菜地土壤氮素矿化和硝化作用的特征

采用培养试验对南京郊区 6 对菜地土和水稻土的土壤 N 素矿化和硝化作用特征进行了研究。菜地土为相同类型水稻土改种蔬菜约 20 年的土壤。结果表明,培养 28 天期间,6 对供试土壤中有 4 对土壤都是菜地土壤矿化 N 量低于相同类型水稻土,其日矿化速率也低于相应的水稻土,而其他 2 对供试土壤之间无明显差异。大多数菜地土的土壤硝化率低于相应的水稻土。培养28 天时的矿化率和硝化率与土壤 pH、速效 P 呈显著相关。     

芳香族化合物对土壤硝化作用的抑制研究

Aromatic compounds (ACs) in soil can induce competitive inhibition for soil NH₃ oxidation, and nitrification inhibitors can be used to this end. A laboratory incubation experiment was performed with 12 nitroaromatic compounds (NACs), 15 amidoaromatic compounds (AACs) and 20 hydroxyaromatic compounds (HACs) to assess the inhibitory effects of ACs on soil nitrification. Based on these results, the critical and optimal concentrations of ACs were determined for better inhibitory effects. Most of the test ACs were able to inhibit soil nitrification; the effectiveness differed with soil type. Among the ACs, the NACs with m-nitryl, amino or hydroxyl and the AACs with a nitro group or a chlorine atom on aromatic ring or with a p-hydroxyl were more effective. 3-nitroaniline, 4-aminophenol and 3-nitrophenol showed the greatest potential as nitrification inhibitors. The critical concentration of these compounds in brown soil and cinnamon soil was found to be 0.5 mg kg^-1 soil. Due to the toxicity, carcinogenicity and mutagenicity of ACs, further toxicological and ecotoxicological research is necessary before ACs are used as nitrification inhibitors in agricultural and horticultural practices.     

菜地和旱作粮地土壤氮素矿化和硝化作用的比较

采用室内培养试验研究了南京郊区菜地和早作粮地土壤氮素矿化和硝化作用的特征,其菜地土壤是20年前从粮食作物改种为蔬菜的。结果表明,菜地土壤氮素矿化量和矿化率都显著高于相应的粮地土壤。改制对硝化作用没有固定的影响,其硝化作用是增强还是减弱主要取决于土壤pH是上升或下降。土壤氮素的矿化和硝化速率受土壤速效磷、速效钾、有机质含量和pH的影响。     

微生物介导的氮循环过程研究进展

氮素是控制大多数陆地生态系统中植物生长和初级生产的关键限制性营养元素,氮循环是生态系统元素循环的核心之一,随着生物地球化学循环研究方法与分子生态学技术的广泛应用,极大的推进了对氮循环的研究,使得对氮循环的机制和过程有了重新的认识。本文从氮循环的4个关键环节（固氮作用、硝化作用、反硝化作用、厌氧氨氧化及硝酸盐异化还原成铵作用）入手,介绍了每个过程的研究进展,同时,展望了未来氮循环的研究方向,以期为氮循环关键过程的了解和氮素的管理与调控提供理论依据。     

进水C/N对表面流—水平流人工湿地氮和

通过模拟试验,研究在进水氮浓度不同条件下C/N对种植美人蕉的表面流—水平流人工湿地氮元素和COD去除能力的影响,并初步探讨其作用机理。结果表明：在营养生长期和开花期,低C/N有利于人工湿地系统中总氮和铵态氮的去除,C/N越高,硝态氮去除越彻底,而低C/N条件下,表面流—水平流人工湿地内的硝化作用限制了硝态氮的去除效果;对比2个生长期,各处理组总氮和硝态氮的去除能力相当,而开花期各处理组人工湿地铵态氮的去除能力高于营养生长期。C/N对人工湿地系统COD的去除效果的影响较少,2个生长期COD的去除效果相当,各处理组人工湿地系统COD的去除率约高于90%。随着停留时间的增加,人工湿地氮元素和COD的去除率均增加。对pH而言,湿地系统出水pH总体上先升高后趋于平稳,而氧化还原电位则先降低后升高最后趋于平稳,随C/N增加,出水pH降低,而氧化还原电位升高;营养生长期出水pH高于开花期,而氧化还原电位则呈相反表现。进水C/N和人工湿地系统共同影响着出水pH和氧化还原电位。     

亚铁作用下湿地基质对水中氮素和COD去除效应研究

采用模拟试验法,以人工湿地基质为材料,添加不同浓度的硫酸亚铁,研究湿地基质对铵态氮和硝态氮的去除效应以及COD的去除效果。结果表明:亚铁添加强化了湿地基质对铵态氮的吸附能力和硝化作用,也减少了水中硝态氮的积累,促进氮素的去除,其中150 mg/L的亚铁添加基质对总氮和铵态氮的去除效果最好,其48 h去除率分别为29.24%和33.66%;而100 mg/L的亚铁添加对硝态氮去除效果较好,其去除率可达37.16%,但是由于硝态氮异化还原成铵过程的存在,使总氮的去除效果下降。基质对铵态氮去除效应中COD的去除效果明显低于基质对硝态氮去除效应中COD的去除效果,这说明厌氧环境有利于COD的去除。本研究结果可为改进人工湿地去除污染物能力提供理论依据。     

农田土壤N2O排放的关键过程及影响因素

一氧化二氮 (N₂O) 作为重要的温室气体之一,在全球气候变化研究中引人关注。随着氮肥使用量的增加,农田土壤N₂O排放已经成为全球关注和研究的热点。人们普遍认为土壤硝化、反硝化过程是N₂O产生的两个主导途径,而诸如施肥、灌水等农田管理措施以及土壤pH、温度等环境因子均会影响农田土壤N₂O产生和排放。本文系统论述了土壤N₂O产生的各主要途径,并综述了氮源、碳源、水分含量、氧气含量、土壤pH和温度以及其他调控因子对N₂O排放的影响,旨在阐明各过程对N₂O排放的产生机制及主要环境因子的影响,以期为后续研究提供参考和理论依据。农田土壤硝化过程本身对N₂O排放的直接贡献较小,N₂O产生的主要来源是包含硝化细菌的反硝化、硝化–反硝化耦合作用在内的生物反硝化过程。真菌反硝化和化学反硝化在酸性土壤以及硝酸异化还原成铵过程在高有机质和厌氧土壤环境中对N₂O排放具有重要作用。未来研究可从农田土壤N₂O的产生和消耗机制、降低N₂O/N₂产物比、N₂O的还原过程及相关影响因素进行深入研究。此外,利用新技术方法,探究土壤物理、化学和生物学因素对氮素转化过程的影响,重点关注N₂O峰值排放及相关联微生物的响应,并构建土壤氮素平衡和N₂O排放模型,可进一步加深对农田土壤N₂O排放机制和影响因素的理解。     

不同酸碱性紫色土的硝化活性及微生物群落组成

为研究紫色土中的硝化作用、总微生物和硝化微生物的群落结构,以重庆永川的酸性紫色土(p H=5.3)和中性紫色土(p H=7.2)以及四川盐亭的石灰性紫色土(p H=8.5)为研究对象,采用稳定性同位素标记技术进行培养实验,并通过Miseq测序对三种紫色土微生物群落结构进行分析。每种土样共设有三种处理,包括~(13)CO_2标记处理、~(12)CO_2对照处理和~(13)CO_2+C_2H_2对照处理。结果表明,中性紫色土(p H=7.2)和石灰性紫色土(p H=8.5)经过56 d的培养后发生了强烈的硝化作用,而酸性紫色土(p H=5.3)中未发生明显的硝化作用,并且硝化作用类型都以自养硝化为主。三种紫色土中都存在着变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),其中变形菌门在三种紫色土中都大约占有20%的比例。中性紫色土和石灰性紫色土各处理中硝化螺旋菌门(Nitrospirae)百分比大于酸性紫色土各处理。三种紫色土各处理中的氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria,AOB)主要以亚硝化螺菌属(Nitrosospira)为主,亚硝酸氧化细菌(Nitrite-oxidizing bacteria,NOB)主要以硝化螺菌属(Nitrospira)为主。且NOB/AOB的值在三种紫色土各处理中最高可达到13,这意味着全程氨氧化细菌(Comammox)可能在紫色土的硝化作用中占据重要贡献。     

设施和露天栽培下有机菜地土壤氮素矿化和硝化作用的比较研究

矿化作用和硝化作用是土壤氮素转化的主要途径,通过室内培养试验,对设施和露天栽培方式下有机菜地土壤氮素的矿化与硝化作用进行了比较研究.结果表明,除培养第1d外,设施有机菜地土壤氮素矿化量、矿化率在整个培养期间都显著高于露天有机菜地土壤;设施有机菜地土壤硝化量、硝化率在培养前两周内高于露天有机菜地土壤;设施有机菜地土壤矿化与硝化作用总体比露天有机菜地土壤强烈.矿化作用可能与全氮、C/N、微牛物活性关系密切,而硝化作用强弱可能与微生物活性有关.无论施肥与否,设施有机菜地土壤N2O排放速率在培养期间总体高于露天有机菜地土壤,前者N2O累积排放量显著高于后者,这可能与土壤C/N有关.