铜绿微囊藻对亚硝态氮的利用

通过室内培养,研究了不同亚硝态氮浓度对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的影响和藻对亚硝态氮的利用,实验分析了水体中亚硝态氮、硝态氮和铵态氮浓度的变化,测定了铜绿微囊藻的生长曲线、藻细胞内亚硝态氮含量和藻亚硝酸氧化酶(NOR).结果显示,在10 mg NO-2-N·L-1的处理组中,培养基中亚硝态氮和硝态氮浓度同时减少,说明铜绿微囊藻可以同时利用亚硝态氮和硝态氮;在20和30 mg NO-2-N·L-1的处理组中,随着藻的生长培养基中亚硝态氮的浓度减少,硝态氮浓度增加,而且电泳实验显示此培养条件下铜绿微囊藻能产生亚硝酸氧化酶,表明培养基中的亚硝态氮被亚硝酸氧化酶氧化为硝态氮.本实验也表明高浓度的亚硝态氮(大于10 mg NO-2-N·L-1)能够抑制藻的生长.     

5种不同母质土壤上硝态氮垂直运移特征初步探讨

利用田间大型土壤溶液渗滤装置,定位抽取不同母质土壤在20、60、100、200 cm处的土壤溶液,并对溶液中硝态氮浓度变化做连续测定,通过土壤溶液中硝态氮浓度随时间的变化,初步探讨不施肥条件下5种不同母质土壤硝态氮垂直向下运移特征。结果表明,不同母质土壤上硝态氮垂直运移的距离不同,在花岗岩、玄武岩发育的土壤上硝态氮有垂直移动到60 cm处的迹象,在片麻岩发育的土壤上硝态氮有垂直移动到100 cm处的迹象,在浅海沉积物、砂页岩发育的土壤上硝态氮有垂直运移到200 cm处的迹象。总体上来看,硝态氮在5种土壤20、60、100 cm处可移动的浓度含量存在差异,其多少顺序可基本概括为：砂页岩、片麻岩发育的土壤〉浅海沉积物、玄武岩发育的土壤〉花岗岩发育的土壤。     

秸秆还田对水稻生育期间土壤溶液中养分变化的影响

水稻秸秆还田可以减少环境污染、培肥土壤,是未来水稻生产的发展趋势。试验设置水稻秸秆还田和不还田两个处理,研究了水稻生育期内土壤溶液中的无机氮(NH4+-N和NO3--N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的含量变化。结果表明,秸秆还田使土壤溶液中铵态氮(NH4+-N)含量增加,而对硝态氮(NO3--N)含量的影响则是前期两个处理含量相近,而后期秸秆还田处理降低了土壤溶液中硝态氮(NO3--N)含量。秸秆的施入降低了水稻生育前期土壤溶液中磷的浓度,而随着生育期的推进,秸秆还田处理中磷的含量逐渐增加,并超过不还田处理中的含量。土壤溶液中钾的含量因秸秆施入变化最为明显,在整个生育期内,始终表现为秸秆还田处理高于不还田处理。     

小麦生长季节太湖地区土壤溶液中氮磷浓度的变化

利用原状土柱通过人工灌溉，研究了不同施肥处理下太湖地区典型水稻土（黄泥土）在小麦生长季节中表层和底层土壤溶液中不同形态氮磷浓度的变化。氮磷钾肥的施用按基肥、拔节肥、穗肥5：3：2的比例分次施用。结果表明，在小麦分蘖期、拔节期、抽穗期，表层土壤溶液中总磷浓度和铵态氮浓度逐渐提高；表层土壤溶液中硝态氮浓度和底层土壤溶液中各形态氮和磷的浓度均没有显变化；土壤溶液中氮磷形态以有机态氮和无机态磷为主。提示：太湖地区小麦生长季节土壤氮磷向水体迁移的环境风险在小麦微穗期后相对较高。     

13种土壤硝化过程中亚硝态氮的累积与土壤性质的关系

通过室内培养(土壤水分60%WHC,温度25℃)方法对不同土壤(13种)硝化过程中亚硝态氮的累积进行了研究,并用通径分析方法探讨了土壤亚硝态氮峰值浓度和累积总量与土壤性质的关系,为加强氮素管理、减少亚硝态氮的累积提供理论依据.结果表明,在培养过程中,各供试土壤亚硝态氮的峰值浓度相差较大,且均出现在施肥5～7 d,以褐土最高为146.09mg·kg-1,其次是淤灌土为114.03 mg·kg-1;黑土、黄壤和棕壤在培养过程中几乎未检测到亚硝态氮.亚硝态氮累积总量以褐土、淤灌土最大,分别为350.82和334.51 mg·kg-1;水稻士和砖红壤最小,分别为7.58和13.06 mg·kg-1.土壤pH、粘粒、无定形铁通过直接和间接效应成为影响土壤亚硝态氮峰值浓度、累积总量的主要因素,而土壤脲酶活性对这两个因变量的作用均很微弱;就通径分析的直接效虚而言,有机质和全氮对土壤亚硝态氮峰值浓度、累积总量的影响最为显著,但其直接效应在很大程度上被其他因素的间接效应所抵消;土壤CEC对土壤亚硝态氮峰值浓度的作用也非常显著.此外,土壤络合态铝、络合态铁虽然对这两个因变量的直接效应不明显,但通过其他因素的综合作用也对这两个因变量起到了一定的影响作用.     

不同水深条件下的青萍除氮效果试验

以长江三角洲地区的浮萍优化种质——青萍为试验材料,研究不同水深条件下青萍的除氮效果与氮素在不同水层中的浓度变化情况。结果表明,随着水深的增加,下层水体处于厌氧状态,厌氧产酸作用使得水体pH值随试验时间的增加而降低;水越浅,硝态氮浓度的平均下降速率越快,且去除率越高;总氮浓度与硝态氮浓度的下降规律大致相同。综合试验结果可知,从同一水深处理下各水体不同水层硝态氮、总氮浓度的变化情况看,水体中硝态氮、总氮浓度随着深度的增加均呈现出较稳定的变化趋势。     

冬小麦生育期内土壤氮素的时空变异

【目的】研究冬小麦生育期内土壤溶液中硝态氮及铵态氮的时空变化特征及变量追肥对其含量变化的影响,以期为田间作物的栽培与管理提供参考依据。【方法】以国家精准农业研究示范基地2013-2014年小麦试验为例,采用常规统计分析与地统计分析两种方法分别探索土壤溶液中硝态氮与铵态氮在时间序列上的变化特征及空间结构特征,并采用普通克里金插值法获取硝态氮与铵态氮空间分布图,最终比较分析了冬小麦生育期内硝态氮与铵态氮的空间变化规律。【结果】通过常规统计分析发现冬小麦起身期至收获期内,土壤溶液中铵态氮含量受追肥影响不明显,整体呈降低趋势,而硝态氮含量受追肥影响,呈先降低后升高又降低的趋势;在起身、拔节、开花与灌浆期,不同追肥处理间铵态氮的变化没有显著差异,在收获期,D、S处理与其他不同处理间有显著或极显著差异;硝态氮的变化在起身与开花期,不同处理间没有显著差异,在拔节期,BH处理与其他各处理间均有极显著差异;在灌浆期,CK处理与T处理、D处理、S处理间均有极显著差异;在收获期,D处理与其他各处理间有显著或极显著差异。通过地统计分析发现起身、拔节、收获期的铵态氮空间分布均一度较高,连续性强,空间自相关性好,而开花、灌浆期其空间分布差异较大,受随机因素影响严重;拔节、灌浆、收获期的硝态氮空间分布连续性强,均一度高,空间自相关性好,而起身、开花期其空间分布差异较大,空间自相关性较弱。分析对比硝态氮与铵态氮的空间插值图发现硝态氮在起身与拔节期,试验区北部含量低于南部,到开花与灌浆期整个试验区硝态氮含量普遍较高,到收获期变为北部含量高于南部;铵态氮在起身期,试验区北部含量低于南部且由北往南含量逐渐升高呈条带状分布,到开花与灌浆期其空间分布差异较大,到收获期北部含量明显高于南部。【结论】变量追肥对于铵态氮的变化趋势没有影响,提高了硝态氮含量且主要发生在开花期,同一生育期内不同处理之间对于它们含量的变化是有差异的。     

微电极法测定水稻叶片液泡中硝酸根离子的再调动

 作物液泡中硝酸根离子的再调动和再利用与作物氮素高效利用关系密切。利用硝酸根离子微电极技术测定了在外界继续供应和停止供应硝态氮后，不同水稻品种叶片细胞质和液泡中硝酸根离子活度在24 h内的变化情况。结果表明：(1)在继续供应硝态氮后，水稻植株组织水平的硝酸根离子浓度没有显著的变化，而停止供应硝态氮的植株体内硝酸根离子浓度却有随缺氮时间延长而降低的趋势；(2)水稻叶片细胞质和液泡中硝酸根离子活度存在着明显不同的变化趋势。在停止供应硝态氮的24 h内，水稻叶片液泡中的硝酸根离子浓度逐渐降低，而细胞质中的硝酸根离子却维持在一个较低的浓度且基本稳定；(3)扬稻6号液泡中和细胞质中的硝酸根离子活度均高于农垦57，且在停止供应硝态氮的不同时间段，液泡中硝酸根离子的释放速率也均高于农垦57。上述结果表明在受到硝态氮营养胁迫时，水稻先前积累在叶片液泡中的硝酸根离子可以在细胞中进行重新的利用和分配，而且籼稻品种扬稻6号对液泡硝酸根离子再调动能力显然高于粳稻农垦57。     

宁夏黄灌区灌淤土硝态氮运移规律研究

为研究硝态氮在宁夏黄灌区灌於土中的基本运移规律,采用水平土柱进行硝态氮水平运移规律研究,并采用自制垂直土柱完成了硝态氮垂直运移规律研究.硝态氮水平运移规律研究表明:硝态氮运移与水分湿润峰迁移具有很好的一致性,随着硝态氮运移距离的增加,硝态氮浓度升高,并在湿润峰处累积;硝态氮浓度随含水量的增加而减少,并呈幂函数关系;硝态...     

室内模拟有机肥中NO_3~-、NO_2~-的淋失规律及其对土壤环境的影响

采用室内土柱模拟淋溶方法研究施用有机肥后土壤中硝态氮和亚硝态氮的淋溶规律。测定了淋溶液中硝态氮、亚硝态氮以及土柱不同层次土壤中硝态氮和亚硝态氮的含量。结果表明:有机肥处理中硝态氮的量明显高于复合肥处理,且随施肥量的增加影响愈严重,最大淋溶量在时间上表现出滞后;亚硝态氮淋溶速度快,有机肥处理的亚硝态氮低于复合肥处理的,随施肥水平的增加,亚硝态氮以极小的斜率呈直线方式上升,当有机肥施用水平超过某一临界值时,对土壤有潜在污染。     

模拟酸雨对白菜生长过程中硝酸盐和亚硝酸盐积累的影响

采用盆栽试验方法,探讨模拟酸雨对白菜的生长过程中硝酸盐、亚硝酸盐积累转化的影响.结果表明:氮素的质量浓度是影响白菜生长过程中硝酸盐和亚硝酸盐积累的主要因素;在生长中期,白菜中硝酸盐和亚硝酸盐积累的量最多,然后开始下降,在收获时期达到最少.在相同质量浓度的氮肥条件下,模拟酸雨对白菜的生长、硝酸盐和亚硝酸盐积累的影响从高到低依次为pH4.5,pH5.6,pH3.5.根据相应的安全评价标准,在pH4.5条件下或在高质量浓度尿素条件下,收获期白菜中硝酸盐的含量达到二级标准.在pH4.5的酸雨条件下,白菜中亚硝酸盐含量都接近或超过国家卫生标准;在pH5.6模拟酸雨条件下,高质量浓度尿素增加白菜中亚硝酸盐含量超标的可能性.     

旱地反硝化作用和N2O排放影响因子的研究

用乙炔抑制原状土柱和模拟土柱法,研究了包括水分、碳源、氮源以及反硝化的主要决定因子水分干湿交替对土壤N2O排放量的影响。结果表明,影响旱地土壤反硝化的主要因子是作为微生物能源和碳源的有机物质,在碳源充足时,土壤的硝态氮含量和水分因子是限制因子;两种氮源相比较,在一定的碳含量和水分条件下,土壤N2O排放量并不随NO3--N加入量的增加而增大,最大N2O排放量发生在氮源加入量为300 mg/kg时;而当氮源为NO2--N时,土壤N2O排放量随NO2--N加入量的增加而增大,最大排放量为NO2--N为450 mg/kg处理。在同等土壤水分条件下,土壤由湿变干过程中产生的N2O通量高于土壤由干变湿过程中的产生量;土壤由干变湿过程中N2O通量随着土壤水充孔隙空间(WFPS)含量的增加而增大,但在土壤由湿变干过程中最大N2O通量并非在土壤水分饱和状态下,而是在土壤WFPS为70%时,而后N2O排放量随土壤WFPS含量的减少而降低;施肥处理土壤与不施肥对照相比,两者的N2O通量变化趋势相同,但对照的变化幅度相对较小。     

尿素添加硝化抑制剂DMPP对稻田土壤不同形态矿质态氮的影响

采用小粉土和青紫泥两种典型土壤种植水稻,研究尿素添加新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)对土壤氮素转化及水稻生物学效应的影响。结果表明,水稻田施用含DMPP硝化抑制剂的尿素,与常规尿素处理相比,小粉土和青紫泥土壤中铵态氮浓度分别增加94.6%~97.9%和55.4%~65.1%,硝态氮浓度下降49.0%~81.3%和33.9%~83.7%,亚硝态氮浓度下降46.9%~90.9%和53.7%~90.2%。添加DMPP抑制剂于尿素,小粉土和青紫泥处理水稻的产量增加24.9%和14.2%,生物量增加20.6%和14.4%,吸氮量增加15.3%和22.5%。DMPP抑制剂可有效保持土壤高铵态氮浓度、低硝态氮与亚硝态氮浓度,促进水稻对氮素的吸收利用,提高氮素利用率。     

崇明岛典型果园氮素渗漏流失研究

为研究崇明岛柑橘园氮素渗漏淋失特征,采用田间原位小型土壤渗漏计法,分析土壤中氮素含量与渗漏水中氮素含量之间的关系。结果表明:随着土壤深度的增加,土壤中NH4+-N和NO3--N含量显著下降,渗漏水中NO3--N、NH4+-N含量逐步降低。0～20 cm和21～40 cm渗漏水中NH4+-N和NO3--N含量随时间延长呈现出由低到高再降低的变化特征。浅层渗漏水中氮素渗漏流失以水溶性总氮为主,NO3--N含量占水溶性总氮的比例超过90%。果园渗漏水中氮素含量与土壤中氮素含量之间相关性极显著,表明果园施肥量与渗漏水中氮素含量之间存在联系。     

氮在河北平原潮土和地下水迁移转化机制

通过室内土柱淋滤试验,揭示氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮在潮土和地下水中的迁移转化规律,并确定迁移数学模型.结果表明:在施氮周期内,淋出液氨氮浓度最高为15.86 mg/L,最低为0.09 mg/L,平均为2.02 mg/L,超标10.1倍;亚硝酸盐氮浓度最高为37.456mg/L,最低为0.002 mg/L,平均为4.854 mg/L,超标242.7倍;硝酸盐氮浓度最高为16.35 mg/L,最低为2.12 mg/L,平均为6.51 mg/L,未超标.当潮土中硝化作用强时,硝酸盐和亚硝酸盐氮浓度升高,氨氮浓度降低.当反硝化作用增强时,硝酸盐氮浓度降低,氨氮浓度升高.地下水中主要的污染物质为氨氮和亚硝酸盐氮(硝酸盐氮低于Ⅲ类标准).氮在河北平原潮土和地下水中的迁移过程可以用所建模型进行定量预测.     

不同水氮管理对蔬菜地硝态氮淋洗的影响

 通过3年（1999～2001）的田间定位试验研究了中国北方露地蔬菜种植中不同水氮管理方式对蔬菜地NO3--N淋洗的影响。结果表明，在蔬菜生长期内，通过减少灌溉水量不但能够降低蔬菜地水分渗漏量，而且明显降低蔬菜地NO3--N淋洗量。减少施氮量同样明显降低蔬菜地NO3--N淋洗量。说明在蔬菜生产中将施氮量降低到传统施氮量的20%～40%，土壤含水量保持在蔬菜生长的有效土壤含水量的50%～80%，能够明显降低NO3--N的淋洗风险，且蔬菜产量未受到影响。     

Effects of Glucose Addition on N Transformations in Paddy Soils with a Gradient of Organic C Content in Subtropical China

To better understand the interaction of N transformation and exogenous C source and manage N fertilization, the effects of glucose addition on N transformation were determined in paddy soils with a gradient of soil organic C content. Changes in N mineralization, nitrification and denitrification, as well as their response to glucose addition were measured by incubation experiments in paddy soils derived from Quaternary red clay in subtropical China. Mineralization and denitrification were changed in order of increasing soil fertilities： high 〉 middle 〉 low. During the first week of incubation, net N mineralization and denitrification rates in paddy soil with high fertility were 1.9 and 1.1 times of those in soil with middle fertility and 5.3 and 2.9 times of those in soil with low fertility, respectively. Addition of glucose decreased net N mineralization by approximately 78.8, 109.2 and 177.4% in soils with high, middle and low fertility, respectively. However, denitrification rates in soils with middle and low fertility were increased by 14.4 and 166.2% respectively. The highest nitrate content among the paddy soils tested was 0.62 mg kg-1 and the highest nitrification ratio was 0.33%. Addition of glucose had no obvious effects on nitrate content and nitrification ratio. It was suggested that the intensity of mineralization and denitrification was quite different in soils with different fertility, and increased with increasing soil organic C content. Addition of glucose decreased mineralization, but increased denitrification, and the shifts were greater in soil with low than in soil with high organic C content. Neither addition of glucose nor inherent soil organic C had obvious effects on nitrification in paddy soils tested.     

施肥方式对波涌灌溉间歇入渗地下水中NO_3~--N浓度的影响

为深入研究波涌灌施肥方式对地下水硝态氮运移的影响,通过肥液(硝酸钾溶液)室内入渗试验,模拟研究了地下水位坪深150 cm条件下,施肥方式对肥液间歇人渗地下水水质的影响规律.结果表明:不同施肥片式地下水中硝态氮浓度具有相似的变化规律,不同施肥方式地下水硝态氮浓度随地下水深度的增加而增加;地下水硝态氮浓度随入渗时间的延长而增大;地下水硝态氮浓度的增加幅度随入渗时间的延长而减小,即入渗结束的增加量>再分布1d的>再分布5d的;地下水硝态氮浓度增加量与地下水深度之间呈负指数函数关系:不同施肥方式在入渗结束、再分布1d、再分布5d后的地下水中硝态氮浓度增量由大到小的顺序为:表施>深施>灌施>不施肥.灌施时,地下水硝态氮的增加量比表施和深施小,说明灌施肥有利于提高氮肥利用效率,减轻氮肥对地下水的污染,生产中应提倡这一节肥施肥方式.     

西安蔬菜主产区土壤硝态氮累积现状与蔬菜产品、浅层地下水氮素污染调查研究

以西安郊区主要周边蔬菜产区为研究地点,通过分析蔬菜鲜样、菜田土壤2 m垂直分层土样、浅层地下水的水样,研究蔬菜及菜田生态系统氮肥污染现状.结果表明,按我国的地下水硝酸盐含量标准,在选点采样中1.5～3 m深的地下水硝酸盐含量超标,菜田土层土质疏松与浇水次数较多的菜田硝酸盐向下淋洗现象明显,温室较露地2 m深土层硝态氮与铵态氮分布浓度高,菜田2 m深土层中常有硝态氮与铵态氮的聚集峰,不同深度地下水的菜田韭菜硝酸盐含量差异明显.