春季冻融期寒温带主要森林类型土壤氮矿化特征

目的春季冻融期是连接冬季与生长季的关键时期，期间强烈的温度变化可能深刻影响土壤生态过程。研究春季土壤冻融过程对氮素矿化的影响，揭示我国寒温带地区冻融对土壤氮矿化的影响规律,为寒温带地区森林生态系统氮素研究和森林生产力评价提供理论依据。方法本研究以寒温带地区3种典型森林（兴安落叶松林、樟子松林、白桦林）为研究对象，利用树脂芯法测定和分析了在春季解冻期间土壤无机氮（NH₄+-N、NO₃?-N）以及净氨化速率、净硝化速率、氮矿化速率的动态变化。结果寒温带春季冻融期3种林型土壤无机氮含量均表现出释放特征，且在冻融末期有大幅增加趋势，但不同林型其变化规律有所不同，3种林型土壤铵态氮含量占无机氮含量的83.91% ~ 97.22%，是春季冻融期土壤无机氮的主要存在形式。冻融循环期间兴安落叶松林、樟子松林和白桦林0 ~ 10 cm土层土壤净氮矿化速率分别增加了1.86、6.18和0.25倍。10 ~ 20 cm土层土壤净氮矿化速率除兴安落叶松林有所降低外，樟子松林和白桦林土壤净氮矿化速率分别增加了4.09和2.25倍。土壤净氨化速率占土壤净氮矿化速率的73.47% ~ 96.76%，土壤氮矿化以氨化作用为主。土壤含水量是土壤有机氮矿化作用的主要影响因素。结论寒温带冻融作用有利于土壤有机氮的矿化，且阔叶林土壤氮矿化对冻融循环的响应强于针叶林。      

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响

【目的】本研究旨在阐明脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)和硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)对稻田土壤氮素转化的影响,探讨抑制剂提高稻谷产量以及氮肥利用率的机理。【方法】本试验设在我国南方红壤稻田,共5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI);脲酶抑制剂采用N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂采用3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)。在水稻分蘖期和孕穗期测定土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、土壤铵态氮含量、硝态氮含量以及微生物碳、氮的含量,分析NBPT与DMPP对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率,通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂NBPT与硝化抑制剂DMPP在稻田的增效机理。【结果】1)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施均显著提高稻谷产量与地上部氮素回收率,两个处理分别增产6.56%与8.24%,氮素回收率提高幅度为19.4%与23.7%。2)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施,显著降低水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,所有处理对两个时期的硝态氮含量、硝酸还原酶活性、微生物量碳、氮含量均无显著影响;因此,NBPT对于抑制脲酶活性以及提高铵态氮含量的作用主要在孕穗期之前,而单施DMPP没有显著效应。3)从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无显著影响。【结论】脲酶抑制剂NBPT以及NBPT与硝化抑制剂DMPP配施显著提高孕穗期土壤中的铵态氮含量,显著提高稻谷产量以及地上部氮素回收率,证明了生产上氮肥后移的重要意义。     

猪粪中反硝化菌数量与理化指标相关性分析

本试验采集了保育(60±3)d、肥育(170±5)d和妊娠(妊娠70±4)d三个阶段的梅山猪新鲜猪粪各10份,比较三个阶段猪粪的好氧与厌氧反硝化菌数量以及粪样的理化性质。结果表明,保育猪猪粪中好氧反硝化菌和厌氧反硝化菌的数量均显著高于肥育猪猪粪(P0.05),与妊娠母猪猪粪差异不显著(P0.05);猪粪中的凯氏氮、硝酸氮、铵态氮含量、碳氮比和异戊酸含量以保育猪最高,肥育猪次之,妊娠母猪最低(P0.05);粪中的有机质和戊酸含量则以肥育猪猪粪最高,保育猪猪粪次之,妊娠母猪最低(P0.05)。相关性结果显示:猪粪中好氧反硝化菌数量仅与有机质含量呈显著负相关(P0.05),与pH、凯氏氮及碳氮比无相关性(P0.05);厌氧反硝化菌与猪粪中各项理化指标均无相关性(P0.05)。     

硝化应激在神经型犬瘟热疾病发展中的临床意义

为了研究硝化应激在神经型犬瘟热疾病发展中的作用,并探讨其对该病的诊断价值,选取犬瘟热临床病例113例,其中有神经症状组(NCD)共37例,无神经症状组(NNS)共76例,并设25例无犬瘟热健康犬作为对照组(CG)。就诊时分别采取血液和脑脊液,测定一氧化氮(NO)、神经元型一氧化氮合成酶(nNOS)和神经元特异性烯醇化酶(NSE)水平。结果显示:NCD组2种组织液中的NO、nNOS和NSE升高,显著高于NNS组(P<0.05)与CG组(P<0.01);ROC曲线分析发现,2种组织液中的NO、nNOS和NSE对神经型犬瘟热的诊断具有良好的灵敏度和特异性,血浆中以nNOS最佳,截断值为230.1 ng/mL,脑脊液中以NSE最佳,截断值为3.67 ng/mL;NSE对神经型犬瘟热具有一定预后价值,血浆中NSE<2.07的病例死亡率显著低于NSE≥2.07的病例。结果表明:神经型犬瘟热疾病发展中伴有硝化应激和神经损伤,血浆与脑脊液中的NO、nNOS和NSE具有对神经型犬瘟热的诊断及预测作用。     

预处理方法对玉米芯静态反硝化特性的影响及微生物群落分析

为探究不同预处理方式玉米芯的反硝化能力,分别用无处理、碱处理、酸处理玉米芯进行试验,对处理后的玉米芯进行静态反硝化试验,考察预处理后玉米芯反硝化性能及微生物情况。结果表明,经NaOH预处理后的玉米芯释碳效果和反硝化效率明显提高,静态反硝化试验稳定时,NO~-_3-N去除率维持在90.12%以上。故NaOH预处理方式能够提高玉米芯释碳性能,有助于微生物的附着及碳源的利用;静态反硝化系统的优势菌群有:Proteobacteria菌门和Bacteroidetes菌门,其中Hydrogenophaga菌属为优势菌属,它们对污染物的去除起重要作用。     

养殖密度对硝化型生物絮团系统中凡纳滨对虾生长和水质的影响

利用硝化型生物絮团系统进行凡纳滨对虾的养殖,并通过设置不同的养殖密度探究不同养殖密度下硝化型生物絮团系统对凡纳滨对虾生长性能和水质情况的影响。实验选择同一批标粗到一定规格的健康凡纳滨对虾[体长(4.80±0.25) cm,体质量(0.98±0.16)g],分成5个密度梯度组放养到养殖池中,进行为期45 d的养殖。结果表明:80～610尾/m~3范围内,硝化型生物絮团系统对非离子氨和亚硝酸盐氮可以控制在警戒浓度(0.2 mg/L)附近波动,为凡纳滨对虾健康生长提供了良好的环境,保证养殖存活率,另外该系统下适当的排污可以避免高密度养殖下硝酸盐氮积累太快;80～610尾/m~3时存活率随密度升高而下降,但产量随密度升高而增加。     

秸秆还田结合减氮调控旱地土壤硝化潜势维持作物产量的机理

  【目的】  氮肥过量使用所导致的氮素利用率低和环境污染等问题严重影响现代农业生产。研究秸秆还田改善旱地农田土壤性质、提升土壤肥力和氮素利用率的潜力和作用机理，为减少氮肥用量、提高作物氮素利用率和土壤肥力提供科学依据。  【方法】  本研究选取河南许昌潮土和云南曲靖红壤两种典型旱作农田，2016～2018年开展了田间玉米－大麦/小麦轮作定位试验，在两地同时设置以下4个处理:不施氮 (CK)、常规施氮 (N)、减氮20% (80%N)、减氮20%配合秸秆还田 (80%NS)，研究不同处理对土壤养分、土壤硝化潜势和作物产量及氮肥利用率的影响。  【结果】  与N处理相比，80%NS处理可稳定保持麦季抽穗期和玉米季抽雄期两种旱地土壤可溶性有机碳氮养分含量，促进土壤中NH₄+-N的积累并降低了NO₃–-N含量；80%NS处理使潮土和红壤硝化潜势分别降低了5.5%～33.9%和7.8%～37.5%；3年连续减施20%氮肥配合秸秆还田能够稳定产量并表现出一定的增产效果 (11.2%～20.4%)，提高氮肥利用率6.4%～10.3%；而80%N处理会使作物产量下降3.9%～13.4%，氮肥利用率降低1.8%～38.9%。  【结论】  连续3年减少常规氮施用量20%配合秸秆还田，不仅增加了土壤有机碳氮含量，还减缓了土壤的硝化作用，增加了土壤铵态氮积累，实现对作物所需养分的持续供应，因而在维持和提高作物产量的同时，提高了氮肥利用率。单纯降低氮肥用量则有降低作物产量的风险。     

施氮及添加硝化抑制剂对苜蓿草地N2O排放的影响

为探究旱作紫花苜蓿(MedicagosativaL.)栽培草地氧化亚氮(N_2O)排放对施氮水平及添加硝化抑制剂的响应特征,采用传统静态箱法研究了不同施氮水平[0kg(N)·hm~(-2)(N0)、 50kg(N)·hm~(-2)(N50)、 100kg(N)·hm~(-2)(N100)和150kg(N)·hm~(-2)(N150)]以及添加硝化抑制剂双氰胺(DCD)150kg(N)·hm~(-2)(N150+DCD)对陇东苜蓿草地N_2O排放特征的影响。结果显示,监测期内N0、N50、N100和N150处理N_2O平均排放速率分别为3.5μg·m~(-2)·h~(-1)、4.1μg·m~(-2)·h~(-1)、5.0μg·m~(-2)·h~(-1)和6.1μg·m~(-2)·h~(-1),随着施氮梯度的增加, N_2O排放速率呈增加趋势。添加硝化抑制剂DCD对N_2O排放产生明显的抑制作用。与N150处理相比, N150+DCD处理下苜蓿草地N_2O平均排放速率下降50.7%, N_2O累计排放量显著降低61.6%(P0.05)。施氮对苜蓿产量没有显著影响,而N0、N50、N100和N150处理下单位苜蓿产量N_2O排放量随氮肥梯度的增加而增加,各处理分别为6.5 mg·kg~(-1)、7.8 mg·kg~(-1)、11.3 mg·kg~(-1)和12.5 mg·kg~(-1)。N_2O排放受土壤含水量影响深刻,生长季N_2O排放通量与土壤水分呈显著正相关关系(P0.05),而与土壤温度无显著相关性(P0.05)。综上,旱作紫花苜蓿栽培草地N_2O排放通量随施氮水平的增加明显增加,在相同施氮水平下添加硝化抑制剂DCD能显著抑制N_2O排放。相关研究结果对于该区域苜蓿草地合理施肥以及N_2O减排具有一定的实践指导意义。     

不同质地黑土净氮转化速率和温室气体排放规律研究

为探讨黑龙江省半干旱地区不同质地黑土的净氮转化速率和温室气体排放规律,以壤砂土和粉壤土为研究对象开展室内培养试验,对土壤净硝化速率和净矿化速率、N2O和CO2排放速率与累积排放量进行研究。结果表明:7d培养期间壤砂土的平均净矿化速率和CO2平均排放速率分别为0.49mgN kg-1 d-1和0.30mgCO2-C kg-1 h-1,显著低于粉壤土的平均净矿化速率(1.37 mgN kg-1 d-1)和CO2平均排放速率(0.47mgCO2-C kg-1 h-1)。壤砂土的平均净硝化速率和N2O平均排放速率分别为1.65mgN kg-1 d-1和212.6ngN2O-N kg-1 h-1,显著低于粉壤土的5.02mgN kg-1 d-1和521.3ngN2O-N kg-1 h-1。壤砂土和粉壤土的N2O排放比率分别为0.081%~0.301%和0.210%~0.254%。研究表明,土壤质地显著影响土壤净氮转化速率和温室气体排放,壤砂土较低的pH、有机碳和水溶性有机碳含量是导致其净硝化速率、净矿化速率以及N2O、CO2排放速率显著低于粉壤土的主要原因。     

硝化抑制剂对枸杞园土壤的作用效果研究

通过室内恒温培养试验，筛选出效果最佳的硝化抑制剂剂型及剂量并应用于枸杞园土壤，研究其对枸杞产量及品质的影响。室内恒温培养试验供试硝化抑制剂为2-氯-6-三氯甲基吡啶(Nitrapyrin)、双氰胺(DCD)和3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)，共设17个处理：未添加硝化抑制剂(CK)，添加Nitrapyrin(纯氮量的0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%)，添加DMPP(纯氮量的0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)，添加DCD(纯氮量的1.0%、2.0%、3.0%、3.5%、4.0%和5.0%)。结果表明：在砂土的培养中，三者硝化抑制效果表现为DMPP≥Nitrapyrin＞DCD；DMPP和Nitrapyrin的硝化抑制率分别为71.90%~75.17%和4.83%~77.28%。但由于DMPP的价格(240~360元·kg^-1)及用量均高于Nitrapyrin(155元·kg^-1)，故选择纯氮量0.5%的Nitrapyrin应用于大田试验。田间试验设置4个处理：农民习惯施肥为SF100，SFN100、SFN80及SFN60处理是在SF100处理基础上分别减少0%、40%、60%的枸杞专用肥同时添加纯氮量为0.5%浓度的Nitrapyrin。结果表明：田间试验中施用Nitrapyrin处理的产量较SF100处理分别提高了6.67%，5.80%及3.52%，同时与SF100处理相比，SFN100处理的多糖及蛋白质含量分别提高了16.22%及8.67%。综合经济效益及生态效益，浓度为纯氮量0.5%的Nitrapyrin为最佳处理。在大田试验中施用Nitrapyrin同时减少枸杞专用肥的用量，枸杞产量及效益均有所提高，且蛋白质及多糖含量有显著增加。因此，可初步认为硝化抑制剂的施用对枸杞的种植有“减肥增效”的作用。