抗草甘膦转基因大豆（RRS）对根际微生物和土壤氮素转化的影响

采用室外小区试验方法,研究了抗草甘膦转基因大豆（RRS）对根际土壤细菌、真菌、放线菌、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的氨化作用强度、硝化作用强度和反硝化作用强度的影响。结果显示,RRS显著降低了根际土壤细菌和放线菌的数量,提高了根际土壤真菌的数量;RRS根际土壤氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌低于其亲本非转基因大豆和部分栽培大豆;RRS对根际土壤氨化作用强度和硝化作用强度有显著影响,但对反硝化作用强度的影响不显著（P〈0.05）。研究表明,RRS不同程度上降低了根际土壤微生物的数量和生化强度,并对根际土壤真菌生长有一定的促进作用。     

不同肥料对油茶林土壤氮素含量、 微生物群落及其功能的影响

【目的】氮素的转化、 吸收和利用是油茶生长和高产的关键要素。为了研究不同肥料对油茶林土壤氮素含量和相关微生物数量及其生物作用强度的影响,探讨不同肥料对土壤氮素养分循环及土壤微生物类群影响的内在联系,以期为油茶合理施肥提供理论依据和科学指导。【方法】以江西省九江市庐山区海会镇油茶基地赣无油茶无性系(Camellia oleifera Abel)为试验对象,设计油茶专用肥(ZYF)、 生物有机肥(YJF)、 复合肥(FHF)和不施肥(CK)4个处理,每个处理设3个重复样地。【结果】不同施肥处理油茶林土壤中全氮、 硝态氮和铵态氮含量均存在显著差异,全氮年平均含量ZYF＞FHF＞YJF＞CK,不同处理土壤全氮含量季节变化均为春季至秋季呈递增趋势,秋季达到最大值。铵态氮年平均含量为ZYF＞YJF＞FHF＞CK,硝态氮年平均量为ZYF＞FHF＞YJF＞CK,不同处理铵态氮和硝态氮季节动态变化均不一致。不同施肥处理氨化细菌数量间和亚硝化细菌数量间均存在显著差异,氨化细菌与亚硝化细菌年平均量均为YJF＞ZYF＞FHF＞CK。氨化细菌数量秋季最高,冬季最低,但亚硝化细菌数量季节变化不明显。氨化作用强度与硝化作用强度年平均量均为YJF＞ZYF＞FHF＞CK。不同处理氨化作用强度均为从春季到秋季呈递增趋势,之后递减,冬季达最小。不同处理硝化作用强度季节动态变化较为复杂。不同施肥处理油茶林土壤中铵态氮含量与土壤氨化细菌数量、 氨化作用强度显著相关(P0.01)。土壤硝态氮含量与土壤硝化细菌数量、 硝化作用强度显著相关(P0.01)。FHF、 YJF、 ZYF与CK相比,油茶单株平均产量分别增加了27.55%、 76.10%、 77.57%。【结论】施用复合肥、 油茶专用肥和生物有机肥对提高土壤氮素含量、 微生物群落数量及其生物作用强度以及油茶产量均有显著效果。尤其富含有机质和有益菌的生物有机肥和营养元素更全面的油茶专用肥的效果更佳。因此,在生产实践中应根据实际情况,因地制宜地在施用常规复合肥的同时,增加油茶专用肥和生物有机肥的应用。     

培肥方式对松嫩平原黑土土壤微生物的影响

试验研究培肥方式对松嫩平原黑土生态系统中与N素转化有关的土壤微生物(好气性自生固氮菌、氨化细菌、亚硝酸盐细菌和反硝化细菌)数量的影响,结果表明:单独施入农肥可提高土壤好气性自生固氮菌、氨化细菌及反硝化细菌数量;化肥单独施用可降低土壤好气性自生固氮菌数量,提高反硝化细菌数量;农肥化肥等量配比施入土壤好气性自生固氮菌、亚硝酸盐细菌及反硝化细菌数量均增加。     

农肥和化肥对东北黑土土壤氮素转化作用的研究

通过3年定位试验对不同培肥方式下黑土生态系统中的氮素转化作用进行了研究.结果表明,2005年和2007年培肥处理土壤的自生固氮作用强度均显著低于对照,2007年抑制强度由大到小依次为化肥高量农肥高量农肥低量农化等量化肥低量对照.2005年和2007年土壤氨化作用强度在生长前3个时期农肥处理一直高于化肥处理和农肥化肥配比处理,至鼓粒期各处理土壤氮化作用强度达到最高值,并且2007年大豆田的土壤氨化作用强度显著高于2005年大豆田的土壤氨化作用强度.农肥施用处理的硝化作用强度始终显著高于化肥处理和其它处理,2005年和2007年大豆田土壤的硝化作用强度均在鼓粒期(T4)达到最高.2005年和2007年各施肥处理土壤反硝化作用强度均高于对照,农肥低量处理和农肥高量处理分别比元肥处理提高了4.64%和7.14%,化肥低量处理和化肥农肥等量处理高于农肥处理,分别比无肥处理增加13.04%和10.01%,化肥高量处理最高,比无肥处理提高了16.37%,2007年大豆田反硝化作用强度显著高于2005年大豆田的反硝化作用强度,长期施用化肥增加了土壤反硝化作用强度,因此长期合理地施用有机肥对减少黑土氮素的损失有良好的作用.     

有机肥替代部分化肥对土壤肥力和微生物特征的影响

采用有机肥替代30%化肥(I)、常规化学施肥(N)和不施加任何肥料(CK)三种处理进行田间试验,探讨三种施肥处理对玉米产量、土壤可培养微生物和土壤养分的影响。结果表明,有机肥替代30%化肥显著提高玉米的株高、双穗率、地上部分生物量、产量和土壤养分的容量和供应强度。玉米拔节期有机肥替代30%化肥显著增加了可培养细菌和固氮菌的数量,表明添加有机肥有利于土壤养分转化和土壤氮素的补充,而化肥处理显著提高了可培养氨化细菌的菌群数量,表明施加化肥的土壤对氮素的固持能力差,造成氮素外排,污染环境。相关性分析结果显示,土壤可培养真菌、细菌、氨化细菌和固氮菌与土壤全氮、有效磷、有效钾和有机质均显著正相关,而可培养放线菌数量与土壤养分均负相关;聚类分析和主成份分析结果表明,不同施肥方式下土壤养分和土壤微生物类群及数量随玉米生育期的完成而逐渐趋同化,揭示定期补肥的必要性和土壤微生物具有可指示土壤肥力的作用。     

转BADH基因大豆对盐碱土壤氮素转化的影响

以转甜菜碱醛脱氢酶(betaine aldehyde dehydrogenase)基因(BADH)大豆、非转基因亲本‘黑农35’、野生大豆、当地栽培种‘抗线王’、耐盐碱性较差品种‘合丰50’等5种大豆品种为材料,在典型盐碱土封闭种植,于大豆苗期、花荚期、鼓粒期和成熟期取根际土,采用经典方法测定氮素转化过程相关的细菌数量、生化功能及速效氮含量等指标的动态变化,为揭示转BADH基因大豆对土壤氮素转化的影响机制提供理论支持。结果表明:与非转基因亲本相比,转BADH基因大豆对苗期和花荚期根际土壤固氮菌数量有促进作用,但抑制苗期和花荚期根际土壤氨化细菌数量,对硝化细菌数量无显著性影响;显著促进成熟期大豆根际土壤固氮作用强度,对大豆苗期、花荚期和鼓粒期根际土壤氨化作用强度有显著抑制作用,显著促进各生育时期硝化作用强度;转BADH基因大豆苗期和花荚期根际土壤铵态氮含量显著降低,对鼓粒期根际土壤铵态氮含量无显著性影响,成熟期根际土壤铵态氮含量显著增高,大豆苗期、鼓粒期和成熟期根际土壤硝态氮含量显著升高,花荚期根际硝态氮含量显著降低。研究结果说明,转BADH基因大豆通过调节苗期、花期根际土壤氮素转化功能菌数量和生化过程强度进而影响氮素转化。     

不同植物篱对石灰性紫色土坡耕地土壤微生物学特性影响研究

以资阳市长期定位试验(10年)小区土壤为材料,研究了种植香根草植物篱、紫穗槐植物篱处理对紫色土坡耕地土壤微生物数量、微生物生物量碳(SMBC)和微生物生物量氮(SMBN)、土壤氨化强度、亚硝化作用和硝化作用强度、土壤脲酶和碱性磷酸酶活性的影响。结果表明,种植香根草和紫穗槐植物篱处理土壤细菌、放线菌、真菌数量分别比对照土壤增加了63.43%和36.63%,47.87%和71.89%,74.60%和43.65%;SMBC和SMBN分别增加了90.02%和83.32%,24.97%和45.04%;土壤脲酶活性和碱性磷酸酶活性分别增加了45.20%和61.86%,26.68%和38.95%;土壤氨化作用强度分别增加了73.28%和75.65%,而土壤硝化和亚硝化强度则分别降低了26.97%和52.96%,6.46%和22.19%。植物篱处理能够较好地改善土壤微生态环境,增加土壤中微生物数量、SMBC和SMBN,提高土壤氮素和磷素的利用效率。     

不同施肥制度下潮棕壤氮素功能群活性的研究

以沈阳生态站长期定位试验为研究平台,对不同施肥制度下潮棕壤氮素功能群活性进行研究。结果表明:与不施肥相比,长期施肥明显提高土壤氨化作用,硝化作用和反硝化作用强度,其中以NPK+M处理提高幅度最大;而长期施肥均明显抑制土壤固氮作用强度,其中氮肥抑制效果远大于有机肥。相关分析结果显示:土壤氨化作用,硝化作用和反硝化作用强度均与土壤养分含量呈显著正相关;而固氮作用强度与土壤大部分养分含量呈显著负相关,表明土壤氮素功能群活性易受土壤养分状况的影响,可以灵敏地反映土壤肥力质量变化。     

模拟人工湿地中硫酸盐氯霉素处理对细菌数量、湿地酶活性和生化作用的影响

【目的】细菌被认为是人工湿地中最重要的微生物成分,因为湿地中的一些生化过程均与细菌群落有关。然而,这一结论都是通过将细菌群落动态与湿地具体生化过程和废水净化效率进行比较得出的,因而是间接的,直接证据尚缺乏。本研究试图通过国际上通用的选择性抑制手段,再结合细菌数量、酶活性和生化过程分析,进一步认识细菌在人工湿地中的重要性。【方法】本研究依托垂直流模拟人工湿地进行。湿地从上至下,顺序地填充细砂（直径1~2 mm）、粗砂（直径6~12 mm）和石块（直径50~120 mm）3种填料。植物为香附子 （Cyperu srotundus L.）。废水为来自养猪场的排出液,废水灌溉采用间歇方式进行。废水的滞留时间为7 d,排空时间为0.5 d。共设置6个浓度的硫酸链霉素处理（0、 1.0、 1.5、 2.0、 2.5和3.0 mg/kg沙子）,调查了硫酸链霉素处理浓度与湿地填料中细菌数量、 酶活性和生化作用之间的关系。细菌数量用平板计数法测定,纤维素酶、 -葡糖糖苷酶、 蔗糖酶、 蛋白酶、 脲酶、 硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性采用常规的酶学方法分析;纤维素降解作用、 氨化作用、 硝化作用、 反硝化作用、 有机磷降解作用和无机磷转化作用用室内培养分光光度法测定。【结果】随着硫酸链霉素处理浓度的增加,CMC纤维素酶、 -葡糖糖苷酶和蛋白酶活性未发生明显改变（P0.05）,而细菌数量、 脲酶、 硝酸还原酶和酸性磷酸酶活性却显著下降（P0.05）。在6种生化作用中,除了纤维素降解作用和无机磷转化作用没有发生显著变化外（P0.05）,其余4种生化作用（氨化作用、 硝化作用、 反硝化作用和有机磷降解作用）均随着硫酸链霉素浓度的增加而显著下降（P0.05）。主成分分析表明, 生化作用的总体变化清楚地区分了链霉素的不同浓度 (P 0.05),而酶活性的总体变化则未能区分。【结论】本研究突出了细菌在人工湿地氮和有机磷转化方面的重要性,因为细菌的逐渐抑制导致了与氮和磷循环有关的酶以及生化作用的显著降低。另一方面,还发现土壤生化作用的总体变化对链霉素的浓度梯度比酶活性敏感,这一规律是否具有普遍性还需进一步验证。     

不同来源腐殖酸对土壤生化反应强度的影响

选用沈阳市东陵区天柱山耕作棕壤,采用室内培养试验研究了不同来源腐殖酸对土壤生化反应强度的影响情况。研究表明:风化煤腐殖酸对土壤硝化作用强度的影响最强;三种腐殖酸对氨化作用的影响均较小,但以褐煤腐殖酸略为突出。三种腐殖酸均能够显著增强土壤有机磷的转化作用强度,以风化煤腐殖酸的影响最大;三种腐殖酸对无机磷转化强度的影响较为微弱,各处理间差异不显著。     

磺胺类兽药对土壤生化功能及氮素的影响

研究了磺胺类药物对土壤呼吸作用、硝化作用、氨化作用、铵态氮、硝态氮、亚硝态氮及全氮的影响。结果表明,相对较低浓度药物残留(10 mg/kg土)对土壤呼吸作用的影响呈现"激活-抑制"循环的规律,而相对较高浓度药物残留(50 mg/kg土)对土壤呼吸作用的影响则呈现"抑制-激活-抑制"的规律,因此,磺胺类药物残留会抑制土壤呼吸作用。相对较低浓度药物残留(10 mg/kg土)对土壤硝化作用、氨化作用呈现"激活-恢复"的规律,而相对较高浓度药物残留(50 mg/kg土)对土壤硝化作用、氨化作用则一直呈现"激活"的状态,因此,磺胺类药物残留会刺激土壤的硝化作用与氨化作用。土壤氮素是生物圈内氮循环的重要指标,磺胺类药物残留对土壤氮素有一定的抑制作用,若长期保持着较高残留水平,则会破坏土壤的氮循环。     

生物质炭对土壤理化性状及氮素转化的研究进展

生物质炭因其具有的特殊理化性质施入到农田中能够改良土壤、提高土壤肥力及促进作物生长,已经成为农业减排和土壤微生态系统生物氮素地球化学循环领域的研究热点。生物质炭作为土壤的外来物质,直接或间接地参与到土壤氮素的周转过程中,进而对土壤中氮素的存在状态和供应能力等产生长远的影响。本文综述了土壤中施入生物质炭后,氮素循环的变化及响应机制,重点分析了生物质炭施入农田引起土壤理化性质变化后由土壤微生物驱动的固氮反应、氨化反应、硝化反应及反硝化反应等生物化学反应过程的响应及相关机理。在此基础上,对今后生物质炭的研究方向进行展望。     

Nitrogen Transformations as Influenced by Rates of Wheat Straw and Nitrogenous Fertilizers in a Loam Soil

Nitrogen in the soil is continually undergoing transformation, changing in form and availability. All phases of the cycle through which this element passes must be considered in attempting to explain nitrogen balances, losses or gains. Processed such as ammonification, nitrosofication, nitrification, nitrogen fixation, and denitrification need study in this respect. Nitrogen transformations and losses in soils have been investigated extensively in various countries and exhaustive reviews of a general nature^1),8,,9),15) are available.     

农肥和化肥对黑土农田生态系统氮素循环与平衡影响的研究

在不同施肥处理条件下,分别定量测定了玉米田土壤氮素自生固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化损失、氨挥发、NO3--N淋溶损失等氮素循环转化途径。研究结果表明,不施肥的土壤生态系统每年土壤全氮将减少-110.5kg/hm2。施肥能够有效地提高土壤氮素转化能力,农肥的氮素转化作用明显高于化肥的氮素转化作用。各处理反硝化损失的氮量为7.26～21.66kg/hm2,淋溶损失量为0.09～0.21kg/hm2,氨挥发损失的氮量为0～15.23kg/hm2。玉米田施肥处理总的氮素平衡处于盈余状态,不施肥处理的氮素平衡处于亏缺状态。单施农肥的盈余量高于单施化肥及农肥化肥配比处理的盈余量,低量施肥模式土壤中氮素的输入和输出基本处于平衡状态,高量施肥模式土壤中氮素处于盈余状态,虽有利于培肥地力,但却造成了肥料的浪费。     

植物类型与改良方式对重构土壤氮转化速率的影响

[目的] 研究不同植物与改良方式对重构土壤氮转化率的影响,为提高矿区重构土壤可利用氮素含量提供理论依据。[方法] 以取自内蒙古自治区通辽市扎哈淖尔露天煤矿的采矿剥离物为基质配制重构土壤,分别以鸡粪肥、自制改良剂对其进行改良,并选取4种类型的植物,研究这两个因素对无机氮存在形式、氮净矿化率、净氨化率和净硝化率的影响。[结果] 硝态氮是重构土壤中无机态氮存在的主要形式,改良剂、植物及其交互作用对重构土壤氮净矿化率、净氨化率和净硝化率有极显著影响,自制改良剂改良可以显著提高重构土壤中铵态氮、硝态氮和亚硝态氮的含量及净硝化率,紫花苜蓿可以显著提高重构土壤中硝态氮含量及氮净矿化率。90 d时重构土壤的氮净矿化率最高。[结论] 播种90 d内,重构土壤中无机态氮存在形式由铵态氮向硝态氮转化,添加自制改良剂能够提高重构土壤中无机态氮含量,对矿区重构土壤的净氨化率、净硝化率及氮净矿化率的提高有促进作用。     

免耕和稻草还田对稻田土壤氮素转化强度的影响

为了明确土壤氮素转化对免耕和稻草还田的响应,研究了不同耕作对土壤(0～5 cm、5～12 cm和12～20 cm土层)氮素转化强度和铵态氮含量的影响。结果表明,免耕显著提高0～5 cm土层土壤氨化强度和铵态氮含量,但对于5～12 cm和12～20 cm土层趋势则相反;各土层土壤硝化势、反硝化强度免耕明显低于常耕,表明免耕促进0～5 cm土层有机氮的氨化作用和降低5～20 cm土层有机氮的氨化及0～20 cm土层土壤硝化-反硝化损失。稻草还田对土壤氮素转化强度的影响因耕作而异,免耕下,稻草还田促进5～20 cm土层土壤氨化强度及各土层反硝化强度和铵态氮含量,对0～5 cm土层土壤氨化强度和各土层土壤硝化势影响不大;常耕下,稻草还田降低5～20 cm土层铵态氮含量和硝化势,提高各土层氨化强度和反硝化强度。因而,免耕结合稻草还田更有利于土壤氮素的释放、供应,但需注意防止反硝化损失。     

镉胁迫系统中土壤氮循环微生物活性随大豆生育期变化的动态效应研究

The potential influences of cadmium （Cd） on the biochemical processes of the soil nitrogen （N） cycle, along with the dynamics of ammonification, nitrification, and denitrification processes in the rhizosphere and non-rhizosphere （bulk soil）, respectively, were investigated in a Cd-stressed system during an entire soybean growing season. In terms of Cd pollution at the seedling stage, the ammonifying bacteria proved to be the most sensitive microorganisms, whereas the effects of Cd on denitrification were not obvious. Following the growth of soybeans, the influences of Cd on ammonification in the bulk soil were： toxic impacts at the seedling stage, stimulatory effects during the early flowering stage, and adaptation to the pollutant during the podding and ripening stages. Although nitrification and den itrification in the bulk soil decreased throughout the entire growth cycle, positive adaptation to Cd stress was observed during the ripening stage. Moreover, during the ripening stage, denitrification in the bulk soil under high Cd treatment （20 mg kg^-1） was even higher than that in the control, indicating a probable change in the ecology of the denitrifying microbes in the Cd-stressed system. Changes in the activity of microbes in the rhizosphere following plant growth were similar to those in the non-rhizosphere in Cd treatments; however, the tendency of change in the rhizosphere seemed to be more moderate. This suggested that there was some mitigation of Cd stress in the rhizosphere.     

Autotrophic nitrification in a fertilized acid heath soil

The nature of nitrification in fertilized, acid heath soils was studied. Autotrophic ammoniumand nitrite-oxidizing bacteria were enumerated in non-fertilized and fertilized heath soils. Ammoniumoxidizing bacteria were not detected in the non-fertilized soils, whereas nitrite-oxidizing bacteria were only found in the organic layer. Enrichment of acid heath soils with NPK fertilizer increased the number of autotrophic ammonium- and nitrite-oxidizing bacteria in the organic (F + H) layer as well as in the upper part of the mineral (Ah) layer, although the pH of the soil hardly changed with fertilization. In soil suspensions of the upper mineral layer of fertilized heath soils, nitrification was shown to be autotrophic as nitrification was completely inhibited by the addition of nitrapyrin under both neutral and acid conditions. Stimulation of nitrification by addition of peptone appeared to be due to the increase in pH caused by ammonification of peptone. Under acid conditions, nitrification seemed to be coupled with net nitrogen mineralization. The possible influence of vegetation on nitrification is discussed.     

参与土壤氮素循环的微生物功能基因多样性研究进展

土壤氮素循环是生物地球化学循环的重要组成部分, 不但影响着土壤生产力和可持续发展, 还影响着全球环境变化.土壤微生物在土壤氮循环中发挥着不可替代的作用, 参与了包括固氮作用、氨化作用、硝化作用和反硝化作用等重要生态过程.近十年中, 分子生物学技术的发展为从功能基因角度研究与土壤氮循环密切相关的微生物功能群结构、组成和丰度的变化提供了新的契机.本文综述了参与土壤氮循环的微生物功能基因多样性研究进展, 并展望了未来发展方向.