红枫湖沉积物中氮循环相关微生物研究

选择喀斯特地区饮用水源地红枫湖水库为研究对象,研究与氮循环有关的微生物。采用稀释平板法及最适或然数法测定了8个站位表层沉积物中氨化细菌、氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌、反硝化细菌的分布情况。结果表明：8个站位中氨化细菌、氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌、反硝化细菌分别为104～106 CFU/g、105～107 MPN/g、105～108 MPN/g、105～109 MPN/g。其中,氨化细菌数量最多的是大坡上采样点,其余采样点差别不大;氨氧化细菌数量最多的是花渔洞大桥采样点;新庄的亚硝酸氧化细菌高于其他采样点;反硝化细菌数量较大的是大坡上。     

模拟氮沉降对贝加尔针茅草原土壤氮转化微生物的影响

草地土壤是温室气体重要的源和汇,认识草地生态系统氮转化过程有助于预测氮循环对未来氮沉降增加的响应与反馈机制。依托于2010年在内蒙古贝加尔针茅草原设置的长期模拟氮沉降增加的氮添加试验,共设置了8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm~(-2)·a~(-1))。应用荧光定量PCR方法,研究氮转化功能基因丰度对不同氮添加水平的响应。2015年8月取样分析结果表明:固氮微生物(nifH)基因丰度随着氮添加水平的升高,表现为先升高后降低的趋势。低于200 kg N·hm~(-2)·a~(-1)硝酸铵处理有利于固氮菌生长。低氮添加(N15、N30和N50)对氨氧化细菌(AOB-amoA)和氨氧化古菌(AOA-amoA)基因丰度无显著影响。高氮添加(N100、N150、N200和N300)显著提高了AOB基因丰度,降低了AOA基因丰度。高氮添加(N150、N200和N300)显著降低了nirK基因丰度。随着氮添加量的增加,高氮添加促进了AOB主导的氨氧化过程,而反硝化微生物丰度的减少提高了氨氧化产物硝酸盐的积累,继而提高了土壤硝酸盐含量。     

黄土丘陵区不同植被土壤氮素转化微生物生理群特征及差异

采用最大或然计数法(most probable number, MPN)对黄土高原洞子沟流域不同植被恢复阶段土壤氮素微生物生理群(氨化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌)数量分布特征进行了测定,结果表明:1)土壤氨化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌数量随植被恢复而增加,三者最大值分别为最小值的74、4和31倍,其中氨化细菌和反硝化细菌的数量在铁杆蒿群落最低,辽东栎群落最高,亚硝化细菌数量在丁香群落最低,辽东栎群落最高;2)植被恢复对各氮素生理群影响不同,对氨化细菌影响最大,其次分别为反硝化细菌和亚硝化细菌;3)各氮素生理群数量差异较大,氨化细菌>反硝化细菌>亚硝化细菌。研究区氨化细菌占总数的75%-80%,反硝化细菌占20%-25%时,生态系统最为稳定;4)土壤理化性质与各功能菌关系紧密,其中,土壤容重和硝态氮含量与微生物数量相关性最大,全钾、矿化氮和微生物量氮也表现出很大的相关性。     

氨氧化微生物在氮循环中的生态功能及其影响因子

氨氧化作用是硝化作用的第一步,也是限速步骤,其主要驱动者是氨氧化细菌和古菌,在全球氮循环中发挥着极其的重要作用。本文主要介绍了氨氧化细菌和古菌的种类和系统发育,综述了氨氧化细菌和古菌对硝化作用的相对贡献和环境影响因子,最后提出了研究展望。     

博斯腾湖沉积物氨氧化细菌的筛选与鉴定

为了解干旱区淡水湖泊沉积物微生物在氨氧化中的功能,利用铵盐培养基对博斯腾湖不同深度沉积物进行驯化培养,结合水环境因子分析混合菌株产亚硝酸盐能力,从中分离纯化氨氧化细菌并对其氨转化能力进行试验。结果表明,6个采样位点12个样品中,11号位点深层沉积物(20～40 cm)混合菌株能有效利用铵盐产生亚硝酸盐,且连续6 d稳定维持其质量浓度高达20 mg/L以上。进而,从该混合菌液中分离得到30株单菌,其中有2株呈现出明显的氨氧化细菌特性。通过16S rRNA基因序列比对及形态学分析分别鉴定其为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)和赤红球菌(Rhodococcus ruber)。     

不同类型稻田中全程氨氧化微生物的分异特征

选用微碱性氮贫瘠的上海市崇明岛稻田和微酸性氮丰富的南京市稻田剖面(0～50 cm),比较研究稻田土壤中氨氧化微生物类群丰度的差异及其环境驱动机制,评价其与氨氧化潜力的内在关系。结果表明,崇明稻田的净硝化速率为12.82～22.30 mg/(kg·d),明显高于南京稻田[4.26～7.46 mg/(kg·d)]。崇明稻田土壤剖面的Comammox amoA基因总拷贝数(Clade A与Clade B之和)均值为1 g 8.8×10~6拷贝,是南京稻田的2.4倍,且Clade A与Clade B的比值范围为2.5～12.7,证实了Comammox存在于2种不同类型的稻田土壤中。崇明稻田和南京稻田剖面的氨氧化细菌(AOB)的amoA基因拷贝数均值分别为1 g 3.75×10~8拷贝和1.23×10~8拷贝,氨氧化古菌(AOA)的amoA基因拷贝数均值分别为1 g 2.05×10~7拷贝和0.35×10~7拷贝,这2种菌群基因拷贝数均在10.1～20.0 cm土层达到最高。回归分析发现,2个稻田中氨氧化细菌(AOB)对氨氧化潜力的贡献率达到90%～94%,而Comammox仅为3%左右,表明氨氧化细菌(AOB)在氨氧化过程中发挥主要作用。     

小城镇河流沉积物无机氮迁移循环研究

通过对河流柱状沉积物在通气下和厌气下进行避光短期静置模拟培养试验，研究了小城镇河流底泥-上覆水体系无机氮的迁移特征。结果表明，沉积物有机质降解对NH4的迁移有很大影响，通气和厌气下NH4的迁移均是向上覆水方向，NO3的迁移均是向沉积物方向，由于通气条件和静水环境引起的沉积物无机氮硝化作用和反硝化作用是影响沉积物一水界面体系氮迁移的最重要因素。     

3,5-二甲基吡唑(DMP)施用后土壤硝化作用潜势及微生物群落动态变化研究

采用室内培养试验方法,从3,5-二甲基吡唑施用后土壤硝化作用潜势、参与氮转化的主要生理菌群、土壤微生物群落的数量及其生理活性等的动态变化入手,研究了新型硝化抑制剂3,5-二甲基吡唑(DMP)的施用对土壤硝化作用及生物学质量的影响。结果表明,适量DMP的施用可在一定时间内显著降低土壤的硝化作用潜势和土壤氨氧化菌的数量,刺激土壤三大微生物群落的增殖,但细菌、真菌和放线菌对DMP的剂量反应不同。土壤细菌数量呈现随DMP用量增加而增加的趋势,真菌和放线菌数量在培养28d之前则以中等剂量处理的为最高。超高量DMP的施用则强烈抑制土壤氨氧化菌的生长,土壤硝化作用潜势在整个培养期间一直维持在一个较稳定的低水平状态,且在施用前期对真菌和放线菌的增殖及总的微生物生理活性表现了一定的抑制效应,微生物商降低,qCO2值增大;在施用14d后,这种负效应逐渐缓解,进而表现出一定的刺激效应。DMP施用对土壤反硝化细菌影响不大。     

长期施用生物炭对土娄土土壤理化性质及微生物的影响

为了研究生物炭对土壤改良的影响是否具有长期效应,对施用不同量生物炭0 kg/hm(CK),1 000 kg/hm(T1),5 000 kg/hm(T2),10 000 kg/hm(T3) 4 a之后的土娄土进行氮素和碳素质量分数测定和土壤氨氧化菌、反硝化细菌的定量分析。结果表明：与未添加生物炭的土壤（CK）相比,在冬前分蘖期和拔节期T2和T3处理下的氨氧化菌丰度显著高于CK;在冬前分蘖期、拔节期和成熟期生物炭处理下的反硝化细菌丰度显著高于CK。土壤铵态氮质量分数在分蘖前期、拔节期和成熟期的T3处理下显著高于CK;土壤硝态氮质量分数在拔节期和成熟期的T2和T3处理下分别显著高于CK;土壤碱解氮质量分数在越冬期和拔节期分别是CK和T3达到最高水平,且显著高于其他处理;土壤全氮质量分数在分蘖前期和开花期的T3和T1处理下达到最高水平,均显著高于CK;土壤有机碳质量分数在拔节期、开花期和成熟期的T3处理下达到最高水平,且显著高于CK,但CK和T1、T2之间无显著差异。可见,施用生物炭1 000 kg/hm(T1)和5 000 kg/hm(T2)4 a之后,与CK相比土壤氮素和碳素的提高不明显;生物炭处理与CK相比,添加生物炭提高土壤中反硝化细菌丰度;施用生物炭10 000 kg/hm(T3)显著提高土壤中氨氧化菌丰度。     

珠江口海岸带沉积物氨氧化细菌和古菌组成及定量研究(英文)

[目的]对珠江口海岸带沉积物中的氨氧化细菌和古菌的组成进行分析,并进行定量研究。[方法]用构建克隆文库和Q-PCR定量的方法对珠江口沉积物中氨氧化细菌和古菌amoA基因的含量和多样性特征进行研究。[结果]在2个沉积物表层,氨氧化古菌的含量是细菌的9和22倍,揭示氨氧化古菌在珠江口的氨氧化过程中起主导作用;系统发育分析表明大多数古菌和细菌的amoA基因序列与不可培养的源于河口区和污染区域的环境克隆子序列有较高的同源性;细菌amoA序列可分成5个类群(Cluster A、B、C、D和E),均属于Nitrosomonas类群,其中Cluster A是主要类群(72.1%);古菌amoA序列分析表明来自于表层的序列有52.2%属于"水/沉积物"簇,47.8%属于"土壤/沉积物"簇,而沉积物底层厌氧区,检测到的古菌amoA基因93.3%属于"土壤/沉积物"簇,6.7%属于"水/沉积物"簇,且amoA基因数量略高于表层。[结论]该研究有助于了解珠江口区域氮的循环过程,为氮的富营养化处理提供重要的理论依据。     

四溴双酚A在巢湖沉积物中的吸附解吸特征研究

[目的]探明四溴双酚A（TBBPA）在固液表面的吸附解吸特征。[方法]采集巢湖表层012 cm沉积物,去掉碎石和植物残渣后分别制备表层沉积物、添加腐植酸沉积物和矿物组沉积物样品,研究不同样品对0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mg/LTBBPA的吸附与解吸情况。[结果]TBBPA的吸附等温线可用Freundlich和Lanngmuir模型进行很好的拟合。表层沉积物对TBBPA的吸附能力最强,其次为有机质含量10%的腐植酸组。TBBPA在各组样品中均以单分子平躺于沉积物上,而不能嵌入矿物的晶格中。在0.1-1.0 mg/L范围内,3组样品TBBPA物理萃取吸附与表观吸附量的比值分别为：表层沉积物0.85,腐植酸沉积物1.61,矿物组沉积物1.06;而在2.0-10.0 mg/L范围内,该比值分别为0.40、0.47、0.34。[结论]低浓度时巢湖沉积物对TBBPA的吸附以化学吸附为主,而高浓度时以物理吸附为主。     

巢湖、瓦埠湖沉积物中氮赋存形态研究(英文)

Composition and distribution of nitrogen in Chaohu Lake and Wabu Lake sediments were studied.The results showed that the mean total nitrogen content in Chaohu Lake and Wabu Lake was 0.533 g/kg and 0.265 g/kg respectively,and the primary composition of nitrogen was organic nitrogen(94%).The organic index indicated that the organic pollution degree of Wabu Lake was lower than that of Chaohu Lake.     

巢湖、瓦埠湖沉积物中氮赋存形态研究(英文)

Composition and distribution of nitrogen in Chaohu Lake and Wabu Lake sediments were studied.The results showed that the mean total nitrogen content in Chaohu Lake and Wabu Lake was 0.533 g/kg and 0.265 g/kg respectively,and the primary composition of nitrogen was organic nitrogen(94%).The organic index indicated that the organic pollution degree of Wabu Lake was lower than that of Chaohu Lake.     

巢湖·瓦埠湖沉积物中氮赋存形态研究

该试验研究了巢湖和瓦埠湖沉积物中氮的组成和分布特征。结果表明,巢湖、瓦埠湖总氮的平均含量分别为0.533和0.265g/kg,氮的主要组成均为有机氮(94%);有机指数显示,瓦埠湖遭受的有机污染程度低于巢湖。     

Study on Nitrogen Forms in Chaohu Lake and Wabu Lake Sediments

Composition and distribution of nitrogen in Chaohu Lake and Wabu Lake sediments were studied.The results showed that the mean total nitrogen content in Chaohu Lake and Wabu Lake was 0.533 g/kg and 0.265 g/kg respectively,and the primary composition of nitrogen was organic nitrogen(94%).The organic index indicated that the organic pollution degree of Wabu Lake was lower than that of Chaohu Lake.     

红枫湖水库叶绿素a分布特征与相关因子研究

利用2008年8月至2009年1月对红枫湖水库叶绿素a及其理化因子的监测资料,分析了红枫湖水库叶绿素a的分布特征及其影响因子,并应用修正的卡尔森营养状态指数（TSI）对各监测点的营养状态进行了排序：结果表明,各监测点叶绿素a含量时空差异较大．浓度在4．52-103．66mg/m^3。叶绿素a与环境因子关系比较复杂,在不同的监测点,对叶绿素a有显著影响的环境因子各有不同,但与水温、pH值表现为显著正相关,与透明度则表现为显著负相关。库区各监测点TSI均大于54,呈富营养化。     

滴水湖水体中各形态氮的时空分布特征

[目的]探讨滴水湖各形态氮的时空分布特征.[方法]从2012年冬季至2013年秋季,采集上海市最大人工湖表层水样品55个、沉积物样品49个,测定其各形态氮及总氮含量.[结果]滴水湖水体TN污染水平较高,TN浓度在夏季最高;底泥中TN浓度在整个采样期间呈现上升趋势,在秋季达到最大值.表层水中NH3-N在夏季最高,NO3--N在春秋季节比较高,NO2--N在冬季最高;底泥中NH3-N在冬季达到最高,NO3--N在秋季达到最高,NO2-N在春季最高.[结论]滴水湖底泥中各形态无机氮在4个季节空间差异性均大于上覆水体中的无机氮的空间差异性.     

桂林市区湖泊沉积物的氮磷研究

对桂林市区湖泊木龙湖、西清湖、宝贤桥、观漪桥、榕溪桥样点湖底表层0～5 cm沉积物进行了采样调查,并分析其总氮、氨氮、亚硝酸盐氮、有机磷、无机磷、有机质、无机质的含量,结果表明,总氮的平均浓度为3 363.6 mg/kg,其中氨氮是沉积物中氮的主要存在形式,占TN的82%。桂林市区湖泊沉积物中磷的含量为230.46～291.35 mg/kg,其中无机磷占主要成分,平均占TP的78.7%。造成这种差异的主要原因为桂林市区没有大型的有机污染源纳入,只有小部分植物残体随着地表径流汇入湖体,同时有机磷和有机氮在不断地被矿化为无机磷、无机氮。部分凹岸带已出现的富营养化现象可能与湖泊沉积物N、P不断积累并释放到水体中有关。     

地表水体底泥中氮磷及重金属的释放规律研究

通过对地表水体底泥污染特性的分析,论明水体沉积物与水体之间具有复杂的迁移规律。分类介绍了影响水体底泥中氮磷及重金属释放的各种因素,主要分析了温度、pH值、溶解氧、沉积物形态、水体扰动的影响,认为影响释放的主导因素因地而异,指出开展污染底泥综合整治技术研究的重要性。