氧化还原介体对短程反硝化细菌亚硝氮积累影响研究

【目的】亚硝酸盐的稳定获得对于厌氧氨氧化工艺的研发和应用具有重要意义。期望通过筛选投加合适的氧化还原介体将反硝化控制在亚硝氮的阶段,实现稳定的短程反硝化,并优化反应条件进一步增加亚硝氮的积累量,为厌氧氨氧化工艺应用提供一种新的亚硝氮供给方式。【方法】通过序批式试验分别考察了不同浓度2-羟基-1,4萘醌(ME)、蒽醌(AQ)和1-氯蒽醌(1-AQ)的投加对短程反硝化细菌亚硝氮积累的影响,并且通过酶促动力学实验对其影响机制进行了深入探索,最后通过16S rDNA分析,对短程反硝化细菌菌群群落结构进行了深入分析。【结果】首先,相比对照,投加75μmol/L AQ和1-AQ分别导致亚硝酸盐氮的积累量提高了74.8%和1.06倍,但是ME的投加几乎没有增加亚硝氮的积累;其次,试验结果表明,当投加C/N比为2时,亚硝氮积累量最多,使得投加1-AQ效果最好,亚硝氮积累量最高达到了52.98 mg/L(初始硝氮为100 mg/L);再次,酶促动力学试验揭示了1-AQ使得亚硝酸盐迅速积累的原因在于其提高了69.13%的硝酸盐还原酶活性,却仅仅将亚硝酸盐还原酶活性提高了36.74%;最后,16S rDNA结果显示,本试验所用菌群中具备短程反硝化能力的菌群有Yersinia frederiksenii、Thauera、Hydrogenophaga、Trichococcus、Klebsiella和Dechloromonas。【结论】合适的氧化还原介体投加能够明显增加短程反硝化细菌亚硝氮的积累量,氧化还原介体筛选的关键在于其对硝酸盐还原酶活性的增加速率高于亚硝酸盐还原酶。     

沼气生态工程的土壤改良效应分析

针对红壤丘陵岗地开发利用中存在的重用轻养现象,以江西省上高南方果园科研示范基地为例,从系统分析的角度,统计分析了在红壤丘陵岗地开发利用中通过建立循环经济系统,实施沼气生态工程建设对提高土壤有机质含量的效应。研究表明,通过绿肥套种可以明显提高土壤有机质；而开展沼气工程,施用沼肥对果园土壤有机质含量的提高,具有十分显著的促进作用,可以在相对较短的时间,较大程度地提高土壤有机质含量。     

污水微生物除臭技术分析

介绍了污水处理厂恶臭污染的主要来源,臭气的基本成分及危害,污水行业常用的除臭技术;进行了以生物法为主,结合碱吸收和物理法治理污水处理厂产生的H2S、CH4等恶臭气体的研究。结果表明:去除率可以在90%～100%,效果良好,且工艺流程简便可行,具有显著的环境和经济效益。     

生态修复对防治水土流失的作用探讨

指出生态修复是成效显著的水土流失治理措施之一,体现了人与自然和谐共处的理念。在实施过程中要处理好依靠大自然力量和依靠人工治理的关系,小流域综合治理与大面积封育保护的关系,封与育、用的关系,以及生态、生产与生活之间的关系。     

井冈蜜柚果园土壤和叶片养分状况及果实品质研究

为研究吉安市井冈蜜柚果园土壤和叶片营养元素状况及果实品质,在井冈蜜柚主产区采集了33个代表性果园的土壤、叶片及果实样品进行测定分析。结果表明:1)井冈蜜柚果园土壤 pH 均值 4.82,酸性至强酸性井冈蜜柚果园占 90.91%。土壤碱解氮、有效磷、交换性钙及交换性镁含量处于缺乏的井冈蜜柚果园分别占24.24%、30.30%、100%及90.91%;土壤有机质和速效钾含量均处于中等偏上水平。2)叶片中氮、钾、钙和镁含量缺乏的井冈蜜柚果园分别占 15.16%、12.13%、100%和60.61%;叶片磷含量在适宜偏高水平。3)井冈蜜柚果实品质:单果重均值886.12 g,果形指数均值1.05,维生素C含量均值0.71 mg/g,可溶性固形物均值10.82%,可滴定酸均值0.78%,固酸比均值15.57,且桃溪蜜柚品质较佳。4)土壤碱解氮、交换性镁的含量与叶片中对应元素存在显著正相关关系;叶片钙、镁含量存在极显著的正相关关系;土壤pH与叶片钙、镁含量存在显著正相关关系;叶片钙含量、镁含量与果实单果重存在极显著正相关关系。因此,吉安市井冈蜜柚果园应加强钙、镁等元素的补充以促进果实品质的提升及产量的提高,同时可施用适量石灰改良酸性土壤,提高土壤养分的有效性。     

黄壤旱地豆科绿肥养分释放特征

在贵阳市黄壤旱地内采用尼龙网袋法,研究不同含水量的绿肥在直接还田和添加生物炭后翻压还田情况下的养分释放特征,以期为黄壤旱地绿肥科学还田及化肥合理减施提供理论依据。结果表明：不同处理的腐解速率趋势相同,均呈现先快速腐解、再缓慢腐解、并逐渐趋于平稳的趋势,总腐解速率表现为风干绿肥+生物炭 > 新鲜绿肥+生物炭 > 风干绿肥 > 新鲜绿肥。经过180 d的腐解,新鲜绿肥、风干绿肥、新鲜绿肥+生物炭、风干绿肥+生物炭腐解速率分别为74.77%、83.13%、92.69%和95.83%,添加生物炭处理绿肥腐解速率高于未添加生物炭处理,风干绿肥腐解速率高于绿肥腐解速率。与腐解速率相似,不同处理的氮和磷的累积减少率均先快速腐解,再缓慢腐解,最终腐解平稳,到达平衡,经过180 d的腐解,新鲜绿肥、风干绿肥、新鲜绿肥+生物炭、风干绿肥+生物炭的氮素释放率分别为73.55%、83.80%、92.00%和95.00%,磷素释放率分别为76.40%、87.13%、93.31%和96.27%;钾素腐解率高于氮素和磷素,不同处理的绿肥在腐解30 d后释放率均在80%以上。综上,不同含水量的绿肥腐解速率不同,风干绿肥的腐解速率高于新鲜绿肥,同时添加生物炭能提高风干和新鲜绿肥的腐解速率。绿肥还田后,可适当减少氮和钾的施用量,还田初期可不调整氮磷肥的施用量,钾肥可适当延后施用。     

红壤丘陵区不同生态重建中红壤的微生物学性状

研究了中国科学院红壤生态试验站的优化农业生态模式的长期定位试验地里的常绿针叶林地(马尾松林)、落叶阔叶林地(小叶栎)、针阔混交林地(湿地松-小叶栎)、自然恢复地(受到人为干扰)、茶园地、柿子园地和花生地等样地，并且在附近选了疏草荒地作为对照。结果发现，不同生态重建模式与对照相比，在微生物学性状上均有很大程度的提高。总的趋势是农用果园地好于林地，林地好于自然恢复地。在剖面分布上，也有明显的层次差异，即随土层的增加而减少。     

几种典型酸性旱地土壤磷吸附的关键影响因素

以几种典型的酸性旱地土壤为研究对象,测定了土壤磷的等温吸附曲线,描述土壤磷的吸附特征,分析土壤最大吸磷量与土壤理化性质之间的关系,通过通径分析等方法明确了影响磷吸附的关键土壤因素。结果表明:土壤粘粒、游离态氧化铝(Al_d)、非晶质氧化铝(Al_o)及有机络合态铝(Al_p)的含量均与最大吸磷量(X_m)呈极显著正相关(P0.01),土壤pH值与X_m呈极显著负相关(P0.01);非晶质铁铝氧化物含量(Feo+Al_o)与X_m有显著的正相关关系(r=0.62,P=0.01);而土壤有机质、游离态氧化铁(Fe_d)、非晶质氧化铁(Fe_o)及有机络合态铁(Fe_p)的含量对X_m均无显著影响(P0.05)。即在本研究区域内,pH值越低,粘粒含量越高的土壤,其铝氧化物、非晶质铁铝氧化物(Fe_o+Al_o)含量越高,土壤的固磷能力越强。粘粒含量可能是影响土壤吸磷能力的一个最关键因素,其次为游离态氧化铝Al_d、非晶质氧化铝Al_o、有机络合态铝Al_p及土壤pH值等,其中各形态氧化铝对X_m的影响效应主要是通过与粘粒的间接作用来实现。     

硅锌硼配施对红壤区双季稻产量和群体发育特征的影响

水稻是典型的喜锌、喜硅和低度需硼作物,而我国红壤区土壤中硅、硼、锌等主要中微量元素含量普遍偏低,施用硅、锌、硼对水稻生产存在重大影响。以早稻品种中嘉早17和晚稻品种H优518为试验材料,研究硅、锌、硼配施对红壤区双季稻产量和群体发育特征的影响。结果表明:与CK处理相比,早稻季Si+Zn和Si+Zn+B处理产量分别显著增加8.6%和12.6%,晚稻季仅Si+Zn+B处理产量显著增加10.6%;早稻季Si+Zn+B处理有效穗数、结实率和千粒重均显著高于CK处理(P0.05),晚稻季仅Si+Zn和Si+Zn+B处理有效穗数显著增加;早稻和晚稻群体总颖花量与产量之间呈极显著线性正相关关系(P0.001)。与CK处理相比,增施硅、锌、硼后各生育期分蘖数、叶面积指数、SPAD值、生物量积累均有增加的趋势,其中Si+Zn+B处理增加幅度最大。除早稻季Si处理外,早稻季和晚稻季增施硅、锌、硼肥后各处理地上部群体氮素吸收总量均显著高于对照,且Si+Zn+B处理显著高于其他处理(P0.05)。因此,在红壤区双季稻生产中应重视硅、锌、硼等中微量元素的平衡施用,尤其是温度条件较低的早稻季更应重视这些元素的施用。     

坡度影响土壤侵蚀研究进展

坡度是影响土壤侵蚀的重要因子,也是土壤侵蚀研究的重要内容。目前的研究成果中,坡度对土壤侵蚀的影响研究主要围绕坡度对侵蚀强度的影响以及临界坡度2方面。在系统回顾坡度影响土壤侵蚀研究历史的基础上,介绍了国内外坡度研究的主要成就,分析了现有研究中存在的不足,并提出了前景展望。