滇池北岸城郊农田生态沟渠构建及净化效果研究

[目的]提出一套适宜农村地区居民-农田混合类型污水处理方案。[方法]依据生态学原理,对滇池北岸梁家村原有农田沟渠进行生态学改造,扩大沟渠生态容量,强化其污水净化功能,并对其净化效果进行监测评价。[结果]对TN,TP,COD的平均浓度削减率,添加微生物的生态沟渠分别为70.3%,66.6%,73.7%,未添加微生物的生态沟渠为48.3%,60.6%,58.0%,而传统渠渠则为30.1%,23.8%,18.4%。[结论]农田生态沟渠不仅污水净化效果显著,而且不另占用土地,具有应用推广价值。     

施用茶树菇栽培废料对青菜土壤中微生物学特征的影响

通过温室盆栽实验研究了施用茶树菇栽培废料对青菜生物量及株高、土壤微生物数量、酶活性及碳源利用能力的影响.结果表明,施用茶树菇栽培废料显著增加了青菜生物量及土壤中放线菌、有机解磷菌、无机解磷菌、纤维素降解菌的数量,改善了土壤微生物区系,提高了土壤磷酸酶活性.单碳源利用图谱显示,施用茶树菇栽培废料增加了土壤微生物功能多样性指数(Shannon指数),降低了均一性指数(McIntosh指数).主成分分析结果表明,施用茶树菇栽培废料导致土壤微生物主要对糖类物质的利用能力产生分异.研究表明茶树菇栽培废料可作为一种良好的有机肥料,通过增加非优势土壤微生物的功能多样性而改善土壤微生物特性,从而加速土壤碳、磷等元素循环以促进作物生长和增加产量.     

添加葡萄糖及硫酸铵对水稻土微生物生物量和功能多样性的影响

【目的】高养分浓度可能对土壤的碳氮转化和微生物特性产生显著影响。研究高养分浓度下添加葡萄糖对土壤中碳氮的转化调控及其微生物变化特征,可为正确认识特殊条件下养分转化过程特性,提出提高氮素利用效率的措施提供科学参考。【方法】采集中国亚热带地区典型的水稻土样品,设置不同硫酸铵用量和葡萄糖添加量处理,布置室内培育试验,研究了不同处理下土壤中NH4+-N、NO3--N、矿质氮、微生物生物量及微生物群落功能多样性变化。【结果】与不添加葡萄糖处理相比,高硫酸铵用量处理下,添加不同浓度葡萄糖处理NH4+-N、NO3--N和矿质氮变幅分别为-4.3%-10.2%、-8.0%-41.8%和-3.9%-10.4%,而微生物量碳显著增加了89.6%-126.7%,微生物量氮增加了11.5%-109.0%。中等硫酸铵用量处理下,添加葡萄糖处理NH4+-N、NO3--N和矿质氮浓度变幅分别为-7.5%-5.8%、6.1%-58.3%和-7.2%-49.4%;微生物量碳氮也有增大趋势。BIOLOG分析显示,高、中硫酸铵用量处理下,AWCD值、Shannon、Simpson和McIntosh指数一直处于较低水平。与常规硫酸铵用量处理相比,仅添加葡萄糖和常规硫酸铵用量下添加葡萄糖后,NH4+-N、NO3--N和矿质氮浓度显著降低了17.3%-29.0%、21.4%-92.9%和18.8%-45.9%,微生物量碳、氮没有显著增加,AWCD值和微生物功能多样性指数水平较高。葡萄糖及硫酸铵对土壤微生物量碳和AWCD值的影响存在交互作用。【结论】较高的养分浓度下添加葡萄糖,调节了土壤C/N比,土壤微生物活动增强,提高了氮素的生物固持效率,降低了土壤中无机氮的含量。在当前大量施用无机氮肥背景下,尤其要重视有机无机肥配合,调控氮素转化过程,降低氮素损失风险。     

红壤不同发育程度对重金属离子Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附的影响

分别从安徽郎溪、湖南长沙和广西柳州采集发育于第四纪红色黏土母质的红壤,研究土壤发育程度对重金属离子Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附的影响以及重金属离子在红壤表面的吸附机制,为土壤重金属污染防治和修复提供参考。结果表明,3种红壤对Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附量均随土壤发育程度的增加、阳离子交换量的降低而减小,其吸附量大小依次为：安徽红壤〉湖南红壤〉广西红壤;在相同条件下,3种红壤对Cu（Ⅱ）的吸附量大于对Cd（Ⅱ）的吸附量。广西红壤对Cu（Ⅱ）的吸附量随着介质离子强度的增大而降低,说明重金属离子在红壤表面上的吸附机制随着所处介质条件的变化而变化。     

崇明东滩湿地CH4与N2O双消减的耦合过程研究

N₂O还原驱动的CH₄厌氧氧化作用(AOM)是湿地系统温室气体双减排的一种新途径,而基于滨海围垦开发的稻田利用方式对该途径的影响效应尚不清楚。本研究选取长江入海口崇明东滩湿地的自然滩涂(光滩湿地和芦苇湿地)和围垦稻田(围垦种稻19 a和86 a)为研究对象,设置3个试验处理(¹³CH₄,¹³CH₄+N₂O,N₂O)进行室内厌氧培养。采用稳定性同位素标记结合定量PCR等手段,分析不同湿地土壤的N₂O型CH₄厌氧氧化速率及其固碳潜力,研究其相关功能基因的数量特征。结果发现,围垦稻田土壤中N₂O驱动的AOM速率为6.10～7.51 ng·g^-1·d^-1,显著高于自然滩涂湿地。供试土壤N₂O驱动CH₄厌氧氧化的¹³C-SOC固碳量为18.1～49....     

养殖澳洲宝石鱼迟缓爱德华氏菌的分离鉴定及致病基因的检测

从患病澳洲宝石鱼体内分离到一株致病菌(编号Et4),对该菌的生化特性及致病基因进行检测,并进行了药敏和人工感染实验。结果显示:菌株Et4的生化鉴定结果与迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)标准菌株(AY77513)一致;其16S rRNA序列,经同源性比对与迟缓爱德华氏菌核苷酸相似度最高,达99%;根据迟缓爱德华氏菌的致病基因Ⅲ型分泌系统装置蛋白esaV基因序列设计引物,进行PCR扩增,得到708 bp序列,该序列与迟缓爱德华氏菌的esaV基因序列相似性达99.3%,说明菌株Et4具有esaV基因。菌株Et4对环丙沙星等较敏感,对其它药物中度或不敏感,具有较强的致病力(LD50=3.74×104CFU/mL),从病鱼中可以重新分离出此菌。综合形态学、生化特性、16S rDNA序列及致病基因序列鉴定其为迟缓爱德华氏菌。     

施氮和肥料添加剂对太湖地区小麦产量和氮素吸收利用的影响

为给太湖地区冬小麦合理施氮提供理论依据及技术选择, 以扬麦10号为试验材料, 在田间条件下研究了施氮和肥料添加剂对小麦产量和氮素吸收利用的影响。结果表明, 增施氮肥可显著提高小麦产量和植株累积吸氮量, 但对阶段氮累积比例无明显影响; 氮肥吸收利用率和农学利用率随施氮量增加而降低。在施氮基础上增施肥料添加剂可进一步增加小麦产量和各生育时期植株累积吸氮量, 且增加值随施氮量和肥料添加剂用量的增加而增加。尿素配施低水平(50 kg·hm^-2)肥料添加剂对小麦产量和植株氮素吸收利用的综合提升效应不明显;施用高水平肥料添加剂(100 kg·hm^-2)在施氮150 和250 kg·hm^-2条件下产量及氮素吸收利用均显著增加(P<0.05)。综合考虑籽粒产量和氮肥利用率, “施氮 250 kg·hm^-2 + 施肥料添加剂 100 kg·hm^-2 ”是本试验条件下较优的氮肥管理模式。     

利用膜进样质谱法测定不同氮肥用量下反硝化氮素损失

利用膜进样质谱仪(MIMS)测定了太湖流域典型稻田不同氮肥施用梯度下,土壤反硝化氮素损失量,同时也对氨挥发通量进行了观测。根据两年的田间试验结果得到:在常规施氮处理(N300)下,每年平均有54.8 kg/hm~2 N通过反硝化损失,有约54.0 kg/hm~2 N通过氨挥发损失,分别占肥料施用量的18.3%和18.0%,两者损失量相当。通过反硝化和氨挥发损失的氮素量随着氮肥用量增加而增加,田面水的NH_4~+-N、NO_3~–-N、DOC和pH浓度影响稻田土壤反硝化速率。在保产增效施氮处理(N_270)下,氮肥施用量比常规减少10%,水稻产量增加了5.5%,而通过反硝化和氨挥发损失的氮素量分别下降了1.1%和3.1%,氮肥利用率提高了约5.5%。在增施氮肥处理(N375)下,因作物产量增加使得氮肥利用率比N300增加,但通过氨挥发和反硝化的氮素损失量也最大。因此,通过综合集约优化田间管理措施,降低氮肥用量,可实现增产增效的目的。     

水稻和小麦根际效应及细菌群落特征的比较研究

稻麦轮作是我国重要的农业生产方式,但水稻和小麦的根际效应及其对土壤功能的相对贡献仍不清楚。利用中国科学院常熟农业生态试验站典型乌栅土壤,同时分别设置种植水稻和小麦的盆栽试验,通过比较根际和非根际土壤中活性组分含量、脱氢酶活性、细菌群落多样性等指标的差异,研究植稻和植麦土壤根际效应及细菌群落特征。结果表明：水稻和小麦根际和非根际土壤的养分含量、微生物活性和细菌群落多样性以及主要细菌种类均具有显著性差异;根际土壤可溶性有机碳（DOC）、微生物生物量碳（MBC）含量和脱氢酶活性（DHA）均高于非根际土壤,而土壤可溶性有机氮（DON）含量及细菌阿尔法（Alpha）多样性均低于非根际土壤;水稻各指标根际效应（DOC：2.07%,MBC：8.61%,DHA：41.11%,DON：61.07%, Chao1指数：7.62%）均小于小麦对应指标的根际效应（DOC：3.37%,MBC：22.62%,DHA：44.48%,DON：71.43%,Chao1指数：16.59%）;小麦根际和非根际细菌群落分布之间的差异显著大于水稻。以上结果表明,与旱作小麦相比,水稻根际土壤与非根际土壤的差异较小,水稻根际效应较小,有利于光合碳及土壤养分的运移,有利于土壤微生物尤其是非根际微生物的生长。这些结果从新的角度阐释了根际效应及其对稻麦轮作土壤可持续性发展的作用机制。     

重金属在猪饲料-粪便-土壤-蔬菜中的分布特征研究

本文调查分析了江西省余江县39个大型养猪场的饲料、猪粪、以及长期施用这些猪粪的菜地土壤及蔬菜的Cu、Zn、Pb、Cd含量,并对饲料、猪粪、土壤和蔬菜重金属含量进行了相关分析。结果表明,大猪和小猪饲料Cu含量超标率分别达81.6%和30.8%,Zn含量超标率分别达89.5%和94.9%,而Pb、Cd未超标。猪粪Cu、Zn含量亦严重超标,且饲料和猪粪中Cu、Zn、Pb、Cd含量呈显著正相关关系。土壤总Zn和总Cd含量分别有7.8%和5.2%的样品超过三级标准,污染较为严重。所有蔬菜样品Cu、Zn、Pb含量均未超过我国食品卫生质量标准,空心菜和芋头Cd含量超标。土壤总Cu、Zn、Cd含量与提取态呈显著正相关。