模拟冻融对高山土壤微生物数量和活性的影响

目的:全面了解冬季高山土壤循环过程,为全球气候变化下生物种群和分布的变化提供技术支持.方法:采用室内模拟冻融的方法,研究了不同冻融处理(-2℃,-2~2℃,-20~2℃)对土壤微生物数量和活性的影响.结果:研究发现,持续的冻结(-2℃)降低了土壤细菌数量、微生物总数量和微生物生物量碳氮含量.剧烈的冻融(-20~2℃)降低了蔗糖酶活性,而温和的冻融(-2~2℃)则增加了细菌数量、微生物总数量和纤维素酶、过氧化氢酶活性.结论:适当的冻融可以通过改善土壤微生物数量和群落结构,从而对土壤营养物质的转化和植物群落的构建产生实质性的影响.     

蚯蚓与凋落物对杨树人工林土壤酶活性的影响

【目的】揭示接种蚯蚓和施用凋落物对杨树人工林土壤主要酶活性的影响,正确评价蚯蚓和凋落物在杨树人工林生态系统土壤养分循环中的作用,以促进其生产力长期维持及生态服务功能提升,为优化杨树人工林经营管理提供依据。【方法】以江苏省东台林场20年生杨树人工林为试验对象,采用随机区组试验设计,共设置杨树凋落叶表施(T1)、杨树凋落叶混施(T2)、接种蚯蚓(T3)、杨树凋落叶表施+接种蚯蚓(T4)、杨树凋落叶混施+接种蚯蚓(T5)共5种不同试验处理及不做处理为对照(CK),测定分析不同处理下土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶及纤维素酶活性的变化,及土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮含量、容重、pH、总有机碳含量、全氮含量等重要土壤环境因子的变化。【结果】①与CK相比,T3、T4、T5处理显著提升了土壤蔗糖酶、脲酶活性,土壤蔗糖酶活性平均增幅分别为30.85%、34.58%、50.90%,土壤脲酶活性平均增幅分别为27.57%、33.67%、66.64%。②与CK相比,5种处理均显著提升了土壤纤维素酶活性,平均增幅分别为38.39%、51.79%、79.91%、129.33%、149.52%。③与CK相比,T1、T2处理显著降低了土壤过氧化氢酶活性,平均降幅分别为13.23%、17.56%,T3、T4、T5处理与CK相比没有显著性差异。④季节动态分析表明,土壤蔗糖酶活性9月最高,为0.77 mg/(g·d);3月最低,为0.40 mg/(g·d)。土壤脲酶活性夏秋季较高,为10.57 mg/(g·d);冬春季较低,为5.61 mg/(g·d)。土壤过氧化氢酶活性6月最高,为4.20 mg/(g·h);其他季节较低,为2.22 mg/(g·h)。土壤纤维素酶活性夏秋季较高,为6.93 mg/(g·d);冬春季较低,为2.36 mg/(g·d)。与CK相比,接种蚯蚓及添加凋落物处理没有改变4种土壤酶活性的季节性变化规律。⑤重复测量方差分析表明,季节变化和试验处理均显著影响了土壤蔗糖酶、脲酶、纤维素酶和过氧化氢酶活性,其中季节变化和试验处理对土壤过氧化氢酶活性的影响具有显著性交互作用,而对土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性的影响没有显著性交互作用。⑥相关分析表明,土壤蔗糖酶、脲酶及纤维素酶活性与土壤容重、pH呈显著负相关,与土壤全氮、总有机碳、微生物生物量碳、微生物生物量氮含量、微生物生物量碳氮比呈显著正相关;土壤过氧化氢酶活性则与上述各环境因子相关性不显著。【结论】接种蚯蚓能够显著提高杨树人工林土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性,凋落物混施比表施更有利于促进接种蚯蚓对杨树人工林土壤蔗糖酶、脲酶和纤维素酶活性的影响;凋落物混施和接种蚯蚓处理均显著提升了土壤酶评价指数,凋落物混施+接种蚯蚓处理进一步提升了土壤酶指数。因此,在农林业生产中可考虑将凋落物混施与接种蚯蚓经营措施结合应用。     

峨眉山不同海拔森林土壤微生物和酶活性特征

为了更全面地认识高山土壤生态过程,在四川省峨眉山4个典型植被带分布海拔(3 010,2 433,1 575,775 m)上采集土样,测定了不同海拔土壤水温含量,微生物(细菌、真菌、放线菌)数量,微生物生物量(微生物生物量碳和氮)和土壤酶(蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶)活性。结果表明,土壤温度和含水量随海拔变化呈现有规律的变化趋势:随着海拔的升高,土壤中细菌数量呈降低的趋势,而土壤蔗糖酶和蛋白酶活性则呈增加的趋势;在1 575m海拔处,土壤真菌数量和放线菌数量显著升高(p0.05),而微生物生物量含量和过氧化氢酶活性则显著低于其他海拔处(p0.05);高海拔样地有机质含量即使处于较高水平,但受低温等环境影响仍然呈现较低的微生物数量水平,说明峨眉山高山土壤有机质含量对微生物数量的影响较小,相关性也不明显。该研究结果弥补了峨眉山土壤生态过程研究的不足,也为峨眉山土壤养分循环和植被分布格局提供了理论基础。     

峨眉山不同海拔森林土壤微生物和酶活性特征

为了更全面地认识高山土壤生态过程,在四川省峨眉山4个典型植被带分布海拔(3010,2 433,1 575,775 m)上采集土样,测定了不同海拔土壤水温含量,微生物(细菌、真菌、放线菌)数量,微生物生物量(微生物生物量碳和氮)和土壤酶(蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶)活性。结果表明,土壤温度和含水量随海拔变化呈现有规律的变化趋势;随着海拔的升高,土壤中细菌数量呈降低的趋势,而土壤蔗糖酶和蛋白酶活性则呈增加的趋势;在 1 575 m 海拔处,土壤真菌数量和放线菌数量显著升高(p<0.05),而微生物生物量含量和过氧化氢酶活性则显著低于其他海拔处(p<0.05);高海拔样地有机质含量即使处于较高水平,但受低温等环境影响仍然呈现较低的微生物数量水平,说明峨眉山高山土壤有机质含量对微生物数量的影响较小,相关性也不明显。该研究结果弥补了峨眉山土壤生态过程研究的不足,也为峨眉山土壤养分循环和植被分布格局提供了理论基础。
     

种植黑麦草对山西工矿区多环芳烃和重金属复合污染土壤微生物群落多样性的影响

本文以山西工矿区生黄土为供试土壤,以黑麦草(Lolium perenne L.)为供试植物材料,通过室内培养实验,采用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE),研究不同浓度PAHs和HgCl2单一及复合污染种植黑麦草对土壤微生物群落多样性的影响.结果表明:不同浓度PAHs与HgCl2处理下黑麦草土壤微生物基因条带差异明显.与对照组相比,低浓度污染处理下基因条带数稍有增加,而高浓度污染处理下部分基因条带消失.各污染水平下土壤微生物所共有的优势条带较多.在HgCl2单一污染条件下,土壤微生物多样性首先随着污染浓度的升高而增加,污染浓度大于3 mg·kg-1时,土壤微生物群落多样性指数随着浓度的升高逐渐降低,在最高浓度60 mg·kg-1时,较对照组降低5.0%;PAHs单一污染与HgCl2单一污染处理下土壤微生物群落多样性指数表现出相似的规律,污染浓度大于10 mg·kg-1时,土壤微生物群落多样性指数开始降低,在最高浓度50 mg·kg-1时,较对照组降低了2.8%.HgCl2与PAHs复合污染在中浓度A22(PAHs 5 mg·kg-1、HgCl215 mg·kg-1)时对土壤微生物群落多样性表现为协同作用,而在最高浓度A36(PAHs 50mg·kg-1、HgCl260mg·kg-1)则表现为抑制作用.     

不同施肥模式对龙竹土壤酶活性及微生物的影响

以龙竹林为研究对象,设置有机肥(A)、复合肥(B)、竹腔肥(C)、绿肥(D)、不施肥(CK)5个处理,研究其对龙竹土壤酶活性、微生物及龙竹新竹生物量的影响.?结果表明:①施肥显著影响土壤酶活性及土壤微生物含量.?施绿肥的土壤酸性磷酸酶活性(4.796?μmol·g?1·d?1)、土壤蔗糖酶活性(31.567?mg·g?...     

伊犁大小西沟野生樱桃李下发育土壤微生物、养分及酶活性

采用平板稀释法、紫外分光光度法、NaHCO3浸提-钼锑抗显色法等方法对伊犁大小西沟野生樱桃李下发育土壤的速效氮、速效磷、过氧化氢酶、蔗糖酶、微生物个数及土壤粒度进行了研究.结果表明,研究区土壤的速效氮含量约3.87mg·kg~(-1),速效磷含量约17.89mg·kg~(-1),二者在垂直方向上均呈现随土层深度的增加而逐渐减少的规律.研究区土壤中的微生物数量变化范围在0～5 000个,均值约2 217个.在垂直方向上,微生物个数与土层深度呈现出显著的负相关性.研究区土壤下的过氧化氢酶活性约为8.26mg·g-1·min-1,蔗糖酶活性约0.22mg·g-1,二者在垂直方向上均随土层深度的增加呈明显减少趋势.研究区内的土壤粒级以粉粒、砂粒居多,平均粒径约50.01μm.土粒不均匀,分选性极差,粒度频率曲线很尖锐,呈极正偏.研究区土壤的速效磷与速效氮、蔗糖酶、过氧化氢酶、微生物个数之间呈现显著的正相关关系,相关系数依次为0.983,0.992,0.960,0.917.野生樱桃李下土壤速效氮及粘粒含量的偏少,微生物数量、过氧化氢酶及蔗糖酶的下降可能是导致野生樱桃李退化的一个原因.     

模拟氮沉降对典型阔叶红松林土壤微生物群落特征的影响

【目的】探究氮沉降增加对阔叶红松(Pinus koraiensis)混交林土壤微生物群落特征的影响。【方法】对阔叶红松林进行模拟氮沉降实验,设置对照(N0,0 kg/(hm²·a))、低氮(N1, 30 kg/(hm²·a))、中氮(N2, 60 kg/(hm²·a))和高氮(N3, 120 kg/(hm²·a))共4组处理,在实验样地内采集0～10 cm、≥10～20 cm土层中的土壤,测定土壤微生物生物量碳(SMBC)及土壤微生物生物量氮(SMBN)含量及变化。【结果】① 模拟氮沉降未改变SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的垂直分布; SMBC、SMBN在生长季月动态曲线均为以8月中旬为峰值的单峰型曲线,SMBC/SMBN的曲线波动较大,0～10 cm土层以N0处理的结果波动范围最小(2.83～6.97)。② 模拟氮沉降仅对0～10 cm土层6、8月中旬的SMBC以及5、6、8月中旬的SMBC/SMBN有显著影响(P<0.05),而对SMBC、SMBN及SMBC/SMBN的生长季平均值无显著影响。【结论】模拟氮沉降对阔叶红松林土壤微生物生物量的影响仅在个别月份中表现明显,而对于整个生长季而言,更长时间的模拟氮沉降实验才可能对土壤微生物生物量产生明显的影响。     

多菌灵对新疆灰漠土壤中六种酶活性的影响

采用室内模拟的方法研究5种浓度多菌灵（0、2．5、5．0、10．0和20．0mg·kg^-1干土）对土壤中纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶活性的影响。结果表明：土壤纤维素酶活性随多菌灵浓度的增加（2．5～20．0mg·kg^-1）而升高;多菌灵对脲酶也有显著的激活作用,其中10mg·kg^-1多菌灵处理对脲酶的激活率最高。多菌灵对土壤碱性磷酸酶和蛋白酶活性的影响随多菌灵处理浓度和时间变化而变化。多菌灵处理5d内,土壤蔗糖酶活性显著降低,且抑制率与多菌灵浓度呈正相关,土壤过氧化氢酶活性受多菌灵抑制作用显著,尤其是在多菌灵处理26d以后,土壤过氧化氢酶活性随多菌灵浓度的增加显著降低。因此,可以用蔗糖酶活性来评价多菌灵施用后1～5d在土壤中的残留情况,以过氧化氢酶活性来评价多菌灵施用后26～47d在土壤中的残留情况。     

短期氮添加对杨树人工林表层土壤 可溶性有机碳的影响

在江苏省北部杨树人工林集中分布区开展短期氮添加实验,以研究表层土壤(0～10 cm)可溶性有机碳的响应规律。结果显示:杨树人工林表层土壤可溶性有机碳随着氮添加浓度上升呈现增加趋势,林龄间差异逐渐减小; 对表层土壤可溶性有机碳影响因子分析发现,短期氮添加过程中土壤微生物生物量碳与土壤可溶性有机碳动态的相关性最大,与相对于凋落物量和细根生物量没有明显相关关系,说明短期外源氮素输入会导致土壤微生物生物量的增加,从而引起作为微生物代谢产物的土壤可溶性有机碳浓度的上升。     

含氮风吹氮合金化

氮在阀门钢、部分不锈钢中是重要的合金元素，在这些含氮钢的冶炼过程中利用氮气作合金剂对钢液进行合金化，可明显降低冶炼成本，是含氮钢冶炼的一项新技术。在理论分析计算含氮钢吹氮气增氮的热力学和动力学条件的基础上，试验研究了10kg感应炉内阀门钢、不锈钢、高锰钢粗钢液顶吹氮合金化的效果，结果表明：对阀门钢、不锈钢等，向钢液顶吹氮27－40min，可使钢液中氮含量增至其规格成分范围内，但要采取措施防止氮在钢液浇注、凝固等过程中逸出。     

无土栽培中NH4+-N和NO3--N的测定

2mol.l-1KCl溶液可作为无土栽培中基质的NH4 —N和NO3-—N的提取剂,其固∶液=1∶5,振荡时间为30min,NH4 —N测定采用靛酚蓝比色法,测定波长为645nm,标准曲线的回归方程为:A=0.7358C 0.0044,r=0.9994(n=7),回收率为:103.6%。NO3-—N测定采用紫外分光光度法,测定波长为205nm,标准曲线的回归方程为:A=0.5654C 0.0127,r=0.9994(n=9),回收率为:102.4%。     

施氮量对黄檗幼苗氮代谢相关酶类的影响

分别设置了施氮量为05、5、110、2204、40 kg/hm2(尿素)的5种处理;折合尿素0、22、448、81、76 g/株.比较了不同施氮量对黄檗幼苗氮代谢相关酶类的影响.结果表明:N20、N40、N80三个处理的铵态氮和硝态氮含量都显著高于对照,N10处理与对照差一不显著.可溶性蛋白含量可随施氮量增高,与对照处理的差异都达到显著或及显著,但当升高到一定程度时,可溶性蛋白含量不会继续升高.少量施氮的N10处理既能显著提高NR和GS活性,而随施氮量提高,N20、N40、N80处理NR和GS活性的变化不显著.     

不同施氮水平及氮钾配比对玉米产量及氮素积累和利用效率的影响

为探究山西中部地区耐密性玉米品种最佳施氮水平及氮钾配比,以提高玉米产量和品质,制定了优化配方施肥方案,试验选用当地大面积种植的3种耐密性玉米先玉335、郑单958及大丰30,设置200 kg·hm-2、300 kg·hm-2、350 kg·hm-23个施氮量水平,并设1∶1.0、1∶1.5、1∶2.0和1:3.0的氮钾施用配比,分设对照,在成熟期对植株及籽粒含氮量、各处理产量进行测定分析。结果表明:3种供试玉米品种均在施氮量为350kg·hm-2时,达到高产。先玉335和大丰30,在氮钾比为1∶1.5时,玉米单产进一步显著增加,分别达13 773.0 kg·hm-2、14 434.5 kg·hm-2,增产幅度分别达到37.97%和37.10%,同时氮肥利用率分别提升到11.54%和10.02%。郑单958在氮钾比为1∶2.0时,玉米单产极显著提高,达13 464.0 kg·hm-2,增产幅度达40.62%,同时氮肥利用效率提高到12.04%。先玉335以及大丰30整体对氮肥施用水平变化的敏感程度高于郑单958。     

氨氮气氛下铁钢熔体的吸氮反应

模拟了氨氮与铁钢熔体之间的界面反应,实验研究了在不同条件下的铁钢液吸氮的热力学、动力学过程．结果表明：当铁钢液中氧质量分数为０．００７ ％ ～０．０２０ ％ 时,铁钢液吸氮速度的控制性环节是氮在铁钢液相边界层内的传质;铁钢种类及实验温度对表观反应速度常数ｋ１ 有很大影响,而氨氮分压对ｋ１ 无影响．     

水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例, 考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下, 总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器, 探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果, 并运用高通量测序技术, 分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明, 温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累; 水体扰动会加速底泥中氮素释放, 且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比; 溶解氧对底泥氮素释放有显著影响, 曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后, 反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势; 在反应器运行的第65天, 底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%, 底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构, 发现底泥中Proteobacteria, Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加, PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。     

复合微生物菌剂处理高浓度氨氮废水的强化作用

依托传统A/O工艺,采用短程硝化-反硝化处理人工高浓度氨氮废水,并投加新型复合微生物菌剂BMc-1强化废水处理效果,研究菌剂对污水脱氮的强化效果并分析对功能菌带来的变化。结果表明,投加菌剂后可以强化脱氮性能,实验组氨氮、总氮(TN)去除率达98.8%、82.0%,比较对照组氨氮、TN去除率97.3%、75.5%,分别提高1.7%、6.5%。16sRNA测序结果表明,投加菌剂使得活性污泥中微生物量、丰度以及多样性提高,菌剂对系统原微生物环境稳定性无影响,系统中Proteobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi为优势门未改变。投加菌剂后主要反硝化菌Thauera和氨氧化菌Nitrosomonas数量稳定,Pseudomonas、Thiopseudomonas、Terrimonas、Nitrosomonas脱氮功能菌占比提升。检测出Acinetobacter、Pedobacter等原系统不存在的脱氮相关功能菌。实验结果表明复合菌剂BMc-1具有强化生物工艺脱氮能力的作用。     

火山渣负载土著氮细菌净化氨氮污染地下水特性

基于氨氮（NH⁺₄-N）污染地下水内在生态恢复机制, 利用生态安全型天然矿物材料火山渣负载地下水中土著氮细菌进行NH⁺₄-N污染地下水净化特性研究. 结果表明：火山渣负载土著氮细菌生物量约为2.12×10⁷ 个/g; 负载材料在去除地下水中NH⁺₄-N时,可有效去除水化学因子,NH⁺₄-N去除率为83.39%~98.84%,水化学因子去除能力从大到小依次为Fe²⁺,HCO^-₃,Ca²⁺,Mn²⁺,CO^2-₃,SO^2-₄,S^2-,Mg²⁺,其中Fe²⁺,Mn²⁺,S^2-,SO^2-₄一定程度上促进NH⁺₄-N净化; CO^2-₃,HCO^-₃,Ca²⁺,Mg²⁺抑制NH⁺₄-N净化; 负载材料的微观结构在净化后表面变平滑, 细小突起被覆盖. 研究结果为氮污染地下水内在生态调控修复技术研发提供了实验依据.