牛粪对双孢菇菌渣堆肥过程中碳氮转化及真菌群落的影响

为揭示牛粪对双孢菇菌渣堆肥过程中真菌群落动态及其对碳氮转化的影响,使用高通量测序技术探索了牛粪和菌渣堆肥过程中真菌群落组成、结构的变化,利用生物信息学的方法分析了真菌群落及其与碳、氮组分间的相互作用关系。以牛粪和菌渣作为研究对象,采用条垛式堆肥的方法共堆肥42 d,设CK(100%双孢菇菌渣)和CD(双孢菇菌渣∶牛粪=7∶3)两个处理。结果表明:CD处理比CK堆肥总有机碳(TOC)降低2.17%,腐熟期碳、氮分别提高48.69%和4.01%,发芽指数(GI)提高49.33%。添加牛粪提高了菌渣堆肥中真菌群落丰富度和多样性,堆体温度高且高温期延长23 d;子囊菌门和担子菌门是两处理的优势菌门;CD处理食线虫菌属(Duddingtonia)、Coprinellus、鬼伞属(Coprinopsis)、细粒嗜热菌属(Thermomyces)的相对丰度均高于CK,有利于碳氮转化。利用Pearson相关系数构建网络模型,分析筛选出与碳氮转化相关的核心真菌属,CD处理有2个与TOC相关的核心真菌属(50%正相关),CK处理中有7个属与TOC相关(28.6%正相关)。菌渣牛粪联合堆肥真菌共现网络的关联性和复杂性更高,真菌群落间竞争减弱,平均路径长度较低,网络更敏感。菌渣堆肥添加牛粪可改变核心真菌与TOC和总氮(TN)间的关系,在CD处理中TOC核心菌与TOC呈正相关,而在CK处理中呈负相关。两处理TN核心菌与TN间均呈显著正相关关系,与TOC负相关。研究表明,菌渣与牛粪联合可使堆体快速升温,延长堆体的高温期,核心真菌通过增加与其他微生物的相互作用,影响碳氮转化,降低TOC损失率,提高堆肥品质。

UV-B增强后秸秆还田分解对土壤氮转化微生物及酶活性的影响

为明确UV-B辐射增强对水稻秸秆化学成分的影响,阐释UV-B辐射增强后秸秆还田分解特征及其对稻田土壤氮素转化的间接效应,本研究在元阳梯田(海拔1600 m)开展大田试验,以当地水稻品种白脚老粳为研究对象,研究UV-B辐射增强(5.00kJ·m^(-2))对水稻秸秆化学成分及其还田后秸秆降解、土壤氮素转化的影响。结果表明:UV-B辐射增强显著降低水稻秸秆纤维素含量,增加木质素含量,提高秸秆木质素/氮;并导致秸秆纤维素、木质素、总氮的降解速率总体降低,最大降幅分别达38.7%、18.1%、25.8%。与自然光照秸秆相比,UV-B辐射后的秸秆还田显著降低土壤固氮细菌、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌数量,增加土壤蛋白酶、氨单加氧酶、硝酸还原酶活性,提高土壤硝化和反硝化速率。相关性分析表明,秸秆木质素/氮与秸秆降解速率呈极显著负相关;秸秆纤维素、木质素、总氮降解速率与硝酸还原酶活性呈显著正相关,后者又与N_(2)O排放通量呈显著正相关;硝化细菌数量与NO_(3)^(-)-N含量呈负相关。研究表明,UV-B辐射增强通过提高秸秆木质素/氮,抑制秸秆纤维素、木质素、总氮降解,减少土壤氨化细菌数量,增加氨单加氧酶和硝酸还原酶活性,从而促进土壤NH_(4)^(+)-N向NO_(3)^(-)-N转化,导致N2O排放通量增加。

亚热带森林转换对土壤氮转化关键功能微生物群落的影响

近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林。氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程。然而,目前亚热带森林转换对土壤N转化微生物群落的影响仍不清晰。以湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站内典型次生林(CS)及由其转换而成的油茶(YC)、黄桃(HT)、杨梅(YM)和杉木(SM)四种人工林为研究对象,采用实时荧光定量PCR和高通量测序等方法,研究了各林分土壤性质、固N菌和氨氧化微生物功能基因丰度、群落特征及相互关系,旨在探讨亚热带森林转换后土壤N转化关键过程(固N和氨氧化作用)的功能微生物群落变化及驱动因素。结果表明:森林转换显著改变了土壤碳(C)、N含量,降低了土壤nifH基因丰度、固N菌和氨氧化细菌的群落α多样性,但提高了氨氧化微生物amoA基因丰度和氨氧化古菌的群落α多样性;并且,森林转换通过改变各功能微生物优势菌群(如变形菌、蓝细菌、泉古菌和奇古菌等)的相对丰度,显著影响了土壤固N菌和氨氧化微生物的群落组成;冗余分析和结构方程模型表明,土壤有机碳、全氮、铵态氮含量和pH是驱动土壤固N菌和氨氧化微生物群落变化的关键因素。森林转换后,合理的施肥方式有利于人工林土壤固N菌和氨氧化微生物的群落恢复。研究结果为转换后单一人工林土壤养分恢复、生产力的提高和可持续经营提供了科学依据。

亚热带森林不同类型土壤净氮转化对温度和湿度的响应

为研究我国亚热带森林不同土壤净氮转化速率对温度和湿度的响应特征,本研究以广西广泛分布的酸性红壤与中性石灰土2种森林土壤为研究对象,通过土壤培养对比研究2种森林土壤净氨化、净硝化和净矿化速率对温度(5、15、25、35℃)和湿度(含水量分别为饱和持水量(WHC)的20%、40%、60%、80%)的响应。结果表明:2种土壤净氮转化速率对温度变化有较强的响应。酸性红壤的净氨化、净硝化和净矿化速率均随温度上升而降低,导致土壤净氮供应能力降低;相反地,中性石灰土的净硝化和净矿化速率随温度上升而增大,土壤有效氮通量增加,氮淋溶风险随之增加。土壤氮转化的温度敏感性(Q_(10)值)分析表明,酸性红壤净氨化和净矿化速率的温度敏感区间为25~35℃;酸性红壤硝化速率和石灰土各净氮转化速率的敏感区间为15~25℃。土壤湿度增大促进了石灰土净硝化和净矿化速率,但对红壤的各净氮转化速率无显著影响。土壤钙含量对不同温度下氮转化速率有最高的解释率(28.0%)。因此,在全球变暖大背景下,在对亚热带森林保育、恢复及土地利用管理中,需重视不同土壤类型间氮转化对气候变化响应的差异性。

氨/煤气流床半气化燃烧及氮转化特性实验研究

氨气(NH_(3))作为零碳富氢燃料,在燃煤锅炉中掺烧NH_(3)是从燃烧源减少碳排放的有效途径,但会带来NO_(x)排放升高和煤粉燃尽变差等问题。为实现燃煤锅炉掺烧NH_(3)的低NO_(x)排放,在自行搭建的气流床半气化燃烧实验台上探究了气化炉掺烧20%的NH_(3)(G-20%NH_(3))和燃烧室掺烧20%的NH_(3)(C-20%NH_(3))中燃料氮的转化和NO_(x)排放特性。研究发现,气化炉内掺烧NH_(3)会降低炉膛温度,但对煤粉的气化反应影响较小,与纯煤工况相比,煤氮的转化率仅降低了3.64%,挥发分和固定碳转化率分别仅降低了0.70%和2.54%。在气化炉掺烧NH_(3)中,NH_(3)在气化炉中的转化率可达69.55%。气化炉内总燃料氮向N_(2)的转化率为68.88%,其中NH_(3)-N向N_(2)的转化率为67.73%。同时,气化炉掺烧NH_(3)促进了煤-N和NH_(3)-N向HCN的转化,转化率为0.36%。气化炉中煤粉的热解促进了NH_(3)的热解,相较于纯煤,气化炉掺烧NH_(3)使气化炉出口H_(2)体积分数升高了69.23%。掺烧NH_(3)降低了燃烧室燃烧初期的温度分布。相较于纯煤,气化炉和燃烧室掺烧NH_(3)使燃烧室的温度峰值分别降低了46℃和62℃。但是,掺烧NH_(3)推迟了气化半焦的燃烧,增加了燃尽区的温度。气化炉和燃烧室掺烧NH_(3)中燃尽区平均温度比纯煤工况分别升高了135.8℃和72.8℃,促进了煤粉的燃尽。其中燃烧室掺烧NH_(3)的促进效果更为显著,相较于纯煤,C-20%NH_(3)中飞灰含碳降低了1.8%。但气化炉掺烧NH_(3)更有利于降低NO_(x)排放,相较于C-20%NH_(3),G-20%NH_(3)的NO排放降低了23.51%。

氮肥施用下蚯蚓活动对农田氮转化影响的Meta分析

蚯蚓在自然土壤中既能促进植物氮(N)素利用、增加土壤N固持,也会导致土壤N素气逸和淋溶损失,但农田土壤中持续的N肥施用如何影响蚯蚓的这些作用却并不清楚。因此,本研究提取了52篇文献中的202对数据,利用Meta分析从N肥类型、施肥量和施肥方式3个方面进行研究,评估N肥施用下蚯蚓活动对农田N转化的影响。总体结果表明,N肥施用下蚯蚓活动显著增加了作物生物量(地上部、地下部分别增加了12.00%、19.30%)及作物总氮(TN)含量(地上部、地下部分别增加了20.35%、21.06%),显著增加了土壤可利用N(9.16%)、微生物生物量氮(MBN,23.19%)及脲酶活性(23.73%),但与此同时也导致土壤氧化亚氮(N_(2)O)排放和N淋溶增加了16.41%和16.15%。蚯蚓活动对不同肥料类型、施肥量及施肥方式下土壤N转化过程的影响不同。有机-无机N肥配施时,蚯蚓活动对作物生物量和TN含量均有显著的促进作用(地上部、地下部生物量分别增加了17.90%、18.03%;地上部、地下部TN含量分别增加了37.62%、25.76%);无论N肥施用量为多少,蚯蚓活动均显著增加了作物地上部生物量和地上部TN含量,但对其他指标无显著影响;N肥深施时,蚯蚓活动显著增加了作物生物量(地上部、地下部生物量分别增加了16.75%、22.75%)、TN含量(地上部、地下部TN含量分别增加了33.24%、27.62%)和微生物活性(MBN、脲酶分别增加了27.87%、28.21%),而N肥表施时,蚯蚓活动仅显著增加了土壤可利用N含量(17.56%)和脲酶活性(9.03%)。蚯蚓活动显著增加生态系统多功能性(5.93%)。N肥深施相比N肥表施更有助于充分发挥蚯蚓在农田土壤N转化过程中的积极作用,而N肥类型和施用量对蚯蚓诱导的N转化过程的综合作用并无显著影响。

生物炭对土壤中氮转化的影响

为了进一步理清生物炭对土壤中氮转化的影响与机制,在知网数据库中以生物炭、氮转化等为关键词搜索相关文献,进行总结归纳。结果表明,多数研究发现,土壤中加入生物炭可促进硝化速率的提升、抑制土壤反硝化速率、提高氮肥利用率及土壤对铵态氮和硝态氮的固持作用等。但也有研究表明,土壤中加入生物炭会使土壤N_(2)O排放速率升高,降低土壤硝化速率,这主要与土壤类型及其含水孔隙率、生物炭类型等密切相关。探讨了生物炭对土壤氮循环影响的研究趋势、重点领域及主要成果,提出了一些新的研究方法,为深入理解生物炭对土壤理化性质变化的影响机理及其在现代农业发展中的应用提供参考。

香蕉间作绿肥对土壤氮转化及叶片酶活性的影响

为探明豆科绿肥与香蕉间作下的土壤氮转化及氮代谢的变化规律,本研究采用盆栽试验,设置单作香蕉(Mimosa nana)、间作白三叶草(Trifolium repens)、间作草木樨(Melilotus officinalis)、间作黑麦草(Lolium perenne)4个处理,测定不同时期的土壤养分含量及氮代谢关键酶的变化。结果表明:香蕉与豆科绿肥间作的土壤p H、有机质、碱解氮、全氮、有效磷和速效钾的含量均有不同程度的提高,同时也提高了土壤中铵态氮、硝态氮的含量,增加了土壤中氮素的净矿化速率和净硝化速率。与单作香蕉相比,间种豆科绿肥后,香蕉叶片的硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)及谷氨酰酸合成酶(GS)的活性均有明显提高。土壤铵态氮、硝态氮与亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)间表现出显著的正相关关系。

芘对土壤微生物氮转化功能菌群的影响特征

通过构建好氧降解微环境,分析环境浓度下的芘(12.09mg/kg)对土壤酶活性,氮转化全过程以及相关功能微生物的影响.结果发现,芘仅在降解第1d显著促进了脲酶活性,而在降解最初和后期均显著刺激了脱氢酶活性.从细菌群落结构分析可知,由于氨氧化菌(Nitrososphaeraceae)相对丰度的变化,导致花在处理前期对其介导的好氧氨氧化,硝化功能表现为促进作用,在后期表现为抑制作用,而对于固氮细菌(Bradyrhizobium,Mesorhizobium和Ensifer),尿素分解细菌(Roseomonas)以及硝酸盐还原细菌(Opitutus)则作用相反.与微生物群落结构以及相关功能预测的变化不同,功能基因定量分析表明,芘虽在培养初期对固氮基因nifH表现为抑制作用,但nifH的丰度呈增长趋势.结合土壤氨氧化和反硝化过程中关键酶活性及编码基因的变化,芘在培养前期未促进氨氧化过程,但在15d后明显抑制了土壤氨氧化和反硝化过程,其中对氨氧化过程的抑制作用更为显著.本研究阐明了芘对土壤微生物氮转化过程的影响特征,为了解芘的环境风险提供重要参考价值.

岩溶区砂糖桔短期种植对土壤氮转化过程的影响

利用15N同位素成对标记法并结合MCMC数值模型,研究岩溶区乔灌地开垦种植砂糖桔4年后土壤氮转化特征。结果显示:乔灌地开垦种植砂糖桔后,土壤有机氮矿化速率由2.93 mg N·kg^(−1)·d^(−1)显著下降至0.60 mg N·kg^(−1)·d^(−1),土壤无机氮的供应能力降低,土壤有机氮矿化速率与土壤有机碳、全氮和全钙含量呈显著正相关性,与铁、铝、钾和黏粒比例呈显著负相关性;土壤铵态氮微生物同化速率由1.76 mg N·kg^(−1)·d^(−1)显著降低为0.10 mg N·kg^(−1)·d^(−1),在砂糖桔地铵态氮微生物同化速率与有机氮矿化速率的比值仅为0.17。乔灌地土壤自养硝化速率高达11.06 mg N·kg^(−1)·d^(−1),而硝态氮微生物同化作用微弱,硝态氮异化还原速率仅为0.64 mg N·kg^(−1)·d^(−1),导致硝态氮净产生速率达到10.42 mg N·kg^(−1)·d^(−1)。由于土壤铵态氮浓度的降低和施肥导致土壤酸化不利于硝化细菌的活动,自养硝化速率显著降低至1.68 mg N·kg^(−1)·d^(−1)。岩溶区乔灌地开垦种植砂糖桔4年后土壤氮转化速率呈下降趋势。

采伐方式对森林土壤氮初级转化速率和净氮转化速率的影响

[目的]为探明不同采伐方式下森林土壤氮素的释放和保存能力,揭示采伐对森林土壤氮素循环的影响。[方法]本研究通过室内培养试验,采用^(15)N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究了择伐和皆伐方式下寒温带阔叶混交林土壤氮初级转化速率和净氮转化速率特征。[结果]保留带处理土壤氮初级矿化速率、净氮矿化速率、氮初级固定速率、初级硝化速率和净硝化速率分别为4.16、1.86、2.32、0.368和0.343 mg∙kg^(−1)∙d^(−1)。与保留带处理相比,择伐和皆伐处理土壤氮初级矿化速率分别显著降低了32.2%和61.8%,净氮矿化速率分别显著降低了43.1%和61.5%,氮初级固定速率分别显著降低了23.3%和63.4%。择伐对土壤初级硝化速率和净硝化速率没有显著影响,但皆伐处理土壤初级硝化速率和净硝化速率分别显著降低了23.6%和33.3%。相关分析结果表明,土壤有机碳和水溶性有机碳含量的变化是影响氮初级矿化速率和初级固定速率的主要因素,pH是影响硝化速率的主要因素。[结论]皆伐后土壤铵态氮固定速率的下降程度大于初级硝化速率,导致gn/ia和NO_(3)^(−)/NH_(4)^(+)值显著提高,增加了硝态氮淋溶风险。而择伐处理的gn/ia和NO_(3)^(−)/NH_(4)^(+)值与保留带处理没有显著差异,是一种相对可取的森林采伐方式。

尕海湿地区沼泽草甸退化对土壤氮转化酶活性的影响

为探讨高寒湿地退化对土壤氮转化酶活性的影响,以青藏高原东缘尕海湿地未退化(ND)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)和重度退化(HD)4种不同退化程度0~40 cm土层沼泽草甸为研究对象,研究不同退化与土层中土壤氮转化酶(蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶)活性的变化特征及其与土壤理化性质之间的关系。结果表明:1)随沼泽草甸退化程度加剧,土壤含水量、全氮、铵态氮和微生物生物量氮含量均显著降低,土壤温度与硝态氮含量却显著增加。2)随退化程度加剧,各土层土壤脲酶活性增加、蛋白酶活性降低,且仅在20~40 cm土层存在显著差异;硝酸还原酶活性增加、亚硝酸还原酶活性降低,在0~20 cm土层存在显著差异。3)各退化程度中,土壤脲酶、蛋白酶、亚硝酸还原酶活性均随土层深度的增加而显著下降,硝酸还原酶活性仅在HD显著下降。4)退化程度和土层对4种土壤氮转化酶活性均存在显著影响,且对土壤硝酸酶和亚硝酸还原酶活性存在显著交互作用。5)冗余分析表明土壤含水量对土壤氮转化酶活性变化的贡献率高达67.1%,其是驱动尕海沼泽草甸退化演替过程中土壤氮转化酶活性变化的主导因素。研究结果可为高寒湿地生态系统退化中的土壤酶活性变化规律提供理论依据。

生物炭与根际促生菌对辣椒氮素利用率、产量及土壤氮转化的影响

采用大棚划区试验,设置不施氮肥处理(CK),不施氮条件下施用生物炭和根际促生菌处理(PB),常规施氮处理(NN),常规施氮条件下分别施入根际促生菌处理(NP)、生物炭处理(NB)、根际促生菌+生物炭配施处理(NPB),探索了生物炭与根际促生菌对辣椒氮素利用率、产量及土壤氮转化的影响。结果表明,与CK处理相比,施氮、生物炭、根际促生菌相关处理(NN、NP、NB、NPB)整体提高了辣椒植株的氮素累积量、产量及土壤氮转化,不施氮相关处理(PB、CK)效果相当。在施氮处理中,与NN处理相比,NB、NPB处理均增加了辣椒植株各个器官的氮素累积量,调节了土壤氮代谢酶、提高了生育前期的土壤NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N含量及土壤硝化螺旋菌属(Nitrospira)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)的丰度,整体以NPB处理较高;NPB处理的产量、氮素利用率(NUE)最高,比NN处理分别显著提高9.13%、6.57%。相关分析结果表明,植株氮含量、产量、NUE与土壤氮组分、氮代谢酶存在显著或极显著相关关系。生物炭和根际促生菌的联合施用,可增加辣椒根际土壤中氮功能菌的增殖和调控N转化酶的活性,增加土壤氮的有效性,从而提高辣椒植株的氮含量、产量及氮素利用率。

煤掺氨燃烧过程中NO生成特性和氨氮转化行为研究

在实验室小型沉降炉上开展了氨、煤单独燃烧以及掺混燃烧实验,并结合数值模拟探究了氨煤掺烧的NO生成特性、中间反应过程及氨氮转化行为。结果表明,氨煤掺烧工况下的NO生成浓度远高于氨、煤单烧工况,且高于氨、煤单烧工况总和。掺氨比例为45%(热量比值,下同)时,氨煤掺烧NO排放比氨、煤单烧之和提高70.17%;而掺氨比例不变、燃料质量变为2倍后则提高79.36%,说明煤粉与氨掺烧后会导致NO排放升高。模拟结果表明,掺氨后反应器内NO浓度有一个快速增大阶段,此时氨开始氧化生成NO。氨氧化反应与氨还原反应同时发生,由于氨氧化速率始终高于氨还原速率,导致NO浓度升高。氨煤掺烧后,氨燃烧相关反应平均反应速率峰值增大,峰值出现位置提前,促进了氨氮向NO转化。

施氮量对番茄根际土壤细菌群落及氮转化功能的影响

为探究施氮量对番茄根际土壤细菌群落组成、结构和氮转化功能的影响,以设施番茄根际土壤为研究对象,通过盆栽试验,设置不施氮处理(CK,0 kg·hm^(-2))、低氮处理(L,115 kg·hm^(-2))、中氮处理(M,225 kg·hm^(-2))和高氮处理(H,450 kg·hm^(-2)),采用高通量测序技术与FAPROTAX(Functional annotation of prokaryotic taxa)功能预测相结合的方法进行研究。结果表明,放线菌门(Actinobacteria)为主要优势细菌门,相对丰度为35.99%~40.06%,与CK处理相比,M处理放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度显著提高,而H处理放线菌门的相对丰度显著降低。M处理的根际土壤细菌群落中,有益细菌属Gaiella、Geminicoccus、红杆菌属(Solirubrobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)的比例高于其他处理。施氮量变化未对根际土壤细菌群落的α-多样性产生显著影响,但显著改变了氮转化功能类群的比例。FAPROTAX功能预测结果表明施氮提高了根际固氮、硝化和反硝化功能群的比例,而降低了铁呼吸功能群的占比。LEfSe富集分析结果显示,进行硝化作用的硝化杆菌属(Nitrobacter)和硝化螺菌属(Nitrospira)分别在L、M处理中占比较高。施氮显著改变了根际细菌群落结构,土壤硝态氮、全氮和电导率是驱动细菌群落结构变化的主要因子。综上所述,氮肥施用所引起的根际微环境变化改变了根际土壤细菌群落的组成和结构,并影响氮转化关键功能群的比例。225 kg·hm^(-2)的施氮量提高了根际土壤有益细菌的比例,有益于番茄生产。

不同浓度硫酸新霉素对生物絮团氨氮转化速率及抗生素抗性基因的影响

为探究不同浓度硫酸新霉素对于生物絮团处理氨氮及抗生素抗性基因的影响,本实验对生物絮团水质及絮团指标、水体中抗生素含量和生物絮团中6种抗生素抗性基因的含量进行了检测。结果显示:在氨氮转化的速率上,初次加药连续监测显示未添加组(A组)、0.5 mg/L硫酸新霉素组(B组)、1 mg/L硫酸新霉素组(C组)和3 mg/L硫酸新霉素组(D组)的氨氮去除速率分别为(3.88±0.02)mg TAN/(g TSS·h)、(2.22±0.03)mg TAN/(g TSS·h)、(2.17±0.04)mg TAN/(g TSS·h)和(1.72±0.02)mg TAN/(g TSS·h),氨氮去除速率A组>B组>C组>D组。而间隔一个休药期(500℃·d)的第二次加药连续监测显示4个组的氨氮去除速率分别为(2.99±0.08)mg TAN/(g TSS·h)、(2.98±0.03)mg TAN/(g TSS·h)、(2.97±0.08)mg TAN/(g TSS·h)和(5.10±0.03)mg TAN/(g TSS·h),氨氮去除速率D组>A组>B组>C组。对水体抗生素检测发现,两次检测都未能测出水体中硫酸新霉素的存在。对抗生素抗性基因检测发现硫酸新霉素对于aph(3′)-Ia、aph(3′)-Ⅱa、aac(6′)-Ⅰb、aac(3)-Ⅱ这四种基因具有较大的选择和富集的能力。但B组的各抗生素抗性基因的拷贝数均为最低。实验结束后对4个实验组的异养菌菌落数量进行检测,发现了B组的菌群群落数量相较其他3组有明显提升。比较结果表明硫酸新霉素在第一次加药时随着浓度提高,对氨氮转化速率的影响越大。但在第二次加药时,添加的硫酸新霉素浓度对氨氮转化速率无负面影响,而高浓度的硫酸新霉素可以促进生物絮团氨氮的转化,但会显著增加抗生素抗性基因的拷贝数。

基于硫氮转化的PM_(2.5)生成特征初步研究

为研究太原盆地相关地区氮硫转化对PM_(2.5)生成的影响,该研究在2019年10月1日至11月9日于太原盆地南段某城市使用颗粒物化学组分监测仪(ACSM)对当地空气质量进行了观测,研究结果表明:采样期PM_(2.5)、SO_(2)、NO_(2)平均浓度分别为76.40μg/m^(3)、40.80μg/m^(3)、56.03μg/m^(3),污染天SO^(2-)_(4)、NO^(-)_(3)和NH^(+)_(4)(统称SNA)在颗粒物中占比显著高于清洁天。随着颗粒物浓度的上升,NO_(2)/SO_(2)呈降低趋势,NO^(-)_(3)/SO^(2-)_(4)呈现出先升后降,说明污染前期NO^(-)_(3)转化占主导地位,而后期SO^(2-)_(4)转化起着重要作用。采样期间较高的湿度和NH^(+)_(4)浓度均有利于二次转化,当湿度大于80%时,硫的转化占主导。该研究可为太原盆地相关城市PM_(2.5)污染防治工作提供参考。

养殖池塘底泥中恩诺沙星对氮转化的影响

为了研究水产养殖池塘底泥中抗生素残留对氮赋存形态及氮转化功能微生物的影响。选取养殖环境中常见的恩诺沙星(ENR)为目标污染物,设置0、1.0、2.0、5.0 mg/kg 4个梯度开展模拟试验。结果显示:底泥中NH^(+)_(4)-N和NO^(-)_(3)-N含量随试验开展呈下降趋势,添加ENR后,底泥中NO-2-N含量增加7.55%~15.30%;底泥氮转化相关基因中,anammox相对丰度最高,占比60.0%~78.4%。厌氧氨氧化是底泥中氮转化的主要途径,底泥中NH^(+)_(4)-N含量与anammox丰度呈极度负相关;底泥中低含量ENR(1.0 mg/kg)会促进nxrA基因的生长或繁殖,但含量超过2.0 mg/kg时对反硝化基因nirK有明显抑制作用。

石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土氮转化速率差异

为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异,本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象,通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤,开展15N成对标记室内好氧培养试验,并计算土壤各初级氮转化速率。结果表明:水稻分蘖期根际土初级矿化速率(4.45 mg·kg^(-1)·d^(-1))和硝化速率(9.16 mg·kg^(-1)·d^(-1))均显著低于非根际土(P<0.05);水稻成熟期根际土初级矿化速率(6.75 mg·kg^(-1)·d^(-1))和硝化速率(16.86 mg·kg^(-1)·d^(-1))与非根际土无显著差异,但显著高于分蘖期根际土的初级矿化和硝化速率(P<0.05)。水稻分蘖期NH+4-N固定速率显著高于成熟期,其中,分蘖期根际土NH+4-N固定速率为19.75 mg·kg^(-1)·d^(-1),与成熟期根际土相比增加了42.21%;此外,两个生育期的水稻根际土NO-3-N固定速率均显著高于非根际土。水稻分蘖期根际土无机氮总固定速率显著大于有机氮矿化速率,有利于氮素的留存和周转,相应地,初级硝化速率显著降低,减少了土壤NO-3-N损失。研究表明,水稻不同生育期对石灰性水稻土主要氮转化速率的影响具有差异,且这种差异可能受水稻生育期内土壤水分、根系分泌物及无机氮含量变化的调控。

有机无机肥配施对玉米土壤碳氮转化的影响

本文采用大田试验与室内土壤培养相结合的方法,研究了有机无机肥配施对玉米作物根区土壤碳、氮矿化作用等影响。研究结果表明,有机无机肥配施对土壤微生物生物量碳(MBC)、土壤微生物生物量氮(MBN)、无机氮呈现出不同的变化趋势,不同有机肥与无机肥配施对玉米不同生育时期的根区土壤MBC含量呈现不同程度的影响,土壤MBC的整体变化呈现出先升高后降低的趋势,且在作物整个生长期内,猪厩肥+无机肥、牛厩肥+无机肥的处理土壤MBC含量高于单施无机肥的处理。从玉米整个生育期来看,土壤MBN的整体变化呈现出升高的趋势。苗期时有机无机肥配施处理的土壤MBN与单施无机肥处理的土壤MBN含量差异不显著,成熟期时有机无机肥配施处理的土壤MBN与单施无机肥处理的土壤MBN差异显著,且鸡厩肥+无机肥、猪厩肥+无机肥的处理对土壤MBN有积极的影响且土壤MBN的含量高于单施无机肥的处理。而且不同有机肥的施入对土壤无机氮含量的变化也有显著的影响。各个处理土壤无机氮含量均呈现出逐渐降低的趋势。而猪厩肥+无机肥、牛厩肥+无机肥处理的土壤无机氮含量比单施无机肥处理的土壤无机氮含量有所升高,但各个处理的土壤硝态氮含量变化不明显。