水稻根际硝化作用的生态与生物反硝化

本文研究了不同类型稻田及不同ＮＨ４＾＋浓度等生态因子对水稻根际硝化、反硝化作用的影响，研究结果表明，乌栅土的硝化细菌、硝化强度以及反硝化细菌、反硝化强度均大于黄泥土；过高浓度（４０ｍｇＮ／１００ｇ干土）的ＮＨ４＾＋－Ｎ会抑制硝化细菌的生长繁殖，从而降低了硝化活性，造成ＮＨ４＾＋、ＮＯ２＾－、ＮＯ３＾－的积累，这对微生物及水稻的生长发育均不利，甚至还会造成农田、水域等环境污染。     

水分调控对水稻根际土壤反硝化作用的影响

以水稻农田生态系统为研究对象,采用室内盆栽试验,研究干湿交替、浅水层连续灌溉以及控水3种水分管理模式引起的水分变化对水稻根际土壤反硝化作用过程的影响。结果表明:浅水层连续灌溉模式下的反硝化强度、反硝化速率、反硝化势的平均值为2.19 mg/（kg·d）,118.54 mmol/（m²·d）,28.42 mol/（m²·d）,而干湿交替模式以及控水模式下,反硝化强度平均值仅为连续灌溉模式的64.40%,52.34%,反硝化速率平均值为连续灌溉模式的69.02%,59.73%,反硝化势平均值为连续灌溉模式的77.39%,81.43%,即3种水分管理模式下,水稻根际土壤反硝化强度、反硝化势以及反硝化速率均表现为连续灌溉 > 干湿交替 > 控水模式。随着水稻的生长,3种水分管理模式下的水稻根际土壤反硝化强度、反硝化势以及反硝化速率均呈现递减趋势,表现为分蘖期 > 孕穗期 > 成熟期;相关分析表明,根际土壤反硝化强度、反硝化势及反硝化速率与系统中NO₃^-浓度有显著相关性,由此可见,3种水分模式下,水分及其植物生长导致底物NO₃^-浓度的差异是影响水稻根系土壤反硝化作用过程的因子。     

水稻根际的硝化作用与水稻的硝态氮营养

由于淹水条件下土壤硝化作用被强烈抑制 ,人们对水稻氮素 (N)营养的研究主要侧重在铵(NH 4 )营养而忽略了对硝 (NO-3 )营养的研究。但值得注意的是 ,水稻根系能分泌氧气 (O2 ) ,这些O2 能被硝化微生物利用 ,从而将NH 4 氧化成NO-3 ,在根表形成的NO-3 立即被水稻吸收。但通常情况下从水稻土中采集的土样中较难测到NO-3 或数量极微。事实上 ,即便是完全淹水 ,水稻根系也是处于铵、硝混合营养中。本文首先论述了水稻根际通过硝化作用产生NO-3 的过程 ,然后从吸收速率和根系生物量两方面提出了NO-3 对水稻NH 4 吸收和同化的促进机理 ,并比较了NO-3 对侧根生长发育的局部刺激作用和系统抑制作用 ,其中对于NO3 -对侧根生长发育的局部刺激作用是由于NO3 -的营养作用 (NO-3 对植物体内糖类、氨基酸和内源激素的影响 )还是信号物质作用进行了详细阐述 ,最后提出了今后在水稻硝酸盐营养方面的研究方向。     

红壤区不同肥力水稻土根际硝化作用特征

通过根际培养箱(三室)——速冻切片技术研究了红壤地区高、低两种肥力下水稻苗期根表、根际和土体土壤矿质态氮含量和硝化强度,以及水稻生长、氮素积累的差异。结果表明,肥力水平对水稻根表和根际土壤铵态氮(NH4+-N)含量无显著影响,但高肥力显著提高土体土壤NH4+-N含量,以及根表、根际和土体土壤硝态氮(NO3--N)含量及硝化强度。两种肥力水稻土硝化强度最大值均出现在距根表2 mm处,分别为0.20和0.31μmol kg-1 h-1。土体土壤硝化强度随距根表距离增加而降低,低肥力土壤在距根表10～40mm处时硝化强度接近本底值,而高肥力土壤在距根表20～40 mm处时接近本底值。与不种水稻的CK相比,种植水稻显著提高根际土壤硝化强度。高肥力能显著改善水稻生长,增加植株氮素积累量,尤其显著促进根系生长及通气组织发育。由于红壤稻田肥力水平的差异造成水稻根际硝化强度以及水稻吸收NO3-的差异,导致高肥条件下水稻显示出更强的生长势和氮素吸收利用能力。因此,合理提高红壤稻田肥力水平对改善红壤区水稻根际土壤硝化作用及水稻氮素营养具有重要意义。     

水稻旱育壮秧的根际生态学特性分析

旱育秧是水稻高产栽培中的关键技术之一,具有省水、省种、省工、省肥、增产、早熟等特点。本研究采用大田试验,通过比较旱育秧与水育秧根际土壤生态因子及细菌群落多样性的变化,并结合地上部秧苗的形态特征,探讨旱育壮秧形成的根际生态学特性。研究结果表明,旱育方式下秧苗株高较水育秧苗矮32.31%,但植株地上部干重、根长、根干重、根冠比、白根数分别提高3.02%、21.99%、18.93%、15.10%、200.00%。根际土壤生态因子监测表明,旱育秧土壤含水量为15%~17%;与水育秧相比,土壤p H降低7.94%,电导率提高244.62%,温度上升2~3℃。旱育秧根际土壤中的磷酸单酯酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性分别比水育秧高166.66%、518.85%、131.98%、102.70%、84.36%,但硝酸盐还原酶活性却下降72.95%,这有利于土壤物能转化,提高土壤养分的有效性,表现为土壤有机质、硝态氮、铵态氮、速效钾、有效磷含量分别比水育秧高89.27%、320.11%、56.95%、50.85%、184.75%。细菌16S r DNA测序表明旱育秧苗根际土壤细菌Chao1指数和香农指数显著高于水育秧。菌群分析发现,旱育栽培下变形菌门α-变形菌纲和γ-变形菌纲,拟杆菌门,绿弯菌门,硝化螺旋菌门,酸杆菌门,芽单胞菌门,浮霉菌门和放线菌门比例上升,而厚壁菌门,变形菌门β-变形菌纲的比例下降。对土壤细菌优势群落的功能分析发现,旱育秧能够显著促进根际与土壤养分转化密切相关的硝化细菌、固氮菌、氨氧化菌、光合细菌、解磷菌、解钾菌的繁殖。同时,旱育秧根际土壤中与根系生长密切相关的根际促生菌的数量也显著提高。可见,旱育秧栽培方式通过控制土壤中水分的含量,调控秧苗根际土壤p H、电导率和温度,改善土壤生态环境,增强了根际土壤中与营养转化循环相关的优势菌群的数量比例,进而有利于健壮秧苗的形成。     

氮肥在水稻根际的硝化-反硝化损失的评价

稻田土壤的硝化一反硝化作用可以发生在:(1)土壤表面的氧化层和土表以下的还原层;(2)水稻根际的氧化层和其外的还原层。前者已有很多研究资料,而后者则还缺乏直接的测定。     

水稻根际氮素状况及其利用

A greenhouse pot experiment was conducted with hybrid rice(Oryza Sativa L.) in order to study N Status and utilization in the rhizosphere of rice,The experiment was composed of three treatments:without N,15NH4-N and 15NO3-N .Plant roots were separated from the soil by a nylon cloth,and 1 mm increments of soil,moving laterally away from the roots,were taken and analyzed for various N froms.The labelled N in the plants ranged from 67\51%to 69.24% of the total amount of N absorbed by the rice seedlings with the labelled fertilizer N treatments.This shows that the N in the Plants came mainly from the fertilizers.However,the N absorbed by the rice seedlings accounted for less than 35% of the total amount of the N depletion in the soil near the rice roots,indicating an important N loss in the rhizosphere of rice.The soil redox potential(all treatments)and the concentration of the labelled NO3-N(the labelled NH4-N treatment only) decreased as the distance from the rice roots increased in the rhizosphere of rice.In contrast,the concentration of the labelled NH4-N increased as the distance uincreased in the same soil zone.These results suggested that nifrification occurred in the soil around the rice roots.Therefore,the reason for the N loss in the rhizosphere of rice might be the NO3 movement into the reductive non-rhizosphere soil(submerged) where denitrification can take place.     

根际微生物的研究及反硝化细菌的生态分析

本文对根际微生物研究的历史和现状作一简单回顾，综合分析了根际微生物的功能特性及其在农业生产中的意义；论证了不同土壤，不同作物各主要生育期根际反硝化细菌的生态分布，优势种和酶活性与氮素转化的关系。     

土壤硝化-反硝化作用研究进展

硝化－反硝化作用是氮素循环的重要环节，涉及到气态氮的损失和污染生态环境的影响，是当今氮素研究的热点之一。本文综述了近年来土壤硝化－反硝化作用损失量，机理研究方法及控制对策等方面的研究进展和展望。     

稻鸭生态种养系统直播水稻根表和根际土壤营养特性研究

采用田间小区试验对比分析了直播方式下稻鸭生态种养系统和水稻单一种植系统水稻根表和根际土壤的氮、磷、钾和有机碳含量及pH的变化。结果表明:与水稻单一种植系统相比,稻鸭生态种养系统水稻根表和根际pH分别升高4.41%、0.85%,全氮含量分别降低0.11g·kg-1、0.11g·kg-1,全磷和全钾含量变化不明显。水稻根表速效氮和速效钾含量分别增加30.80mg·kg-1、17.93mg·kg-1,速效磷含量降低8.66mg·kg-1;水稻根际速效氮和速效钾含量分别减少15.13mg·kg-1、7.61mg·kg-1,速效磷增加9.66mg·kg-1。稻鸭生态种养系统水稻根表活性有机碳和高活性有机碳分别增加2.17g·kg-1、0.56g·kg-1,全有机碳含量减少0.99g·kg-1;根际土壤全有机碳、活性有机碳和中活性有机碳含量分别减少2.39g·kg-1、2.64g·kg-1、0.72g·kg-1。稻鸭生态种养改变了速效磷、速效钾和活性有机碳在水稻根域土壤的相对富集部位,即速效钾和活性有机碳富集部位主要在根表土壤,速效磷则主要在根际土壤。表明稻鸭生态种养明显改善了水稻根表和根际土壤营养状况,这可能对水稻根系吸收和利用土壤养分具有积极意义。     

不同氮肥对水稻根圈微生物生物量及硝化-反硝化细菌的影响

本文采用自行设计根箱,研究了不同形态N肥(硫铵、尿素)施用条件下,植稻模拟生态系统中水稻苗期根圈微生物生物量C、N和亚硝酸细菌及反硝化细菌的动态变化。结果表明:不同N肥处理的水稻根圈土壤中微生物生物量C和N均高于非根圈土壤,而尿素处理又高于硫铵。两组N肥处理的水稻根圈土壤中亚硝酸细菌和反硝化细菌数量也比非根圈土壤高。硫铵处理的根圈亚硝酸细菌数量在施肥后第7天达到高峰;反硝化细菌数量有随时间呈递增现象。而尿素处理的根圈亚硝酸细菌和反硝化细菌均在第11天出现数量高峰。说明水稻根圈有明显的根圈效应,亚硝酸细菌和反硝化细菌的存在,是引起土壤硝化、反硝化气态N损失的潜在动力;对N的生物有效性而言,施用尿素比硫铵具有明显滞后期,有利于土壤N素对植物生长的持续供应,减少N素损失和环境污染。     

不同施肥处理对水稻养分吸收和稻田土壤微生物生态特性的影响

在水稻长期定位肥料试验条件下研究了不同施肥处理对水稻养分吸收动态变化和土壤微生物生态特性的影响。该长期定位试验设有CK(不施肥对照)和PK、NK、NP、NPK五个肥料处理和常规稻、杂交稻品种对比处理。研究结果表明,水稻产量分别与水稻吸氮总量、吸磷总量和吸钾总量显著相关;在连续种植水稻条件下,水稻对所缺养分的吸收量呈逐年下降趋势,表明缺肥区土壤相应的有效养分库消耗很快。土壤微生物特性测定表明,不平衡施肥降低了土壤微生物量N,使微生物量C/N比增加。与缺肥区相比较,NPK配施处理促进了土壤微生物的功能多样性,同时增加了土壤微生物总量。可见,土壤中养分不足或供应不平衡,不仅影响水稻养分的吸收,而且对土壤微生物总量和群落多样性产生重要影响。     

水稻根际反硝化细菌生态分布的研究

本文报道了三种土壤中水稻根际反硝化细菌的生态分布及两种作物对根际反硝化细菌的影响.结果表明:水稻各生育期菌数均以根面大于根际,又大于根外,R/S值为10-100以上.水稻与大麦的根面及根际反硝化细菌与细菌总数均以抽穗期最多,成熟期菌数明显下降,但水稻不同生育期菌数高于大麦相应时期的菌数.其优势种根面比根际者单纯;同一土壤中不同作物根面反硝化细菌优势种有明显差异;不同土壤中同一作物根面、根际反硝化细菌优势种差异不明显.     

水稻根际中铁的形态转化

本文以熟化红壤性水稻土、淀浆白土、红壤和赤红壤为样品,研究了植稻后根际中铁的形态转化.结果表明,两种水稻土根际中无定形氧化铁、游离氧化铁、络合态铁、土壤中氧化铁的活化度及两种红壤上根际中的络合态铁均低于非根际土;而两种红壤上其余各项在根际内外分布趋势均与水稻土相反.用穆斯堡尔谱仪分析表明,所有根际土与非根际土相比,四极矩分裂增大,内磁场下降,说明根际中氧化铁被活化.同时,水稻土上根际中Fe²⁺增多,赤红壤中根际出现新矿物磁赤铁矿.根际中铁被活化,可能会影响根际中重金属等污染物的吸附和解吸特性、植物的铁素营养及对其它养分的吸收.     

兽药磺胺二甲嘧啶在土壤中的生态行为

通过室内培养和土壤薄层层析等实验方法，研究了磺胺二甲嘧啶对土壤微生物的毒性及其在土壤中的降解、迁移特性。结果显示：在土壤磺胺二甲嘧啶浓度为1mg kg^-1时，土壤中细菌和真菌数量明显减少（p〈0．05），但随时间延长，该抑制作用变缓；磺胺二甲嘧啶在土壤中降解缓慢，持留时间久，在灭菌土和未灭菌土中的半衰期分别为223．9d和102．4d，并容易在土壤中迁移和渗漏，迁移系数R大于0．7，迁移和渗漏速度受介质pH的影响，在非中性环境下，移动和渗漏能力增强。表明磺胺二甲嘧啶是一种在土壤中不易被降解、容易迁移和渗漏到水体、对土壤微生物和水体产生危害的新型污染源。     

土壤和水稻中正+六烷的结合残留

利用＾１４Ｃ－正十六烷示踪技术,水稻盆栽和溶剂连续化学提取方法。研究了正十六烷在土壤水稻系统中的某些行为。结果表明,正十六烷容易进入水稻并累积于籽实,对人类健康产生不良影响。实验还探讨了土壤和水稻体内＾１４Ｃ－正十六烷的存在和代谢转化过程。     

稀土对土壤的生态效应研究进展

稀土对土壤的生态效应直接影响到土壤生产力和生态平衡,是农用稀土环境效应评价的基础和前沿之一。本文从稀土在土壤中的地球化学特征、稀土对土壤性状的影响、稀土在土壤中的生态风险评价等几方面的国内外研究进展出发,就稀土对土壤的生态效应进行了综述,同时对今后应注意和加强研究的问题提出了建议。     

土壤动物主要生态特征与生态功能研究进展

土壤动物是陆地生态系统重要的组成部分，是物质循环和能量流动正常运行的关键环节。近年来，土壤动物研究越来越受到人们的重视，研究主要包括土壤动物生态特征和生态功能两个方面。本文概括了土壤动物的定义和分类，阐述了土壤动物的数量、种类、分布格局及影响因素等主要生态特征，着重论述了土壤动物的分解、生态指示等功能。认为，目前土壤动物研究发展缓慢，基础研究差，生态特征研究仍处于定性与半定量水平；功能研究单一，缺少土壤动物多样性功能研究。对今后研究提出展望。本文旨在加深对土壤动物的了解，为生物多样性保护、合理开发利用土壤资源、健全生态指标和实现农业、生态可持续发展提供必要的理论支持。     

曲靖烟区土壤有效中量元素的空间变异特征及影响因子研究

为研究曲靖烟区土壤有效中量元素的空间分布特征及其影响因素,本文采用GPS技术在曲靖烟区采集2088个土壤样品,利用原子吸收分光光度法测定样品有效钙、有效镁和有效硫含量,利用地统计学和经典统计学分析了3种有效中量元素的空间变异特征及其影响因素,以为曲靖烟区土壤中量元素科学有效地分区管理及烤烟合理施肥提供依据.结果表明,曲...