是土壤氮循环的关键转化过程,与农田氮素损失密切相关。一些植物的根系能产生和分泌抑制硝化作用的物质,被称为生物硝化抑制剂(BNIs),如果加以利用,是一种高效且环境友好的氮素管理对策。系统总结了国内外生物硝化抑制剂研究领域的重要进展,探讨了根系分泌生物硝化抑制剂的意义、物质种类和功能、分泌及作用机制。以往研究仅认为BNIs是自然生态系统中植物适应低氮环境的一种保氮生存机制,主要关注热带牧草和高粱,本文提出了BNIs在高氮投入的农业生态系统中同样重要,以及相当的粮食作物品种具有高BNI活性的观点,并讨论了其在农业中提高氮素利用率和减少环境污染方面的应用前景,为未来BNIs技术及产品的开发、提升农产品品质、及推动现代农业绿色发展提供借鉴。