微纳米增氧水添加对土壤中溶解氧耗散的影响

微纳米增氧灌溉可缓解作物根区氧气限制,促进作物代谢活动和生长发育。为探究微纳米增氧水添加后土壤溶解氧耗散规律及其增氧效果,该研究以初始干旱土壤和初始湿润土壤为研究对象,使用微氧电极技术,监测不同微纳米增氧水平下淹水土壤溶解氧浓度变化规律。结果表明：1)土壤溶解氧浓度随时间呈现快速下降阶段、缓速下降阶段两段式规律,其中快速下降阶段土壤溶解氧耗散以气体扩散为主,耗散曲线符合对数函数规律;缓速下降阶段土壤溶解氧耗散以微生物消耗为主,耗散曲线符合Logistic函数或线性函数规律;2)在初始干旱土壤试验的快速下降阶段,与常规对照处理CK(O₂浓度：8～9 mg/L)相比,O1(O₂浓度：15 mg/L)、O₂(O₂浓度：20 mg/L)处理溶解氧留存时间分别延长了40.11%和189.62%;在初始湿润土壤试验的快速下降阶段,O₁、O₂处理溶解氧耗散时间分别延长了445.16%和2741.94%;3)在微生物活性较低的土壤(初始干旱土壤)中,氧气与底物都是溶解氧消...     

反硝化细菌法测定土壤NO2--15N丰度的方法优化

NO₂^-是土壤中多个氮转化过程的关键中间产物,具有浓度低、转化快的特点。反硝化细菌法与质谱技术相结合,已广泛用于NO₃^-或NO₂^-的¹⁵N同位素分析。本文旨在优化现有Stenotrophomonas nitritireducens反硝化细菌法的培养和反应条件,实现对土壤浸提液中NO₂^--¹⁵N丰度的专一、快速、准确测定。结果表明,使用种子液好氧摇培与单菌落微氧培养对NO₂^-样品的¹⁵N同位素测定无显著差异,种子液可保证不同批次菌体的稳定性,好氧培养可将培养时间从7～8d缩短至12～15h。高纯N₂或He气吹扫0.5h均能有效去除O₂和空白杂质氮,但N₂吹扫成本更低。转移N₂O气体至干燥气瓶,不影响测定结果的准确性和精密...     

基于31P NMR的自然成土过程中有机磷组分演变特征及影响因素研究进展

土壤有机磷(P_o)是土壤中重要的磷库,其形态、含量与生物有效性随成土过程而发生变化,进而影响土壤磷素供应、养分平衡及生态系统生产力。然而,与土壤无机磷(P_i)相比,以往的研究对P_o的重视不够,这主要是由于土壤中P_o的提取、分析和鉴定方法难于P_i。近年来,随着液相³¹P核磁共振(³¹P NMR)波谱技术在土壤学领域的应用,为定量分析土壤P_o组分及含量提供了新的技术手段,同时为更好地理解生态系统演化过程中不同形态P_o的转化特征奠定了基础。本文主要总结了土壤P_o的种类和性质,介绍了液相³¹P NMR分析土壤P_o的原理和方法,在此基础上综述了自然成土过程中不同形态P_o的转化特征及其影响因素,并指出了需进一步研究的方向和关键科学问题：包括量化成土过程中不同形态P_o转化速率、途径与环境阈值,阐明...     

长期施肥褐土不同磷组分对磷素盈余的响应

  【目的】  研究褐土区玉米田长期不同磷源投入对土壤磷素形态和磷素累积的影响，通过对不同磷组分与磷素盈余之间进行相关性分析，研究不同施肥措施对土壤磷素形态转化的影响，为探索合理的磷肥调控措施，促进土壤中磷素向作物易于吸收的水溶态和碳酸氢钠溶解态转化，提高磷素利用效率提供依据。  【方法】  试验依托始于1992年位于山西省寿阳县北坪旱塬上的长期定位试验。9个施肥处理包括:无肥对照 (CK)、N₁P₁、N₂P₂、N₃P₃、N₄P₄、N₂P₁M₁、N₃P₂M₃、N₄P₂M₂、N₀P₀M₆，其中N₁、N₂、N₃、N₄分别为尿素N 60、120、180、240 kg/hm2，P₁、P₂、P₃、P₄分别为过磷酸钙P 16、33、49、66 kg/hm2，M为腐熟厩肥，M₁、M₂、M₃、M₆分别折合为施P量14、28、42和83 kg/hm2。1992—2016年，收获后取0—20 cm耕层土壤样品，分析土壤磷素形态及盈余量，并计算不同形态磷素与磷盈余量之间的相关性。  【结果】  连续施肥25年后，土壤磷组分发生了不同的变化，不施肥处理除H₂O-Pi、Residual-P外，各形态磷较试验初均有降低。施用无机肥各处理主要增加了土壤中HCl-P含量，以N₄P₄处理提高幅度最大，比试验初提高了127.7%。有机肥投入可以显著提高土壤中的活性磷含量，高量施用有机肥后，H₂O-P总含量较试验初提高了8倍之多，NaHCO₃-Pi年增加速率为11.50 mg/(kg·a)。不同施肥各处理土壤磷素盈余量为N₀P₀M₆ > N₃P₂M₃ > N₄P₄ > N₄P₂M₂ > N₃P₃ > N₂P₂ > N₂P₁M₁ > N₁P₁ > CK。磷素盈余是土壤磷组分变化的重要影响因素，各形态磷组分对磷素累积量响应大小为NaHCO₃-Pi > NaOH-Pi > HCl-P > NaHCO₃-Po > Residual-P > H₂O-Po > NaOH-Po > H₂O-Pi。  【结论】  长期施肥使土壤各组分磷素含量发生了显著变化，有机无机肥配施有利于土壤中活性磷的转化，过量施磷导致磷素在土壤中大量盈余，高量施用有机肥磷素盈余量最大。当以无机肥投入时，施用过磷酸钙P 33 kg/(hm2·a)基本可以满足作物生长发育的要求。当有机无机肥配施时，施用过磷酸钙P 16 kg/(hm2·a)，配施厩肥P 14 kg/(hm2·a) 时，土壤磷素盈余量最小。     

不同水文期太子河上游区域河流硝酸盐来源识别

为了更好地对太子河上游区域河流硝酸盐污染进行防治,联合硝酸盐氮氧同位素(δ¹⁵ N-NO^-₃和δ¹⁸O-NO^-₃)、水的氧同位素(δ¹⁸O-H₂O)、氯离子(Cl^-)、硝酸盐(NO^-₃)、氨氮(NH⁺₄-N),对不同水文期太子河上游区域河流硝酸盐来源进行了识别。结果表明:枯水期ρ(Cl^-),ρ(NO^-₃),ρ(NH⁺₄-N)和δ¹⁸O-NO^-₃显著高于丰水期,δ¹⁵ N-NO^-₃无显著时间差异。空间上,枯水期,太子河北支ρ(NO^-₃)显著高于南支。丰水期,太子河南支ρ(Cl^-)显著高于北支。太子河北支ρ(Cl^-)和ρ(NO^-₃)在丰水期和枯水期的空间变化呈相反趋势。丰水期太子河南支ρ(Cl^-)和ρ(NO^-₃)的空间变化趋势与枯水期一致。枯水期太子河上游地区NO^-₃主要来源于土壤有机氮。可见,丰水期的主要来源是土壤有机氮、复合肥料。另外,丰水期上游区域土壤中的大气沉降可能也是河流硝酸盐的一个主要来源。丰水期硝酸盐从土壤冲刷进入河流过程中发生了硝化作用。枯水期太子河北支河流内硝化过程影响着硝酸盐浓度变化。     

大气CO2浓度缓增对稻田土壤甲烷氧化过程的影响

微生物介导的甲烷好氧氧化,对控制稻田甲烷排放起着重要作用。本文从基因、群落、活性等多个层次上解析CO₂浓度缓增对稻田土壤甲烷好氧氧化过程的影响及其作用机理。依托于田间CO₂浓度自动调控平台,在背景CO₂浓度(AC)基础上,设置了CO₂浓度缓增处理(每年增加40μL·L^-1,持续4年)(EC)。采用室内泥浆培养以及高通量测序和定量PCR技术,对不同CO₂处理下水稻关键生育期(分蘖期、拔节期、扬花期和乳熟期)土壤中的甲烷氧化潜势及其功能微生物的丰度和群落结构进行了系统研究。结果表明：大气CO₂浓度升高促进了稻田甲烷氧化潜势和甲烷氧化菌丰度的增加;CO₂浓度升高还使得土壤中甲烷氧化菌的群落结构发生了显著变化,其优势菌从Ⅱ型菌转变为Ⅰ型菌。CO₂浓度升高所致的土壤中甲烷、氧气浓度以及氮素水平等的改变很可能对稻田甲烷氧化过程产生了重要影响。综合本研究发现,稻田甲烷氧化过程对大气CO₂     

同位素异位体溯源土壤N2O的方法、技术和展望

土壤是N₂O的重要排放来源之一。土壤中N₂O产生途径众多、受多种因素调控，深入分析土壤N₂O产生途径才能采取针对性的减排策略。稳定同位素技术已广泛用于研究土壤N₂O排放，N₂O同位素异位体法是近年来新兴的研究方法。该研究方法通过测定土壤N₂O的同位素组成(δ¹⁵NSPN₂O、δ¹⁸ON₂O和δ¹⁵N^bulkN₂O)分析N₂O排放贡献，因无需添加标记物、对土壤系统干扰小、成本低，适合在野外田间研究N₂O排放，是15N标记方法的有力补充。本文详细介绍了N₂O同位素异位体法的原理、质谱测定方法、定量分析方法、影响该方法的因素及其应用前景。     

脉冲标记下甘蔗13C富集及氮磷钾含量变化

¹³C示踪是精准量化植物碳源贡献土壤碳的有效途径。为建立经济适用的甘蔗¹³C脉冲标记方法,同时获得¹³C富集蔗叶,本研究采用自制全密闭标记室进行标记试验,供试甘蔗品种为桂糖58号,设置0(CK)、0.32(T1)、0.64(T2)和1.28 g·m^-3(T3)4个Na₂¹³CO₃标记浓度,每隔7 d进行6 h的¹³CO₂脉冲标记,共标记6次。于第6次脉冲标记开始及结束后采集标记室内气体,测定CO₂浓度和δ¹³C-CO₂。并于第2、第4和第6次标记7 d后破坏性采集植株,测定蔗叶和根系δ¹³C值及全碳和N、P、K含量,计算蔗叶和根系¹³C标记效率。结果表明,在密闭标记时间内,外源释放的¹³CO₂ 95%以上被甘蔗光合作用利用。蔗叶δ^...     

红外光谱法研究胡敏酸与Fe3+、Al3+、Mn2+金属离子配位机理

被称为土壤“精华”的土壤腐殖质影响着土壤的物理性质、化学性质和生物学性质;其中,腐殖酸是腐殖质的核心成分,由于含有大量的羧基、羟基等活性基团,具有很高的反应活性,对环境中金属离子具有强烈的结合力,使之成为环境中金属离子的重要络合剂和聚沉剂,从而对金属元素在环境中的迁移、转化和生物有效性起着十分重要的调控作用[1~4]。腐殖酸与金属离子的相互作用一直是土壤、生态、环保等领域研究的重点,不少学者从动力学或热力学的角度研究了腐殖酸对金属离子铜、铅、镉、汞等离子的吸附和络合作用[3~13];也正是由于腐殖酸结构中有机活性基团众多,对于腐殖酸与金属离子的相互作用的确切部位或反应机理至今依然未彻底弄清楚;     

石灰性水稻土中硝酸盐依赖型与光合型亚铁氧化过程

厌氧条件下土壤中铁氧化还原过程与土壤氮循环关系密切,且硝酸盐依赖型亚铁氧化(nitrate-dependent ferrous oxidation,NDFO)和光合型亚铁氧化(photosynthetic ferrous oxidation,PFO)是亚铁氧化的两个重要的生物途径,然而目前关于石灰性水稻土中NDFO与PFO之间的关系仍不明晰。以采自黄河中下游地区河南省孟津县的水稻土为样品,设置培养前添加和培养过程中添加10 mmol·L^-1的硝酸根离子/铵离子(NO₃^-/NH₄⁺)的恒温厌氧泥浆培养试验,通过监测泥浆中Fe(Ⅱ)、O₂、NO₃^-和亚硝酸根离子(NO₂^-)的动态变化与培养后的NH₄⁺含量探究了NO₃^-在石灰性水稻土Fe(Ⅱ)氧化过程的作用及其与光合型亚铁氧化的关系。结果...     

有机无机肥配施菌剂对葡萄园土壤、果实及葡萄酒品质的影响

为了减少化肥施用量,充分发挥有机肥效应并有效提高酿酒葡萄果实品质,试验设置不施肥对照(CK)、100%化肥(C₁)、100%有机肥(O₁)、100%有机肥+菌剂(O₁B)、60%化肥+40%有机肥(C_0.6O_0.4)、60%化肥+40%有机肥+菌剂(C_0.6O_0.4B)6个处理,除CK外,各施肥处理的氮、磷、钾养分含量一致,研究不同处理对赤霞珠葡萄园土壤养分、果实及葡萄酒基本理化性质以及酚类物质积累的影响,分析土壤环境因子与葡萄及葡萄酒品质指标的相关性,以期为酿酒葡萄的科学高效施肥提供参考依据。结果表明：与CK处理相比,O₁和C_0.6O_0.4处理的土壤有机质、全氮、全钾、速效钾和可溶性有机碳含量分别提高30.22%和70.65%、27.45%和31.37%、10.10%和20.11%、438.93%和491.60%。与C₁处理相比,有机肥配施菌剂处...     

设施菜田土壤pH和初始C/NO3– 对反硝化产物比的影响

【目的】设施菜田土壤反硝化作用是N₂O排放和氮素损失的重要途径。本研究通过室内厌氧培养试验,在不同pH和初始C/NO₃–条件下,比较设施菜田土壤反硝化氮素气体排放及产物比的变化特征。【方法】以设施菜田土壤为研究对象,通过添加一定量低浓度的酸碱溶液调节土壤pH分别为酸性、中性和碱性条件,调节后的实测pH分别为5.63、6.65和7.83;同时以谷氨酸钠作为有效性碳,除未添加有效性碳作为对照处理 (CK) 外,其他有效性碳与硝酸盐 (C/NO₃–) 的比值分别调节为5∶1、15∶1和30∶1,三种pH条件下均设置 4 个 C/NO₃– 水平,每个水平3次重复。利用自动连续在线培养系统 (Robot系统),在厌氧条件下监测不同处理土壤产生的 N₂O、NO、N₂和CO₂浓度的动态变化,通过计算N₂O/(N₂O + NO + N₂)指数估算反硝化过程N₂O的产物比。【结果】增加土壤的pH能显著减少设施菜田土壤N₂O和NO的产生量,酸性 (pH 5.63) 土壤的N₂O、NO产生量峰值在不同初始C/NO₃– 比下均显著高于中性 (pH 6.65) 和碱性 (pH 7.83) 土壤 (P < 0.05)。中性和碱性土壤在高C/NO₃– 下有利于减少反硝化过程N₂O的产生,而酸性土壤条件下差异并不显著。中性土壤条件下增加有机碳含量会降低NO产生量,而在酸性和碱性土壤上有机碳的添加对NO产生量没有显著影响。土壤pH和初始C/NO₃– 比对土壤N₂O的产生有极显著的交互效应 (P < 0.001)。酸性和中性土壤上添加有机碳能够显著增加土壤N₂的产生速率 (P < 0.05),且与对照相比,不同pH的土壤添加有机碳后均显著促进反硝化过程中N₂O向N₂的转化。在不同初始C/NO₃– 下碱性土壤的CO₂产生量显著高于酸性和中性土壤,同时与对照相比,添加有机碳显著增加了土壤的CO₂产生量 (P < 0.05)。酸性土壤的N₂O产物比在不同初始C/NO₃– 下均极显著高于碱性土壤 (P < 0.01),且不同初始C/NO₃– 下的土壤N₂O产物比随pH的增加显著下降,二者呈极显著线性负相关关系 (P < 0.01)。【结论】土壤pH降低是设施菜田土壤N₂O和NO排放量较高的重要原因。而且,增加初始土壤有效碳含量促进了土壤的反硝化损失,并在中性和碱性土壤中N₂O的产生量减少。土壤pH升高和初始C/NO₃– 增加均降低了产物比,但增加了土壤反硝化作用速率。在利用N₂O排放通量和产物比估算土壤反硝化氮素损失时,土壤pH和有效碳含量是必须考虑的两个重要因素。     

天然富硒土壤上三种蔬菜对硒的吸收与转化差异

【目的】研究对硒 (Se) 不同敏感性蔬菜对天然富硒土 (Se ≥ 0.4 mg/kg) 中硒的吸收和转化差异,为富硒土壤生产富硒蔬菜提供理论与技术指导。【方法】以大蒜、芥菜和菠菜三种蔬菜为试验材料,在全硒含量为0.29、0.58、0.98、2.07 mg/kg的四种土壤上进行了盆栽试验 (依次标记为Se_0.29、Se_0.58、Se_0.98、Se_2.07),并测定四种土壤中不同形态硒的含量。芥菜和菠菜于生长40 d、53 d、68 d和82 d后取样,测定蔬菜可食部分硒含量;于生长97 d后收获,分为根部和地上部。大蒜于生长42 d、68 d、82 d、120 d后取样,测定地上部硒含量;于生长165 d后收获,分为根部、鳞茎和叶。测定供试蔬菜总硒含量、有机硒含量,计算不同硒含量土壤上蔬菜对硒的吸收和转化系数。【结果】三种蔬菜中芥菜的生长对土壤硒最为敏感,芥菜可食部位生物量鲜重以Se_0.29处理最高,菠菜和大蒜均以Se_0.58处理最高,与Se_2.07处理均达显著差异。三种蔬菜地上部硒含量在整个生育期总体呈现增加的趋势,不同生育期均表现为大蒜 > 芥菜 > 菠菜。收获期三种蔬菜各部位的硒含量随着土壤硒含量 (0.29～2.07 mg/kg) 的增加而增加,表现为Se_2.07 > Se_0.98 > Se_0.58 > Se_0.29,Se_2.07处理的菠菜地上部和地下部硒含量分别是其Se_0.29处理的8.63倍和7.10倍,芥菜是12.25倍和23.29倍,Se_2.07处理大蒜鳞茎和叶部硒含量是Se_0.29处理的39.92倍和4.90倍;可食部位硒含量为大蒜 (7.25～289 μg/kg) > 芥菜 (1.22～14.9 μg/kg) > 菠菜 (0.73～6.30 μg/kg),均表现为地下部 > 地上部,Se_2.07处理菠菜根部硒含量是茎叶的4.80倍,芥菜是12.06倍,大蒜是8.22倍。在富硒土壤Se_0.98和Se_2.07处理条件下,大蒜和芥菜能从土壤中富集硒,吸收系数是菠菜的3.06～8.47倍和1.58～5.8倍,均达到了富硒蔬菜标准 (≥ 0.01 mg/kg)。三种蔬菜可食部位有机硒含量占总硒比例为73.5%～84.7%,并随土壤硒含量的增加而增加,其中Se_2.07与Se_0.29处理差异显著;蔬菜硒含量不但与土壤总硒含量相关,而且与有效态硒含量呈显著正相关。【结论】蔬菜种类和土壤硒含量均影响蔬菜硒的吸收、转化和富集。三种蔬菜对土壤硒的敏感性以芥菜最强。蔬菜硒含量和可食用部位有机硒的转化率均随着土壤硒含量的增加而增加,与土壤总硒含量和有效态硒含量呈显著正相关。富硒能力为大蒜 > 芥菜 > 菠菜,在天然富硒土壤上生长的大蒜和芥菜硒含量易达到富硒蔬菜标准,而菠菜未显示出富硒能力。因此,虽然土壤硒含量高影响了大蒜和芥菜的生长,但大蒜和芥菜具有较强的将硒转移到可食部位的能力,可作为富硒蔬菜生产。     

过氧化氢增氧水的理化特性及其在黏土中入渗分析

地下滴灌的黏土通常伴随着缺氧的特征。过氧化氢增氧灌溉是改善土壤通气性的有效方法。为探讨添加过氧化氢对水的理化特性及其在土壤中入渗的影响,该研究分析了不同浓度的过氧化氢增氧水(H₂O₂浓度分别为0、600、800、1 000 mg/L)的溶解氧浓度、氧气传质系数、表面张力系数、电导率和pH值以及入渗过程。结果表明：溶解氧浓度随H₂O₂添加浓度的增大而增大,表面张力系数则呈现出相反的趋势。溶解氧浓度与表面张力系数存在良好的对数函数关系,二者可以作为过氧化氢增氧水理化特性的定量评价指标。与对照相比,过氧化氢增氧水促进了土壤水分入渗过程,提高了土壤的持水能力。土壤累积入渗量、湿润锋深度以及土壤含水率均随H₂O₂浓度的增加先上升后下降,最大值在800 mg/L处理中获得。Philip入渗模型能够较好地模拟过氧化氢增氧水的入渗过程,吸渗率随H₂O₂浓度的增加先上升后下降,最大值出现在800 mg/L处理。吸渗率与溶解氧浓度之...     

不同有机酸对石灰性土壤磷的活化效应及机理

【目的】添加低分子量有机酸是活化土壤难溶性磷有效途径。比较研究几种低分子量有机酸及其组合对土壤磷的活化性能,为土壤磷的高效利用提供依据。【方法】低磷和高磷石灰性土壤选自新疆石河子,设置5个低分子有机酸添加处理：草酸、柠檬酸、黄腐酸、柠檬酸+草酸、草酸+柠檬酸+黄腐酸处理,和一个0.01mmol/L KCl对照。采用吸附平衡实验法测定土壤磷的吸附量;采用土壤吸附动力学实验法测定土壤磷的解吸动力学。采用常规和灭菌土壤培养方法,通过连续浸提法研究低分子有机酸及其组合对磷组分动态转化的影响和pH对磷的活化效应。【结果】Langmuir与Elovich模型均可较好地拟合土壤对磷的吸附热力学(R²=0.852～0.994)与吸附动力学过程(R²=0.882～0.975)。低磷土壤的最大吸附量(Q_max)、最大缓冲容量(MBC)、吸附力常数(K_L)和吸附速率(b)均高于高磷土壤,表明低磷土壤对磷的吸附更强。低分子量有机酸添加均降低了Q_max、MBC和b。草酸对Q_max和...     

冻融交替对土壤CO2排放影响的研究进展

在全球气候变暖背景下,愈加广泛和频繁的冻融现象将会对土壤碳的生物地球化学循环过程产生深远的影响,因此归纳总结冻融作用对土壤二氧化碳（CO₂）排放的影响,可为科学揭示冻融作用对土壤CO₂排放的影响机理提供理论支撑。在总结相关文献的基础上,系统地分析了冻融格局（冻融温度、循环次数及持续时间等）对土壤CO₂排放量的影响,并从土壤理化性质、土壤微生物等方面归纳总结土壤CO₂排放对冻融作用的响应机制。冻融作用能降低土壤团聚体稳定性,促进溶解性有机碳的释放,并能够使微生物的数量降低,细胞破裂,释放碳氮营养物质以供存活的微生物利用,从而促进土壤CO₂排放的增加,且与冻结温度和冻融循环次数密切相关。但由于生态系统类型、土壤理化性质、冻结温度等的差异,冻融作用也可能会促进土壤团聚体稳定性增加,抑制活性碳的释放和微生物的活性,减少土壤CO₂的排放。虽然目前已有研究能够对冻融作用对土壤CO₂排放的影响及其驱动机制作出初步解释,但由于存在实验参数缺乏原位性、对土壤微生物的研究不够深入和数据难以量化等不足,致使研究结果存在较大的差异和不确定性,因此还需进一步深入研究。     

大气CO2浓度升高和氮肥水平对麦田土壤有机碳更新的影响

依托FACE（Free air carbon dioxide enrichment）技术平台,采用稳定¹³C同位索法,通过将C₃作物小麦种植于长期单作玉米的C₄土壤上,研究了大气CO₂浓度升高和不同氮肥水平对水稻-小麦轮作制中冬小麦生长季土壤有机碳更新的影响。结果表明,种植一季小麦后土壤有机碳的δ¹³C值显著降低,小麦生长改变了土壤有机碳的组成,大气CO₂浓度增加促进作物向土壤中输入更多的碳。大气CO₂浓度升高增加了麦田土壤有机碳的更新率,使土壤有机碳的更新率由3.61%(施氮量为150 kg hm^-2,LN)～4.59%(施氮量为250 kg hm^-2,HN)提高至6.72%（LN）～8.55%（HN）,分别增加72.7%和86.1%。结果表明,大气CO₂浓度升高和提高氮肥用量将加快农田土壤有机碳的更新。     

氮素水平对土壤甲烷氧化和硝化微生物相互作用的影响

甲烷氧化微生物和氨氧化微生物均是既可以氧化甲烷(CH₄)又可以氧化氨(NH₃),氨氧化是硝化作用的限速步骤,也是好氧土壤氧化亚氮(N₂O)排放的主要生物路径。选取内蒙古草原围封禁牧土壤为研究对象,利用稳定同位素核酸探针技术(DNA-SIP)探讨不同氮水平下土壤活性甲烷氧化微生物与硝化微生物及其相互作用机制。结果发现低氮添加促进甲烷氧化活性,而高氮添加抑制甲烷氧化活性;低氮和高氮添加均显著增强硝化活性。基于DNA-SIP的高通量测序结果发现Methylobacter MOB和Nitrosospira AOB/Nitrospira NOB分别是该土壤的主要活性甲烷氧化和硝化微生物。网络结构分析发现Methylobacter MOB和Nitrosospira AOB/Nitrospira NOB存在显著负相关关系,进一步证明活性甲烷氧化和硝化微生物之间存在竞争性相互作用。以上结果表明,氮素水平影响草原土壤甲烷氧化和硝化微生物的相互作用,研究结果为采取措施调控草原土壤CH₄的汇和N₂O...     

氨基酸对三种石灰性土壤磷素有效性的影响及其作用差异机制

磷是农作物生长发育的必需元素,为了保证我国粮食安全,提高农作物的产量,提高磷肥有效性十分重要。本试验选取三种石灰性土壤（郑州潮土、周口褐土和昌图风沙土）为研究对象,通过90天的室内埋土试验,在三种土壤中研究氨基酸与磷酸一铵配施对提高土壤中磷肥有效性的影响。研究结果表明:（1）氨基酸在三种石灰性土壤中均能够提高磷酸一铵的有效性,郑州潮土、周口褐土和昌图风沙土的磷肥有效性与单施磷酸一铵相比分别提高了21.16%、10.87%和4.06%;（2）氨基酸的加入降低了土壤中Ca₂-P向Ca₈-P或其他难溶形态磷的转化,通过对三种土壤进行相关性和通径分析的得出在郑州潮土、周口褐土和昌图风沙土中主要决策因子是Ca₂-P,决策系数分别到达了0.836、0.946和0.712（P < 0.05）,郑州潮土、周口褐土主要限制因子是Ca₈-P,决策系数分别为?0.066、?0.401（P < 0.05）,昌图风沙土主要限制因子是Ca₈-P和Fe-P,决策系数分别为?0.080和?0.105（P < 0.05）;（3）氨基酸的加入能够降低三种石灰性土壤的pH和CaCO₃含量,有利于提高磷肥有效性;（4）通过对三种土壤的有效磷含量与土壤理化性质进行冗余分析,得出有机质（SOM）和碳酸钙 （CaCO₃）是影响磷肥在三种土壤中固定速率差异的主要原因,SOM和CaCO₃分别解释了有效磷含量全部变异的36.5%和25.6% （P < 0.05）。氨基酸在三种石灰性土壤中均能够提高磷肥有效性,主要途径是降低土壤的pH和CaCO₃含量,抑制Ca₂-P的快速转化。在三种石灰性土壤中,氨基酸作用有差异的主要原因是三种土壤中SOM和CaCO₃含量的差异,提高SOM,降低土壤中CaCO₃能够降低土壤对磷的固定,提高磷肥有效性。     

盐碱处理对高羊茅根际土壤微生物多样性和网络复杂性的影响

【目的】以高羊茅(Festuca elata‘Crossfire Ⅱ’)为试材,研究不同程度盐碱处理对高羊茅根际土壤细菌和真菌群落多样性、组成和网络复杂性的影响。【方法】按9∶1∶1∶9摩尔比例混合NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃四种盐,配制0、200、400和600 mmol L^-1 4个浓度盐溶液,分别为S₀、S₁、S₂和S₃处理。不同浓度盐溶液定时定量浇入种植高羊茅盆栽土壤中,90天后采用高通量测序技术检测土壤微生物群落。【结果】与S₀处理相比,S₁和S₂盐碱处理对土壤真菌多样性和网络复杂性无显著影响,S₃处理显著降低了土壤真菌多样性和网络复杂性。盐碱处理也改变了土壤真菌群落组成,随盐碱处理程度的增加,优势门子囊菌门真菌相对多度逐渐增加,壶菌门真菌相对多度逐渐...