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施N对不同水稻品种N肥利用率及根际硝化作用和硝化微生物的影响

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生态学报 2007年第6期27卷 2507-2515页

作者：李奕林张亚丽张耀鸿沈其荣南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095

发生在水稻根际的硝化作用对水稻的氮素(N)营养受到人们越来越大的关注。在田间条件下研究了不同N效率粳稻品种(4007、武运粳7号和Elio)在无肥(0kgN/hm2)、中肥(180kgN/hm2)和高肥(300kgN/hm2)水平下籽粒产量、吸N量、N肥利用率、根际... 详细信息

发生在水稻根际的硝化作用对水稻的氮素(N)营养受到人们越来越大的关注。在田间条件下研究了不同N效率粳稻品种(4007、武运粳7号和Elio)在无肥(0kgN/hm2)、中肥(180kgN/hm2)和高肥(300kgN/hm2)水平下籽粒产量、吸N量、N肥利用率、根际土壤铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)含量、硝化强度和氨氧化细菌(AOB)数量。结果表明不同水稻品种的籽粒产量在3个N处理中差异极显著,4007在中肥处理中获得最高产量11117kg/hm2,而Eilo在所有处理中籽粒产量均最低。各品种地上部吸N量随施N量增加而增加,但各品种之间差异不显著。不同水稻品种N肥利用率差异显著,4007显著高于武运粳7号和Elio。本试验根据不同品种水稻在不施N肥水平下的籽粒产量与N肥利用率的大小,将3个品种分为N肥高效敏感型(4007)、N肥高效不敏感型(武运粳7号)和N肥低效不敏感型(Elio)。在水稻中后期干湿交替的水分管理条件下,无肥和中肥区的水稻根际土壤以NO3--N为主;而在高肥区则以NH4+-N为主。随着施N量增加,水稻根际土壤铵、硝态N含量也随之增加。NH4+-N含量在无肥、中肥和高肥水平下分别为0.88、0.94mg/kg和13.5mg/kg,而NO3--N含量分别为1.61、1.73mg/kg和2.33mg/kg。不同水稻品种根际土壤硝化强度之间差异极显著,在3个施N水平下均表现为4007>武运粳7号>Elio。其平均值分别为6.94、5.46μg/(kg·h)和2.42μg/(kg·h)。在3个施N水平下,Elio根际土壤AOB数量均显著低于4007和武运粳7号。4007根际土壤AOB数量在高肥水平下达最大值2.02×106个/g土,而最小值为中肥水平下Elio的根际土壤(1.89×105个/g土)。相关性分析表明,水稻根际土壤硝化强度在无肥、中肥和高肥条件下与产量呈极显著正相关关系(r=0.799,0.877,0.934),而且在中肥条件下与水稻N肥利用率显著相关(r=0.735)。水稻根际土壤AOB数量分别和硝化强度以及水稻籽粒产量呈极显著正相关关系。试验结果表明,水稻根际的硝化作用较大程度上决定着水稻籽粒产量或水稻N肥利用率。

关键词：水稻氮肥利用率根际硝化作用氨氧化细菌

生物炭、秸秆和粪肥对滨海盐碱土氮矿化和硝化作用的影响

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生态与农村环境学报 2020年第8期36卷 1089-1096页

作者：胡立煌史文竹项剑王艮梅张焕朝南京林业大学南方现代林业协同创新中心/林学院江苏南京210037

通过室内培养试验,研究不同有机物料对滨海盐碱土氮转化的影响。共设置7个处理:对照(CK)、氮肥(N)、氮肥+生物炭(N+B)、氮肥+鸡粪(N+M)、氮肥+秸秆(N+S)、氮肥+生物炭+鸡粪(N+BM)、氮肥+秸秆+鸡粪(N+SM)。结果表明,施用氮肥显著促进了... 详细信息

通过室内培养试验,研究不同有机物料对滨海盐碱土氮转化的影响。共设置7个处理:对照(CK)、氮肥(N)、氮肥+生物炭(N+B)、氮肥+鸡粪(N+M)、氮肥+秸秆(N+S)、氮肥+生物炭+鸡粪(N+BM)、氮肥+秸秆+鸡粪(N+SM)。结果表明,施用氮肥显著促进了土壤氮的硝化和矿化作用,增加了土壤硝态氮和净矿质态氮含量。与N处理相比,N+B处理能固持铵态氮,其铵态氮含量是N处理的1.85倍,同时也降低了土壤硝态氮和净矿质态氮含量,降幅分别为24.77%和55.86%,有效地抑制了土壤氮矿化和硝化作用。N+M处理则会促进土壤氮的硝化和矿化作用,其硝态氮和净矿质态氮含量较N处理分别增加了24.32%和73.19%,而铵态氮含量则下降了29.79%;N+SM与N+M处理的作用类似,其土壤硝态氮和净矿质态氮含量较N处理分别增加了10.33%和35.01%,而对铵态氮含量的影响不明显。N+S及N+BM处理对土壤氮硝化和矿化作用均无明显影响。由此可见,在滨海盐碱土综合改良利用中,添加鸡粪能提高矿质态氮含量,为作物生长提供更多的氮,但会促进土壤硝化作用,增加硝态氮含量,进而可能导致硝酸盐污染地下水的风险增加。而生物炭具有抑制土壤氮硝化和矿化的作用,能固持较多铵态氮,迟滞其硝化作用,减少有机态氮的损失,是滨海盐碱土改良的优良有机物料添加剂。

关键词：滨海盐碱土硝化作用矿化作用生物炭有机物料

长期施加氮肥及氧化钙调节对酸性土壤硝化作用及氨氧化微生物的影响

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生态学报 2015年第19期35卷 6362-6370页

作者：张苗苗王伯仁李冬初贺纪正张丽梅中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国科学院大学北京100049 中国农业科学院农业部祁阳红壤生态环境重点野外科学观测试验站永州426100

以长期施加氮肥及添加氧化钙调节的酸性土壤为研究对象,运用定量PCR和DGGE技术,探讨了土壤氨氧化微生物及硝化作用对不同施肥处理及氧化钙调节的响应。长期施化学氮肥导致酸性土壤p H(KCl)值(3.35—3.47)和硝化潜势(0.02—0.14μg NO-2-... 详细信息

以长期施加氮肥及添加氧化钙调节的酸性土壤为研究对象,运用定量PCR和DGGE技术,探讨了土壤氨氧化微生物及硝化作用对不同施肥处理及氧化钙调节的响应。长期施化学氮肥导致酸性土壤p H(KCl)值(3.35—3.47)和硝化潜势(0.02—0.14μg NO-2-N g-1土壤h-1)进一步降低,而添加Ca O后土壤酸化得以缓解(p H值4.10—4.46),土壤硝化潜势(0.22—0.34μg NO-2-N g-1土h-1)显著增加。同时,添加Ca O处理对氨氧化古菌(AOA)的群落结构无明显影响,但明显提高了各施肥处理土壤中氨氧化细菌(AOB)的群落多样性,加Ca O处理的土壤中,AOA的数量降低而AOB的数量增加。这些结果表明虽然酸性土壤中AOA在数量和活性上占主导优势,AOB在功能上冗余,但当添加Ca O后,AOA和AOB对环境变化迅速作出响应,并根据其不同的生态位需求重新分配优势地位,二者交替作用共同驱动酸性土壤硝化作用。

关键词：酸性土壤氧化钙调节硝化作用氨氧化古菌(AOA) 氨氧化细菌(AOB)

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辽河口湿地沉积物硝化细菌及硝化作用研究

环境科学 2010年第12期31卷 3011-3017页

作者：白洁陈春涛赵阳国田伟君董晓尹宁宁中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 海洋环境与生态教育部重点实验室青岛266100

2009年6月和8月,采用现场培养和实验室模拟培养相结合的方法对辽河口湿地表层沉积物硝化细菌数量、硝化速率及影响因素进行了研究.结果表明,辽河口湿地表层沉积物氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)数量6月在0.54×104～5.69×... 详细信息

2009年6月和8月,采用现场培养和实验室模拟培养相结合的方法对辽河口湿地表层沉积物硝化细菌数量、硝化速率及影响因素进行了研究.结果表明,辽河口湿地表层沉积物氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)数量6月在0.54×104～5.69×104个.g-1之间,平均值为(2.21±2.32)×104个.g-1,8月在1.90×104～7.90×104个.g-1之间,平均值为(3.61±2.87)×104个.g-1;沉积物潜在硝化速率6月在9.72～16.45 mmol.(m2.h)-1之间,平均值为(12.54±3.14)mmol.(m2.h)-1,8月在14.66～24.62 mmol.(m2.h)-1之间,平均值为(18.71±4.21)mmol.(m2.h)-1;净硝化作用速率6月(S1站)为0.41 mmol.(m2.h)-1,8月在0.20～0.53 mmol.(m2.h)-1之间,平均值为(0.35±0.16)mmol.(m2.h)-1.潜在硝化速率显著高于净硝化速率,AOB数量、净硝化作用速率和潜在硝化作用速率均表现为8月高于6月,芦苇根际效应对硝化作用有促进作用.通过SPSS 13.0软件统计分析,表明影响辽河口湿地表层沉积物硝化作用的主要环境因子有上覆水NH 4+-N浓度和沉积物pH、有机质、总氮(TN)、总磷(TP)、NH 4+-N含量以及AOB数量(p硝化作用影响较大,是辽河口湿地硝化作用影响的关键因素.根据研究结果估算辽河口湿地沉积物硝化作用每天可以将1.14×105kg的NH 4+-N转化为NO 3--N,对河口湿地氮的循环具有重要意义.

关键词：辽河口湿地沉积物硝化作用氨氧化细菌(AOB) 影响因素

丙烯腈生产废水中氰及腈类化合物对硝化作用影响的模拟研究

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当代化工研究 2023年第17期 84-86页

作者：刘海龙徐强顾润宇托克托县城市管理综合行政执法大队内蒙古001200 上海心缘环境工程有限公司上海200237

丙烯腈生产废水存在的丙烯腈、乙腈、氰化物等有毒有害物质对活性污泥的硝化过程产生严重的抑制作用,极大的影响了废水中氨氮的去除。笔者采用SBR反应器进行生化小试模拟试验,分别研究了不同含量丙烯腈、乙腈和氰化物对活性污泥系统中... 详细信息

丙烯腈生产废水存在的丙烯腈、乙腈、氰化物等有毒有害物质对活性污泥的硝化过程产生严重的抑制作用,极大的影响了废水中氨氮的去除。笔者采用SBR反应器进行生化小试模拟试验,分别研究了不同含量丙烯腈、乙腈和氰化物对活性污泥系统中硝化细菌去除氨氮效果的影响。实验结果表明,当进水丙烯腈浓度硝化过程基本没有抑制作用;TCN硝化过程有一定的抑制作用但较小,TCN>10mg·L^(-1),NH_(3)-N的去除率降至60%以下,对硝化过程的抑制作用较大。

关键词：丙烯腈生产废水 SBR 硝化作用抑制作用

长期定位施肥对紫色水稻土硝化作用及硝化细菌群落结构的影响

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生态学报 2008年第5期28卷 2123-2130页

作者：辜运富张小平涂仕华孙锡发 Kristina Lindstrǒm 四川农业大学资源环境学院微生物系雅安625014 四川省农业科学院土壤肥料研究所成都610066 赫尔辛基大学应用化学与微生物学系芬兰赫尔辛基00014

采用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,从表层土壤的微生物活性及基因多样性角度研究了长期不同施肥制度对紫色水稻土硝化作用及硝化细菌群落结构的影响。结果表明,经过24a长期定位肥料试验,不同施肥处理土壤pH和硝化作用均不相同... 详细信息

采用化学分析和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术,从表层土壤的微生物活性及基因多样性角度研究了长期不同施肥制度对紫色水稻土硝化作用及硝化细菌群落结构的影响。结果表明,经过24a长期定位肥料试验,不同施肥处理土壤pH和硝化作用均不相同,施肥在降低土壤pH的同时会增加土壤的硝化作用;不同作物种植方式也会影响土壤pH和硝化作用,紫色水稻土旱季pH和硝化作用均大于淹水土壤。施用化肥以及化肥配施有机肥不仅可以提高土壤硝化作用,也能够改变土壤中硝化细菌的群落结构;与长期单施化肥相比,长期化肥配施农家肥不仅提高了土壤的硝化作用,而且提高了土壤硝化细菌的分子多样性。UPGMA聚类分析显示,10种不同施肥处理的聚类图也不同;在水稻收割后,M,NM,NPM与NPKM聚在一个群里,CK,N和NP聚在第二个群里,而NPK,NPKMZn和NPKMMn聚成第三个群;在小麦收割后,M,NM,NPM,N,NP和NPKMMn肥料影响下的硝化细菌群落聚成一个群,NPK,NPKMZn和NPKMMn肥下的硝化细菌聚在一起,形成第二个群,对照(无肥)下的硝化细菌群落单独成为第三个群。应用PCR-DGGE技术可以揭示石灰性紫色水稻土上24a不同施肥及作物栽培管理措施下的硝化细菌分子群落结构特点。

关键词：长期定位施肥 DGGE 硝化作用硝化细菌群落结构稻麦轮作

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不同生物炭用量对酸性菜地土硝化作用的影响

环境科学学报 2014年第9期34卷 2376-2383页

作者：何飞飞梁运姗吴爱平荣湘民刘强湖南农业大学生物科学技术学院长沙410128 云南大学农学院昆明650091 湖南农业大学资源环境学院长沙410128

采集了种植过蕹菜(60 d)的不同生物炭用量(0、2%、5%、10%干土重)的盆栽酸性菜地土,在60%土壤持水量和温度25℃培养条件下对土壤硝化作用进行了研究,并探讨了土壤硝化作用与土壤性质的关系.结果表明,通过Logistic修正模型(延滞期为0)拟... 详细信息

采集了种植过蕹菜(60 d)的不同生物炭用量(0、2%、5%、10%干土重)的盆栽酸性菜地土,在60%土壤持水量和温度25℃培养条件下对土壤硝化作用进行了研究,并探讨了土壤硝化作用与土壤性质的关系.结果表明,通过Logistic修正模型(延滞期为0)拟合得出土壤NO-3-N随时间的变化为"S"型增长,与不施氮肥(CK)和施氮肥(NB0)处理相比,生物炭处理土壤NO-3-N累积量较高,生物炭提高土壤最大硝化速率(Kmax)同时减少达到最大硝化速率所需时间(t0)是其主要原因.Kmax与土壤pH、氨氧化细菌数量、NO-3-N、微生物生物量碳、氮,t0与微生物生物量氮、氨氧化细菌数量,最大硝化潜势(Np)与脲酶活性间显著相关.尽管生物炭提高Kmax,但却降低Np,生物炭对酸性菜地土硝化作用的影响以及NO-3-N淋失风险还需要进一步研究.

关键词：硝化作用生物炭酸性菜地土 Logistic修正模型

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基于Hydrus-1D的硝化作用模拟研究

环境科学与管理 2022年第8期47卷 56-60页

作者：李晓昕中赟国际工程有限公司生态环境工程院河南郑州450000

利用Hydrus-1D对土壤环境中的硝化作用过程进行了模拟研究。溶质迁移控制方程中的“三相”模块和根系吸收模块实现了对“三氮”迁移转化过程的模拟;化学非均衡吸附过程、物理非均衡溶质运移过程分别通过双位吸附模型、双区-双孔隙度溶... 详细信息

利用Hydrus-1D对土壤环境中的硝化作用过程进行了模拟研究。溶质迁移控制方程中的“三相”模块和根系吸收模块实现了对“三氮”迁移转化过程的模拟;化学非均衡吸附过程、物理非均衡溶质运移过程分别通过双位吸附模型、双区-双孔隙度溶质运移模型进行模拟计算。建立的均质、各向同性、稳态的硝化模型试验模拟计算结果表明:NH^(+)_(4)、NO^(-)_(2)、NO^(-)_(3)的溶质浓度模拟计算值与理论值的相对误差硝化作用数值模型的精度较高。

关键词： Hydrus-1D 硝化作用水-氮联合模型

水稻根系通气组织与根系泌氧及根际硝化作用的关系

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生态学报 2012年第7期32卷 2066-2074页

作者：李奕林中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室南京土壤研究所南京210008

通过根箱土培试验研究了不同产量籼稻品种中旱22(ZH,高产品种)及禾盛10号(HS,低产品种)苗期根系生长、通气组织发育、根系径向泌氧量(radial oxygen loss,ROL)以及根表和根际土壤硝化强度差异。结果表明,除水稻播种40 d时二者根数量和... 详细信息

通过根箱土培试验研究了不同产量籼稻品种中旱22(ZH,高产品种)及禾盛10号(HS,低产品种)苗期根系生长、通气组织发育、根系径向泌氧量(radial oxygen loss,ROL)以及根表和根际土壤硝化强度差异。结果表明,除水稻播种40 d时二者根数量和根干重无显著差异外,ZH根直径、根数量和根干重均显著高于HS,二者差异尤其表现在根系生物量差异。两个水稻品种在距根尖20 mm处均可见辐射状通气组织,ZH皮层薄壁细胞已经完全崩溃形成连接中柱和外皮层的纵向气腔,而HS皮层薄壁细胞未发生完全离解,但仍能观察到明显的连接中柱和外皮层的纵向气腔的形成。同时ZH外皮层厚壁细胞体积较小,排列紧密,细胞壁增厚程度大;而HS外皮层厚壁细胞体积相对较大,排列疏松,细胞壁增厚程度相对较小。表明高产品种通气组织发育比低产品种更加完善,表现为ZH根孔隙度(porosity of root,POR)显著高于HS,且高产品种对水稻根系ROL的屏蔽作用较低产品种更强,为根系提供更充足的氧气供应,促进根系生长。除了水稻播种后40 d时ZH和HS单根ROL无显著差异外(P硝化强度均表现为根际土壤显著高于根表土壤(P硝化强度无显著差异,而ZH根际土壤硝化强度均显著高于HS。相关性分析结果表明水稻根际土壤硝化强度和整株水稻ROL呈极显著正相关关系(r=0.803,P硝化强度和以上指标均无相关关系。由于硝化作用是好氧过程,因此高产品种由于根系发达,通气组织发育好,相应ROL也较大,造成根际土壤氧气含量高,从而可能导致根际土壤硝化强度显著高于低产品种。

关键词：水稻通气组织径向泌氧根际硝化作用