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两种PPCPs对雅鲁藏布江沉积物硝化作用的影响

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环境科学 2021年第6期42卷 2868-2874页

作者：凌欣徐慧平陆光华河海大学环境学院浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室南京210098

为了掌握药物及个人护理用品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)对高海拔河流氮转化过程的影响,采用沉积物泥浆实验方法,研究了磺胺甲唑(sulfamethoxazole,SMX)和甲氧基肉桂酸乙基己酯(2-ethylhexyl-4-methoxycinnamate,EHMC)在不同浓度下(0.01、0.1、1.0、10和100μg·L^(-1))对雅鲁藏布江沉积物硝化作用的影响.所有处理组均显著降低了硝化速率,SMX和EHMC共暴露诱导了最大抑制率,达到66%.所有SMX和EHMC处理组均显著抑制了氨单加氧酶(ammonia monooxygenase,AMO)活性和amo A基因丰度,SMX单独及其与EHMC联合诱导了比EHMC更强的抑制效应.SMX单独或与EHMC联合暴露显著抑制了沉积物中的羟胺氧化酶(hydroxylamine oxidase,HAO)活性及hao基因丰度,共暴露的抑制效应更强,而单独EHMC处理增加了HAO活性和hao基因丰度.结果表明,PPCPs影响了高海拔河流沉积物中硝化菌群的活性,抑制了硝化过程,联合暴露进一步增加了水生态系统中氮负荷压力.

关键词：磺胺甲?唑甲氧基肉桂酸乙基己酯雅鲁藏布江沉积物硝化作用

Meta分析放牧对中国草地土壤氮素矿化和硝化作用的影响

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草地学报 2023年第8期31卷 2490-2495页

作者：王新王云英裴薇薇杜岩功中国科学院西北高原生物研究所青海西宁810001 中国科学院大学北京100049

氮素矿化和硝化作用对草地土壤氮素转化过程具有重要影响。放牧干扰影响草地土壤氮素矿化和硝化作用。本研究基于Meta分析方法,对已开展的59个放牧影响中国草地土壤氮素矿化作用、55个放牧影响中国草地土壤氮素硝化作用影响的试验结果... 详细信息

氮素矿化和硝化作用对草地土壤氮素转化过程具有重要影响。放牧干扰影响草地土壤氮素矿化和硝化作用。本研究基于Meta分析方法,对已开展的59个放牧影响中国草地土壤氮素矿化作用、55个放牧影响中国草地土壤氮素硝化作用影响的试验结果进行整合分析。结果表明:放牧降低草地土壤氮素矿化、硝化作用,平均效应值分别为—0.09和—0.08,降幅分别为8.61%和7.69%,但均未达到显著性检验水平;不同放牧强度对草地土壤氮素矿化作用和硝化作用平均效应值的影响呈现出轻度放牧>重度放牧>中度放牧;土壤全氮含量显著影响矿化作用平均效应值,可解释4.91%的效应值变异;土壤有机碳和全氮含量显著影响硝化作用平均效应值,分别可以解释18.35%和19.17%的效应值变异。本研究旨在为明晰放牧草地氮素循环提供理论基础。

关键词：放牧强度草地土壤氮素矿化作用硝化作用平均效应值

纳米ZnO颗粒对SBR活性污泥硝化作用的影响及机制研究

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功能材料 2022年第8期53卷 8134-8139页

作者：宋旸梁宏宝陈忠喜马骏东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司第一采油厂黑龙江大庆163000 大庆油田有限责任公司油田建设设计研究院黑龙江大庆163712

以乙酸锌为锌原,通过水热法制备了纳米ZnO颗粒,通过XRD、SEM、FT-IR等分析了样品的晶格结构、微观形貌和光谱特性。采用序批式活性污泥工艺(SBR),研究了纳米ZnO颗粒对活性污泥硝化作用的影响。结果表明,合成出的纳米ZnO颗粒为标准的纤... 详细信息

以乙酸锌为锌原,通过水热法制备了纳米ZnO颗粒,通过XRD、SEM、FT-IR等分析了样品的晶格结构、微观形貌和光谱特性。采用序批式活性污泥工艺(SBR),研究了纳米ZnO颗粒对活性污泥硝化作用的影响。结果表明,合成出的纳米ZnO颗粒为标准的纤锌矿结构,具有较高的结晶度,分散性较好,呈现颗粒状,粒径尺寸在25~45 nm之间;随着纳米ZnO颗粒添加量的增加,SBR溶液中的Zn^(2+)浓度逐渐上升,活性污泥吸附纳米ZnO颗粒前后形态变化表明,颗粒污泥在吸附前表面较为光滑,吸附后表面呈现出较多的凸起状斑点,纳米ZnO颗粒在污泥表面分布不均匀;随着纳米ZnO颗粒添加量的增加,亚硝化颗粒污泥的硝化抑制作用逐渐增大,当纳米ZnO颗粒的添加量为50 mg/L,在270 min时,颗粒污泥对NH_(4)^(+)-N的去除率最低为52.35%,对NO_(2)^(-)-N和NO_(3)-N的生成量最低为98.5和11.9 mg/L,相比不添加纳米ZnO颗粒的生成量分别降低了38.93%和42.79%。

关键词：纳米ZnO SBR 活性污泥硝化作用去除率

生物硝化抑制剂对黔西南黄壤硝化作用及N_(2)O排放的影响

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土壤 2023年第3期55卷 512-519页

作者：华瑶陆玉芳高维常祖韦军施卫明郭亚利土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 贵州省烟草科学研究院烟草行业山地烤烟品质与生态重点实验室贵阳550081 贵州省毕节市农业生态环境与资源保护站贵州毕节551700 贵州省烟草公司黔西南州公司贵州兴义562400

为探索生物硝化抑制剂对贵州黔西南地区黄壤硝化作用及氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,通过3周的室内培养试验,研究两种生物硝化抑制剂(对羟基苯丙酸甲酯(MHPP)和丁香酸(SA))对黄壤中的无机态氮素含量、氨氧化微生物功能基因以及N_(2)O排... 详细信息

为探索生物硝化抑制剂对贵州黔西南地区黄壤硝化作用及氧化亚氮(N_(2)O)排放的影响,通过3周的室内培养试验,研究两种生物硝化抑制剂(对羟基苯丙酸甲酯(MHPP)和丁香酸(SA))对黄壤中的无机态氮素含量、氨氧化微生物功能基因以及N_(2)O排放量的影响。结果表明,与对照CK相比,MHPP和SA在黄壤上均能明显抑制硝化作用,对土壤硝化速率的抑制率分别为6%~43%和5%~51%。MHPP和SA均抑制了黄壤氨氧化古菌AOA(12%~22%,27%~41%)与氨氧化细菌AOB(6%~19%,26%~46%)amoA基因的丰度。整个培养期内,黄壤NO_(3)^(-)-N含量与AOB的amoA基因丰度显著正相关,而与AOA的amo A基因丰度无显著相关,表明AOB对黄壤硝化作用起了主导作用。在N_(2)O排放方面,MHPP和SA分别显著抑制了黄壤51%和21%的N_(2)O排放积累量,MHPP的减排效果优于SA。MHPP降低了黄壤N_(2)O排放的峰值,而SA主要延缓了黄壤N_(2)O排放高峰的出现。总之,生物硝化抑制剂MHPP和SA在贵州黔西南黄壤上具有氮肥减施增效的潜力,这为今后烤烟新型绿色专用肥的开发提供了理论依据。

关键词：硝化作用生物硝化抑制剂黄壤硝化速率氨氧化微生物 N_(2)O

生物硝化抑制剂对黔西南黄壤硝化作用及NO排放的影响

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土壤 2023年

作者：华瑶陆玉芳高维常祖韦军施卫明郭亚利贵州省烟草科学研究院烟草行业山地烤烟品质与生态重点实验室土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 贵州省烟草公司黔西南州公司贵州省毕节市农业生态环境与资源保护站

为探索生物硝化抑制剂对贵州黔西南地区黄壤硝化作用及氧化亚氮(N2O)排放的影响,通过3周的室内培养试验,研究两种生物硝化抑制剂(对羟基苯丙酸甲酯(MHPP)和丁香酸(SA))对黄壤中的无机态氮素含量、氨氧化微生物功能基因以及N2O排放量的... 详细信息

为探索生物硝化抑制剂对贵州黔西南地区黄壤硝化作用及氧化亚氮(N2O)排放的影响,通过3周的室内培养试验,研究两种生物硝化抑制剂(对羟基苯丙酸甲酯(MHPP)和丁香酸(SA))对黄壤中的无机态氮素含量、氨氧化微生物功能基因以及N2O排放量的影响。结果表明,与对照CK相比,MHPP和SA在黄壤上均能明显抑制硝化作用,对土壤硝化速率的抑制率分别为6%～43%和5%～51%。MHPP和SA均抑制了黄壤氨氧化古菌AOA(12%～22%,27%～41%)与氨氧化细菌AOB(6%～19%,26%～46%)amoA基因的丰度。整个培养期内,黄壤NO3--N含量与AOB的amoA基因丰度显著正相关,而与AOA的amoA基因丰度无显著相关,表明AOB对黄壤硝化作用起了主导作用。在N2O排放方面,MHPP和SA分别显著抑制了黄壤51%和21%的N2O排放积累量,MHPP的减排效果优于SA。MHPP降低了黄壤N2O排放的峰值,而SA主要延缓了黄壤N2O排放高峰的出现。总之,生物硝化抑制剂MHPP和SA在贵州黔西南黄壤上具有氮肥减施增效的潜力,这为今后烤烟新型绿色专用肥的开发提供了理论依据。

关键词：硝化作用生物硝化抑制剂黄壤硝化速率氨氧化微生物 N O

大气二氧化碳浓度升高对农田土壤硝化作用的影响

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2022年第4期48卷 504-516页

作者：杜颐林梁嘉斌郭心雨罗继鹏刘苑坤牟鲯璃李廷强浙江大学环境与资源学院污染环境修复与生态健康教育部重点实验室杭州310058 浙江省农业资源与环境重点实验室杭州310058

高浓度二氧化碳(elevated carbon dioxide concentration,eCO_(2))对土壤氮循环的影响已被广泛报道,其中硝化作用在净初级生产力和温室气体排放中起着重要作用。然而,土壤硝化作用和氨氧化微生物对eCO_(2)的响应规律并不确定。为了研究e... 详细信息

高浓度二氧化碳(elevated carbon dioxide concentration,eCO_(2))对土壤氮循环的影响已被广泛报道,其中硝化作用在净初级生产力和温室气体排放中起着重要作用。然而,土壤硝化作用和氨氧化微生物对eCO_(2)的响应规律并不确定。为了研究eCO_(2)对农田生态系统中硝化作用的影响及其潜在的微生物学机制,我们进行了一项全球性的meta分析。结果表明,eCO_(2)显著提高了农田土壤硝化潜势(potential nitrification rate,PNR)、氧化亚氮(N_(2)O)排放量和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)丰度。气候、试验条件、土壤性质和田间管理是调控PNR对eCO_(2)响应的重要因素。PNR的响应与AOB丰度呈显著正相关,而与氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)丰度无显著相关性;AOB丰度对eCO_(2)响应与土壤硝化作用的关系比环境和试验因素以及管理措施的关系更密切。此外,土壤类型和CO_(2)浓度升高幅度也决定着AOB丰度的响应。总之,在农田生态系统中,eCO_(2)通过增加AOB数量来加速土壤硝化过程。

关键词：农田土壤 amoA基因高浓度二氧化碳 meta分析硝化作用

培养条件下微纳米增氧水添加对新疆砂壤土硝化作用的影响

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农业工程学报 2020年第22期36卷 189-196页

作者：曲植李铭江王全九孙燕苏李君李健西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

为了提升氮素利用效率和生产能力,采用室内培养试验方法,研究不同土壤含水率(田间持水量的30%、60%、100%及175%)条件下增氧水处理对土壤硝化作用的影响,并分别利用硝化动力学方程和硝化作用强度定量评价NH4^+-N和NO3^--N含量的动态变... 详细信息

为了提升氮素利用效率和生产能力,采用室内培养试验方法,研究不同土壤含水率(田间持水量的30%、60%、100%及175%)条件下增氧水处理对土壤硝化作用的影响,并分别利用硝化动力学方程和硝化作用强度定量评价NH4^+-N和NO3^--N含量的动态变化特征,比较NH4^+-N初始消耗速率、NH4^+-N最大消耗速率、达到最大消耗速率所用时间以及NO3^--N平均生成速率的变化。结果表明:粉质砂壤土氮素转化以硝化作用为主;随着含水率的升高,土壤硝化作用强度呈现先增加后降低的趋势,并在田间持水量条件下达到最大。在不同含水率条件下增氧水处理对土壤硝化作用的影响具有显著差异(P硝化过程的促进作用更为明显,NH4^+-N最大消耗速率提高了8.9%,最大消耗速率出现时间提前,NO3^--N平均生成速率增加,硝化作用更强;而在田间持水量条件下,增氧水处理的土壤NH4+-N消耗没有显著差异,仅NO3^--N平均生成速率增加;田间持水量的175%条件下,增氧水处理土壤NH4^+-N最大消耗速率降低了21.5%,最大消耗速率出现时间滞后,但NO3^--N平均生成速率没有显著变化。该研究提出了增氧水处理促进氮素转化作用的最适水分条件为田间持水量的60%,可为发展农业高效水肥利用技术提供理论依据。

关键词：土壤水分硝化作用氮素转化增氧水

氮素水平对潮土氨氧化微生物和硝化作用的影响

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浙江农业学报 2022年第9期34卷 2004-2012页

作者：陈照明王强李燕丽张金萍冯江刘涛俞巧钢马军伟浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江杭州310021 长江大学农学院湖北荆州434023 浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300

为了明确不同氮素水平对土壤硝化作用和氨氧化微生物的影响,特别是高氮水平下氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的响应特异性,以潮土为供试土壤,以尿素和硫酸铵作为氮源,设置5个氮素水平(以N计,分别为0、150、300、600、1200 mg·kg^(-... 详细信息

为了明确不同氮素水平对土壤硝化作用和氨氧化微生物的影响,特别是高氮水平下氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的响应特异性,以潮土为供试土壤,以尿素和硫酸铵作为氮源,设置5个氮素水平(以N计,分别为0、150、300、600、1200 mg·kg^(-1),相应地,记为N0、N150、N300、N600、N1200),进行28 d的微宇宙培养,研究不同氮素水平下尿素和硫酸铵对土壤AOB、AOA丰度和土壤硝化作用的影响。结果表明,添加氮肥显著(P硝化速率随氮素水平的增加而增加,且同一氮素水平下,尿素处理的土壤平均净硝化速率高于硫酸铵处理。相关关系分析发现,土壤NO_(2)-N+NO_(3)^(-)N含量与AOB amoA基因拷贝数呈显著(P硝化作用中起主导作用。综上,高氮水平并未抑制潮土的硝化作用,反而促进了土壤硝化作用,且该过程主要由AOB主导。研究结果可为潮土上氮肥的科学管理提供理论基础。

关键词：潮土氮素水平氨氧化细菌氨氧化古菌硝化作用

CO_2浓度升高对水体硝化、反硝化作用的影响研究进展

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应用生态学报 2018年第12期29卷 4239-4247页

作者：施曼张维国李江叶严少华高岩江苏省农业科学院农业资源与环境研究所南京210014 南京林业大学林学院南京210037

大气CO_2浓度升高潜移默化地影响着水体生态系统的碳循环过程.然而,该过程如何影响与其耦合的氮循环过程仍不明确.水体硝化、反硝化过程作为水体氮循环的重要环节,必然会对大气CO_2浓度升高产生一系列的响应.本文总结了国内外关于大气C... 详细信息

大气CO_2浓度升高潜移默化地影响着水体生态系统的碳循环过程.然而,该过程如何影响与其耦合的氮循环过程仍不明确.水体硝化、反硝化过程作为水体氮循环的重要环节,必然会对大气CO_2浓度升高产生一系列的响应.本文总结了国内外关于大气CO_2浓度升高对水体理化性质、硝化作用、反硝化作用及N形态转化影响方面的研究工作,发现大气CO_2浓度升高会降低水体的p H,增加水中CO_2和HCO_3^-含量,但对富营养化与寡营养化水体中硝化、反硝化作用的影响具有明显差异.大气CO_2浓度升高抑制寡营养化水体的硝化作用和反硝化作用,降低N2_O的释放通量,抑制富营养化水体的硝化作用,但当水体pH在7～9时,可能促进反硝化作用,增加N2_O的释放通量,最终可能导致水体中NH_4^+的积累及NO_3^-浓度的降低,影响水体中微生物的多样性.在此基础上提出目前相关研究存在的瓶颈问题及值得深入探讨的科学问题,为进一步深入理解温室效应背景下全球CO_2浓度升高对水体生态系统N循环的影响提供参考.

关键词： CO2浓度升高硝化作用反硝化作用微生物氮循环