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。

开放式大气CO_2浓度增高对水稻土反硝化活性的影响

利用江都市小记镇的稻-麦轮作FACE平台,研究大气CO2浓度增高对农田反硝化活性的影响.在2005年水稻生长季研究不同施肥(施常规氮量和低氮量)、不同秸秆还田(秸秆半还田、秸秆不还田)处理土壤中的反硝化细菌数量、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性在大气CO2浓度升高(FACE)条件下随时间的变化情况,并且在拔节期测定对照及FACE土壤的反硝化潜势.结果表明:CO2浓度增高对水稻生长各时期的土壤反硝化细菌数量具有一定的抑制作用,这种抑制作用在常规氮肥施用及秸秆不还田情形下最为显著(P<0.01).FACE对硝酸还原酶和亚硝酸还原酶活性几乎没有影响.对反硝化潜势的研究发现,在低氮与常氮施用条件下,FACE土壤的反硝化潜势分别为对照土壤的84.21%和97.46%.通过与土壤理化性质的相关性研究,认为主要是因为FACE促进植物生长和土壤中的微生物活性,反硝化微生物在竞争中受到抑制,使得反硝化活性降低.

农田土壤剖面反硝化活性及其影响因素的研究

用培育法研究了我国3种农田土壤剖面各层土壤的反硝化活性及其影响因素。结果表明，潮土剖面各层上壤中以0～20cm土壤的反硝化活性为最高，培育20天时的反硝化活性达到49％，而下层土壤的反硝化活性，除52～65cm土层外，则都很低；加葡萄糖或肥土清液，明显地提高了各层土壤的反硝化活性，且以前者的作用更大些，但加磷则无此作用。黄泥土（中等肥力）剖面中各层土壤的反硝化活性，也以0～20cm土壤为最高。培育20天时的反硝化活性达到74％，随剖面深度的加深，反硝化活性逐渐减小。加葡萄糖和肥土清液对表土的反硝化活性没有明显的影响，却明显地提高了40～100cm各层土壤的反硝化活性。但加磷对各层土壤的反硝化活性则都无明显的影响。红壤（花生地）剖面中各层土壤的反硝化活性都极低。加葡萄糖或肥土清液能提高表土的反硝化活性，但对其下各层土壤的反硝化活性却没有影响。加磷未能提高各层土壤的反硝化活性。相关分析表明，培育20天土壤反硝化活性与土壤有机质含量呈极显著的正相关（r＝0．827^(**)），而与土壤速效磷含量和土壤pH无此相关性。

活性砂反硝化系统调试技术研究

文章详细介绍了广东省某污水厂提标改造三期工程中活性砂反硝化系统的调试技术。研究目的是提高污水处理效率,特别是在脱氮除磷方面,采用了碳源投加、混凝加药及反硝化型连续流砂过滤器工艺,确保出水水质满足要求。文章不仅讨论了系统的装配和运行调试,还强调了运行过程中的关键步骤,如滤砂沉降速度监测和清洗水流速调试。研究表明,合理的调试和操作可以有效提升系统的处理能力,确保污水处理高效与稳定。

农药污染对水稻田土壤反硝化细菌种群数量及其活性的影响

在实验室条件下,研究了农药污染对水稻田土壤反硝化细菌(Denitrifying bacteria,DNB)种群数量及其反硝化活性的影响.结果表明,紫色稻田土壤、黄松稻田土壤和红壤稻田土的DNB种群数量范围分别为59.04 x 104～157.59×104、42.89×104～108.97×104和32.14×104～75.30×104 cfu·g-1.稻田土DNB种群数量和土壤NO3-的消耗量之间具有正相关性.在1kg干土中加入1 mg丁草胺或呋喃丹,能刺激DNB的生长及其反硝化活性.在1 kg干土中加入5 mg多菌灵、10 mg丁草胺或呋喃丹,对DNB的生长及其反硝化活性有明显的抑制作用,丁草胺和呋哺丹施后7 d,多菌灵施后14 d,对水稻田土壤的DNB种群数量和反硝化活性抑制作用达到最大,然后逐渐减轻,最后呈现一定的促进作用.

Cr^(3+)污染对稻田土壤的反硝化细菌种群数量及其活性影响的研究

在实验室条件下,对黄松稻田土壤、紫色稻田土壤和红壤稻田土的反硝化细菌(DenitrifyingBacteria,DNB)种群数量及其反硝化活性,以及Cr2(SO4)3·6H2O处理4周后Cr3+污染对DNB种群数量及其反硝化活性影响进行了研究。结果表明,紫色稻田土壤、黄松稻田土壤和红壤稻田土的DNB种群数量每克干土分别为(59.04～157.59)×104cfu、(42.89～108.97)×104cfu和(32.14～75.30)×104cfu。在每千克干土中加入200mgCr3+时,对稻田土的DNB种群数量及其活性有明显的抑制作用,但稻田土壤还能通过自身的能力,在培养3周后完全恢复稻田土壤的DNB种群数量及其活性。随着Cr3+加入量的增加,Cr3+对DNB的毒性越来越大,稻田土壤通过自身来恢复DNB种群数量及其活性越来越困难,但可通过外界力量(如调节土壤pH)逐渐恢复稻田土壤的生物活性。

河岸林土壤好氧反硝化菌的分离及活性初探

[目的]好氧反硝化菌可在有氧条件下,将硝酸盐还原,释放N2O,减少富氮对土壤的危害。本研究旨在探明河岸林土壤中是否存有好氧反硝化菌。[方法]以文峪河上游毗邻农田河岸林土壤为材料,采用土壤稀释、涂布划线、滴加格利斯及二苯胺试剂显色等方法分离筛选菌株,采用16SrDNA基因序列同源性分析鉴定;在灭菌土壤中接种筛选所得菌株培养,并测定硝态氮、铵态氮、亚硝态氮含量变化来分析其活性。[结果]获得3株反硝化菌(编号:df3、df7、df14),鉴定命名为Psueadomonas sp.DF3,Alicaligenes sp.DF7,Klebsiellasp.DF14。活性分析显示:接种3株菌土壤硝态氮明显减少,且接种df3和df7土壤中具亚硝态氮。[结论]样品土壤中存在好氧反硝化活性菌株,具有重要科学研究意义。

贵阳次生林不同演替阶段土壤微生物生物量与反硝化酶活性的研究

土壤营养元素赋存状态和微生物活性是喀斯特地区生态恢复的关键质量指标,温室气体N2O的排放是全球变暖的重要因子。研究了雨季贵阳不同演替阶段森林表层土壤(0～10cm)微生物生物量(SMB)、反硝化酶活性(DEA)、无机氮(N)库和N转化特征,并与玉米地、茂兰喀斯特原始森林土壤做了对比分析。结果表明,微生物群落对土壤水分条件响应强烈,土壤有效N的增加有助于微生物群落的增长,土壤N转化速率越快,微生物N同化作用越低。人为干扰(火烧和农业活动)会增加或降低土壤SMB、增加潜在的气态N流失。总的来说,不同演替阶段土壤SMB、DEA和土壤N库均有显著差异,随植被恢复土壤SMB呈上升趋势,温室气体N2O的排放量呈下降趋势,气态N流失形态从N2O转变为N2,N循环过程趋于优化,表明自发演替是退化喀斯特森林恢复的可靠方式。

土壤中反硝化酶活性变化与N_2O排放的关系

研究施肥条件下，土壤反硝化酶活性硝酸还原酶（ＮＲ）活性、亚硝酸还原酶（ＮｉＲ）活性及羟胺还原酶（ＨｙＲ）活性在玉米生长季节中的变化及其与土壤含水量、硝态氮含量、Ｎ２Ｏ排放之间的关系．结果表明，３种还原酶都有明显的季节变化规律并受土壤水分含量及施肥的影响．通过研究３种反硝化酶活性与土壤含水量及Ｎ２Ｏ排放量之间的关系后指出。

高效能反硝化生物活性填料的制备研究

高效能反硝化生物活性填料的制备技术是目前国内外污水反硝化脱氮研究领域的新热点.本文采用包埋法将反硝化细菌分别固定于PVA网格载体和聚氨酯载体,制备得二种不同形式的反硝化生物活性填料,并比较了它们及活性污泥对反硝化细菌反硝化率的影响.结果表明,PVA网格填料包埋后反硝化速率能达到110 mg/L·h左右,聚氨酯填料包埋能达到88 mg/L·h,两种填料相比较,PVA网格填料比聚氨酯填料包埋更加高效.

同位素质谱法对土壤反硝化酶活性的测定研究

在评价硝化抑制剂的作用效果时,需要确认此硝化抑制剂对反硝化过程有无影响。而对此过程的确认是通过反硝化酶活性(denitrifying enzyme activity,简写为DEA)的测定来实现的。采用加入同位素标记底物结合同位素质谱仪来测定新型硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐作用下的反硝化酶活性。结果表明,此新型方法能够较准确的测定培养体系中的N2O的浓度,与气相色谱法的测定结果具有良好的相关性(MSN2O=-0.45+1.03GCN2O,R2=0.995)。通过测定15N2O和15N2的丰度能够较好的区分2种反硝化酶活性(硝酸还原酶和N2O还原酶),且克服了传统测定中需要加入乙炔作为酶抑制剂的弊端。对DMPP作用下土壤反硝化酶的测定表明,DMPP对反硝化酶无显著影响,说明DMPP在使用中不会影响土壤中的反硝化过程。

基于六偏磷酸钠-Fe^(2+)的铁盐脱氮反应器运行性能及微生物学特征研究

以实验室高效反硝化反应器中的反硝化污泥作为接种污泥,启动自养型六偏磷酸钠-Fe^(2+)脱氮反应器,试验采用模拟废水通过88 d的不间断运行,研究了铁盐脱氮工艺的脱氮效能及其微生物学特性。结果表明,当反应器硝态氮容积负荷为0.42 kg/(m^(3)·d)时,最高稳定氮去除负荷为0.41 kg/(m^(3)·d);当Fe^(2+)容积负荷为4.92 kg/(m^(3)·d)时,最大铁去除负荷为2.77 kg/(m^(3)·d)。反应器稳定运行时硝态氮、Fe^(2+)的去除率分别达94.6%、52.6%,最佳效能可维持28 d。反应器运行到第82天时,颗粒污泥由黄色变为灰褐色,颗粒解体,污泥比活性逐渐升高,比反硝化活性由0.71 mg[N]/(g[VSS]·h)升高到2.3 mg[N]/(g[VSS]·h),同比上升224%;比铁氧化活性由7.3 mg[Fe]/(g[VSS]·h)升高到15 mg[Fe]/(g[VSS]·h),同比上升105%。六偏磷酸钠-Fe^(2+)脱氮作为一种新型自养反硝化技术,不仅增强了活细菌的生物活性和反硝化活性,还延长了铁盐脱氮污泥反硝化的高效期。

硝酸盐对土壤反硝化活性及蒽厌氧降解的影响

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)在土壤中的反硝化降解是其厌氧去除的重要途径之一,但严格厌氧条件下反硝化电子受体(硝酸盐)对土壤反硝化活性及PAHs降解影响的报道还不多见.通过添加硝酸盐和蒽的厌氧微宇宙培养实验,探讨厌氧条件下硝酸盐对土壤蒽的厌氧降解及反硝化活性的影响.设置了不添加(N0)和添加硝酸盐(N30:30mg·kg^(-1))的两组处理,每组处理分别含3个蒽浓度(A0:0 mg·kg^(-1)、A15:15 mg·kg^(-1)、A30:30 mg·kg^(-1)),共6个处理(N_0A_0、N_0A_(15)、N_0A_(30)、N_(30)A_0、N_(30)A_(15)、N_(30)A_(30)).厌氧条件下25℃黑暗培养45 d,并于第3、7、15及45 d测定土壤N2O和CO2的产生速率、反硝化相关功能基因(nar G、nir K、nir S)丰度及蒽含量.结果表明,在培养第3 d检测到较强的反硝化活性,且硝酸盐及蒽均能显著促进土壤的反硝化酶活性.随着培养时间的延续,各处理中土壤反硝化活性急剧下降,蒽对土壤反硝化活性却表现出明显的抑制作用.方差分析的结果也表明,硝酸盐、蒽及其交互作用均能显著影响土壤的反硝化活性.3种反硝化功能基因中,只有narG和nirS基因的丰度在培养期间呈现逐渐升高的趋势,且它们能够受到硝酸盐、蒽及其交互作用的显著影响.厌氧条件下土壤蒽的最终去除率在33.83%~55.01%之间,添加硝酸盐对土壤蒽的去除率和降解速率均无显著影响,但高蒽含量(N_0A_(30)、N_(30)A_(30))处理的降解速率显著高于低蒽含量(N_0A_(15)、N_(30)A_(15))处理(P<0.05).综上,硝酸盐的添加能显著影响土壤的反硝化活性及与反硝化相关的narG和nirS基因的丰度,但对土壤蒽的厌氧降解无显著影响.

4种重金属污染对稻田土反硝化细菌的影响

在实验室条件下,研究Cd2+、As5+、Cu2+和Pb2+处理黄松稻田土、紫色稻田土和红壤稻田土后,4周内重金属污染对反硝化细菌种群数量及其反硝化活性的影响.结果表明,在1kg干土中加入0.5mg Cd2+、30mg As5+、50mg Cu2+和200mg Pb2+时,对稻田土反硝化细菌种群数量及其活性有促进作用,加入Cd2+、As5+、Cu2+和Pb2+分别超过1.0,60,500,400mg/kg干土时,对稻田土反硝化细菌种群数量及其活性有明显抑制作用.但反硝化细菌种群数量及其活性能逐渐恢复并接近对照水平,重金属污染越重,恢复所需的时间也越长.同一种重金属元素对不同水稻田土的反硝化细菌种群数量及其活性的影响也有差异.

小麦苗期根系分泌物对根际反硝化细菌的影响

本文通过无菌水培试验，研究了两种不同基因型小麦苗期根系分泌物对反硝化细菌优势种生长量和反硝化活性的影响。结果表明：两种不同基因型的小麦根系对反硝化细菌均有明显的根际效应，其菌数和反硝化活性又以郑引１号大于宝丰７２２８；根分泌物中氨基酸组分两者相似，但其总量也以郑引１号大于宝丰７２２８，对根际反硝化细菌产生直接影响。而反硝化活性不受菌株耐药标记的影响。

人工湿地高效好氧反硝化菌的分离鉴定及反硝化特性研究

从增氧型复合垂直流人工湿地中采集样品,利用间歇曝气法富集好氧反硝化菌,并进行分离纯化,共得到10株好氧反硝化菌。其中编号为B13的菌株在初始硝态氮含量为277.23mg·L-1、碳氮比为5的条件下,24h的硝态氮去除率达92.80%,亚硝态氮积累只有12.57mg·L-1,脱氮速率达到20.58mg·L-·1h-1。16S rDNA序列分析表明,该菌与Pseudomonas stutzeri同源性达100%。选用四因素三水平L(934)正交试验表设计实验,通过测定对硝态氮去除能力和亚硝态氮的积累量,研究碳源、碳氮比(C/N)、pH以及溶解氧含量(DO)4种不同因素对B13号菌株好氧反硝化性能的影响。结果表明,该菌株对硝态氮的去除率最大可达99.88%,几乎没有亚硝态氮积累。对硝态氮去除率影响最大的因素为碳氮比,其次为pH,溶解氧含量和碳源。对应的最优条件是碳源为葡萄糖,碳氮比为10,pH为9,溶解氧含量为1.84～3.57mg·L-1。

活性砂反硝化滤池工艺提标改造污水处理厂

清远某污水处理厂提标改造工程总规模为1.0×10^(4)m^(3)/d,现状主体工艺为A/A/O微曝氧化沟+紫外消毒,考虑到污水处理厂本身用地紧张,要求停产时间短、低运行费用的特点,其提标改造工艺采用活性砂反硝化滤池工艺,改造后的出水水质稳定达到广东省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)中规定的城镇二级污水处理厂第二时段一级排放标准和国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准中较严者。本文详细介绍了该提标改造工程的工艺流程、建构筑物及其配套设备设计参数,可供相关工程参考。

不同放牧强度下土壤氨氧化和反硝化微生物的变化特征

土壤硝化及反硝化功能微生物在氮素可利用性、硝酸盐淋溶和氧化亚氮温室气体排放等方面起着关键作用,在指示不同放牧强度对生态系统的影响及预测草地生态系统退化状况等方面具有重要意义。以内蒙古干旱半干旱草原不同放牧强度(轻度、中度和重度)的长期试验样地为对象,应用定量PCR和限制性末端片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)的方法,研究土壤氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)、氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和反硝化细菌的丰度、群落结构和多样性对不同放牧强度的响应。结果表明,土壤p H和铵态氮含量分别在7.90—8.18和6.37—35.92 mg/kg之间,中度放牧处理显著增高了土壤pH(P=0.03),而铵态氮含量在重度放牧处理中最高(P=0.02)。不同放牧强度下土壤异养呼吸相比未放牧处理均显著降低(P=0.02)。土壤AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度范围分别为每克干土(4.94—7.60)×10~9个拷贝数和(0.68—3.75)×10~6个拷贝数,放牧处理对AOA-amoA基因丰度无显著影响,中度放牧处理显著降低了AOB-amoA基因丰度(P=0.04);反硝化微生物nosZ基因丰度随在轻度放牧处理中最低(P=0.03)。土壤铵态氮含量是影响AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度的主要因子,而nosZ基因丰度主要受反硝化底物含量及土壤通气状况的影响。冗余分析表明由放牧所引起的可利用性氮含量的变化是导致氨氧化和反硝化微生物群落结构显著变化的主要因素。

文峪河上游河岸带不同植被类型土壤nirS反硝化菌群结构及功能

以文峪河上游河岸带不同演替阶段的8种植被类型五花草甸(WH)、沙棘林(HR)、柳树林(SS)、山杨林(PC)、山杨白桦林(PQ)、山杨白桦落叶松林(PQL)、落叶松云杉林(LP)和云杉林(PM)土壤为研究对象,采用高通量测序技术测定nirS反硝化细菌群落组成及相对丰度,乙炔抑制法测定反硝化酶活性(DEA)。对其土壤理化性质及反硝化细菌群落组成及相对丰度进行方差分析,采用冗余分析(RDA)和Spearman相关性分析不同植被类型及土层反硝化细菌群落结构及功能及土壤理化因子的关联性。结果表明:1)不同植被类型及土层土壤理化因子存在显著差异,柳树林(SS)0—15 cm土层硝态氮(NO+3-N)含量显著高于其他植被类型各土层;2)土壤反硝化菌群多样性指数在五花草甸(WH)、山杨白桦林(PQ)和云杉林(PM)中较其他植被类型高;3)沙棘林(HR)及柳树林(SS)反硝化酶活性(DEA)显著高于其他植被类型;4)不同植被类型反硝化优势菌群分布存在显著差异及特异性,如浮霉菌门(Planctomycetes)仅在落叶松云杉混交林(LP)和云杉林(PM)植被类型15—30 cm土层中分布;5)土壤pH、土壤有机碳(SOC)、土壤铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO+3-N)等是影响土壤反硝化细菌群落结构及组成的重要因子,其中土壤铵态氮和硝态氮含量变化是导致土壤反硝化菌群多样性和反硝化酶活性差异的关键因子。本研究揭示了文峪河上游河岸带不同植被类型土壤反硝化细菌群落结构及功能的变化和分布特征,为进一步研究该区域河岸带氮素循环及水体污染防治提供重要参考依据。

水分和温度对旱地红壤硝化活力和反硝化活力的影响

采集第四纪红色粘土发育和第三纪红砂岩发育的红壤,分别在4C冰箱内保存(O),室温下湿润(M)和淹水(F)培养110天后测定硝化细菌、反硝化细菌、硝化势、反硝化势和反硝化酶活性。结果表明,低温有利于保持硝化细菌和反硝化细菌的数量,但显著抑制它们的硝化和反硝化活力。湿润有利于保持硝化细菌的硝化活力,而淹水则有利于保持反硝化细菌的反硝化活力,但均不利于硝化细菌和反硝细菌的存活。由此说明,不同的研究目的和需要测定的项目,应采用不同的土壤样本保存方法。