超声提取-气相色谱法测定土壤1,9-癸二醇

1,9-癸二醇是由水稻根系分泌物中发现的一种新型生物硝化抑制剂,在农业生产中可提高氮肥利用率,减少氮素损失。为建立一套超声波提取-气相色谱检测土壤中1,9-癸二醇的方法,分别对超声波提取条件(提取剂、提取次数、液料比、超声时间)和气相色谱检测参数(进样口温度、检测器温度、升温程序)进行研究。结果表明,超声波提取土壤1,9-癸二醇的最佳方法为甲醇作为提取剂超声提取1次,液料比40mL·g^–1,超声时间30 min。气相色谱Agilent8890测定1,9-癸二醇的最佳条件为进样口温度250℃;氢火焰离子化检测器(FID)温度310℃;升温程序:初始柱温60℃,保持2 min,以20℃·min^–1的速率升至150℃,然后以3℃·min^–1的速率升至180℃,保持2 min,最后以20℃·min^–1的速率升至270℃。在最佳提取和测定条件下,不同浓度1,9-癸二醇的加标回收率为90.58%～94.55%。超声提取-气相色谱法检测限低、灵敏度和精密度高,快速高效、重复性好,为今后1,9-癸二醇的实际应用工作...     

生物硝化抑制剂——一种控制农田氮素流失的新策略

农业生产中氮肥的施用是影响全球氮素循环的一个重要因素,在促进作物增产的同时,也对生态环境产生了重要的影响。由于铵态氮肥在旱地中很容易经过硝化作用转变为硝态氮,其中一小部分为植物所吸收,而大量的硝态氮被淋失,或经反硝化作用进入大气,造成土壤氮素严重损失。自然界中一些植物的根系能够分泌抑制硝化作用的物质,被称为生物硝化抑制剂,因而可以显著提高土壤氮素利用率。本文阐述了有关生物硝化抑制剂的由来、分泌调节、作用机制及其应用潜力,并探讨了其在农业生产中氮素高效管理等方面的应用前景。     

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。     

生物硝化抑制剂的研究进展及其农业应用前景

在我国农业集约化以及高投入的生产模式下,氮肥利用率较低。相当部分的氮肥以氨(NH_3)、硝酸盐(NO_3~-)以及温室气体氧化亚氮(N_2O)等形式损失至环境中,造成生产成本增加,并加剧了生态环境污染。硝化作用是土壤氮循环的关键转化过程,与农田氮素损失密切相关。一些植物的根系能产生和分泌抑制硝化作用的物质,被称为生物硝化抑制剂(BNIs),如果加以利用,是一种高效且环境友好的氮素管理对策。系统总结了国内外生物硝化抑制剂研究领域的重要进展,探讨了根系分泌生物硝化抑制剂的意义、物质种类和功能、分泌及作用机制。以往研究仅认为BNIs是自然生态系统中植物适应低氮环境的一种保氮生存机制,主要关注热带牧草和高粱,本文提出了BNIs在高氮投入的农业生态系统中同样重要,以及相当的粮食作物品种具有高BNI活性的观点,并讨论了其在农业中提高氮素利用率和减少环境污染方面的应用前景,为未来BNIs技术及产品的开发、提升农产品品质、及推动现代农业绿色发展提供借鉴。     

硝化抑制剂与硫磺对三种水稻土旱作条件下尿素肥料硝化作用的影响

本文对加入硝化抑制剂和硫磺的尿素肥料在我国三种水稻土旱作条件下的氮肥硝化作用过程进行研究。研究表明尿素中单加硝化抑制剂对三种供试水稻土旱作条件下的氮肥硝化作用均有抑制,但抑制的强度与土壤类型有较大关系;而尿素中同时加入硝化抑制剂与硫磺在pH为5. 16的红壤和pH 6. 05黄泥土上都表现出对氮肥硝化过程的抑制作用;硫磺对pH为7. 06的乌珊土上的硝化过程无抑制作用。本试验研究可为硝化抑制剂肥料和硫包尿素肥料的设计与使用提供一定的基础资料。     

生物硝化抑制剂对黔西南黄壤硝化作用及N2O排放的影响

为探索生物硝化抑制剂对贵州黔西南地区黄壤硝化作用及氧化亚氮(N2O)排放的影响,通过三周的室内培养试验,研究两种生物硝化抑制剂对羟基苯丙酸甲酯(MHPP)和丁香酸(SA)对黄壤中的无机态氮素含量、氨氧微生物功能基因以及N2O排放量的影响。结果表明,与对照CK相比,MHPP和SA在黄壤上均能明显抑制硝化作用,对土壤硝化速率的抑制率分别为6%~43%和5%~51%。MHPP和SA均抑制了黄壤氨氧化古菌AOA(12%~22%,27%~41%)与氨氧化细菌AOB(6%~19%,26%~46%)amoA基因的丰度。整个培养期内,黄壤的硝态氮含量与AOB的amoA基因丰度显著正相关,而与AOA的amoA基因丰度无显著相关,表明AOB对黄壤硝化作用起了主导作用。在N2O排放方面,MHPP和SA分别显著抑制了黄壤51%和21%的N2O排放积累量,MHPP的减排效果优于SA。MHPP降低了黄壤N2O排放的峰值,而SA主要延缓了黄壤N2O产生高峰的出现。总之,生物硝化抑制剂MHPP和SA在贵州黔西南黄壤上具有氮肥减施增效的潜力,这为今后烤烟新型绿色专用肥的开发提供了理论依据。     

硝化抑制剂施用对水稻产量与氨挥发的影响

通过田间微区试验,应用~(15)N标记技术研究两个施氮水平下硝化抑制剂CP施用对水稻产量、氮素利用率、氮素土壤残留和氨挥发的影响。结果表明:与推荐施氮处理(240 kg/hm~2)相比,减氮处理(180 kg/hm~2)水稻产量明显降低,但是减氮处理下施用硝化抑制剂CP后增产15.2%,差异显著,并且达到了推荐施氮处理下的产量水平。而推荐施氮处理下施用硝化抑制剂对水稻产量反而没有显著影响。施用硝化抑制剂可显著提高11.1%~25.0%的~(15)N吸收与利用效率,同时~(15)N平衡计算结果表明稻田施用硝化抑制剂减少了21.7%~28.1%的硝化?反硝化、径流等途径~(15)N损失,这可能是CP施用增加水稻产量的机理之一。然而,施用硝化抑制剂会增加54.7%~110.6%的氨挥发排放。因此,在水稻生产过程中施用硝化抑制剂CP时要进一步减施氮肥才有明显的增产效果,同时还需要采取一定的措施来控制氨挥发。     

高粱在不同氮源处理下分泌生物硝化抑制剂的差异

高粱根系能分泌抑制土壤亚硝化细菌的物质,称为生物硝化抑制剂.在铵态氮存在时,这类物质会大量分泌,而以硝态氮为氮源时则分泌很少.目前还不清楚,这是因为不同氮素代谢的差异所引起的,还是根系吸收铵态氮后根际酸化影响了硝化作用.因此本研究通过砂培试验,用铵硝营养处理高粱根系,并且控制pH,最后收集根系分泌物,利用一种荧光标记的亚硝酸细菌来测定高粱分泌的硝化抑制剂活性,计算其分泌速率.结果发现,铵态氮是导致根系大量分泌硝化抑制剂的主要原因,并且在根际pH＜6时,硝化抑制剂的活性与分泌速率随着根系分泌氢离子数量的增加而增强.研究表明,铵态氮营养下高粱根系分泌生物硝化抑制剂高于硝态氮营养可能是高粱根系保护根际铵氧化,提高氮素利用率的一个重要生理机制.     

不同生物硝化抑制剂对红壤性水稻土N2O排放的影响及其机制

为揭示不同生物硝化抑制剂(BNIs)对红壤性水稻土N₂O排放的影响差异及作用机制,通过21 d的土柱淹水培养试验,比较了三种BNIs 1,9-癸二醇(1,9-D)、亚麻酸(LN)和3-(4-羟基苯基)丙酸甲酯(MHPP)与化学合成硝化抑制剂双氰胺(DCD)对土壤N₂O排放及相关硝化、反硝化功能基因的影响。结果表明:不同BNIs(1,9-D、LN、MHPP)可以显著平均降低土壤N₂O日排放峰值40.1%;1,9-D和MHPP可分别抑制N₂O排放总量44.5%和43.9%,而DCD和LN对N₂O排放总量没有显著影响。1,9-D和MHPP对AOA(氨氧化古菌)、AOB(氨氧化细菌)硝化菌和nirS、nirK型反硝化菌的调控均有所不同,1,9-D可以同时抑制AOA、AOB和nirS微生物的生长;MHPP仅可以抑制AOA的生长;其中,AOA-amoA和nirS基因丰度与土壤N₂O的排放呈显著正相关关系。同时,1,9-D和MHPP均增加了nosZ基因丰度及其与AOA-...     

硝化抑制剂类型和剂量对不同类型土壤硝化抑制作用机理的研究

氮肥配施硝化抑制剂是提高氮肥利用率、减少活性氮损失和降低环境代价风险的有效措施。为探讨不同硝化抑制剂类型和剂量对不同类型土壤硝化作用的机理,采用室内土壤培养试验,对3种硝化抑制剂[双氰胺（DCD）、3,4-二甲基吡唑磷酸盐（DMPP）和2-氯-6-（三氯甲基）吡啶（NP）]设置不同剂量,研究其对我国不同区域典型土壤（红壤、水稻土、潮土）硝化过程无机氮含量、土壤pH值及土壤表观硝化率变化特征的影响。结果表明,与单施硫酸铵处理相比,3种硝化抑制剂均能抑制水稻土和潮土中铵态氮向硝态氮的转化,且对潮土铵态氮向硝态氮转化抑制效果优于水稻土,而对红壤硝化作用的抑制效果均不明显,3种土壤pH值差异是影响硝化抑制剂作用效果的主因。此外,DCD和NP随着用量的增加,对水稻土和潮土的硝化抑制效果越明显,而DMPP对2种土壤硝化抑制作用无明显的剂量效应。在水稻土中,NP的抑制效果强于DMPP和DCD;在潮土中,DCD的抑制效果优于NP和DMPP,这可能是由于不同硝化抑制剂类型硝化抑制机理性的差异以及其自身特性的差异导致的。综上,针对特定土壤类型筛选适宜的硝化抑制剂类型和用量对农业优化氮肥管理、提高氮肥利用率...     

土壤中硝化抑制剂DMPP含量的气相色谱测定法

建立了一种检测土壤中吡唑类硝化抑制剂DMPP含量的气相色谱法。DMPP在NaOH溶液中可定量转化为DMP,从5种有机溶剂中选择氯仿作为DMP的萃取剂。本文采用吡啶做为内标物,内标校正因子fDMP和fDMPP分别为1.6775和3.3884。通过DB-1701气相色谱柱,氢火焰离子化检测器(FID)定量检测氯仿溶液萃取相中的DMP。本法添加回收率为97.4%～98.8%;RSD为0.70%～2.09%;土壤中DMPP的检出限为0.4mgkg-1。应用本法测定在潮棕壤中10℃、20℃和30℃时DMPP的降解半衰期分别为大于28d、14d和7d。     

Degradation of AM Nitrification Inhibitor in Soil of Subtropical Region

The aim of the study was to evaluate the degradation and persistence of 2-amino 4-chloro 6-methyl pyrimidine (AM), nitrification inhibitor at 1 and 2 µg g^?1 application rates in soil. The extraction of AM was done by QuEChER’s (Quick, Easy. Cheap. Rugged and Safe) method and the quantitative analysis by high-performance liquid chromatography (HPLC). AM decreased with time at both the levels of application with the decline being faster in the beginning up to 7 d. Dissipation of AM occurred in a single phase with the persistence data fitting well to the first-order kinetics. Half-lives of AM were determined to be 14.33 and 16.7 d at 1 and 2 µg g^–1 levels application rates. Since AM remains effective for an adequate period of time, it can be used for increasing efficiency of nitrogenous fertilizers in rice–wheat cropping systems as well as a safeguard for controlling environmental pollution in subtropical soils.     

四川盆地酸性紫色水稻土硝化作用的类型及氧化锰的影响

酸性土壤中的硝化活性存在很大空间变异,并且其硝化类型也因土壤环境条件而异。锰氧化物作为土壤矿物的一种,可能通过其生物毒性及作用土壤氮矿化等影响硝化过程。本研究在四川盆地分别采集pH为4.6,4.9两种酸性紫色水稻土,通过添加乙炔或锰氧化物,探究四川盆地酸性水稻土硝化作用的主要类型以及锰氧化物对硝化作用的影响。结果表明:酸性水稻土中存在显著的硝化活性,加入乙炔后,pH4.9空白对照和pH4.9加硫酸铵处理的两种酸性紫色水稻土的净硝化速率均显著下降,分别从0.46 mg kg~(-1)d~(-1),0.58 mg kg~(-1)d~(-1)降至-0.08 mg kg~(-1)d~(-1),-0.15 mg kg~(-1)d~(-1),证明酸性水稻土的硝化作用主要以自养硝化作用为主;pH4.6,4.9土样加入锰氧化物后,净硝化速率分别从2.07 mg kg~(-1)d~(-1),3.17 mg kg~(-1)d~(-1)下降到0.60 mg kg~(-1)d~(-1),2.71 mg kg~(-1)d~(-1),表明锰氧化物对酸性水稻土硝化作用的净效应是抑制作用,可能的原因是酸性条件下锰氧化物对硝化微生物的毒性所致。     

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。     

三种吡唑类硝化抑制剂对黑土中尿素氮转化的抑制效果研究

通过室内培养试验,研究了3种吡唑类硝化抑制剂CMP(1-甲氨甲酰-3-甲基吡唑);DMPP(3,4-二甲基吡唑磷酸盐);DMP(3,5-二甲基吡唑)在黑土上的抑制效果。其结果表明:在相同质量浓度下,3种吡唑类硝化抑制剂的硝化抑制顺序为CMP>DMPP>DMP。CMP是一种高效的硝化抑制剂,0.1%尿素添加量下强烈抑制了铵态氮的转化。DMP的抑制效果最差,在整个培养的第40 d,硝态氮的含量甚至超过了CK。     

Measurement of coupled nitrification-denitrification in paddy fields affected by Terrazole,a nitrification inhibitor

Coupled nitrification-denitrification and potential denitrification were measured as ¹⁵N₂O and ¹⁵N₂ evolution rates in ammonium sulphate-treated rice soils with or without Terrazole [5-ethoxy-3 (trichloromethyl) 1,2,3 Thiadizole] under laboratory and field conditions. The greatest coupled nitrification-denitrification activity was found after drying and rewetting the soil, with maximum values of 322 ng N cm^–2 h^–1 in the laboratory and 90.8 ng N cm^–2 h^–1 in the field. These ¹⁵N₂O + ¹⁵N₂ evolution rates were about 10 times lower than potential denitrification in these soils. These results and the observed decrease in ¹⁵N₂O + ¹⁵N₂ evolution rate in soils treated with Terrazole (60% under laboratory conditions and 52% under field conditions) indicate that denitrification was limited by coupled nitrification-denitrification activity. Oxygen and previous addition of ammonium sulphate appear to control the rate of ¹⁵N₂O + ¹⁵N₂ evolution in ammonium sulphate-fertilised soils.