秸秆还田与氮肥运筹对农田土壤可溶性氮组分的影响

为探究秸秆还田配施氮肥对农田土壤可溶性氮转化特征的影响,研发东北冷凉区土壤氮素供应能力提高的秸秆还田技术,采用田间连续定位试验,对比分析了秸秆还田方式(不还田、粉碎翻压还田、堆腐旋耕还田)与氮肥运筹(N 180、210、240 kg/hm^(2);氮肥基施、氮肥后移)作用下农田土壤无机氮(IN)、可溶性有机氮(DON)及可溶性全氮(DTN)的动态变化。结果表明,秸秆还田配施氮肥影响农田土壤可溶性氮组分含量,其作用行为受秸秆还田方式、施氮模式和生育时期的多重制约。秸秆还田配施低量氮肥(N 180 kg/hm^(2))土壤IN和DTN均低于无秸秆处理,而配施高量氮肥(N 240 kg/hm^(2))时高于无秸秆处理;秸秆还田土壤DON于生育前期(播种-拔节期)较无秸秆处理显著增加,而在生育中后期无规律性变化。随着施氮量增加,秸秆还田土壤IN和DTN显著增加,而DON仅于春玉米旺盛生长期(拔节期-灌浆期)显著增加。随着生育期推进,除秸秆堆腐旋耕还田土壤DON呈三峰曲线变化外,秸秆还田土壤IN、DON和DTN均呈双峰曲线变化,且峰值越来越低。由此可见,在东北农业产区,N 210 kg/hm^(2)用量下秸秆粉碎翻压还田配施15%氮肥的秸秆还田技术具有优化氮素管理、提高土壤肥力的潜力。

一株除臭固氮菌的筛选、鉴定及发酵条件优化

为提高食品加工原料质量、降低环境污染,从自然界分离筛选出一株能有效减少鸡粪臭味及氮素流失的菌株JFN-1。通过形态学特征、生理生化试验和16S rDNA序列分析鉴定,JFN-1为假肠杆菌(Empedobacter falseni)。通过液态发酵得出:JFN-1菌株在硝酸还原酶和亚硝酸还原酶作用下,可以提高硝态氮、减少铵态氮含量以及减少氮类物质分解为氨气,从而减少氮素损失。通过单因素和正交优化试验,得到JFN-1菌株增殖培养基组成为可溶性淀粉8 g/L、牛肉膏20 g/L、硫酸镁4 g/L、氯化钠5 g/L,30℃培养20 h发酵液OD600可达到3.14,相比未优化培养基提高12.91倍,总氮含量提高2.14倍。通过固态发酵条件优化,得到JFN-1菌株固定氮素含量最多的固态发酵基质为菌糠15 g、麸皮15 g、豆粕1 g、糠醛渣2 g、硫酸铵0.165 g,在此条件下,总氮量提高196.42%。

黄土区农田土壤细菌和真菌群落对长期施氮的响应特征

【目的】细菌和真菌是调控土壤生态功能的重要因素,摸清细菌和真菌群落的变化有助于深入理解微生物在生态功能中的调节作用。【方法】黄土区渭北旱塬定位监测试验始于1984年。2022年选择其中5个不同施氮(N)量处理小区:0、45、90、135和180 kg/hm^(2)(分别记作N0、N45、N90、N135和N180),采集0—20 cm土层样品,采用16S rRNA和ITS高通量测序方法,分析细菌和真菌群落结构及其功能变化,同时测定土壤碳组分、微生物活性、根系生物量及土壤酶活性等。【结果】随着施氮量增加,土壤微生物量从113 mg/kg增加到177~234 mg/kg,微生物活性从4.92 g/(m^(2)·s)增加到5.83~7.26 g/(m^(2)·s),土壤植物根系量从1.73 t/hm^(2)增加到2.32~2.98 t/hm^(2)。施氮处理土壤细菌群落丰富度(Chao1)和多样性(Shannon)显著降低,分别下降4.0%~12.3%和1.6%~1.8%,但真菌群落丰富度和多样性无显著变化。施氮处理土壤变形菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门相对丰度分别下降了2.4%~16.4%、2.1%~26.3%、24.1%~50.0%,细菌中座囊菌纲、伞菌纲相对丰度分别下降了29.4%~58.8%、44.4%~88.9%,而放线菌门、酸杆菌门、绿湾菌门等细菌相对丰度提高了10.4%~34.7%、37.8%~54.1%、14.3%~28.6%,子囊菌门、银耳纲等真菌的相对丰度分别提高了8.3%~73.8%、18.2%~45.5%。施氮后,土壤有机碳含量由6.50 g/kg提升到7.00~7.35 g/kg,可溶性有机碳含量由22.43 mg/kg提高到27.60~34.87 mg/kg,NO_(3)^(-)-N含量由1.38 mg/kg提高到1.78~2.25 mg/kg,C/N由8.90下降到8.64~7.74,微生物的硝化作用显著提高了14.3%~39.6%,好氧氨氧化功能提高了25.1%~48.2%,参与碳循环功能的木糖苷酶活性提高了13.5%~39.3%,纤维二糖水解酶活性提高了50.3%~126.8%。细菌丰富度和多样性变化与土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳、NO_(3)^(-)-N含量和C/N有关。施氮条件下细菌变形菌门丰度降低与土壤可溶性有机碳(DOC)含量升高有关,而放线菌丰度升高与SOC、DOC和NO_(3)^(-)-N含量的升高有关,但子囊菌和担子菌的丰度变化与土壤理化性质间的关系不显著。【结论】在黄土高原地区,细菌群落结构对氮肥施用的响应较真菌更为敏感。细菌群落组成的变化与土壤有机碳、可溶性有机碳和NO_(3)^(-)-N呈显著正相关,与全氮和C/N呈显著负相关。此外,氮肥施用增加了土壤中与碳循环相关的功能菌丰度,促进了木糖苷酶和纤维二糖水解酶的分泌。

不同施氮量对小麦-玉米轮作体系氮素利用的影响

【目的】探究小麦季不同施氮量对小麦-玉米周年轮作体系氮素利用的影响,为该体系合理施肥提供理论依据。【方法】采用小麦氮低效品种AK58和氮高效品种ZM27,以及玉米品种大丰30,研究了小麦不同施氮量(0、120、225、330、435 kg·hm^(-2))和玉米225 kg·hm^(-2)施氮量对全年粮食产量、氮素利用率、氮素平衡、土壤硝态氮迁移及土壤氮素转化的影响。【结果】(1)AK58和ZM27均在330 kg·hm^(-2)施氮处理下产量达到最高,但与225和435 kg·hm^(-2)处理无显著差异。(2)AK58和ZM27的氮肥利用率和氮肥偏生产力都在120 kg·hm^(-2)时最高,分别为35.05%和38.97%、67.10和67.52 kg·kg^(-1),且随着施氮量的增加而减小。(3)玉米季产量及氮肥偏生产力都随着小麦季施氮量的增加而增加。(4)小麦季施氮量越高,残留氮和表观损失率越高,AK58和ZM27的435 kg·hm^(-2)施氮处理残留氮为263.81和270.30 kg·hm^(-2),损失率分别为56.35%和52.83%。(5)施氮主要影响0~20 cm土层土壤全氮含量,20~100 cm的土壤全氮含量基本稳定在0.5 g·kg^(-1)。小麦季施氮能增加后茬玉米0~100 cm土层硝态氮含量,在大喇叭口期最为明显,随着生育期的推移,各施氮处理之间的差距逐渐缩小,在吐丝期和成熟期,硝态氮在40~60 cm土层有积累。【结论】该试验条件下,综合考虑氮肥对小麦-玉米轮作体系产量、氮肥利用效率及硝态氮迁移的影响,小麦与玉米两季氮肥施用量均为225 kg·hm^(-2),有利于实现节氮增效和环境友好的绿色生产目标。

河流水质采样策略与频率对氮磷负荷估算的影响

为探究适合的流域水质监测频率与采样策略,提高氮磷污染物负荷估算的精度,基于云南省洱源县凤羽河流域2011~2013年间逐日流量与总氮､总磷浓度的每日数据,在7d/次,14d/次,21d/次,28d/次4种采样频率下设定了3种不同的采样情景(情景a:普通随机取样､情景b:随机取样的基础上增加降水量超过10mm的水样样品采集,情景c:随机取样的基础上增加降水量超过25mm的水样样品采集).基于采样频率与采样情景的组合,利用LOADEST模型估算的总氮与总磷负荷,并与逐日连续水量水质数据计算的实测值进行比较,评估了不同取样频率和取样情景下LOADEST模型的负荷估算精度.结果表明:在LOADEST模型的估算过程中,同种采样频率下,增加降雨时期的浓度数据将会提高LOADEST模型的模拟精度;在降雨事件期间进行加密采样,不仅加大了工作量,且增加的采样次数过多(如情景b)使总氮的RMSE值由1.92增至2.26,总磷的RMSE值由0.08增至0.19,高估氮磷负荷,模型模拟精度降低.在四种不同的采样频率下,情景c中总氮的RMSE值范围为1.92~2.07,总磷的RMSE值范围为0.06~0.13,均取得了该频率下最低的RMSE值,模型估算精度最高;从不同频率与采样情景对模型估算结果的影响来看,对总氮负荷估算结果(RMSE值范围为1.92~2.52)影响要大于总磷(RMSE值范围为0.06~0.18).其中,情景a与情景b的负荷估算结果精度随着采样频率降低而降低.情景c的估算结果受现有取样频率降低的影响不明显.本研究表明,在常规固定频率水质监测基础上结合气象预报适量增加降雨时的采样可在28d/次的较低取样频率下得到较高的氮磷负荷估算精度,符合我国各地区环境水质采样频率,可为相关研究的水质采样策略提供一定的参考作用.

昆明城市土壤有机碳氮含量及其稳定同位素耦合关系研究

随着城镇化的快速推进,城市土壤已成为陆地生态系统重要组成部分,不同土地利用类型土壤有机碳氮含量、稳定同位素组成分布特征及其耦合关系是了解城市土壤碳氮循环过程的重要途径.选取昆明市区受人类活动影响程度不同的公园绿地、居住绿地、道路绿地、耕地4类土壤作为研究对象,开展0—20 cm土壤有机质碳氮元素及其同位素组成的空间分异特征与影响因素研究.结果表明,昆明城市土壤有机质含量低,有机碳(SOC)和总氮(TN)含量中值分别为6.14 g·kg^(−1)和0.55 g·kg^(−1),较全国城市土壤平均水平低27.22%(C)和28.57%(N).土壤有机碳同位素(δ^(13)C)平均值为-25.22‰±1.56‰,氮同位素(δ^(15)N)则分布范围较广,为1.22‰—10.12‰,平均值为6.55‰±1.58‰,显著高于其他自然土壤δ^(15)N值. 4类土地利用类型中,耕地土壤SOC、TN含量显著偏高,δ^(13)C和δ^(15)N值显著偏正.垂向分布上,公园绿地、居住绿地、道路绿地SOC、TN含量随土层深度的增加而降低,δ^(13)C和δ^(15)N值则呈现富集趋势,表明重同位素^(13)C、^(15)N在土壤腐殖质中富集.耕地土壤因人为耕作,理化性质分层特征不明显.昆明市较低的土壤有机质含量与城市化进程导致的土地利用类型改变、绿化年限影响的成土时间较短以及昆明市气候、土质、植被类型等多因素有关.昆明城市土壤δ^(13)C值主要受昆明C_(3)、C_(4)植被覆盖度等自然环境因素影响,而δ^(15)N值由于受城市中水灌溉影响,显著偏正于自然土壤,指示人类活动已显著改变城市土壤氮循环过程,使土壤中更富集重同位素^(15)N.不同土地利用类型土壤垂向分布特征揭示有机质的分解、转化过程会对碳、氮同位素产生分馏作用,且氮同位素分馏高于碳同位素的分馏.

江苏沿海沉积物有机磷含量、总有机碳、总氮与同位素特征及有机质来源解析

沉积物有机质分布与来源是海陆过渡带生物地球化学循环和沿海生态环境研究中的重点和难点问题,一直受到广泛关注。选择江苏沿海为研究区域,于2016年采集61个表层沉积物样品,查明其中的有机磷(OP)含量、总有机碳(TOC)、总氮(TN)及有机碳和总氮同位素(δ^(13)C_(org)、δ^(15)N_(tot))特征,试图阐明江苏沿海沉积物有机质来源。结果表明:沉积物有机磷含量、总有机碳、总氮与粒度之间存在显著的相关关系,明显受水动力作用的影响。元素比值与同位素的定性分析表明,沉积物有机质主要由海洋生物提供,也受陆源输入的影响。同位素混合模型计算结果进一步发现,海源对沿海沉积物有机质平均贡献比例达到56.9%,其次为陆源C3植物、土壤以及农业肥料,平均贡献比例为38.5%,生活污水的贡献比例仅为4.6%。海源有机质通过洋流和潮波输送至江苏沿海,而河流输入和沿海养殖可能是陆源输入的重要方式。尽管陆源输入不是江苏沿海沉积物有机质的主要贡献来源,但可能是沿海水体富营养化的驱动因子。

高寒山地生态修复方式对土壤颗粒碳氮分配的影响

通过探讨草地和林地两种修复方式下不同粒径土壤颗粒有机碳和全氮的分配规律,以期能够为高寒山地生态修复措施对土壤颗粒碳氮的影响提供参考。以空间序列代替时间序列的方法,分别选取不同恢复年限的草地和林地作为研究对象,管理方式分别为仅在生长季封育和常年封育。对生长季野外现场采集的土壤样品在实验室采用离心法对土壤颗粒进行分级,分为砂粒(2000—50μm)、粉粒(50—2μm)和粘粒(<2μm),以此分析不同粒径土壤颗粒中有机碳和全氮的分配规律。结果显示:1)不同修复年限草地和林地土壤颗粒有机碳和全氮的分配主体分别为砂粒和粉粒,草地和林地土壤颗粒有机碳在砂粒中的分配比例分别为57.36%和46.46%,全氮在粉粒中的分配比例分别为44.79%和42.55%。2)两种修复用地三种粒径土壤颗粒碳氮分配比例均与其组分含量呈正相关关系,砂粒的碳氮分配比例主要受地下生物量和土壤总孔隙度影响,粘粒和粉粒碳氮分配比例主要受容重和pH的影响。本研究区植树造林的修复方式对土壤颗粒碳氮的分配影响更为明显。

基于随机森林模型的旺业甸实验林场土壤全氮数字制图

为探究林场土壤全氮含量的空间分布特征及对环境因素的响应,以旺业甸实验林场为研究区,采用随机森林模型和Cubist模型建立了不同土层深度(0~10、10~30、30~50cm)土壤全氮含量与环境协变量(海拔、归一化植被指数、年平均降水量、年平均气温、y坐标和坡向)之间的定量关系模型,对该区土壤全氮含量进行预测并制图,并分析了影响土壤全氮空间变异的控制性因素。研究结果显示:0~10、10~30、30~50cm土层实测全氮含量的均值分别为3.20、2.02、1.47g/kg,土壤全氮的平均含量随土层深度的增加而降低;3个土层深度土壤全氮预测随机森林模型的决定系数R2分别为0.59、0.42和0.39,均优于决定系数R2分别为0.56、0.38和0.34的Cubist模型,2种模型预测精度都随土层深度的增加而降低,各环境因素对土壤全氮空间分布的影响作用随土层深度的增加而减小;从随机森林模型土壤全氮预测图来看,不同土层深度土壤全氮含量均呈现西部、北部和中部低,西南、东南和东部高的空间格局,不确定性图显示随机森林模型预测土壤全氮含量分布具有较低的标准差;海拔对土壤全氮含量的影响最大,其他依次为:归一化植被指数>年平均降水量>年平均气温>y坐标>坡向。结果表明,随机森林模型可以作为有效预测该林场不同土层深度土壤全氮含量的方法。

等高反坡阶措施下坡耕地球囊霉素相关土壤蛋白对土壤碳氮储量的贡献

为证实坡面微地形改造措施—等高反坡阶(CRT)对坡耕地的生态修复功能,揭示CRT对球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)含量及土壤碳氮储量贡献的影响与机制至关重要。通过分析原状(CK)和CRT处理下旱季和雨季坡耕地0—5、5—15、15—30 cm土层中总GRSP(T-GRSP)、易提取GRSP(EE-GRSP)、土壤有机碳(SOC)与土壤全氮(TN)在CRT阶上和阶下及CK对应位置处的时空分布特征,探讨CRT措施下GRSP对土壤碳氮储量的贡献,揭示相关机制。结果表明:(1)CRT坡耕地土壤T-GRSP、EE-GRSP、SOC和TN的含量较CK显著提高(P<0.05),增幅分别为16.6%—189%、7.28%—102%、1%—68.3%和7.29%—79.7%。且CRT对坡耕地GRSP含量的提升效果总体表现为雨季强于旱季、表层(0—5 cm)土壤高于深层(15—30 cm)、阶下优于阶上。(2)相比CK,CRT坡耕地旱季和雨季SOC储量分别提高8.06%和13.5%,TN储量提高7.01%和12.1%。T-GRSP对SOC和TN储量的贡献率较CK分别提高8.5%—141%和2.58%—133%,EE-GRSP对SOC和TN储量的贡献率较CK分别提高1.38%—82%和5.25%—87.2%。且CRT对坡耕地SOC和TN储量提升效果雨季优于旱季,对表层土壤T-GRSP对SOC和TN贡献率的提升效果表现为雨季强于旱季、阶下强于阶上。(3)CRT极大提高了坡耕地T-GRSP与土壤孔隙度、SOC和TN的正相关性。相比CK,相关系数(R~2)分别由0.17、0.26和0.29增至0.51、0.66和0.64。因此,CRT措施不仅降低了坡耕地SOC和TN的流失,还通过提高有机质含量改善土壤通气透水性,进而提高坡耕地GRSP的分泌与累积,同时提高GRSP对碳氮的贡献率,促进了土壤碳氮的固持与封存。

土壤有机质和全氮水平与土壤碳排放的相关性及估算模型

【目的】探明土壤有机质和全氮对土壤碳排放的影响及分析估算碳排放模型的可行性,为土壤固碳减排和创建简单易行、普适性高的土壤碳排放评估方法提供参考。【方法】采用田间试验和模型拟合相结合的方法,以土壤有机质9 g/kg、全氮0.4 g/kg(5~6级肥力)为CK,研究不同土壤肥力水平有机质和全氮含量[OL:有机质41.0 g/kg、全氮2.1 g/kg(1级肥力);SL:有机质31.0 g/kg、全氮1.6 g/kg(2级肥力);TL:有机质21.0 g/kg、全氮1.1 g/kg(3级肥力);FOL:有机质11.0 g/kg、全氮0.8 g/kg(4级肥力);FIL:有机质9.0 g/kg、全氮0.6 g/kg(5级肥力)]对土壤碳排放的影响,并分析以有机质和全氮含量为因子拟合模型用于土壤碳排放量估算的准确性和适用性。【结果】土壤肥力水平为1级时,土壤碳排放量与有机质和全氮含量呈负相关关系;土壤肥力水平为2级时,土壤碳排放量达峰值,为4320.22 kg/hm^(2),较CK显著提高88.81%;当土壤肥力水平为3~6级时,土壤碳排放量与有机质和全氮含量呈正相关关系。【结论】土壤碳排放量与有机质和全氮水平有一定的相关性,土壤有机质含量(x)、全氮含量(y)与土壤碳排放量(CE)的拟合公式为CE=2221.37-263.15x+6174.45y,该模型的预测性和准确性良好,可根据土壤肥力水平分级用于区域土壤的碳排放量估算。

太湖地区稻麦轮作系统有机氮肥替代率的演变特征及其影响因素

有机肥替代化肥是化肥减量的关键措施。本研究的主要目标是明确太湖地区稻麦轮作体系中有机氮肥替代率的主要限制因素,为提高有机氮肥替代率提供理论基础。依托40 a长期定位观测试验,分别选择不施肥(CK)、单施化肥(NPK)和单施有机肥(OM)3个处理,研究有机氮肥替代率与土壤碳氮关系。其中,化肥采用尿素、过磷酸钙和氯化钾,年均施氮225~300 kg/hm^(2),年均施磷(P2O5)119.4 kg/hm^(2),年均施钾(K2O)179.1 kg/hm^(2);有机肥采用猪粪和菜籽饼,年均折合施氮103.1 kg/hm^(2),折合施磷(P2O5)82.7 kg/hm^(2),折合施钾(K2O)70.1 kg/hm^(2)。测定指标包括土壤有机碳、总氮,计算有机氮肥替代率和土壤碳氮比。结果表明,长期施肥提高了土壤有机碳水平,OM、NPK和CK处理土壤有机碳含量可用米氏方程拟合,且前10 a内快速累积、后30 a趋近平衡,平均含量分别为16.8、15.8、15.1 g/kg。长期施肥处理线性提高了土壤总氮含量,OM、NPK和CK处理土壤平均总氮含量分别为1.71、1.64、1.47 g/kg。有机氮肥替代率的时序演变可用分段线性模型拟合,有机氮肥替代率前期略降低后期增加,稻麦两季有机氮肥替代率的时间拐点分别出现在第11年和第15.5年。线性回归分析表明,有机氮肥替代率与土壤总有机碳无显著关系,但与土壤总氮和碳氮比显著线性相关。在太湖地区稻麦轮作系统中,长期施用有机肥可有效提高土壤碳氮库容,具有较高水平土壤有机碳(>17.0 g/kg)是提升有机氮肥替代率的前提,但在有机碳趋近饱和后,土壤总氮和碳氮比是限制有机氮肥替代率提升的主要因素。

青海冬虫夏草不同产区土壤理化性质对微生物多样性的影响

[目的]探究青海省冬虫夏草产区土壤理化因子和微生物之间的关系,以期为人工冬虫夏草培养基质的进一步完善提供参考。[方法]以海东市化隆回族自治县(HL)、黄南藏族自治州河南蒙古族自治县(HN)、海南藏族自治州兴海县(XH)、果洛藏族自治州达日县(DR)、果洛藏族自治州玛沁县(MQ)、玉树藏族自治州杂多县(ZD)和玉树藏族自治州果青牧场(GQ)7个具有代表性的青海省冬虫夏草主产区为试验样地。分别采用重铬酸钾-外加热法、凯氏定氮法、碱熔法、酸溶法、邻菲啰啉比色法、火焰原子吸收分光光度法、火焰光度法及高碘酸钾比色法对土壤相应理化性质进行测定;微生物含量及种类采用Illumina测序技术进行测定,研究产区土壤理化性质对微生物多样性的影响。[结果]大多数土壤理化因子在各产区差异不大。微生物在各产区组成相似,其中真菌优势群落的多样性和丰富度在不同产区间存在一定差异。细菌群落中,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为细菌优势门,Subgroup_6、假单胞菌属(Pseudomonas)和RB41等为细菌优势属;真菌群落中,担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)为真菌优势门,湿伞属(Hygrocybe)、蜡壳耳属(Sebacina)和被孢霉属(Mortierella)等为真菌优势属。产区土壤理化性质与微生物群落冗余分析结果显示,细菌放线菌门(Actinobacteria)与土壤pH、铁(Fe)元素呈极显著正相关(P<0.01),RB41、Nitrospira和Subgroup_6与全钾(TK)、全磷(TP)、有机质(OM)、锰(Mn)和钠(Na)均呈显著负相关(P<0.05);真菌被孢霉门(Mortierellomycota)与TP呈正相关,子囊菌门(Ascomycota)与TK、全氮(TN)、OM呈负相关,土壤pH与多数真菌优势属均呈正相关。[结论]进一步证实土壤理化因子和微生物之间存在明显的相关性。其中,土壤pH、OM、Na和Fe与冬虫夏草产区的多数微生物群落存在显著相关性(P<0.05),可能是影响微生物群落结构的关键驱动因子。

潮-径相互作用下甬江总氮污染的降解、扩散及分布模拟

基于非结构有限体积法海洋模式(FVCOM)建立了宁波—舟山海域的水动力模型,结合海域海水监测数据分析了区域内总氮浓度的分布情况及影响污染物输运的动力因素,进而采用表观降解系数方法在示踪物(DYE)模块中补充了浓度衰减机制,从而对甬江入海总氮污染物在2021年丰水期条件下的降解、扩散及分布进行了模拟分析.模拟结果表明,甬江输入到宁波—舟山海域的总氮污染物是造成2021年夏季宁波市镇海区、北仑区近岸海域海水总氮浓度出现高值的重要因素.在潮汐和甬江径流的共同作用下,甬江输入到宁波—舟山海域的总氮污染物将在短期内显著影响到宁波市镇海区东部和北部海域海水质量.以2021年夏季为例,考虑降解过程后,模拟结果显示甬江输入的总氮污染物在90d内使宁波市近岸站位海水总氮浓度增加约0.7mg/L.

萘酚-苯并噻唑衍生物的合成及其琼脂糖凝胶对三文鱼新鲜度双通道无损检测

为了弥补单一比色法颜色区分不明显导致对鱼肉新鲜度的误判,本研究以萘酚为荧光团,通过与苯并噻唑盐缩合,合成萘酚-苯并噻唑衍生物(naphthol-benzothiazole derivative,HBO),其能够对有机胺比色和荧光双响应识别,并应用于三文鱼肉新鲜度的无损检测。HBO在EtOH/H2O(1∶9,V/V)体系中对12种胺都能产生明显响应,具有较低的检测限(精胺:0.4μmol/L),并可在活细胞中对精胺荧光成像。以琼脂糖为基质,将探针负载后制备传感凝胶HBO琼脂糖凝胶(HBO agarose gel,HBOAL),当凝胶与三文鱼鱼肉共同贮藏时,HBOAL日光下为浅红色,紫外光照射为黄色荧光时表明鱼肉已腐败。该凝胶对三文鱼鱼肉的3种等级颜色区分明显,评价结果准确,可用于实时监测三文鱼鱼肉的新鲜度。

基于HYPE模型的汉江安康断面以上流域非点源污染模拟

基于空间数据和属性数据,构建了汉江安康断面以上流域环境水文预测(HYPE)模型,模拟了2012—2016年安康水文站的降水量和径流以及研究区非点源总氮、总磷污染负荷。结果表明:HYPE模型日径流量和月径流量模拟结果率定期纳升效率系数分别为0.78、0.90,验证期分别为0.69、0.87;总氮、总磷负荷模拟结果率定期纳什效率系数分别为0.71、0.69,验证期分别为0.68、0.63,表明HYPE模型在研究区具有良好适用性;汉江安康断面以上流域总氮和总磷非点源污染负荷主要集中在6—10月,主要来源于农业化肥施用与水土流失;研究区总氮单位面积负荷流失量为0.354~6.139 kg,总磷单位面积负荷流失量为0.012~0.395 kg,总氮、总磷流失最严重的区域主要分布在流域偏南部,合理使用化肥、加强防治水土流失是控制研究区非点源污染的有效措施。

库仑滴定法测定烟草中总氮的含量

取已处理过的烟草样品0.20 g,用0.2 g硫酸铜、0.3 g硫酸钾和6 mL硫酸于170℃消解1 h后,再升温至370℃继续消解2 h。待消解液冷却至室温后,滴加8 mol·L^(-1)氢氧化钾溶液,调节消解液pH至4.0~5.0,用水定容至50 mL。以铂电极-铂丝对电极作电解电极对,铂电极作指示电极对,四硼酸钠-溴化钾溶液(溴化钾浓度为1.2 mol·L^(-1),pH 8.6~8.9)作电解质溶液,在适当的电解电流下,滴定剂BrO~-定量滴定预处理后样品溶液中NH_4~+,通过到达滴定终点的电解时间,根据法拉第定律测定总氮的含量。结果表明,按标准加入法进行回收试验,回收率为95.1%~109%,测定值的相对标准偏差(n=5)均小于2.0%。方法用于实际样品的分析,与YC/T 161-2002中连续流动法测定结果相比较,结果无显著性差异,与杜马斯燃烧法的测定结果相近,但本方法无需提前准备大量试剂,且操作简便,耗时短。

黄土高原北部典型县域耕地土壤碳氮时空变异特征及影响因素

黄土高原生态环境脆弱,耕地质量的变化直接影响土地生产力的高低。选取其北部典型县域——天镇县,研究长时期耕地土壤有机质和全氮的时空演变规律及其影响因素,为黄土高原耕地质量提升和农业生态环境保护提供理论依据。基于1983年、2008年和2019年耕地质量数据,运用地统计学等方法分析天镇县有机质和全氮的时空演变特征。结果发现:(1)36年(1983—2019年)来,天镇县土壤有机质和全氮含量呈现整体上升、后期快速增加的变化特征。有机质和全氮含量的年均增加量前期(1983—2008年)较低,分别为0.20 g·kg^(–1)和0.01 g·kg^(–1),在后期(2008—2019年)较高,分别为0.29 g·kg^(–1)和0.03 g·kg^(–1)。碳氮比呈现前期无显著变化,后期显著降低。(2)36年来土壤有机质和全氮的块基比均提升至高于25%,表明地形等自然因素影响逐渐减弱,施肥等人为因素影响增强。(3)土壤有机质和全氮的空间分布特征相似,呈现西部低、东部高的格局,西北部和中部的变化速度快。综上,36年(1983—2019年)来,施肥及秸秆还田等因素是导致天镇县有机质和全氮含量变化的主要因素,因此,结合当地条件增施有机肥、推广秸秆还田并合理施用氮肥能快速提升耕地土壤肥力。

耕作和秸秆还田对球囊霉素和土壤生态化学计量特征的影响

为探究耕作与秸秆还田对土壤球囊霉素相关蛋白含量、生态化学计量特征以及两者之间关系的影响,本研究选择长期进行作物生产的农场土壤,采集免耕、耕作和耕作秸秆还田三种处理下的0~20 cm土层土壤样品进行分析。结果表明,免耕土壤总球囊霉素含量为4.1 mg/g,较耕作土壤显著提高5.1%,耕作秸秆还田土壤较耕作土壤提高3.6%,免耕和耕作秸秆还田土壤易提取球囊霉素含量分别较耕作土壤提高4.8%和6.1%。免耕和耕作秸秆还田土壤有机碳含量分别为17.58、17.89 mg/g,较耕作土壤显著提高14.1%、16.1%;免耕土壤全氮含量为1.49 mg/g,较耕作和耕作秸秆还田土壤分别显著提高26.3%、17.3%。耕作秸秆还田土壤碳氮比达到14.47,显著高出免耕土壤33.2%。方差分解分析及线性相关分析表明,土壤有机碳、全氮含量影响球囊霉素的分泌和释放,免耕和耕作秸秆还田有利于提高土壤有机碳、全氮含量,从而促进球囊霉素的分泌,而长期耕作对丛枝菌根真菌分泌土壤球囊霉素具有限制作用。

松嫩典型黑土带土壤碳氮磷储量空间分布特征

松嫩典型黑土带分布着高有机质和高肥力的黑土资源,长期超负荷耕作致使土壤有机质含量大幅下降,故开展土壤营养元素储量研究对黑土资源保护和国家粮食安全具有重要意义。以松嫩典型黑土带为研究区,基于野外土壤样本实测数据1057件,利用地统计分析等方法,对0~20 cm耕层内土壤全碳(total corban,TC)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)空间分布特征及影响因素进行研究。结果表明:松嫩典型黑土带土壤TC、TN、TP储量均高于全国水平,含量分别达19.25、1.88、1.28 g/kg;TC、TN、TP高密度热值区和高聚集区主要分布在松嫩典型黑土带北部,TC、TN、TP自北向南呈现降低趋势;C∶N、C∶P和N∶P在该区北部空间聚集性较高;土壤粉粒含量在30%以上,TC、TN和TP含量较高,分别介于6.86~74.74 g/kg、0.94~5.93 g/kg、0.66~3.76 g/kg;TC、TN和TP储量受土壤pH、年均温度、年均降水量和地形等因素影响较大。研究为黑土资源保护和农业可持续发展提供科学依据。