夏大豆土壤微生物有机碳及颗粒有机碳对不同耕作措施的响应

【目的】研究周年土壤不同层次碳对耕作措施的响应,为复播条件下进行有利大豆土壤固碳的合理耕作措施提供参考依据。【方法】在2017年大田滴灌条件下,设置翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、深松(ST)、免耕(NT)4种土壤耕作处理,研究不同耕作处理对不同土壤层次土壤总有机碳(SOC)、微生物有机碳(MBC)、土壤颗粒有机碳(POC)含量的影响。【结果】相对于T与TP处理,NT与ST处理均有利于增加0~10cm表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,但两者间无显著性差异。在10~30cm耕作层,TP处理较比于其余三种处理,能保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。但在土层深度30cm以下,ST处理的MBC、POC质量分数逐渐与其余三种处理的差异性逐渐增大并呈显著性差异。在0~60cm土层深度,微生物有机碳与颗粒有机碳占总有机碳的比例范围分别为1.29%~2.35%与17.81%~31.99%,并均在深度至60cm的土层达到最高点,其占在总有机碳的比率为ST>TP>T>NT。【结论】深松和免耕均能够有效增加表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,其中深松对土层深度30cm以下的MBC、POC质量分数与比率具有显著提升,而在土层20~30cm翻耕覆膜能够更好保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。

不同施肥处理红壤生物活性有机碳变化及与有机碳组分的关系

采用物理分组方法对长期不同施肥处理的旱地红壤有机碳组分进行了区分,布置室内培育试验观测了培养过程中土壤有机碳的矿化动态,通过拟合一级动力学方程计算土壤生物活性有机碳库量.研究结果表明,不同施肥处理的土壤中,轻组有机碳(LF-C)、团聚体包裹的粗颗粒有机碳(iPOMc-C)及细颗粒有机碳(iPOMf-C)、矿物结合态有机碳(mSOC)分别占总有机碳的7%～10%、0.5%～1.5%、4%～7%、76%～85%,并与总有机碳(TOC)含量显著相关;厩肥处理显著增加了各组分含量,其作用优于绿肥处理和单施无机肥处理(CK);培养过程中土壤有机碳矿化动态符合一级反应动力学方程;有机无机肥配施处理的土壤生物活性有机碳库(C0)显著提高;和绿肥相比,厩肥处理中生物活性有效碳库(C0)增加幅度更大,但其周转速率常数k更小;各组分有机碳含量与C0含量均达到极显著(p＜0.01)相关,但除LF-C外其余有机碳组分占TOC的百分率均与C0达到极显著水平.

土壤生物活性有机碳库及其表征指标的研究

土壤生物活性有机碳库 (C0 )的大小和周转可以指示土壤供应养分的能力以及养分的循环状况。对浙江省 11个土壤的研究表明 ,生物活性有机碳库的变化幅度为 184 87～ 30 2 2 4 1mg/kg ,占土壤总有机碳的 2 91%～ 8 94 % ,生物活性有机碳库的周转速率k为 0 0 0 70～0 0 199d- 1。C0 与土壤总有机碳、全氮、有效氮、CEC、重铬酸钾易氧化有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、水溶性有机碳、热水提取有机碳、轻组有机碳都呈显著性正相关 ,k与这些指标均无相关性。C0 与重铬酸钾易氧化有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮、水溶性有机碳、热水提取有机碳、轻组有机碳占土壤总有机碳的百分比均无相关性 ,k只与水溶性有机碳占土壤总有机碳的百分比呈显著性正相关 (R2 =0 4 684 ,P <0 0 2 5)。水溶性有机碳占土壤总有机碳的百分比是表征土壤生物活性有机碳库周转的较好指标。

长期施肥对土壤生物活性有机碳库的影响

采用土壤培养实验方法,研究了25年施肥对平凉黑垆土土壤生物活性有机碳库(C0)的影响。结果表明:土壤生物活性有机碳库(C0)以施用有机肥处理显著增大,其中以S+NP处理最高,达1071.00μg/g,M+NP处理为940.85μg/g,M处理为776.90μg/g,分别比CK增加1.86倍、1.51倍和1.07倍,单施N肥处理对土壤生物活性有机碳库影响不大,为399.10μg/g,仅比CK增加6.4%,NP配合处理为621.60μg/g,比CK增加65.76%。增施有机肥料可明显增大土壤生物活性有机碳库(C0),NP化肥配合施用也有良好效果,N肥单施无明显作用。土壤生物活性有机碳库(C0)占土壤总有机碳(TOC)的百分比为2.70%～6.34%,生物活性有机碳库的周转速率(K)为0.0223～0.0301d-1,生物活性有机碳库在土壤中的半周转期(T1/2)为22.55～31.09d。土壤生物活性有机碳库(C0)与土壤全氮呈极显著性正相关,与总有机碳(TOC)呈显著性正相关。

给水管网中可生物降解溶解性有机碳的变化

以地表水为水源的水厂及相对应的给水管网为对象,研究可生物降解溶解性有机碳(BDOC)的变化及主要影响因素.结果表明:在给水管网中BDOC的变化是余氯和细菌总数两个因素相互制约的结果;同时,水温也是一个很重要的因素,不同的季节BDOC的变化趋势也不同.

活性生物砂法测定可生物降解溶解性有机碳

以附着活性细菌的生物砂为接种物,通过静态培养的方式测定饮用水中可生物降解溶解性有机碳(BDOC)。结果表明,活性生物砂法测定BDOC的最优操作条件为:接种量为0.33g生物砂/mL水样,20℃下的恒温培养时间为10d。与传统的悬浮培养法相比,其对BDOC的降解速率快、能力强,可大幅缩短培养时间,提高BDOC测定的实用性和时效性。活性生物砂法测定中BDOC的降解基本符合一级反应动力学方程,但反应速率常数随水样的不同而有所差别。

生物可降解溶解性有机碳(BDOC)降解动力学研究

以东北某市饮用水为研究对象,采用悬浮培养测定法,讨论了生物可降解性有机碳(BDOC)测定中降解动力学特性,得出在28 d测定中,BDOC的降解动力学满足一级反应,动力学方程为BDOC1=BDOCu(1-10^(-0.07449t)), 降解常数k=0.074 49 d-1.试验研究表明:BDOC3约占BDOC28总量的40.22%,以测定BDOC3代替测定BDOC28 是可行的.试验还证明了UV254与DOC存在一定的相关性,通过对实验数据的拟和,求解出了相关方程为DOC= 15UV254+2.45.

东北某市出厂水生物可降解性有机碳对给水管网中细菌的影响

生物可降解性有机碳(BDOC)为给水系统中微生物的主要能量来源,细菌生长必须靠这些营养基质的支持,所以通过减少水中BDOC的质量浓度来控制异养细菌生长,能取得决定性的效果.本文主要对东北某市出厂水中的BDOC阈值进行了研究,并对出厂水BDOC对给水系统中细菌的影响进行了研究,向水厂提出了合理化建议.

荧光光谱法研究新型碳硼烷金属有机衍生物与牛血清白蛋白的相互作用

通过荧光光谱法,研究了在模拟生理条件下,二茂铁-碳硼烷衍生物(FcSB1,FcSB2和FcSBCO)、芳烃钌(Ⅱ)-碳硼烷衍生物(RuBFc和RuBCOOH)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。结果表明,五种碳硼烷衍生物与BSA形成非荧光性复合物而猝灭了BSA的荧光。二茂铁-碳硼烷衍生物FcSB1,FcSB2和FcSBCO显著地影响BSA的构象,使BSA的三级结构变得更紧凑,并显著使酪氨酸残基附近微环境的极性(位于ⅠA,ⅠB和ⅡA结构域)降低,疏水性增强。而芳烃钌(Ⅱ)-碳硼烷衍生物RuBFc和RuBCOOH对BSA构象的影响小于二茂铁-碳硼烷衍生物。揭示了新型金属碳硼烷衍生物对蛋白结构和构象的影响,为含碳硼烷、二茂铁等多功能基团的新型药物的设计与筛选提供一定的实验依据。

不同农田生态系统土壤微生物生物量碳的变化研究

试验研究不同农田生态系统土壤微生物生物量碳的变化结果表明,长期单施N、P肥处理对土壤有机碳和微生物生物量碳的影响不明显,施有机肥处理土壤微生物生物量碳及微生物生物量碳/有机碳值均高于其他施肥处理,轮作中引入豆科作物或豆科连作均对土壤微生物生物量碳的积累有显著作用。

生物活性炭内吸附与生物降解协同去除有机污染物

本研究建立了一个确定BAC内2种机理去除有机物分配比例的试验方法．该方法以BAC进出水中溶解性有机碳（DOC）与可生物降解有机碳（BDOC）浓度变化作为评价参数，并利用此方法确定了臭氧投加量对2种去除机理的影响．臭氧化可以使BDOC浓度增加，臭氧投量为2～8mg／L时，BDOC增加0．12—0．54mg／L；BAC过滤使出水BDOC浓度降低为0．23-0．31mg／L．随着臭氧投量增加（2—8mg／L），在BAC内生物降解作用去除有机物比例从46％增加到89％．

臭氧-生物活性炭对有机物分子量分布的影响

测定了南方某水厂中试规模的臭氧-生物活性炭工艺不同处理阶段(原水、沉淀水、砂滤水、臭氧化水、生物活性炭出水)有机物(TOC和UV254)的分子量(MW)分布.分析了原水中生物可同化有机碳(AOC)的分子量分布.结果表明,AOC主要属于天然有机物(NOM)中MW<1kDa的部分.MW<1kDa的部分占可溶解性有机碳(DOC)的53%～67%,而AOC只占DOC的2.65%～5.91%,表明去除大部分DOC的臭氧-生物活性炭工艺并不能有效去除AOC.

滇中尖山河小流域不同土地利用类型土壤活性有机碳分布特征

土壤活性有机碳对土地利用方式最为敏感,定量分析不同土地利用方式对土壤活性有机碳分布特征的影响对流域的土壤碳循环研究具有重要意义。从滇中尖山河小流域坡耕地、荒草地、林地、园地4种不同土地利用类型角度,系统地分析了0—10,10—20,20—30 cm土层土壤有机碳(SOC)、微生物有机碳(MBC)、易氧化有机碳(EOC)及可溶性有机碳(DOC)的分布特征及其相关性。结果表明:不同土地利用类型下土壤SOC,MBC,EOC,DOC整体均表现为园地>林地>坡耕地>荒草地;4种土地利用类型MBC,EOC,DOC整体上随着土层深度的增加而逐渐降低,且主要分布在0—20 cm土层,在20—30 cm土层含量较低(低于30%);4种土地利用类型下SOC和MBC,EOC,DOC呈极显著正相关关系,MBC,EOC,DOC两两之间也表现出极显著正相关。综上,退耕还林以及在荒草地种植人工林可作为提高土壤有机碳及活性有机碳含量的有效措施,并将在减少流域水土流失和面源污染、改善土壤质量、恢复土壤肥力等方面起到重要作用。

可生物降解有机物在水厂净水工艺中的变化

以上海市两座不同水源的典型水厂为研究对象,分析了可生物降解有机物(BOM)和总有机物(以DOC表征)在水厂常规净水工艺中的变化规律。结果表明,水厂常规工艺对AOC、BDOC与DOC的去除能力均不高,且受水温影响明显,两水厂出水均为生物不稳定性饮用水;DOC主要在沉淀单元被去除,BDOC在沉淀、砂滤单元都有去除,AOC则主要在砂滤单元被去除;加氯可造成DOC(或BDOC)向AOC的转化,使出厂水AOC浓度增加,要确保出厂水的生物稳定性,必须同步削减水中BOM与总有机物的浓度。

不同铵态氮含量下水稻土移动有机碳的变化

土壤移动有机碳的迁移和转化受到土壤氮营养水平的控制,氮促进有机碳的分解和呼吸排放,但是土壤的矿化受到高氮水平的控制。选用土壤为水稻土,在外加不同含量的铵态氮(0、40、80、100 mg/kg)并维持土壤的含水量为70%WHC(WaterHoldingCapacity)的条件下,培养4周,测定土壤的几种形态的移动性碳随培养时间变化曲线,试图选择出比较合适的移动性碳。试验结果表明,外加铵态氮的数量未对土壤的移动性碳产生显著的影响,在各种移动性碳的指标中,热水提有机碳(HWC)数值最大,KCI提取态的碳(DOC,Dissolved organic carbon)最小,微生物量碳(MBC,Microbial carbon)适中,两种土壤表现出相似的规律,故从本文的初步结果可以认为HWC包括了DOC和MBC,是一个比较好的移动性碳指标,且测定方法较MBC简单。

氮添加和干旱对亚热带两个树种生长、光合及挥发性有机碳释放的影响

以我国亚热带森林优势树种木荷和杉木为研究对象,研究氮添加、干旱及二者交互作用对两种幼苗生长、光合、同化产物分配及生物源挥发性有机碳释放的影响.结果表明:氮添加显著增加(P<0.05)木荷总叶绿素含量、净光合速率、叶片可溶性糖含量、胸径、树高和总生物量,但显著降低(P<0.05)木荷细根可溶性糖含量;而仅显著增加杉木(P<0.05)总叶绿素含量和树高.干旱处理显著增加(P<0.05)两种幼苗总叶绿素含量,降低(P<0.05)木荷净光合速率、胸径、树高和总生物量,同时显著降低(P<0.05)杉木叶片非结构性碳水化合物含量.氮添加和干旱交互处理显著增加两种幼苗总叶绿素含量,但对两种幼苗总生物量无显著影响.氮添加和干旱分别使杉木的BVOC-C释放增加7.4和4.5倍,二者交互处理显著促进(P<0.05)木荷BVOC-C释放,但对杉木BVOC-C释放无显著影响,说明木荷和杉木BVOC-C释放对氮添加和干旱的响应存在差异.

臭氧-生物活性炭组合工艺中最佳臭氧投加剂量的确定

在水处理过程中投加臭氧，可提高饮用水的可生物降解性．臭氧氧化后继的生物过滤，可以减少水中可生物降解有机物数量，提高饮用水的生物稳定性．试验表明，臭氧投加量2～8mg／L可使AOC—P17，AOC-NOX和BDOC分别增加20．9％～85．5％，42．1％～158．2％和21．4％～84．4％．臭氧投加量为3mg／L时，AOC和BDOC增加得最多，即3mg／L的臭氧投量为最佳投加剂量．生物活性炭滤柱（BAC）出水AOC浓度（乙酸碳）均低于50μg／L，在35．9～46．6μg／L之间，属于生物稳定性水质．

北方某城市给水管网水质生物稳定性研究

以我国东北某市市政给水管网为研究对象，采用AOC和BDOC指标共同评价了管网水的生物稳定性。研究结果表明：管网水中AOC为39—379μg/L，BDOC为0．8～2．8mg／L，属于生物略不稳定的饮用水；随着管网的延长，水中的AOC和BDOC浓度总体上处于降低趋势，余氯浓度对AOC和BDOC浓度的变化均有较大影响；冬、夏两季节，管网水中AOC占BDOC的比例分别为5．8％和6．2％。

饮用水生物稳定性的评价体系

AOC和温度对饮用水中微生物的生长繁殖具有重要影响。通过试验的方法对不同AOC含量、不同温度条件下静止存放的饮用水(自来水和瓶装水)的生物稳定性进行了研究,建立了AOC-TDWMS评价体系,弥补了用AOC单项指标评价饮用水生物稳定性的不足,更科学、可靠,且更具适用性。

管网水限制性营养元素对微生物再生长的影响

考察C、N、P等饮用水中的限制性营养元素对微生物再生长的影响。结果表明,磷是管网中细菌生长的主要限制因子,饮用水最适合细菌生长的最佳C∶P为100∶5。另外,对于管网微生物而言,乙酸碳等易降解有机物是一种更容易被利用的有机物。因此,在饮用水处理过程中应尽可能地去除原水中磷,使出厂水TP控制在5μg/L以下,同时要防止饮用水被一些有机物特别是小分子易降解有机物污染,以确保饮用水安全。