硝化细菌在3种沉积土壤中的变化规律研究：Ⅰ 硝化细菌与土壤种类的关系

硝化细菌在土壤氮素转化过程中起着重要的作用,为了研究其规律性,选用变质岩、沉积岩和花岗岩为母质的土壤为样品,模拟珠江三角洲地区的年降雨量和施肥量,用室内人工土柱法研究了3种土壤中硝化细菌的变化规律.整个模拟过程根据施肥和灌水频率的不同分为3个阶段.结果表明,硝化细菌数量的增长有滞后性.NH44浓度高于10 mg·L-1会抑制亚硝酸细菌的生长,但这个浓度对硝酸细菌没有抑制作用.在3种土壤中,总体上亚硝酸细菌的数量一直比硝酸细菌数量高两到3个数量级,亚硝酸细菌比硝酸细菌在数量上上升较快、下降较慢,亚硝酸细菌比硝酸细菌提前7 d以上达到最大值.表层(10cm)和深层(110 cm)处变质岩土壤的硝酸细菌比沉积岩土壤和花岗岩土壤都高约一个数量级.硝酸细菌的最后值的大小顺序为沉积岩花岗岩>变质岩,并呈现出深层比表层下降慢的趋势;亚硝酸细菌最后值的大小顺序为花岗岩>变质岩>沉积岩,并呈现出深层比浅层下降快的趋势.     

亚硝化细菌培养条件的优化

以活性污泥中分离出的亚硝化的细菌为研究对象,对亚硝化菌培养条件(培养温度、pH、碳源、氮源、刺激因子)进行优化。结果表明:亚硝化细菌最佳培养温度为30℃,最佳培养基pH值为8.0,外加碳源Na2CO3最佳浓度为0.2%,NH4HCO3最佳浓度为0.2%,刺激因子LaCl3最佳浓度为0.004%。在此最佳培养条件下,亚硝化细菌生长及亚硝酸盐氮富集能力达到最高,为185.36 mg/L,脱氮率最高为92.52%;采用三角瓶半连续式培养的亚硝化细菌脱氮性能优于量筒培养的,而连续式培养较半连续式培养能更有利于亚硝化细菌菌群数量的增长和繁殖。     

尿素肥斑扩散过程中的土壤特性变化

采用特制容器，模拟尿素的立体扩散，观察了尿素扩散过程中肥斑内土壤特性的变化。结果表明，越靠近肥料的微域，土壤含水量越低，而土壤pH、脲酶和过氧化氢酶的活性越高。尿素颗粒水解及其产生的NH3-NHg平衡移动是肥斑内土壤水分和pH变化的主要原因。土壤酶活性主要受底物浓度变化的影响。硝化细菌数量在1．3cm范围内较低，在7cm处范围最高；反硝化细菌数量也在1～3cm范围较低，但随微域离肥料距离增加有增加趋势，pH值和NO2、NO3^-浓度是影响硝化和反硝化细菌数量的关键因素。     

水肥处理对辣椒保护地土壤pH值的影响的几点思考

本文主要通过对灌水定额、氮肥和磷肥对辣椒保护地土壤pH值影响的数学模型的分析,并在此基础上总结水肥处理对土壤pH值影响的单因子效应以及土壤pH值变化的稳定点,以此来实现施肥和灌水的合理性,从而达到对土壤酸性的有效控制。     

日光温室种植蔬菜年限对土壤生物和理化性质的影响

研究了日光温室蔬菜种植年限对土壤养分、微生物、土壤酶、微量元素和颗粒组成的影响.结果表明,随着种植年限的延长,土壤养分增加,其中有机质、全N、全磷和速效磷的含量增加较明显,土壤pH值有降低的趋势;土壤真菌和放线菌的数量有所增加,但增加的幅度不大,土壤细菌的数量减少;种植1～3 a的土壤中的纤维素分解菌的数量急剧增加,5 a后降低,并相对稳定;土壤中硝化细菌的数量减少,反硝化细菌数量的变化和硝化细菌的变化正好相反;土壤脲酶和蔗糖酶的活性随着种植年限的延长增加,但过氧化氢酶的活性与种植年限没有明显的关系,碱性磷酸酶的活性变化不稳定;土壤中铜、锌、锰、铁微量元素的含量随着种植年限的延长增加;0.25～0.005 mm级土壤颗粒的含量随种植年限的延长增加,＜0.005 mm级土壤颗粒的含量随种植年限的延长而降低.     

不同母质和植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面特征

【目的】成土母质和植被类型是影响土壤酸化的2个主要因素,研究不同母质和植被类型下红壤pH和交换性酸的剖面变化及其酸化特征,为防治土壤酸化提供依据。【方法】选取3种植被类型（马尾松林、湿地松林、阔叶林）下4种母质（第四纪红土、红砂岩、板页岩和花岗岩）发育的红壤,通过测定不同层次（0—20、20—40、40—60、60—80和80—100 cm）土壤的pH及交换性酸,以及通过比较表层土壤（0—40 cm）与深层土壤（60—100 cm）pH的差异来表征红壤是否酸化及酸化程度大小。【结果】4种母质发育的剖面红壤均呈酸性或强酸性。在0—40 cm土层,4种母质红壤pH大小顺序为：花岗岩>红砂岩>第四纪红土>板页岩,3种植被类型下红壤pH大小顺序为：马尾松林>湿地松林>阔叶林,交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;随着土层深度的增加,红砂岩、板页岩和花岗岩红壤pH呈减小趋势,交换性酸含量呈增加趋势,而第四纪红土红壤pH和交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;在40—100 cm土层,4种母质红壤pH大小顺序为：花岗岩>第四纪红土>红砂岩>板页岩,3种植被类型下红壤pH的大小顺序为：湿地松林>马尾松林>阔叶林,交换性酸含量则呈现相反的变化趋势;随着土层深度的增加,第四纪红土、红砂岩和花岗岩红壤pH呈增加趋势,交换性酸含量呈减小趋势,而板页岩红壤pH和交换性酸含量变化不明显;通过比较表层土壤与深层土壤pH可得出：4种母质红壤的酸化程度大小顺序为：第四纪红土>红砂岩>花岗岩>板页岩;3种植被类型酸化效果的大小顺序为：湿地松林>阔叶林>马尾松林。【结论】3种植被类型下4种母质发育的红壤,剖面土壤pH和交换性酸的变异主要发生在0—40 cm土层,而40—100 cm土层pH和交换性酸的变化较小。在3种植被类型下,0—40 cm土层以第四纪红土红壤酸化最为严重,其次为红砂岩红壤和花岗岩红壤,再次为板页岩红壤;湿地松林的酸化效果最强,其次为阔叶林,以马尾松林的酸化效果最弱。     

施肥深度、灌水条件和氨挥发监测方法对氮肥氨挥发特征的影响

[目的]研究施肥深度、灌水条件和氨挥发监测方法对土壤氮肥氨挥发损失特征的影响,为评估田间原位监测试验结果提供依据.[方法]通过微区试验模拟大田基肥和追肥氨挥发条件.[结果](1)在轻度盐演化土壤上,氨挥发速率和损失累积量随着施肥深度的增加而降低,氮肥深施土壤10cm氨挥发降低到施氮量2;以下,可有效控制氮肥氨挥发损失;氨挥发持续时间随着施肥深度的增加而缩短.(2)施肥后延迟灌水情况下,初始含水量高的土壤比含水量低的土壤氨挥发损失大;在同等条件下,延迟灌水会增加氮肥氨挥发损失;随着灌水量的增加,氨挥发损失降低;(3)3种氨气吸收方法比较结果显示,密闭法检测值远低于抽气法和通气法;在试验区域和试验条件下,抽气法和通气法监测结果较为接近.[结论]施肥深度和灌水条件是否与当地大田操作一致,是氨挥发测定值能否反映田间真实值的关键;三种监测方法对氨挥发田间原位监测是系统影响,密闭法结果偏低,抽气法是否反映田间真实值与抽气速率相关;通气法不需动力,可适用于田间多处理试验.     

不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系

 以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台，系统研究了长期不同施肥制度对土壤微生物种群和生理群落的影响及其与土壤肥力的关系。结果表明：（1）长期单施化肥，农田土壤细菌、真菌数量低于长期撂荒土壤，但放线菌数量多于撂荒土壤或与之相当。（2）长期单施化肥与不施肥（CK）比较，土壤放线菌数量增加，细菌和真菌数量略有增加或与之相当。（3）总体看，NPK均衡施肥，土壤细菌、真菌和放线菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理略有增加或与之相近。（4）NPK配施有机肥或秸秆，可明显增加土壤中细菌、真菌、放线菌的数量，不仅明显高于单施化肥和不施肥农田，而且细菌、放线菌数量也高于撂荒土壤，真菌数量略低于撂荒土壤或与之相当。（5）长期单施化肥农田，土壤固氮菌、氨化细菌、纤维分解菌、反硝化细菌数量低于长期撂荒土壤，但硝化细菌数量比撂荒土壤多。单施化肥，土壤固氮菌、硝化细菌、纤维分解菌数量高于不施肥的CK，而氨化细菌、反硝化细菌数量却低于CK。NPK均衡施肥土壤氨化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量比非均衡施肥的N、NP、NK、PK处理增加，固氮菌数量二者相当，反硝化细菌数量减少。NPK配施有机肥或秸秆，土壤中固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌、纤维分解菌数量大都高于单施化肥处理，尤其明显高于非均衡施用化肥的处理。与撂荒土壤比较，NPK配施有机肥或秸秆，土壤固氮菌、氨化细菌、反硝化细菌、硝化细菌数量增多，但纤维分解菌数量降低。（6）土壤中大多数微生物种类的数量与养分含量、作物产量具有正相关关系。     

元氏冬小麦适宜灌水定额数值模拟

科学合理的灌水定额能减少深层渗漏量,可以有效避免灌溉水的浪费,在农业生产中极为重要。利用HYDRUS-1D模型对元氏冬小麦3个生育时期的土壤水分动态、深层渗漏规律进行模拟研究,探讨适宜的灌水定额。模型验证结果表明冬小麦3个生育时期土壤含水率模拟值与实测值相关系数达到了a=0.05水平上的显著,模拟值与实测值吻合较好。利用验证后的模拟模型模拟研究了冬小麦3个生育时期、不同灌水定额、不同土层深度的土壤水分变化动态和深层渗漏量,回归分析结果表明深层渗漏量与灌水定额之间呈正相关关系,与土层深度之间呈负相关关系。建议元氏冬小麦返青期、拔节期和开花期的适宜灌水定额分别为<90、90和90 mm,以减少深层渗漏量、促进水资源的充分合理利用。     

不同灌水模式和施氮处理下稻田N2O排放通量及其与硝化-反硝化细菌数量的关系

为获得减少稻田N_2O排放的合适灌溉模式和施氮管理,通过大田试验,研究了不同灌溉方式和施氮处理对生育期内稻田N_2O排放通量和不同时期土壤无机氮含量和硝化-反硝化细菌数量的影响,并分析了采样当天稻田N_2O排放通量与无机氮含量和硝化-反硝化细菌数量的关系。试验设3种灌溉方式,即常规灌溉(CI)、"薄浅湿晒"灌溉(TI)和干湿交替灌溉(DI),以及2种施氮处理,即全部施用尿素(RN1)和50%尿素+50%猪粪(RN_2),2种施氮处理氮用量相同。相同施氮处理下,TI模式可以降低稻田N_2O排放;DI和TI模式土壤无机氮含量、硝化细菌数量和亚硝化细菌数量较CI方式高,而CI和TI模式土壤反硝化细菌数量较DI模式高。相同灌水模式下,RN1处理可显著降低稻田N_2O排放,且RN1处理土壤无机氮含量、硝化细菌数量、亚硝化细菌数量和反硝化细菌数量较RN_2处理低。稻田N_2O排放通量与土壤反硝化细菌、硝化细菌数量和NH_4~+-N含量之间均呈极显著正相关关系(r≥0.309,P0.01),且土壤NH_4~+-N含量与硝化细菌数量和反硝化细菌数量之间也均呈极显著正相关关系(r≥0.555,P0.01)。因此,"薄浅湿晒"灌溉和尿素处理可以降低稻田N_2O排放,且稻田N_2O排放通量受到土壤NH_4~+-N含量、反硝化细菌数量和硝化细菌数量的综合影响。     

不同绿肥对植烟土壤养分及微生物含量的影响

为了对湘西旱地烟区改良土壤和提高烟叶质量提供依据,研究了5种不同绿肥品种对植烟土壤pH值、有机质和土壤养分含量及土壤微生物的影响。结果表明:翻压绿肥能有效地提高土壤pH值,明显增加土壤细菌数量和硝化细菌数量,有效地改善土壤环境,提高土壤肥力,各绿肥品种中以箭筈豌豆表现较好。     

北疆土壤温度变化对滴灌棉田水盐运移规律的影响研究

以北疆常年膜下滴灌棉田为研究对象,分析棉花整个生育过程中土壤温度变化对棉田水盐运移规律的影响,并对灌溉制度进行优化调整。研究结果表明：土壤温度随着气温的升高而升高,降低而降低,气温影响作用随着土壤深度的增加而减弱,滞后时间随着深度的增加而延长;8月份之前,土壤温度自上而下呈递减分布,随着土壤温度的升高,土壤水分扩散率不断增大,土壤持水能力不断降低,造成5～60 cm处土壤含水率降低,而90～150 cm处土壤含水率增高,导致5 cm和90～150 cm处土壤盐分相对增高;8月份之后,随着土壤温度的降低,土壤温度分布发生变化,土壤水分扩散率不断减小,土壤持水能力不断增强,土壤水分蒸腾降低,渗漏减小,各层土壤含水率相对保持较高,各层土壤含盐率相对保持较低;在灌溉定额不变的条件下,在5、6月份相对减小灌水定额,7月和8月份相对减小灌水周期、增加灌水定额,8月之后相对增加灌水周期、减小灌水定额,在生育期末,通过穿插灌水,加大灌水定额,对土壤洗盐、抑盐有着明显的作用。     

基于人工降水模拟的不同灌溉方式下土壤水分入渗

针对半干旱地区水资源以及灌溉方式问题,通过人工降水模拟结合正交试验的方法,对不同灌溉方式下土壤水分入渗进行研究,设置了漫灌、沟灌、膜下滴灌3种不同灌溉方式,田间持水率的50%、60%、70%3种不同土壤初始含水率,10、20、30 mm/h 3种不同降水强度进行正交试验。结果表明,降水强度对土壤含水率的变化速率影响最大,降水强度越大,土壤含水率的变化值越大,且不同时间影响程度不同;在同一降水强度下,随着土壤初始含水率的增加,土壤的入渗越慢;不同灌溉方式比较的结果表明,膜下滴灌的膜外入渗最快。研究结果为揭示灌水方式对土壤入渗的影响,为研究土壤水运移和地下水入渗补给提供了参考。     

硝化细菌对鳜及饵料鱼池塘水质的影响

于鳜(Siniperca chuatsi)及饵料鱼池塘中施用硝化细菌(Nitrifying bacteria),通过检测鳜及饵料鱼池塘的透明度、pH值、氨氮(NH4+-N)、亚硝酸盐(NO2--N)、硝酸盐(NO3--N)和总氮(TN)等特定参数,评价该硝化细菌对鳜及饵料鱼池塘水质的影响.结果表明,该菌在施用前期(0～8 d)能改善鳜及饵料鱼池塘的透明度,降低水体中NH4+-N和NO2--N的浓度,增加NO3--N的浓度.投菌后第6d,试验池塘中NO3-N的浓度较对照池塘高75％,较投菌前高31.6％.可能由于施用的硝化细菌硝化作用减弱,施用后期(8～12 d)试验池塘水质的各指标变化趋势与对照池塘基本相同.此外,该硝化细菌对池塘水体的pH值和TN浓度无显著影响.     

海南岛滨海台地5 种典型林分类型土壤理化特性研究

以海南岛滨海台地5种典型林分类型为研究对象,研究不同森林类型0~100 cm土层土壤理化性质。结果表明,次生林土壤容重相对最大,相思林土壤容重相对最小,椰树林土层间变异系数最大,木麻黄林最小。5种不同森林类型表层土壤(0~10 cm,10~20 cm)随着土壤深度的变化,土壤总孔隙度和非毛管孔隙度呈增大趋势,其他层次土壤总孔隙度变化和非毛管孔隙度呈不规律性变化。随着土壤深度的增加,土壤含水率呈递增状态,不同森林类型间土壤总孔隙度、土壤含水率差异性显著。5种不同森林类型土壤pH都呈酸性或微酸性,木麻黄林与次生林、桉树林、相思林pH值差异性显著。5种森林土壤全N含量在土壤剖面中具有明显的垂直分布性,随着土壤深度的增加呈降低趋势,不同森林类型间全N、全K含量差异性显著,全P含量差异性不显著。同一森林类型0~10 cm土壤全N与其他层次显著性差异,说明滨海沙土表层更利于N素循环。     

灌溉频率对滴灌小麦土壤水分分布及水分利用效率的影响

通过田间试验,研究了不同灌水频率对滴灌小麦农田土壤水分分布及小麦水分利用效率的影响。结果表明:从整个生育期来看,在灌水量375 mm条件下,高频灌溉(每4天1次)处理0～40 cm土层含水率和土壤贮水量较高,而深层（40～100 cm）土壤较低;低频灌溉(每10天1次)处理有利于水分的下渗和侧渗,深层土壤含水率和土壤贮水量较高,但水分补给不及时,表层土壤含水率和贮水量偏低;总体上中频灌溉(每7天1次)处理有利于水分在土壤剖面中的均匀分配,有利于作物生长。中频灌溉产量和水分利用效率都最高,分别比高频灌溉和低频灌溉产量增加7.6%和13.5%,水分利用效率增加2.6%和9.9%。在当地自然气候条件下,滴灌小麦采用375 mm灌溉量和每7 d 1次的灌溉频率是较适宜的灌溉模式。     

不同母质砖红壤中尿素氨挥发差异的研究

针对不同母质砖红壤中氨的挥发损失进行了研究。结果表明,在施用等量的尿素条件下,不同母质的土壤氨挥发损失具有明显差异。在供试的6种土样中,尿素氨挥发损失率的顺序为:滨海沙土(17.37%)>浅海沉积物(11.31%)>紫色砂页岩(10.31%)>变质岩(5.95%)>花岗岩(3.11%)>玄武岩(1.25%)。氨挥发量的高峰从高到低的顺序为:紫色砂页岩>变质岩>浅海沉积物>滨海沙土>花岗岩>玄武岩。从总体上来说,不同母质砖红壤的pH值对氨挥发的量均有影响。     

马铃薯连作对根际土壤微生物生理类群的影响

【目的】探讨马铃薯连作对根际微生物生理类群的影响.【方法】以轮作(小麦)为对照,研究马铃薯连作1、3、5a根际土壤氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌、纤维素厌氧细菌和好氧细菌的变化.【结果】种植小麦的轮作土壤细菌数量显著高于马铃薯连作土壤.在马铃薯块茎形成期土壤氨化细菌数量连作1a的比连作3a、连作5a的分别提高54.32%和224.68%,土壤硝化细菌数量连作1a的比连作3a、连作5a的分别提高42.86%和566.67%,土壤亚硝化细菌数量连作1a的比连作3a、连作5a的分别提高11.11%和104.08%.【结论】氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、好氧性纤维素分解菌和厌氧性纤维素分解菌的数量随着连作年限的增加数量显著减少.     

覆膜、灌水、氮肥交互作用效应对春玉米根部土壤微生物数量影响的研究

通过测定春玉米在覆膜、灌水、增施氮肥及其组合条件下的根部土壤微生物数量和分析这些措施相配合对根部土壤微生物数量的交互作用得出覆膜能充分发挥水、肥的作用,使水肥配合对微生物数量的增加呈正交互作用;高氮肥条件下,灌水与覆膜配合表现正交互作用;覆膜与氮肥配合对微生物数量的增加也表现出正交互作用;覆膜、灌水、氮肥三项措施配合,对细菌、放线菌及微生物总数增加呈正交互作用,而对真菌和硝化细菌数呈负交互作用.     

减氮对麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性的影响

探究减氮对华北地区麦玉轮作农田土壤反硝化细菌群落结构和多样性影响,为华北地区麦玉轮作农田氮肥管理提供技术支持,本研究以不施氮为对照（CK）,设置 2个施氮量,分别为常规施氮量（纯氮 300 kg·hm^-2,N2）、减氮 20%（纯氮 240 kg·hm^-2,N1）,提取土壤DNA,用nirS（细胞色素cd1-亚硝酸还原酶）、nirK（Cu-亚硝酸还原酶）引物扩增后采用MiSeq PE300测序技术,研究施氮量对麦玉轮作农田土壤性状及nirS、nirK反硝化细菌群落结构及多样性的影响。结果表明,3个处理nirS、nirK反硝化细菌α-多样性指数无显著差异,nirS反硝化细菌α-多样性高于nirK。减氮显著影响nirS、nirK反硝化细菌物种组成。减氮对nirS、nirK反硝化细菌门水平及nirK纲水平物种组成无显著影响,但显著降低了nirS反硝化细菌Deltaproteobacteria（δ-变形菌纲）相对丰度;减氮显著影响nirS、nirK属水平物种组成。硝态氮、速效磷、pH值是影响土壤nirS反硝化细菌属水平群落结构主要环境因子;pH值是影响土壤nirK反硝化细菌属水平群落结构的主要环境因子。研究表明,适量减氮不影响反硝化细菌α-多样性,但显著影响反硝化细菌属水平群落组成和群落结构,减氮主要是通过影响土壤性状及微生物群落结构进而影响农田土壤N₂O排放。