NH_4^+-N部分代替NO_3^--N对番茄生育中后期氮代谢相关酶活性的影响

采用砂培实验研究NH4+-N部分代替NO3--N对番茄的影响,结果表明:与全硝处理(100%NO3-)相比较,增铵处理(NH4+∶NO3-=25%∶75%)下番茄鲜果重显著提高;同时叶片内NO3--N含量随增铵而显著降低,叶片与果实内NH4+-N含量及果实的可溶性蛋白含量随增铵而升高;增铵条件抑制了叶片和果实的硝酸还原酶(NR)活性,提高了叶片和果实的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)活性及叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性,但对果实的谷氨酰胺合成酶(GS)活性影响不大。上述结果表明,NH4+-N部分代替NO3--N可增加番茄产量,提高集约化基地的生产量。

长江三角洲地区雨水中NH_4^+-N/NO_3^--N和δ^(15)NH_4^+值的变化

2003年6月至2005年7月,利用自行设计的雨水收集器对位于长江三角洲地区的常熟、南京和杭州3个观测点进行了全年性雨水观测,分析了雨水中NH4+-N/NO3--N和铵态氮自然丰度(δ15NH4+)值的变化.结果表明:研究区3个观测点雨水中NH4+-N/NO3--N和δ15NH4+值均呈相似的季节性变化规律,两者的规律性变化在以田间农事耕作为主的常熟观测点尤其明显,而位于市区的南京观测点和位于城乡结合部的杭州观测点的规律性次之;雨水中NH4+-N/NO3--N的峰值出现在6月下旬到8月上旬,然后逐渐下降,冬季降到最低;雨水中δ15NH4+值在6月下旬到8月中旬为负值,在8月下旬到11月中下旬为正值,12月至翌年3月又变为负值,5至6月中旬又转变为正值.雨水中NH4+-N/NO3--N和δ15NH4+值的季节变化与不同作物生育期间氮肥的施用、当地气候的季节性变化以及其他NH3释放源的NH3挥发有关(人和动物排泄物、氮污染水体及有机氮源中的氨挥发),其对大气湿沉降中NH4+的来源、形态组成及陆地不同NH3排放源的强度具有明显的指示意义.

瓦埠湖沉积物氮的赋存特征以及环境因子对NH_4^+-N释放的影响

采用现场采样和室内测试的方法,研究了瓦埠湖沉积物各层的TN、NH4+-N、NO3--N的赋存特征。结果发现,TN上层比底层低,随着沉积深度的增加,硝化作用相对减弱,NO3--N随着沉积深度的增加而减少,NH+4-N的含量随着沉积深度的增加而增加。pH<9时,pH对NH4+-N释放的影响规律不是很明显,pH>9时,NH4+-N释放随着pH的增加而增加。随着温度的升高,NH4+-N的释放量增大。好氧、厌氧条件下,NH4+-N都有释放,且在好氧条件下NH4+-N呈低释放状态,厌氧状态下NH4+-N呈高释放状态。

饮用水生物处理小试工艺中NH4^＋-N的非硝化去除途径分析

通过计算N和DO的质量平衡,研究饮用水生物处理小试工艺中是否存在NH4+-N的非硝化去除途径,并探讨其可能机制.结果表明,当生物流化床和生物滤池进水NH4+-N浓度大于2 mg/L时,前者进水的NH4+-N、NO2--N和NO3--N之和比出水高出0.91 mg/L,后者理论上消耗的DO比实际多约2.90 mg/L,说明这2种工艺中均有氮亏损现象发生,一部分NH4+-N通过与DO无关的非硝化作用被去除.对非硝化去除途径的分析表明,因为反应器对磷元素和有机物的利用不随氮亏损发生变化,可以排除掉同化作用和反硝化作用;因为反应器进水低碳高氮的特性和NO2--N的积累与发生氮亏损的废水生物处理系统相似,据此提出在生物膜缺氧内部发生、通过短程硝化和厌氧氨氧化的偶联(或OLAND反应)将NH4+-N和NO2--N同时转变为N2脱除的自养脱氮是饮用水生物处理中氮亏损的可能途径.

NO3^--N/NH4^＋-N配比对紫花苜蓿营养品质及饲用价值的影响研究

以"甘农3号"紫花苜蓿为试验材料,在室外防雨网室内,采用盆栽营养液砂培,在最佳氮素供应水平210mg/L基础上,研究NO_3^--N和NH_4^+-N混合的7种配比(1/7、1/3、3/5、5/5、5/3、3/1、7/1)对紫花苜蓿营养品质及饲用价值的影响。结果表明,NO_3^--N/NH_4^+-N=5/3处理的粗蛋白(CP)、蛋白总量(TP)、可消化干物质(DDM)及干物质采食量(DMI)总体上都显著高于其他配比处理(P<0.05),中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)均显著低于其他配比处理(P<0.05),5/3处理有利于紫花苜蓿营养积累;从微量元素营养角度分析,以NH_4^+-N为主的混合态氮更有利于铁(Fe)、锰(Mn)和钼(Mo)的积累,且最适配比分别为NO_3^--N/NH_4^+-N=1/3、1/7和3/5,而以NO_3^--N为主的混合态氮则有利于锌(Zn)的积累,且最适配比为NO_3^--N/NH_4^+-N=3/1;用相对饲用价值(RFV)法评定,5/3处理RFV值显著高于其他配比处理(P<0.05),且各处理RFV均大于100,对照美国紫花苜蓿草产品的分级标准,其品质均达到2级以上水平,其中5/3和7/1处理紫花苜蓿的品质达1级水平。说明紫花苜蓿生长环境中速效氮以NO_3^--N为主,且比例接近NO_3^--N/NH_4^+-N=5/3时,最有利于紫花苜蓿优良营养品质的形成。

DO/NH_4^+-N调控实现MBBR工艺生活污水短程硝化

选取溶解氧(DO)浓度和出水氨氮(NH_4^+-N)浓度作为控制因素,探究不同温度和有机碳源投加量(COD/NH_4^+-N)下,实现生物膜工艺短程硝化的可行性和对DO/NH_4^+-N值(R值)的需求.15,20,25℃时,实现短程硝化的R值分别约为0.08,0.17,0.25,说明比值控制可实现短程硝化,且R值的降低可弥补温度降低的不利影响;DO为3.5mg/L,NH_4^+-N浓度为14mg/L时,短程硝化实现,而DO和NH_4^+-N浓度分别为1.8,3mg/L,短程硝化破坏,说明实现生物膜反应器短程硝化,由DO/NH_4^+-N决定,而不仅仅是DO;有机碳源含量分别为0,60mg/L时,实现短程硝化的R值由0.25升至0.38,但R=0.6短程硝化破坏,说明投加有机碳源增多,R调控范围变大,便于实现短程硝化,但R增长幅度有限.

固定化微绿球藻去除NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P效果的研究

为了探究固定化微绿球藻(Nannochloropsis oculata)去除污水中NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P的效果,采用海藻酸钠固定化包埋技术进行实验。开展了固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量及充气培养条件对NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除效果的单因子试验研究。结果表明,固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量和充气培养条件对NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P的去除效果影响显著(P<0.05)。藻球直径3.5 mm时生长速率(K)值最大(0.332±0.002),同时NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除率效果最佳,分别为(75.08±3.83)%和(80.80±3.81)%;藻细胞包埋密度100×10~4 cells/ball时K值最大(0.330±0.033),而NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除率则以藻细胞包埋密度300×10~4 cells/ball组为佳,分别达(87.20±0.43)%和(82.58±1.72)%,但考虑单位藻细胞去除率,包埋密度以100×10~4 cells/ball为宜;随着藻球用量的增加K值下降,10g/L组K值最大(0.301±0.02)、50 g/L组K值最小(0.193±0.01),投放量30和50 g/L时NH_4^+-N去除率较高分别为(84.12±0.78)%和(84.63±0.45)%,30 g/L组PO_4^(3-)-P去除率最高达(77.13±1.43)%。综合考虑,藻球投放量选用30g/L为宜;充气条件培养K值、NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P去除率显著(P<0.05)高于不充气,K值分别为(0.306±0.006)和(0.177±0.010);NH_4^+-N去除率分别为(85.93±0.45)%和(49.32±0.45)%;PO_4^(3-)-P去除率分别为(66.66±5.00)%和(46.29±2.12)%。研究优化了微绿球藻固定化条件:固定化微绿球藻应进行充气培养,藻球规格3.5 mm、藻细胞包埋密度100×10~4 cells/ball、藻球投放量30g/L。

厌氧氨氧化与反硝化耦合脱氮除碳研究Ⅰ:COD/NH_4^+-N对耦合反应的影响

采用ASBR反应器,通过改变进水COD/NH_4^+-N值,研究了COD/COD/NH_4^+-N对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应的影响.结果表明:在COD为300mg/L,NO2--N为145mg/L时,COD/COD/NH_4^+-N是影响厌氧氨氧化对耦合反应脱氮贡献及COD/NH_4^+-N去除率的主要因素,但不会对NO2--N去除率产生影响.当COD/COD/NH_4^+-N值在1~3.25时,厌氧氨氧化对耦合反应的脱氮贡献率基本稳定在73.03%;当COD/COD/NH_4^+-N值在3.75时,厌氧氨氧化对耦合反应脱氮的贡献率开始由71.76%下降至约55%;当COD/COD/NH_4^+-N值在4.25~5.25时,厌氧氨氧化与反硝化的脱氮贡献率基本相等;当COD/COD/NH_4^+-N值在6.5~12.5时,反硝化的脱氮贡献率随着COD/COD/NH_4^+-N值的增大由51.69%增大到79.62%.耦合反应器中活性污泥的颗粒化程度不断增强,颗粒污泥的粒径主要分布在0.6~1.5mm范围内,污泥沉降性能良好.

利用13X沸石分子筛净化含NH_4^+-N废水的实验研究

研究了13X沸石分子筛在静态和动态条件下对中低浓度含NH4+-N废水的吸附性能,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH4+-N的吸附效果和沸石的再生等。静态实验结果表明,pH值为6.5~7.5,吸附时间35 min,吸附温度20~30℃的条件下,沸石对50 mL NH4+-N初始浓度(C0)为80 mg/L的废水吸附效果最佳,吸附过程符合Langm uir型吸附等温式,饱和吸附量为8.61 mg/g。动态条件下,随水力停留时间增加,沸石对NH4+-N的吸附量上升,最大饱和吸附量可达24.20 mg/g,吸附过程符合Thom as吸附模型。直接焙烧法对吸附后的沸石进行再生活化处理效果良好。实验证明,利用13X沸石净化中低浓度含NH4+-N废水具有良好的工业化应用前景。

不同营养条件下竹叶眼子菜NH_4^+-N吸收动力学的初步研究

以竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)无菌系种苗为试验材料,研究了不同水体营养浓度水平(低营养:TN0.213 mg.L-1,TP 0.0093 mg.L-1;中营养:TN 0.71 mg.L-1,TP 0.031 mg.L-1;高营养:TN 7.1 mg.L-1,TP0.31 mg.L-1)对其生长与NH4+-N的吸收动力学参数的影响。结果表明,不同浓度水体营养对竹叶眼子菜生长的影响较小,而NH4+-N的吸收动力学参数有显著差异。竹叶眼子菜在高、中和低营养培养条件下的NH4+-N最大吸收速率Vmax分别为41.1、29.1、21.1μmol.g-1.h-1,米氏常数Km分别为0.356、0.306、0.122 mmol.L-1。竹叶眼子菜营养吸收动力学与其生长环境关系紧密,在低浓度生长环境中时,竹叶眼子菜可以通过降低Km值来提高对营养离子的亲和力以满足营养需求;在高浓度生长环境中,该植物通过增大吸收潜力来适应高营养。

养殖池塘底泥脲酶活性与水体NH4^＋-N关系的研究

以天津市东丽区和西青区养殖池塘为对象,采用对照、沸石、脲酶抑制剂、芽孢杆菌及其组合处理,经过培养后,分析了底泥中脲酶活性与底泥和上覆水中NH4+-N含量之间的关系及不同处理对脲酶活性的影响。试验结果表明:底泥脲酶活性与底泥铵态氮含量以及底泥脲酶活性与上覆水中铵态氮含量随时间的变化规律基本一致,且都达到显著相关关系。底泥和上覆水中NH4+-N含量也呈显著正相关;在养殖水体中加入脲酶抑制剂、沸石及去磷脱氮的芽孢杆菌均能抑制脲酶活性,从而减少上覆水中NH4+-N的含量,并且以加入脲酶抑制剂效果最好,其脲酶活性减少量2.12g·kg-1,上覆水中NH4+-N含量减少6.09mg·L-1。

鸟粪石结晶法去除垃圾渗滤液中NH_4^+-N的效果研究

研究了鸟粪石结晶法对经混凝预处理后的垃圾渗滤液中NH4+-N的去除效果,考察了不同影响因素对NH4+-N去除效果的影响,并进行了磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O,简称MAP)沉淀的表征及成分分析,并提出了反应后溶液中Mg2+、PO43-及MAP的回收利用办法。结果表明,反应的最佳条件为:pH8.5～9.5,Mg2+∶NH4+∶PO34-(摩尔比)=1.1∶1.0∶1.3,反应温度30℃,反应时间为25 min时,此时NH4+-N的去除率达94.70%;最佳沉淀剂投加组合为MgCl2.6 H2O与Na2HPO4·12H2O;pH为9.0时生成的沉淀符合典型MAP沉淀的晶体结构,生成的沉淀大部分为MAP,且没有氰化物、酚等有害物质的检出,而pH为10.5时生成的沉淀由许多疏松的微小沉淀颗粒组成,排列较杂乱,影响了沉淀的纯度。利用鸟粪石结晶法去除混凝预处理后的垃圾渗滤液中NH4+-N技术可行,经济效益合理,具有广阔的应用前景。

尿素在砖红壤中的淋失特征 Ⅰ.NH_4^+-N的淋失

通过室内大型模拟土柱研究不同尿素施用量与砖红壤中NH4+-N的淋失关系。结果表明:各施肥处理渗漏液 中20 cm处NH4+-N的最高浓度值与施肥量大小成正相关,60 cm和120 cm处渗漏液中NH4+-N浓度值与施肥量关 系不大,但120 cm处渗漏液中NH4+-N浓度仍超过水体富营养化标准0.2 mg/L。在砖红壤中,尿素以NH4+-N形态 大量淋失的可能性不大。

膜下滴灌和地下滴灌棉田土壤NH_4^+-N空间分布特征研究

以田间试验为基础,从时间、垂直和水平空间分布的角度对膜下滴灌、地下滴灌棉田土壤铵态氮含量进行了分析。结果表明,两种不同节水灌溉方式下,棉田土壤铵态氮含量随生育期的变化特征、垂直分布特征和水平分布特征均有异同点。0~5 cm土层铵态氮含量最高,35~55 cm含量普遍较低。水平方向土壤铵态氮随滴灌水扩散,分布在离滴灌带40 cm左右。

不同NH_4^+-N和NO_3^-—N水平对大豆苗期生长的影响

试验以东农47为材料,利用砂培方法研究了不同NH4+-N和NO3--N水平对大豆苗期生长的影响。结果表明,大豆总生物量和地上部生物量随氮素水平增加呈单峰曲线,NH4+-N水平对大豆苗期生长影响大于NO3--N。以NH4+-N做为氮源时,氮素浓度125 mg·L-1时总生物量和地上部生物量达最大值;以NO3--N做为氮源,氮素浓度在275 mg·L-1时总生物量、地上部生物量较高,500 mg.L-1时较低。氮素浓度大于20 mg·L-1时,以NH4+-N做为氮源总生物量、地上部生物量明显大于以NO3--N为氮源。氮素水平对苗期根系生物量影响不大,当氮素浓度为500 mg·L-1时,两种氮素形态根系生物量均较低,其它水平之间相差不大。根冠比随氮素浓度的增大呈降低趋势,当氮素浓度高于125 mg·L-1时根冠比变化较小。当氮素浓度为20 mg.L-1时,两种氮素形态之间根冠比没有明显差异,当氮素浓度大于20 mg·L-1时,以NO3--N做为氮源根冠比明显大于NH4+-N。

垃圾渗滤液中NH_4^+-N在地下水系统中迁移转化模拟研究

采用某垃圾填埋场附近土样及该垃圾填埋场渗滤液进行动态吸附试验、土柱试验,分析NH+4-N在地下水系统中的微生物降解机理,建立考虑吸附项和降解项的水流方程、溶质方程耦合数学模型,应用大型有限元软件对该垃圾填埋场渗滤液中NH+4-N在地下水系统第1 a、3 a、5 a、10 a、15 a的时空运移转化过程进行数值模拟和可靠性验证。结果表明,填埋作业第1 a时NH+4-N在地下水系统中即迅速发生了对流、弥散、吸附、硝化等一系列作用,最大质量浓度从900mg/L迅速降低至11.4 mg/L;填埋作业第3 a时地下水系统因溶解氧消耗殆尽而处于厌氧还原环境,反硝化作用占主导地位,NH+4-N的最大质量浓度上升至24.5 mg/L;填埋作业第5 a时,再次上升为25.7mg/L,此后直至填埋作业第15 a,最大质量浓度一直维持在25.8mg/L,处于平衡状态。填埋场下游监测点(x=650 m,y=470 m)的实测数据与相应时间模拟结果基本相符,表明该数值分析方法是可行的。

pH值影响下NH_4^+-N在弱透水层迁移转化的实验研究

通过高压土柱实验模拟不同pH条件下地下水中NH4+-N透过弱透水层越流迁移的过程,并对其可能的影响因素及迁移机理进行讨论分析。结果表明:在较短的实验周期内(168 h)及相对缺氧的环境中,低浓度的NH4+-N溶液通过弱透水层后绝大部分被去除,其主要作用是吸附,生物作用只占很小一部分;pH大于7时弱透水层中的NH4+-N较易被吸附和发生生物作用,利于NH4+-N的去除;pH条件易影响钙镁离子对NH4+-N竞争吸附。

NO_3^--N/NH_4^+-N配比对紫花苜蓿根系生长及固氮特性的影响

【目的】为了探明NO_3^--N/NH_4^+-N不同配比下紫花苜蓿根系生长及固氮特性,了解NO3--N与NH4+-N的最适配比,提高紫花苜蓿外源氮利用效率.【方法】室外防雨网室内,以‘甘农3号’为研究材料,采用盆栽营养液沙培法,在氮素水平210mg/L下,设NO3--N和NH4+-N的7个混合配比(1∶7、1∶3、3∶5、5∶5、5∶3、3∶1、7∶1),测定处理后紫花苜蓿各生育期根系相关指标.【结果】全生育期内,不同氮素形态配比下(NO_3^--N/NH_4^+-N)紫花苜蓿的根系生物量、根系总长度和根表面积均在NO_3^--N/NH_4^+-N配比为5∶3处理下显著高于其他处理;根瘤数、根瘤质量和固氮酶活性在紫花苜蓿生长的前中期(苗期和现蕾期)均在NO_3^--N/NH_4^+-N配比为1∶7处理下最大,而中后期(盛花期、结荚期和成熟期)在NO_3^--N/NH_4^+-N配比5∶3处理下达到最大值.整个生育期,各处理下紫花苜蓿的根系生物量差异显著,而根系总长度、根表面积、根瘤数、根瘤重在前中期差异显著,而后期差异不大.【结论】NO3--N和NH4+-N均能促进紫花苜蓿各时期根系生长,但二者混合使用且NO_3^--N/NH_4^+-N比例为5∶3时,紫花苜蓿根系生长最好,肥料报酬率高.与此同时,紫花苜蓿自身固氮能力也最强,对氮素的利用率达到最高.

NO3^--N与NH4^＋-N配比对热带地区水培荆芥生长和品质的影响

探明热带地区秋冬季水培荆芥营养液配方中的NO3--N与NH4+-N的合理配比,为水培荆芥的氮素养分管理提供理论依据。该研究以华南农业大学叶菜B配方为基础配方,设计营养液中NO3--N与NH4+-N的5个不同配比即NO3--N∶NH4+-N=5∶5、6∶4、7∶3、8∶2和10∶0,分析不同硝态氮与铵态氮配比处理荆芥的产量、品质和生理指标。结果显示:不同NO3--N与NH4+-N配比对水培荆芥的生长和品质有着显著的影响:NO3--N∶NH4+-N为6∶4和7∶3时,植株生物量最大;增加营养液中NH4+-N的比例,可以显著提高荆芥叶片中叶绿素和类胡萝卜含量;NO3--N∶NH4+-N为7∶3时,荆芥根系活力和可溶性蛋白最高;NO3--N∶NH4+-N为8∶2时,荆芥的可溶性糖含量最高;NO3--N∶NH4+-N为7∶3时,荆芥的硝酸盐含量最低。综合各项指标,NO3--N与NH4+-N的配比为7∶3时对水培荆芥最适宜。

基于ARIMA模型的湘江流域DO和NH_4^+-N含量贝叶斯预测

为实时把控湘江流域水质的变化趋势,采用污染比较严重的湘江流域长沙段和益阳段水质指标溶解氧(DO)和氨氮(NH_4^+-N)含量的监测数据,用贝叶斯方法推断经典的ARIMA时间序列模型,并用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)模拟方法对DO和NH_4^+-N含量进行贝叶斯预测。结果表明,该模型的贝叶斯预测能实现对湘江流域长沙段和益阳段水质指标DO和NH_4^+-N含量的精确点预测、区间预测和概率预测。