不同菜地土壤硝化与反硝化活性

硝化作用和反硝化作用是氮素气态损失的主要途径,在实验室培养条件下,研究了3种菜地土壤之间硝化反硝化活性的差异,反硝化作用利用乙炔抑制培养法对其进行测定.结果表明,培养33 d后红泥土、灰沙土和灰泥土的氮素硝化率均很高,分别为96.1%、88.3%和70.4%,其中红泥土与灰泥土的硝化率差异达到了极显著水平(P<0.01),而灰沙土与红泥土、灰泥土之间的差异不显著(P>0.05).pH值最高和最低的菜地土壤其硝化率分别表现出最高和最低,值得注意的是,在pH4.61条件下灰泥土的硝化率可达70.4%.氮肥的施用显著或极显著增加了 3种土壤硝化过程的N_2O排放量,占施氮量的0.59%～0.70%.3种菜地土壤之间氮肥的反硝化活性表现为灰泥土>红泥土>灰沙土,其差异也极显著(P<0.01),氮肥的反硝化损失量占施氮量的-0.02%～0.20%.土壤硝化和反硝化氮素损失累积量随时间t的变化均符合修正的Elovich方程:y=bln(t)+a.     

不同园龄果园土壤硝化与反硝化活性及N2O排放（英文）

[目的]评价硝化反硝化作用在果园土壤氮素损失中的贡献率以及N2O的排放量和排放特性。[方法]在室内培养条件下比较研究了3种不同园龄果园土壤及未开垦土壤之间硝化反硝化活性的差异。[结果]培养26天的未开垦土壤、5年、12年和20年园龄果园土壤的氮肥硝化率分别为6.85%、10.26%、13.29%和12.90%。4种土壤硝化活性均相对较低,但随种植年限的延长呈提高趋势,而且与土壤有机质和铵态氮含量呈显著正相关关系(P<0.05),与全氮含量呈极显著正相关关系(P<0.01),与土壤碳氮比呈显著负相关关系(P<0.05),与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01)。3种果园土壤N2O排放量显著高于未开垦土壤(P<0.05),其中硝化作用产生的N2O排放量占施氮量的0.03%～0.08%。硝化过程产生的N2O排放量与土壤有机质、全氮、铵态氮含量呈显著正相关关系(P<0.05),而与土壤碳氮比呈显著负相关系(P<0.05),与pH值呈极显著负相关关系(P<0.01)。不同园龄果园土壤之间氮肥的反硝化活性差异显著,表现为20年>12年>5年>未开垦土壤,反硝化损失氮量占施氮量的0.01%～3.11%,与土壤有机质含量呈显著正相关关系(P<0.05)。[结论]我国南方果园土壤硝化水平相对较低,但随种植年限的延长呈提高的趋势;而土壤反硝化水平相对较高,而且随种植年限的延长显著提高。     

基于BaPS系统的棉花土壤硝化和反硝化作用分析

介绍了气压过程分离法(BaPS法)用于土壤碳氮循环测定的基本原理、优点及测定方法。应用BaPS法测定了棉花田不同水、肥处理土壤的硝化-反硝化作用。试验结果表明:在相同的灌溉水平下,随着施氮量的增加,土壤总硝化速率与反硝化速率总体上均呈现加强的趋势;在相同的施肥水平下,随着灌溉水平的增大,土壤总硝化速率总体上呈下降趋势,而反硝化速率则呈先下降后上升的变化趋势。     

旱地土壤硝化-反硝化过程和呼吸作用测定方法研究进展

硝化作用和反硝化作用是土壤中氮素转化的两个重要途径,它们的研究为当前农学与环境研究的热点之一。同样土壤呼吸是当前全球碳循环研究的热点之一。本文综述了国内外学者近年来对土壤硝化-反硝化作用及呼吸作用的研究方法,并对土壤碳氮转化的研究提出了一些建议。     

苯甲酸对土壤反硝化过程氧化亚氮排放的影响

反硝化过程是导致土壤N2O排放的主要过程之一。为明确苯甲酸对反硝化过程中N2O排放的影响,本研究通过外援添加苯甲酸进行室内反硝化细菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)代谢活性及土壤培养试验,探讨了苯甲酸对反硝化细菌代谢活性及反硝化过程N2O排放的影响。结果表明：(1)土壤N2O排放特征受苯甲酸添加量影响显著,其中在低浓度(1～2 mmol/kg)时呈现“双峰”、高浓度时(4～6 mmol/kg)呈“单峰”的特征;(2)苯甲酸对土壤N2O累积排放量的影响呈现出低浓度促进(增幅达136.4%)、高浓度抑制(降幅为43.0%～64.1%)的特征;(3)苯甲酸对土壤NO3-转化表现为前期抑制后期促进的特征,这与其铜绿假单胞菌代谢活性的影响完全吻合。综上,合理应用苯甲酸可降低土壤N2O排放,但其适宜用量与N2O减排机理仍需进一步研究。     

模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响

为研究模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响,在农田进行随机区组试验,布设4个区组,每块区组随机设置4个模拟酸雨处理,分别为去离子水A1(pH=6.7)、A2(pH=4.0)、A3(pH=3.0)、A4(pH=2.0).采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对不同酸雨强度的冬小麦-大豆轮作农田进行土壤呼吸速率观测,并采用气压过程分离技术( BaPS)测定不同酸雨处理的土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率.试验结果表明,冬小麦田各处理间土壤呼吸速率无显著差异(P＞0.05);大豆田高强度模拟酸雨A4处理明显抑制了土壤呼吸作用(P＜0.05).就冬小麦-大豆轮作生长季而言,各处理土壤呼吸速率无显著差异(P＞0.05),其平均土壤呼吸速率分别为(2.26±0.11)、(2.31±0.20)、(1.91±0.09)、( 2.03±0.17) μmol·m-2·s-1.冬小麦田A1、A3、A4处理间土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率均无显著性差异(P＞0.05).高强度模拟酸雨抑制了大豆田土壤CO2产生速率;大豆田A1、A3、A4处理的硝化速率测定均值分别为(191.6±36.1)、(261.6±36.3)μg·kg-1·h-1和(255.2±45.1)μg·kg-1·h-1,这3个处理的反硝化速率均值分别为(172.8±19.8)、(216.0±45.7)μg·kg-1·h-1和(216.3±44.6)μg·kg-1·h-1.研究表明,模拟酸雨强度升高未显著影响冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用;高强度模拟酸雨(pH=2.0)降低了大豆田土壤呼吸速率和CO2产生速率,但对土壤硝化和反硝化作用有促进作用.     

不同盐碱程度土壤氧化亚氮(N2O)排放途径的研究

选取内蒙古河套灌区4种不同盐碱程度土壤(极度盐土、盐土、重度盐土和轻度盐土),通过室内低浓度乙炔抑制技术和纯氧气抑制技术,研究不同盐碱程度土壤中N_2O的排放途径及其贡献率。结果表明:N_2O累积排放量随着土壤盐碱程度的升高而升高,轻度盐土(SA)、重度盐土(SB)、盐土(SC)和极度盐土(SD)的N_2O累积排放量分别为289.71、500.08、951.66、1 750.39μg·kg~(-1);在整个培养实验期间,4种不同盐碱程度土壤的硝化过程和反硝化过程的N_2O排放总贡献率分别为22.51%~35.75%和60.35%~72.46%,其他过程的N_2O排放贡献率为3.90%~5.81%,表明反硝化过程是盐碱土壤中N_2O的主要排放途径。4种不同盐碱程度土壤,不同排放途径N_2O排放贡献率随着土壤盐碱程度(电导率)的升高,硝化过程的N_2O排放贡献率逐渐升高,反硝化过程的N_2O排放贡献率逐渐降低。     

灌溉与生物质炭对土壤硝化反硝化功能微生物的影响

为研究不同灌溉方式下生物质炭添加对土壤硝化及反硝化微生物的调控效应,本研究采用田间小区试验,通过在不同灌溉方式下（常规地表漫灌、滴灌、喷灌和微喷灌）添加不同量生物质炭（0、10、20 t·hm^-2）,结合实时荧光定量PCR技术,研究了灌溉方式与生物质炭对华北地区冬小麦拔节期土壤硝化及反硝化微生物相关功能基因的影响。结果表明：与漫灌相比,滴灌、喷灌、微喷灌显著降低了土壤NH₄⁺-N含量,降幅分别为49.30%~68.25%、30.22%~57.19%和43.63%~56.83%（P<0.05）,但在一定程度上增加了土壤NO₃^--N含量,增幅分别为5.14%~62.39%、0~173.50%和0~87.90%。由于滴灌、喷灌、微喷灌等节水灌溉方式的灌水量远低于常规漫灌方式（约为漫灌灌水量的50%）,因而会产生有利于硝化反应而抑制反硝化反应的环境,增加土壤硝化微生物功能基因AOA-amoA和AOB-amoA的基因丰度,且均表现为微喷灌>喷灌>滴灌>漫灌。同时,在各灌溉方式下,添加生物质炭可增加AOA-amoA和AOB-amoA的基因丰度,这可能主要归因于生物质炭发达的孔隙结构和良好的水肥吸附能力。与漫灌相比,滴灌、喷灌、微喷灌均降低了土壤反硝化微生物nosZ基因丰度。但在各灌溉方式下,添加生物质炭,尤其是高量生物质炭（20 t·hm^-2）可提高反硝化微生物nosZ基因丰度,从而降低土壤反硝化过程的N₂O损失风险。综上所述,节水灌溉方式与生物质炭互作可促进拔节期土壤硝化作用,并通过影响反硝化微生物活动调节土壤反硝化过程,微喷灌方式下添加20 t·hm^-2生物质炭可有效促进小麦对氮素的吸收利用。     

不同水肥措施对甜高粱农田土壤呼吸和硝化-反硝化作用的影响

【目的】探讨不同水肥措施对干旱区甜高粱农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响.【方法】设置不同水肥处理,采用LI-8100土壤呼吸便携式仪器对甜高粱农田进行了土壤呼吸测定,并采用气压过程分离技术(BaPS)测定了土壤总硝化和反硝化速率.【结果】甜高粱地上生物量和土壤呼吸速率随着灌溉梯度均呈逐渐增加趋势,但是土壤总硝化、反硝化速率随灌溉梯度没有表现出明显的规律.氮(N)、氮磷(NP)、氮磷钾(NPK)配施处理对甜高粱农田土壤呼吸速率和地上生物量均具有显著促进作用,同时,施N也显著促进了土壤总硝化、反硝化速率.甜高粱拔节期间,不同施肥处理下的生物量增幅表现为NPK>NP>N处理,NPK和NP处理的土壤呼吸速率平均增幅均为N处理的约2倍,说明P、K对甜高粱拔节期的生长起着重要作用,从而促进了土壤呼吸.灌溉与施肥的交互作用对甜高粱农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用均具有显著促进作用.【结论】水肥相互作用能够显著促进干旱区甜高粱农田的土壤呼吸、硝化和反硝化作用,为温室气体排放的准确预测和合理安排农业管理措施奠定了试验基础.     

NaCl对粉壤土氨挥发及硝化、反硝化的影响

采用室内恒温密闭培养法,以北京地区耕作层典型粉壤土为对象,研究NaCl对土壤氨挥发、硝化与反硝化过程的影响。实验设置了4个不同盐分(NaCl浓度分别为2%、3%、5%、8%)处理和1个对照处理(不加NaCl),并在土壤中加入一定量的(NH4)2SO4,在28℃恒温培养箱中进行为期30d的培养实验。结果表明,盐分可促进土壤NH3的挥发,盐分浓度为2%～8%的处理,其土壤NH3挥发量比对照处理高9.96%～21.40%,且随盐分含量增加,土壤NH3挥发损失越大。在硝化作用初期,盐分对土壤硝化具有一定的促进作用,当硝化时间较长,盐分浓度低于3%时,盐分对土壤硝化无影响;当盐分浓度大于3%时,盐分对土壤硝化具有一定的抑制;当盐分浓度为8%时,累积硝化量比对照低15.17%。盐分浓度为2%～8%的处理,其反硝化量比对照处理低11.55%～27.34%,且盐分浓度在3%以内时,盐分对土壤反硝化的抑制作用随盐分浓度增大而增强;当盐分浓度高于3%时,盐分对土壤反硝化的抑制作用与盐分浓度无关。     

福建省几种主要红壤性水稻土的硝化与反硝化活性

在实验室培养条件下,研究了4种红壤性水稻土硝化和反硝化活性的差异。结果表明,氮肥在4种土壤中的硝化率差异极显著,表现为灰泥土>浅灰黄泥沙土>灰黄泥土>黄泥土,培养642h后硝化率分别为85.6%、24.3%、22.5%和6.7%。不同土壤的硝化率与土壤中硝化细菌数(主要是亚硝酸菌)显著相关(r2=0.95),pH值最高和最低的土壤其硝化率分别表现出最高和最低,但浅灰黄泥沙土在pH5.1条件下,硝化率可达24.3%。在施氮肥条件下,不同土壤的反硝化活性差异也极显著,其中黄泥土反硝化活性最高,氮肥反硝化损失量达25.16μgN·g-1土,占施氮量的12.12%,反硝化作用可能是该土壤氮肥损失的主要途径之一;另外3种土壤间反硝化活性差异不显著,氮肥反硝化损失量仅占施氮量的-0.15%～0.27%。反硝化菌数量与氮肥反硝化损失量之间无明显相关性。可以认为反硝化作用在不同类型土壤氮肥损失中的作用和贡献有很大差异。     

The Effects of Different Fertilizing Methods on Nitrification and Denitrification in Black Soil in Songnen Plain

The paper compared the effects of application of farm manure with chemical fertilizers on nitrification and denitrification in black soil, the result showed that the numbers of nitrobacterias and denitrobacterias in farm manure treatment were both higher than that of other treatments. The intensity of denitrification in chemical treatment was higher than that of manure treatment. The content of organic matter in soil was correlated with the intensity of nitrification and denitrification, and the coefficients were resnectively 0.9981 and 0.8693.     

北京低山区森林土壤硝化和反硝化作用的研究

应用土壤培养法和硝酸盐消失法对北京低山区森林土壤的硝化和反硝化作用分别进行了研究．结果表明：①森林土壤有较强的硝化活性,且表土层比底层土强,同时根际土利于硝化作用进行,根际效应Ｒ／Ｓ在４５左右;②淹水厌气培养２４ｈ,ＮＯ－３ Ｎ的消失率为５２％～５８％,占第１０天的５５％～７１％,且表土层ＮＯ－３ Ｎ的消失率比底层土大;③参与同化反硝化作用的还原酶活性较强,在培养２４ｈ后,被还原的基质数量占加入基质数量的７０％～９０％．     

东北黑土区不同作物系统氮肥反硝化损失与N_2O排放量

在田间条件下,应用原状土柱培养-乙炔抑制法测定不同作物系统中氮肥反硝化损失和N20排放量.结果表明,在东北黑土旱作系统中土壤氮素反硝化损失量很低不施肥条件下,小麦、玉米和大豆地反硝化损失量分别为0.42,0.48和0.79 kgN·hm-2;施肥条件下为0.84,0.83和0.64 kgN·hm-2,作物间均无显著差异;氮素损失率仅占施肥量的0.61%、0.26%和-0.58%.小麦、玉米和大豆地N2O排放量在不施肥条件下作物间无显著差异,为0.74,0.41和0.48kgN·hm-2;施肥条件下差异极显著,排放量为0.72,1.37和0.44 kgN·hm-2;排放量分别占施氮量的-0.02%,0.69%和-0.14%.在玉米作物上施量较大,极显著地增加N2O排放量;在大豆作物上施肥量较低,表现出极显著地降低N2)排放量;小麦作物上施肥量也低,处理间N2O排放量差异不显著.     

水稻土氮素硝化-反硝化损失的直接测定初报

在施用高丰度的~(15)N 标记 KNO_3和(NH_4)_2SO_4的水稻根箱试验中,采用直接测定 N_2+N_2O 释放通量(直接方法)和结合~(15)N 亏缺值(间接法或差值法)的方法,评价了北京和江苏水稻土硝化-反硝化脱氮损失状况。结果表明:施用硝态氮肥时,直接法测得的损失量为施入氮量的10.7%,间接法测得的损失量为87.5%;施用铵态氮肥时,两种方法测得损失量分别为加入量的0.26%～0.32%和38.9%～45.4%。两种方法测得结果表明了江苏和北京水稻土均具有一定的硝化-反硝化活性,差值法测得的硝化-反硝化损失量远高于直接法的测定结果,硝化-反硝化气体在土壤中滞留未能在本试验中得到证实。     

不同水分条件下不同土壤微生物类群产N2O量的初步研究

本研究主要是通过微生物分离手段加富培养菜园土中的硝化菌、厌氧反硝化菌和异养硝化/好氧反硝化菌,并在30%、50%和100%3种土壤充水孔隙度(指土壤体积含水量与总孔隙度的百分比,V/V)水分条件下进行无菌菜园土反接种培养实验,研究了不同水分条件下、不同土壤微生物类群的产N2O量。结果表明:30%含水量的灭菌土壤反接种培养,N2O的产生是以异养硝化/好氧反硝化作用为主,自养硝化作用对于N2O亦有贡献,后者产N2O量仅是前者的15.2%～47.2%;而50%含水量的灭菌土壤反接种培养,N2O的产生过程是以自养硝化为主,其N2O产生量几乎是异养硝化/好氧反硝化菌处理的2.1倍。在上述3种水分条件下,厌氧反硝化菌活性均受到抑制,几乎不产生N2O。     

硝化和反硝化过程对林地和草地土壤N2O排放的贡献

【目的】明确好气条件下硝化和反硝化过程对林地和草地土壤N2O排放的贡献,比较温度变化对两个过程排放贡献的影响。【方法】通过室内好气培养试验（60%WHC）,采用15N同位素标记技术测定林地和草地土壤在10℃和15℃下铵态氮、硝态氮和N2O的15N丰度,计算硝化和反硝化过程对N2O排放的贡献。【结果】好气培养条件下,林地和草地土壤中的硝化作用和反硝化作用同时发生,硝化作用对N2O排放的贡献为53.1%―72.0%,是N2O排放的主要过程。培养期间林地土壤中反硝化过程对N2O排放的平均贡献为44.9%,显著大于草地土壤（28.9%）,而硝化过程对N2O排放的平均贡献为55.1%,显著小于草地土壤（71.1%）。温度增加显著促进了土壤中N2O的排放,但是对硝化和反硝化过程的N2O排放贡献没有影响。【结论】好气条件下硝化作用是土壤中N2O排放的主要过程,但反硝化作用仍占有很大比例。     

建三江地区不同土地利用类型的反硝化潜力

建三江地区农业用地的扩张和大量氮素化肥的使用,导致农田外环境中硝酸盐含量的增加,而减少硝酸盐含量的一种重要方式是在农田与接收水体间合适的地方恢复自然湿地,以通过反硝化作用去除径流中的硝酸盐含量.本文应用硝态氮剩余量法,测定建三江地区不同土地利用类型的反硝化潜力.结果表明,湿草甸反硝化潜力最高,其次是水田、旱地、林地及各级渠道,荒草地的反硝化潜力最小.在有机质、总氮、硝酸盐这几个影响因子中,有机质含量对与土壤的反硝化潜力影响较大,在P＜0.05下的相关系数为0.80,土壤中添加硝酸盐对土壤的反硝化潜力有一定的促进作用,总N的含量对其有一定影响.从结果中可以看出建三江地区湿草甸是恢复自然湿地较合适的位置.     

一株异养硝化细菌的分离鉴定和脱氮特性研究

筛选对高浓度NH3-N养殖废水具有高效硝化能力的菌株,研究其硝化性能。通过比较几种已报道的筛选方法和不同生境中异养硝化细菌筛选效果,确定了以乙酰胺为唯一碳源和氮源,从高氨氮生境中可以筛选到高效的异养硝化细菌;进一步通过富集培养分离,从沼气池出水口水中分离到一株异养硝化细菌,并根据部分长度的16S rDNA序列进行了系统发育分析。该菌株具有高效异养硝化功能,在初始氨氮浓度为104 mg·L-1的异养氨化培养基中培养12 h后,氨氮和总氮去除率分别达81.7%和53.7%,最终氨氮和总氮去除率可达90.1%和61.3%,且培养液中无明显的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮累积。16S rDNA的序列分析鉴定,该菌株与Paracoccus denitrificans具有99%相似性,结合生理生化分析认定该菌株是一株脱氮副球菌,命名为Paracoccus denitrificans FJAT-14899。筛选出的菌株Paracoccus denitrificans FJAT-14899对氨氮具有高效的去除率,显示了良好的应用前景。