长期紫云英配施减量化肥对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响

为明确长期紫云英配施减量化肥对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响,以13年长期定位试验为平台,设不施肥(CK)、单施化肥(CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+80%化肥(G+0.8CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+60%化肥(G+0.6CF)、22500 kg/hm^(2)紫云英+40%化肥(G+0.4CF)共5个处理,研究了不同施肥处理对土壤铵态氮吸附解吸特征的影响,并分析了土壤吸附解吸特征参数与土壤理化性质的关系。结果显示,Langmuir等温吸附方程能较好地拟合土壤铵态氮的吸附特征(R^(2)为0.9969~0.9979,P<0.01)。与CK相比,紫云英配施减量化肥处理土壤铵态氮的最大吸附量、最大缓冲容量分别降低了4.85%~13.46%、4.55%~7.36%;土壤铵态氮的平均解吸量和解吸率为G+0.8CF>G+0.6CF>G+0.4CF>CF>CK。与CK相比,紫云英配施减量化肥处理土壤全氮和速效氮含量分别增加了19.42%~46.60%、15.24%~25.88%。相关性分析结果显示,解吸率与土壤全氮、土壤速效氮呈显著正相关,与土壤pH呈显著负相关;冗余分析结果显示,pH和速效氮是造成土壤铵态氮吸附解吸特征参数差异的主要因素,分别解释了全部变异的56.7%和39.1%(P<0.05)。综上所述,长期紫云英配施减量化肥降低土壤对铵态氮的吸附,增加土壤对铵态氮的解吸,减少了土壤对氮的固持,提高氮的有效性。综合考虑土壤铵态氮的吸附解吸特性及土壤养分含量,以减量20%~40%化肥配施22500kg/hm^(2)紫云英处理效果较好。

不同铵态氮肥配施对麦茬水稻生长、氮素利用及产量的影响

碳铵施用可促进稻田秸秆腐解和秧苗生长,但碳铵易分解和不能造粒使其应用受限,研究碳铵替代铵态氮肥将促进该技术的生产应用。基于2年小区定位试验和统计分析,以不施肥(CK)为对照,设置总施氮量20%碳铵+30%复合肥(V1)、20%氯化铵+30%复合肥(V2)、20%磷酸二铵+30%复合肥(V3)、20%硫酸铵+30%复合肥(V4)等5个不同的速效氮肥+复合肥的铵态氮肥筛选试验,研究不同铵态氮肥对麦茬水稻生长、氮素利用及产量的影响。结果表明:处理V2产量达10.34×10^(3)kg/hm^(2),较其他处理均达到显著增产的效果,处理V1、V3、V4间产量差异不显著;处理V2的平均穗粒数、叶面积指数和干物质积累量显著高于其他处理;施肥后12 d,处理V2的铵态氮含量显著性大于其他处理,硝态氮含量显著大于除处理V4外的其他处理,处理V2的pH低于其他处理,达显著水平;处理V2较其他处理显著提升茎蘖数7.48%~20.9%,处理V2与其他速效铵态氮肥处理相比显著地提升了氮素积累量、氮素表观利用率、氮素农学利用率和偏生产力。可见氯化铵配施可降低土壤pH,增加土壤铵态氮和硝态氮的含量,增加水稻平均穗粒数,提高氮素利用效率,具有平衡秸秆腐解和作物产量关系的作用。

不同硝态氮、铵态氮素配比对植烟土壤和烤烟生长及产质量的影响

为探究不同硝态氮、铵态氮素配比对贵州安顺地区植烟土壤和烤烟生长及产质量的影响,寻找适宜于当地烟叶优质生产的最佳配比,设置了5个处理(CK;T_(1):100%硝态氮肥;T_(2):70%硝态氮+30%铵态氮;T_(3):50%硝态氮+50%铵态氮;T_(4):30%硝态氮+70%铵态氮;T_(5):100%铵态氮),分析了不同处理下的烤烟生育期、农艺性状、经济性状、病害发生情况以及烤后烟叶化学成分及根际土壤理化性状和酶活性,以期为该地区优化烟草施肥、改善植烟土壤、提高烟叶产质量提供一定的理论依据。结果表明:T_(2)处理大田生育期为112 d,现蕾期较T_(3)处理提前了6 d,T_(2)、T_(4)、T_(5)处理有效叶数显著高于T_(3)处理;T_(2)处理发病率最低,SPAD值显著高于T_(1)、T_(3)、T_(4)和T_(5)处理,发病率与土壤速效钾含量呈极显著负相关;T_(2)和T_(3)处理烤后烟叶的经济性状表现较好,T_(2)处理增加了中上等烟比例;T_(3)、T_(4)处理烤烟的钾含量显著高于T_(1)、T_(2)、T_(5)处理,且符合优质烟标准,T_(2)处理的烟碱含量显著高于T_(1)、T_(4)和T_(5)处理,氯含量显著低于其他处理,化学成分协调性综合评分最高;T_(2)处理显著增加了成熟期根际土壤pH值及酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活力。因此,综合考虑烟株的生长情况、发病率、烤后烟叶的化学成分以及植烟土壤肥力状况,在安顺地区硝铵氮素配比为7∶3施用效果更优,更有利于云烟87的生长。

核桃铵态氮转运蛋白基因JrAMT2的功能分析

【目的】研究高效利用氮素基因铵态氮转运蛋白基因JrAMT2,对核桃Juglansregia的品种改良、快速生长及产量形成有重要意义。【方法】以核桃JrAMT2过表达幼苗为实验材料,对JrAMT2基因进行生物信息学分析。通过基因表达量和表型测定对核桃JrAMT2过表达植株生长发育、氮素吸收、叶绿素质量分数、叶绿素荧光进行理化分析。【结果】JrAMT2基因在核桃JrAMT2过表达植株中稳定表达。与野生型相比,核桃JrAMT2过表达株系的株高、节间长、生物量等生长参数显著提高(P<0.05),核桃幼苗的株高、节间长增加,最高可增加68.2%和50.3%,植株地上部分、地下部分生物量显著增加,地上部分最高可增加56.26%(鲜质量)和56.26%(干质量),地下部分最高可增加344.38%(鲜质量)和354.33%(干质量);核桃JrAMT2过表达株系地下部分对铵态氮及硝态氮的吸收显著提高(P<0.05),最高可提高114.1%和70.3%,其中JrAMT2基因介导了铵态氮从地下部分到地上部分的运输,地上部分铵态氮质量分数显著增加(P<0.05),最高可增加59.1%;核桃JrAMT2过表达植株叶绿体表面积与单层细胞表面积比率、叶绿素质量分数显著增加(P<0.05),最高可增加22.94%和74.3%;对叶绿素荧光参数分析,核桃JrAMT2过表达植株叶片放氧复活体活性、量子产额、电子传递效率均显著提高(P<0.05)。【结论】核桃JrAMT2基因在核桃幼苗生长发育、氮素吸收和光合作用中均有积极显著调控的作用,为进一步研究核桃快速繁育提供一定的理论依据,且为筛选优良品种奠定一定基础。

负载铵态氮对生物炭钝化土壤中镉性能的影响

设置室内土壤试验和模拟吸附试验,以探究负载铵态氮对生物炭钝化镉能力的影响,并研究负载铵态氮影响生物炭钝化土壤中镉能力的机理.结果表明,相较于仅施加生物炭和生物炭/氯化铵混施的土壤,施加负载铵态氮的生物炭可以显著降低土壤中二乙三胺五乙酸提取态镉的含量约19.20%和23.34%(P<0.05).模拟吸附实验结果指出,负载铵态氮使生物炭对低浓度镉(0.10mg/L)的吸附能力显著提高约11.70%(P<0.05),这是由于负载铵态氮可以减弱生物炭的疏水性并显著提高其比表面积和微孔总体积约14.82%和25.00%(P<0.05).施加负载铵态氮的生物炭可以改善土壤微生物生境、驱动微生物群落结构改变并刺激Paenibacillus属和Bradyrhizobium属等功能微生物富集,这亦是负载铵态氮提高生物炭钝化土壤中镉能力的重要原因.负载铵态氮可以提高生物炭钝化土壤中镉的能力,负载铵态氮的生物炭是一种极具潜力的土壤调理剂.

铵态氮与硝态氮不同配比对苣荬菜产量与品质的影响

为明确NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N不同配比对苣荬菜产量与品质的影响,采用盆栽试验的方法,以蛭石为栽培基质,在供氮总浓度为15 mmol/L的条件下,设置5个NH_(4)^(+)-N与NO_(3)^(-)-N配比(100/0、75/25、50/50、25/75、0/100),出苗40 d后收获,测定产量及品质相关指标。结果表明,苣荬菜喜硝,其产量随NO_(3)^(-)-N含量增加而增加,全NH_(4)^(+)-N处理产量最低;同时,50/50处理与25/75处理间产量差异不显著,但前者的叶面积、地上部全氮含量、地上部全磷含量分别是后者的1.21、1.15、1.47倍。此外,50/50处理硝酸盐含量、维生素C含量分别是25/75处理的2.23、1.12倍,适当配合NH_(4)^(+)-N可使硝酸盐含量显著降低至生食水平,并使叶绿素含量提高。研究认为,50/50处理可获得较好的产量与品质。

硝态氮与铵态氮配合缓解黄瓜苗期铵毒害作用的研究

为明确硝态氮在缓解黄瓜苗期铵毒害的作用及相关机制,采用盆栽试验的方法,以‘津研4号’黄瓜为试验材料,以蛭石为育苗基质,在总氮浓度为15 mmol/L的条件下,苗期分别供给铵态氮与硝态氮,出苗5周后,测定黄瓜生长及生理相关指标。结果表明,在全NH_(4)^(+)-N处理条件下,极易产生铵毒害。全NO_(3)^(-)-N处理下,幼苗地上部全氮与全磷含量分别为全NH_(4)^(+)-N处理的1.08倍与1.11倍,叶面积、生物量及壮苗指数显著高于全NH_(4)^(+)-N处理;全NH_(4)^(+)-N供给条件下,地上部MDA含量显著高于全NO_(3)^(-)-N处理,而叶绿素含量却显著低于全NO_(3)^(-)-N处理,生长明显受抑;在NH_(4)^(+)-N中混入等量NO_(3)^(-)-N后,抑制作用减弱,幼苗根际pH由6.28上升至6.54,叶绿素含量与叶面积均有不同程度增加,地上部与根系干重较全NH_(4)^(+)-N处理分别增加了26.6%与29.5%,壮苗指数与全NO_(3)^(-)-N处理间无显著差异。研究认为,NO_(3)^(-)-N对铵毒害有一定的缓解作用,且缓解作用依赖于幼苗自身营养与生理代谢的平衡。

次溴酸盐-盐酸羟胺转化法测试铵态氮同位素方法研究及应用

铵态氮作为氮元素的一种重要存在形态,是水体污染状况的指标之一。鉴于目前铵态氮同位素测试方法都存在预处理过程复杂,转化率低,所需样品量大,检测效率低下,对测试NH+4浓度低的水样存在困难,本研究建立了次溴酸盐-盐酸羟胺转化法测试铵态氮同位素的方法,并应用于三种类型的水样(海水、河水和土壤浸提液)铵态氮同位素测试。通过测试铵态氮标准样品的氮同位素,确定该方法的转化率、精密度、准确度和检出限等指标,并建立铵态氮同位素校准曲线。实验结果显示,铵态氮标准溶液NH+4浓度范围2.5~50.0μmol/L之间,NH+4氧化还原为N 2O的转化效率均大于90%,不同浓度δ15 N(N_(2)O)标准偏差均在0.5‰以内;4种丰度铵态氮同位素标样校准曲线斜率为0.489,相关系数R^(2)为0.999,相关性良好,转化过程氮同位素未见分馏;水样中NH+4浓度的检出限为2.5μmol/L。实测三种类型水样δ15 N(NH+4)的标准偏差分别为0.18‰、0.27‰和0.30‰(n=5),与次溴酸盐-叠氮化钠转化法测得δ15 N(NH+4)的差值分别为-0.03‰、0.86‰和-0.95‰,表明两种方法测试结果差值在误差范围之内,其结果可相互验证。本转化法中用盐酸羟胺替代剧毒易爆的叠氮化钠试剂,对环境更友好,且具有更高的方法精密度和准确度,能够满足环境中不同类型水样铵态氮同位素分析测试要求。

抑制剂和水分对铵态氮肥在喀斯特地区土壤中迁移规律的影响

通过室内土柱培养试验,研究脲酶抑制剂(NBPT)和硝化抑制剂(DMPP)在不同土壤含水量条件下对碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵和尿素4种氮肥在喀斯特地区土壤中迁移及转化的影响。结果表明:相比于单施铵态氮肥,配施抑制剂对各类铵态氮肥在喀斯特地区土壤中的迁移均具有明显影响,且土壤含水量会影响氮素的迁移距离;碳酸氢铵、硫酸铵和氯化铵配施DMPP在土壤含水量为30%条件下的氮素转化率最高,分别为16.42%、37.98%、40.41%,显著提高了土壤中可溶性无机氮含量,促进了无机氮向深层土壤中迁移;尿素配施DMPP在土壤含水量50%条件下的氮素转化率最高,为10.68%;碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵的转化率分别为8.64%~16.42%、24.32%~37.98%、27.91%~40.41%,氮素转化率随着土壤含水量的升高而下降;尿素的转化率为2.63%~10.68%,氮素转化率随着土壤含水量的升高而升高。综上,在喀斯特地区土壤中施用铵态氮肥时,可以通过添加硝化抑制剂来延长氮肥在土壤中的迁移距离,提高可溶性无机氮含量和氮素转化率,减少氮素损失,从而提高土壤养分含量。

尾矿库土壤铵态氮空间分异性及其可视化表达

为解决尾矿库土壤铵态氮含量信息描述和表达手段单一,引起空间分异性精细化表述不明确的问题,以迁安市某尾矿库为研究区,采集化验0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm三层土壤铵态氮含量,利用莫兰指数分析土壤铵态氮空间自相关性和空间聚集程度;利用标准差椭圆分析研究区内土壤铵态氮含量的二维空间变化趋势;基于二维空间中土壤铵态氮分异性研究,探讨3D经验贝叶斯克里金对土壤铵态氮三维空间分布特征的模拟,通过构建剖切面和等值面,深入研究尾矿库土壤铵态氮在水平方向及垂直方向的二维三维可视化表达效果。研究结果表明:尾矿库土壤铵态氮含量在不同土壤深度均存在显著的空间正向关联性和空间集聚性;随着土壤深度增加,铵态氮含量西南-东北变化的方向性越明显;二维三维插值显示研究区土壤铵态氮含量在水平方向、垂直方向上空间分布均有显著差异性,等值面的构建有效描述了尾矿库土壤铵态氮具体含量值的三维空间精细化分布规律。通过本文研究以期为矿区土壤理化性质三维空间分布规律研究、土壤修复,以及生态可持续发展提供理论支撑及参考。

优化次溴酸盐-叠氮化钠化学法测定海水中铵态氮同位素

利用次溴酸盐将海水样品中的NH_(4)^(+)氧化为NO_(2)^(−)并与叠氮化钠反应转化为N_(2)O,测试其氮同位素组成,探讨转化过程中试剂添加量、NH_(4)^(+)浓度、溶解有机氮(DON)含量及高浓度样品稀释对测试结果的影响,确定最佳实验条件,同时绘制不同丰度铵态氮同位素标样校准曲线。结果表明,在最佳反应条件下,NH_(4)^(+)浓度范围在5~50μmol/L之间,其NH_(4)^(+)-N_(2)O转化率均在92%以上,且水样中DON含量对NH_(4)^(+)-N_(2)O转化率和δ^(15)Nair值准确度无显著影响。4种丰度铵态氮同位素标样校准曲线斜率为0.465,相关系数R^(2)为0.999,相关性良好。铵态氮同位素标样δ^(15)Nair值标准偏差为0.35‰(n=5),测量值与参考值的差值为0.26‰,精密度与准确度符合环境样品测试要求。5个海水样品铵态氮δ^(15)Nair值范围为11.46‰~22.31‰,标准偏差在0.20‰~0.62‰(n=5)之间。

不同硝态氮和铵态氮配比对辣椒生长和产量的影响

为明确不同硝态氮和铵态氮配比对辣椒生长特性和产量的影响,确定辣椒生长季最佳硝态氮和铵态氮配比,缓解设施大棚辣椒生产中氮肥盲目投入带来的经济损失、环境污染、资源浪费和土壤酸化板结等难题,本研究以当地主栽辣椒品种软皮辣1号为试验材料,设置5个不同硝态氮和铵态氮配比处理(0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0),研究不同硝态氮和铵态氮配比处理对辣椒生长季干物质积累量、株高、辣椒长度、平均单果重和产量的影响。结果表明:不同硝态氮和铵态氮配比处理显著影响辣椒开花期株高、干物质积累量、辣椒长度、平均单果重和产量,且在硝态氮和铵态氮配比为50∶50时达到最大值,分别为80.34 cm、47.44 g/株、23.48 cm、68.94 g和66208.35 kg/hm^(2)。本研究结果可为滨州市滨城区设施大棚辣椒生产提供合理的施肥依据。

离子型稀土闭矿区土壤铵态氮富集特征

离子型稀土开采使用的浸矿剂(硫酸铵)造成土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)残留,带来严重的氮污染,危及生态环境和人体健康,导致稀土矿开采受限。为明确已开采矿区土壤中NH_(4)^(+)-N的富集特征及其影响因素,选择江西省赣州市龙南县一个已闭矿4年的原地浸矿离子型稀土矿山,在山体不同坡位布点,自土表至矿体底板(土体与基岩交界处,深度为5.5~9.7 m)分层采样,并测定了土体中的NH_(4)^(+)-N及其相关的土壤性质。结果表明,矿区土壤NH_(4)^(+)-N含量范围为2.32~1056.44 mg·kg^(-1)(263.12±301.59 mg·kg^(-1)),是自然和农田土壤的数倍甚至上百倍。从土体分布来看,矿体部分土壤NH_(4)^(+)-N含量高于其上部土壤,不同土层间差异显著。从不同地形部位来看,NH_(4)^(+)-N的平均含量坡顶>坡底>坡中。由于土体中铵过饱和,不同于自然土壤,NH_(4)^(+)-N的分布不受常规土壤理化性质的直接影响,主要受控于浸矿液直接输入的深度、输入量和土体结构带来的渗透性能变化。在降雨的淋洗作用下,开采矿区土体中大量的NH_(4)^(+)-N会不断向周边土壤和水体迁移,对生态环境带来长期的危害。本研究结果对完善离子型稀土矿区土壤氮化物的迁移过程、指导氨氮污染的治理具有重要意义。

铵态氮加富对贝克喜盐草光合作用、谷氨酰胺合成酶和氨基酸成分的影响

海草贝克喜盐草(Halophila beccarii)由于体型小,其重要性一直被忽视,且近海氮负荷增加导致其处于加速退化状态。目前贝克喜盐草对铵毒害的生理响应尚不清楚。基于室内模拟实验,设置了四种铵态氮梯度(对照;25、50和100μmol·L^(-1)),结合叶绿素荧光技术、非损伤微测技术和靶向代谢组学,探讨了铵态氮加富对贝克喜盐草光合作用、叶绿素、叶肉细胞铵离子流速、谷氨酰胺合成酶活性以及营养成分的影响。结果表明,贝克喜盐草叶片的最大相对电子传递速率呈现低铵态氮加富>中铵态氮加富>对照>高铵态氮加富的变化趋势,高铵态氮加富显著降低了最大相对电子传递速率和光能利用效率,进而减少碳库用于铵态氮的同化。同时,铵态氮加富显著增加了铵离子内流流速和谷氨酰胺合成酶活性,把过多的铵同化成氨基酸。但是,铵态氮加富却降低了氨基酸成分,这可能是由于氨基酸被用来合成有机物如关键次生代谢物,以进一步调节和适应铵毒害作用。因此,适度的铵营养盐增加可促进贝克喜盐草的光合作用和生长,而高浓度的铵营养盐则对贝克喜盐草产生毒害作用。

土壤铵态氮中氮稳定同位素比值测定前处理方法优化研究

土壤氮素在土壤养分供给和植物生长发育中起着重要作用。利用氮稳定同位素自然丰度或富集标记技术,开展土壤氮循环转化、化肥利用效率和生物有效性等方面的研究,对NH_(4)^(+)-N同位素比值测定提出了更高要求。在前人基础上,开发了一种快速高通量的铵态氮蒸馏分离方法,并使用次氯酸盐替代了次溴酸盐,优化了铵态氮化学转化条件,将转化效率由原方法的25%左右,提高至60%以上。利用新建立的前处理方法结合气体预浓缩装置与稳定同位素质谱仪(PreCon-IRMS)联用系统,分析了不同浓度条件下自然丰度、15 N富集和标记的NH_(4)^(+)-N标准溶液中的氮稳定同位素比值。结果表明,新的反应体系下,当铵态氮浓度为0.5μmol/mL及以上时,所有NH_(4)^(+)-N标准样品均能获得较理想的分析精度,其中自然丰度和15 N富集标准溶液的NH_(4)^(+)-N的δ15 N的精度可控制在0.5‰以内,而15 N标记的标准溶液的15 N atom%测试精度为0.001 atom%~0.006 atom%(CV在0.1%~0.3%)。所有NH_(4)^(+)-N标准样品的15 N测定值与参考值一致,无分馏现象发生。将方法应用于两种不同土地利用类型的旱地和稻田土壤浸提液中NH_(4)^(+)-N稳定同位素丰度的测定,也可获得较好的重现性(CV<0.5%),与原方法测定结果基本一致,且精度更优。优化后的前处理方法操作简单,耗时短,重复性好,适用于土壤溶液铵态氮15 N丰度测定的快速、批量前处理。

光照强度减弱对刺梨吸收硝态氮和铵态氮的影响

探究光照强度减弱对刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)实生苗根系的氮素吸收及相关生理特性的影响,为刺梨栽培的氮素营养调控提供科学依据。以‘贵农5号’刺梨品种实生苗为材料,以自然光照强度为对照(R0,CK),采用遮光的方法,在自然光照强度下和光照强度减弱20%(R20%)、40%(R40%)、60%(R60%)的条件下对刺梨苗进行培养,30 d后测定植株的氮含量。采用离子耗竭法,对不同光照强度下分别供给硝态氮和铵态氮的刺梨苗根系吸收NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的动力学参数进行测定,并同时测定叶和根中的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)的活性和植株中的碳水化合物含量,分析NO_(3)^(-)和NH+4吸收的动力学参数与叶、根中NR、GS活性的相关性。结果表明,在不同光照强度下,刺梨苗根系对NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的吸收规律均可用Michaelis-Menten动力学方程进行描述。不同光照强度下的刺梨苗根系对NO_(3)^(-)的最大吸收速率(I_(max))、亲和力表征的参数Km和NO_(3)^(-)流入根系的速率参数α都始终比NH_(4)^(+)的大。随光照强度的减弱,分配到根中的可溶性糖和淀粉减少,根系对NO_(3)^(-)和NH+4的Imax值和α值不断降低,叶和根中的NR、GS活性也随之减弱。刺梨苗根系吸收NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的I_(max)值、α值与叶、根中NR和GS的活性呈极显著正相关,Km与叶、根中的NR和GS活性的相关性不明显。光照强度减弱会严重降低刺梨苗中的氮含量,无论供给硝态氮或铵态氮,光照强度减弱都没有改变刺梨偏好吸收硝态氮的特性,但当光照强度减弱的程度达到比自然光照强度低20%的条件下,会严重抑制刺梨根系对NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的吸收。生产中可通过改善光照条件促进刺梨对氮的吸收。

应用非靶向代谢组学技术分析经铵态氮胁迫处理柳树根系的差异代谢物

为揭示铵态氮对柳树根系的影响机制,以柳树无性系为试验材料,分别用低浓度、高浓度的铵态氮胁迫处理后,采用超高效液相色谱-质谱联用技术对柳树根系进行非靶向代谢组学研究。结果表明:低质量浓度铵态氮(2 mg·L^(-1))胁迫处理时,鉴定出28种差异代谢物;高质量浓度铵态氮(20 mg·L^(-1))胁迫处理时,鉴定出216种差异代谢物,其中多元醇和脂肪酸类小分子代谢物的差异较大。结合京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库进一步对差异代谢物进行通路富集分析,差异代谢物主要参与不饱和脂肪酸的生物合成、植物激素的合成与信号转导、α-亚麻酸的代谢、糖胺聚糖生物合成等途径。结果表明:低质量浓度铵态氮对柳树根系的代谢物影响较小,而高质量浓度铵态氮对柳树根系的代谢物影响较大,柳树根系主要通过调节植物激素、细胞渗透压等方式来应对铵态氮胁迫。

田间老化生物质炭结构表征及吸附铵态氮效应

为探讨田间自然老化生物质炭对土壤铵态氮持留性能的影响机制,通过田间原位埋置尼龙袋法和室内批量平衡吸附试验,采用场发射扫描电镜、BET比表面、差热与热重等分析技术,研究田间自然老化1年(A1)、2年(A2)和3年(A3)的生物质炭的表面结构特征等理化性质的动态变化及其对铵态氮吸附效应的影响。研究结果表明,田间自然老化3年的生物质炭表面孔隙结构塌陷明显,随着田间老化时间增加,生物质炭的BET比表面积、总孔容、介孔孔容与平均孔径增加,而微孔表面积减少,与新鲜生物质炭(A0)相比,A3处理生物质炭的BET比表面积、总孔容和平均孔径分别增加18.93%、42.31%和20.71%,微孔表面积减少26.17%;碳和氮元素含量分别增加7.92%和95.61%,生物质炭的芳构化程度有所降低,热稳定性下降。随着田间老化时间的增加,生物质炭对铵态氮吸附量明显减少,吸附量大小为A0>A1>A2>A3,但生物质炭依然保持较强烈的吸附性。批量平衡吸附试验表明准二级吸附动力学与Langmuir模型能更好地拟合生物质炭对铵态氮的吸附过程,揭示了生物质炭对铵态氮的吸附机制主要为单分子层化学吸附,其次为物理吸附。综上,生物质炭对碳、氮素的富集效应及对铵态氮的吸附机制研究对于生物质炭在农田土壤生态系统中发挥固碳和氮素增效作用上具有积极意义。

基于铂修饰丝网印刷电极检测土壤中铵态氮的电化学传感器

土壤中铵态氮(NH_(4)^(+))含量的现场检测对于提高氮肥的利用率、减少环境污染,从而实现精准农业具有重要意义.针对目前土壤检测方法存在的周期长、成本高及时效性差等问题,本文基于铂粒子对NH4+具有特异性电催化响应,通过在丝网印刷电极(SPE)表面电沉积铂颗粒,制备了一种电化学传感器.采用碳酸盐排除土壤中未知离子的干扰,结合土壤铵态氮快速提取装置,实现了对土壤中铵态氮的现场快速检测.该传感器对NH_(4)^(+)检测的线性范围为0.1~5mmol/L(R^(2)=0.997),检出限为13μmol/L(S/N=3),检测时间约5min;并且对土壤中NH4+具有良好的选择性和稳定性,可应用于实际土壤样品中NH_(4)^(+)的快速检测.相比于传统的检测方法,该方法无需大型仪器、操作便捷、检测速度快,可望为土壤中铵态氮的快速检测提供新方法,为精准农业提供重要的数据支持.

设施种植年限对土壤铵态氮、硝态氮及硝化强度的影响

为了解设施蔬菜种植年限对土壤矿质氮含量及硝化强度的影响及各指标间的相关关系,以露地菜田土壤(0年)为对照,以不同种植年限设施菜田土壤(5、10、15、20年)为供试土壤,分别测定其铵态氮含量、硝态氮含量及硝化强度,以明确设施蔬菜种植年限对土壤自身速效养分供应能力的影响,为不同年限设施菜田定点施肥管理措施的制定提供依据。结果表明,无论是露地栽培还是设施栽培,0~20 cm土层的土壤铵态氮含量、硝态氮含量和硝化强度均高于相同种植年限20~40 cm土层,且设施种植年限越长,矿质氮的表聚特征越明显。与露地菜田相比,相同土层各设施菜田土壤的矿质氮含量均显著提高,随种植年限的增加,呈先升后降的趋势,0~20 cm土层矿质氮含量(w,后同)于15年时达最大值513.45 mg·kg^(-1),20~40 cm土层矿质氮含量于10年时达最大值353.21 mg·kg^(-1)。硝化强度与铵态氮含量呈显著正相关,除种植年限为15年的设施菜田外,其余设施菜田土壤的硝化强度均高于相同土层露地菜田土壤,以10年设施菜田最大。应减少设施菜田氮肥投入,并控制其硝化强度,避免蔬菜产品及地下水的硝酸盐污染。