N在污泥改良沙化土壤中迁移转化规律

目的 研究泥-沙复合介质作为沙土表层土壤时N在复合介质中的迁移转化规律。方法 利用掺混比为20%的污泥与沙土混合作为表层土壤改良沙土,采用饱和淋洗的方式,测定恒定降雨强度淋洗后改良土壤淋洗液及各土层中pH、COD和NH⁺₄-N、NO^-₃-N、NO^-₂-N、TN的质量浓度。结果 7次淋洗试验结束后,NH⁺₄-N、NO^-₃-N、NO^-₂-N、TN淋出质量分别为：336.56 mg、1 042.51 mg、7.54 mg、1 386.61 mg。淋洗液中不同形态氮素质量与总投加量相比,NH⁺₄-N、NO^-₃-N、NO^-₂-N、TN淋出率分别为1.25%、3.63%、0.5%、2.42%。各土层不同形态氮...     

不同溶氧条件大薸腐解过程的水质效应

【目的】研究水生植物的分解过程及其水质效应在不同水体溶氧条件下存在的差异,为水体中植物残体管理及水质调控提供参考。【方法】采用塑料箱模拟富营养化水体环境的方法,将大薸放入试验箱分别在非充气(NA)与充气(IA)状态,以及室内弱光条件下,测定不同时间水体的水质指标,分析大薸腐解过程中主要水质指标的变化。【结果】高溶氧条件下植物体分解较快,水质指标的阶段性变化具同步性,实验初期(1～25 d)主要水质指标变化较大,实验中后期(26～95 d)主要水质指标相对稳定。实验初期,IA组NO^-₃-N、NO^-₂-N浓度显著高于NA组,PO^3-₄-P浓度显著低于NA组; 实验中后期,除NH⁺₄-N外,IA组各主要水质指标均低于NA组。不同生物量水平组间,IA各组中主要水质指标达到浓度最大值的时间基本一致; NA各组中NO^-₃-N、NO^-₂-N、PO^3-₄-P浓度达到最大值的时间随初始植物生物量的增加而延迟,但NO^-₃-N、NO^-₂-N浓度最大值组间差异较小,仅PO^3-₄-P浓度最大值随初始植物生物量增加而增加。【结论】相对于植物生物量对植物分解过程水质效应的影响,溶氧浓度对水质的影响更大。高溶氧条件下,主要水质指标优于低溶氧条件,特别是实验初期,组间主要水质指标差异较大,实验中后期溶氧条件对水质指标的影响则相对较小。     

氮素形态对油茶苗木生长及生理指标的影响

【目的】探究不同氮素形态对油茶苗木生长及生理指标的影响,以期找到促进油茶个体生长和有利于油茶氮代谢的氮素形态及配比。【方法】以‘湘林1号’(XL1)油茶实生苗为供试材料,采用液体浇灌的方法,观察不同形态氮素配比[(m(NO^-₃-N):m(NH⁺₄-N)=10:0、7:3、5:5、3:7、0:10)]对油茶幼苗生长特性及生理指标的影响。【结果】苗高增量、地径增量均随着培养液中铵态氮比例的增加呈先增加后降低的趋势,在m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为5:5时达最大值; m(NH⁺₄-N): m(NO^-₃-N)为7:3和5:5时,干物质量累积最大; 叶片叶绿素含量、硝酸还原酶(NR)活性以及谷氨酰胺合成酶(GS)活性均在m(NH⁺₄-N): m(NO^-₃-N)为5:5时达到最大值; 谷氨酸合酶(GOGAT)活性在m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为10:0时达最大值; 外源氮添加均增加了油茶叶片的全氮含量,m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为3:7时,全氮含量最高。相关性分析结果表明,苗木生长、总干物质量及叶片全氮含量均与总叶绿素含量、NR活性、GS活性呈显著或极显著正相关,地径增量与GOGAT活性呈极显著正相关,总干物质量与GOGAT活性呈显著正相关。【结论】施用混合态氮素比单一形态氮素更有利于油茶苗木的生长,当m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为5:5时,最利于油茶幼苗生长。关键词:油茶; 氮素形态; 氮素配比; 营养生长; 叶片生理指标     

库坝和土地利用状况对河流水质的影响

【目的】研究库坝建设对河流水质状况的影响,以及库坝建设后不同河段主要水质指标与河道两侧土地利用状况的相关关系。【方法】以河南省荥阳市淮河的4级支流索河为研究对象,对位于乡村、市区、郊区3个区位的由于库坝建设而形成的河流段与库区段的主要水质指标进行比较。【结果】各区位河流段与库区段比较,水体全磷(TP)浓度在河流段显著高于库区段,NH⁺₄-N、化学需氧量(COD)浓度在河流段低于库区段,而全氮(TN)、NO^-₃-N浓度等水质指标受库坝建设的影响较小。相关性分析表明,在河流段和库区段,建设用地占比均与TN、TP、NO^-₃-N、COD浓度等水质指标呈正相关,而林地占比与TN、TP、NO^-₃-N、COD浓度等水质指标呈负相关。耕地占比与TN、TP、NO^-₃-N浓度等水质指标在河流段呈负相关,而在库区段则呈正相关。【结论】库坝建设使河流形成相对不连续的河流段与库区段,总体上可降低河流水体的TP含量,但NH⁺₄-N、COD浓度等指标则有所上升; 在河流段与库区段,水体水质与河道周边土地利用状况的相关关系也存在一定差异,库区段水质状况更易受周边土地利用结构影响。     

内回流比对内循环式多级A/O新工艺的脱氮影响

对比4种不同内回流比(50%,100%,150%,200%)时的化学需氧量(COD),NH⁺₄-N和总氮(TN)的质量浓度,通过改变单一因素内回流比进行平行实验,并在最优内回流比时,检测沿程各段反应池内NO^-₂-N和NO^-₃-N的质量浓度.实验结果表明:内回流比并不是越大越好,而是有一个适当的范围;内循环式多级A/O新工艺在处理低C/N比和高NH⁺     

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.      

复合污染地下水中磺胺类降解菌对氮细菌作用的影响

针对我国农业区地下水三氮(NH⁺₄ N,NO^-₂ N,NO^-₃-N)复合抗生素的污染问题, 通过实验模拟研究其微生物修复过程中磺胺类降解菌对氮细菌降解三氮的作用效果. 结果表明： 磺胺类降解菌可促进NH⁺₄-N和NO^-₂-N降解, 并抑制氮细菌生长及NO^-₃-N降解; 磺胺类降解菌为杆菌, 属于革兰氏阳性菌, 氮细菌为球菌和杆菌, 属于革兰氏阴性菌. 即磺胺类降解菌可促进硝化作用, 抑制反硝化作用.     

灌木柳对间歇性河流湿地污水中氮和磷的清除作用

【目的】研究灌木柳对流经间歇性河流湿地的富营养化水体中氮、磷的去除效应。【方法】人工模拟间歇性河流湿地,分别经历了长期积水(持续积水90 d)与涝旱交替(积水45 d后干旱45 d)这两种不同地表环境处理后,分两轮,每轮注入人工配制的富营养化污水72 h后,测定灌木柳对水体的净化效果。【结果】栽种灌木柳的实验组对全氮(TN)、全磷(TP)的去除率均超过80%,对NH⁺₄-N、PO^3-₄-P的去除率均超过90%,高于对应的无灌木柳空白对照组; 栽种灌木柳的两个实验组之间对水体的净化能力无显著区别(P>0.05); 从净化时效看,灌木柳组对富营养水体中污染物的累积去除率随净化时间增长而升高,而净化效率则逐日降低,单天去除量在每轮的第3天降到最低; 长期积水处理后,灌木柳组前后两轮对TP、TN的去除率无显著差异(P>0.05); 在涝旱处理后,灌木柳组对前后两轮污水中TP和PO^3-₄-P的去除能力也无显著差异(P>0.05)。【结论】灌木柳能够在3 d内有效降低水体中的氮磷含量,适用于间歇性河流湿地的水体净化。     

无机氮素形态对银杏苗期碳氮代谢的影响

【目的】研究不同氮素形态配比施肥对银杏碳氮代谢的影响,为银杏合理施肥提供理论依据。【方法】以1年生银杏实生苗为材料,采用温室盆栽试验,设置5种不同铵硝比[m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)]处理,分别为T₁(100:0)、T₂(75:25)、T₃(50:50)、T₄(25:75)和T₅(0:100),分析了不同处理下银杏叶片全氮、可溶性蛋白、游离氨基酸、全碳、可溶性糖、淀粉和蔗糖含量以及淀粉酶(AMS)、蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)活性的变化规律。【结果】随着NO^-₃-N比例的增加,银杏幼苗叶片碳氮代谢物含量和相关酶活性总体上(除可溶性蛋白含量)呈先增后减的变化趋势。碳氮代谢物方面,T₃处理的蔗糖和游离氨基酸含量最高,T₄处理的全氮、全碳、可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉和蔗糖含量均最高,而T₁处理除可溶性蛋白含量外,剩余碳氮代谢物的含量均最低。酶活性方面,T₃处理的SS和SPS活性最高,T₄处理的AMS、NR、GS和GOGAT活性均最高,而T₁处理的AMS、SS和NR活性均最低,T₅处理的SPS、GS和GOGAT活性均最低。总体上,T₃和T₄处理碳氮代谢物含量和酶活性均显著高于其他处理,但T₃与T₄处理间无显著差异。【结论】NH⁺₄-N和NO^-₃-N混合施用增强了银杏的碳氮代谢能力,在当前土壤条件下,m(NH⁺₄-N):m(NO^-₃-N)为25:75时效果最佳,在生产中应根据实际情况进行适当的调整。     

香根草植物篱地上-地下部分对三峡库区紫色土坡耕地氮素流失的影响

植物篱能影响坡面产流产沙过程，进而影响其携带的氮素流失，但植物篱地上及地下部分对氮素流失的影响尚不明确.通过设置1个降雨强度(60mm/h)、2个坡度(15°和25°)和3个坡面条件(裸坡对照、植物篱和仅有植物篱根系),开展人工降雨试验，分析坡面侵蚀量和径流量及其携带的硝态氮(NO^-₃-N)、氨态氮(NH⁺₄-N)和全氮(TN)含量与流失量的变化特征.结果表明：植物篱可以减少坡面侵蚀量和径流量的产生，坡面土壤氮素主要以泥沙为载体而流失；植物篱可以降低坡面径流携带的氮素含量却增加了侵蚀泥沙中氮素含量，并能够有效地减少坡面径流和泥沙所携带氮素流失量；植物篱通过地上部分和地下部分共同发挥作用减少坡面氮素流失量，其中地上部分和地下部分对减少坡面NO^-₃-N、NH⁺₄-N、TN流失量的平均贡献率分别为43.97%和56.03%、44.12%和55.88%、46.91%和53.09%.以上结果加深了香根草植物篱对坡耕地氮素流...     

垦殖对伊犁河谷湿地土壤可溶性有机氮含量的影响

【目的】研究垦殖对伊犁河谷湿地土壤可溶性有机氮(SON)的影响,为该区湿地的开发保护和氮素调控提供科学依据。【方法】以伊犁河谷的芦苇湿地及其垦殖而成的稻田为研究对象,分层采集0～100 cm的土壤样品,分析垦殖对垂直方向上土壤SON含量的影响,并探求SON与土壤理化性质和其他氮组分之间的关系。【结果】在0～100 cm土壤深度内,芦苇湿地和稻田土壤的SON含量占土壤可溶性总氮(TSN)含量的58.9%～74.1%,表明SON是该区域土壤可溶性氮素的主要组成部分; 土壤SON含量在垦殖后降低了16.7%～40.5%,在≥20～60 cm土层表现为显著降低,表明垦殖对土壤可溶性有机氮的影响不仅限于表层土壤,这缘于湿地和稻田土壤的高含水率使得土壤SON在垂直方向上的移动性较强; 湿地土壤的有机碳和全氮在垦殖后大幅减少,其中垦殖前的含量分别是垦殖后的2.9～5.9倍和2.0～6.0倍。总体上讲,土壤碳氮比、微生物量氮、铵态氮和硝态氮在开垦前后的变化不大,只有0～20 cm土层的微生物量氮和硝态氮在垦殖后显著降低(P < 0.05); 土壤SON与土壤有机碳和全氮表现出显著的相关性,说明垦殖后土壤有机质水平的降低是SON含量下降的主要原因。【结论】土壤SON是伊犁河谷湿地土壤可溶性氮素的主要形态,但其含量在湿地垦殖为稻田后表现出减少的趋势。     

稻壳生物炭与肥料配施对稻田镉铅铬砷的钝化与肥效的影响

以稻壳生物炭为研究对象,在田间试验条件下,研究了生物炭与氮磷钾复合肥和微生物肥料配施对稻田镉(Cd),铅(Pb),铬(Cr)和砷(As)钝化与土壤肥效的影响.结果表明,稻壳生物炭与氮磷钾(NPK)复合肥配施,水稻籽粒中Cd,Pb,Cr和As的含量比对照分别降低77.3%,71.9%,14.7%和40.0%.与微生物肥料配施水稻籽粒Pb,As和Cd的吸收量分别比对照降低79.3%,75.6%和52.0%.生物炭与肥料配施对各元素的富集系数依次表现为根茎籽粒,相同处理对各元素的富集系数依次表现为As,CdPb,Cr.生物炭与复合肥和微生物肥料配施均增加了水稻产量,与对照相比,生物炭与复合肥和微生物肥料配施田间产量分别增加了6%和5%.与生物炭和微生物肥配施相比,稻壳生物炭和NPK复合肥配施在降低水稻籽粒中Pb,As,Cr,Cd的含量及水稻各部位重金属富集系数方面,具有明显的优势,适宜在多重金属污染农田中施用.     

生物炭和稻壳灰改良黏性土耕作性能的试验研究

为了解麦秸秆生物炭和稻壳灰作为土壤改良材料对黏性土耕作性能的影响,将两者分别按照体积比为10%、20%和30%加入上海黏性土中,采用室内试验的方法研究两种混合土的稠度指数和击实性能.试验结果表明:稻壳灰和麦秸秆生物炭均可以改善上海黏性土的稠度指数和击实性能,增加土壤的疏松度,提高持水能力;当施加量为20%时,改良效果最好;总体来说,麦秸秆生物炭的改良效果要优于稻壳灰.研究结果为资源回收利用提供理论依据和数据支撑,是对绿色农业健康经济发展的有益探索.     

杨树人工林沼液和生物炭混施对表层土壤活性有机碳的影响

人工林施肥是一种重要的经营管理措施,而近年来沼液的处理与生物炭肥的使用也引起了人们广泛关注。在苏北杨树人工林集中分布区开展了沼液(施用量为0、125、250、375 m³/hm²)和生物炭(施用量为0、40、80、120 t/hm²)交互肥效实验,结果表明:①在所有沼液施肥水平中,生物炭的施用增加了表层土壤的活性有机碳,并提高了土壤微生物生物量碳氮比,使得微生物群落向真菌主导类型发展; ②在所有沼液施肥水平中,生物炭的添加显著提高了表层土壤(0～10 cm)的pH,促进了土壤的氮矿化和硝化作用; ③沼液和生物炭对土壤活性有机碳和pH具有显著的交互效应。因此,沼液和生物炭混施能进一步促进土壤活性有机碳的含量,改良土壤肥力,提高人工林生态系统生产力。     

香樟凋落叶分解对几种园地作物抗性生理和土壤氮组分的影响

【目的】探讨香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶添加到土壤中对小白菜(Brassica chinensis)、莴笋(Lactuca sativa)、茄子(Solanum melongena)生长和抗性生理的影响以及土壤矿质化氮的动态响应。【方法】采用盆栽试验,以单位面积香樟叶年凋落量作为凋落叶的基本添加量,设不添加凋落叶的对照(CK)和3个凋落叶添加水平,即A₁(25 g/盆)、A₂(50 g/盆)、A₃(100 g/盆),每处理重复5次,处理3种作物共计60盆。处理后,定期对植株生长指标(株高、地径)和抗性生理指标(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶)和作物所生长土壤的硝态氮、铵态氮含量进行测定。【结果】香樟凋落叶分解对3种作物的地径、株高均有明显的抑制作用,且有随凋落叶添加量的增加而增强并随分解时间的延长而逐渐减弱的效应; 香樟凋落叶分解初期(20～40 d),各水平处理均显著地促进了叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,抑制了过氧化物酶(POD)活性。凋落叶分解到80 d时,各处理CAT、POD、SOD活性的差异明显缩小; 加入不同量的香樟凋落叶在一定时间(30～50 d)内大幅降低了土壤矿化氮(硝态氮和铵态氮)含量; 不同作物对香樟凋落叶化感作用的敏感程度不同,莴笋最为敏感,其次是小白菜,茄子的耐受性最强,相对更适宜在香樟林间或林缘种植。【结论】香樟凋落叶分解可能降低了土壤氮素的有效性,并对作物造成活性氧伤害,最终限制其生长发育。     

油松林氮矿化随土壤有机物质量的变化特征

【目的】明确不同类型有机物对土壤氮素转化的作用机理。【方法】以山西太岳山油松林为主要研究对象,通过向表层土壤添加等碳量的叶、木屑和生物炭等有机物碎屑,采用顶盖埋管原位培养法,测定了各处理样地不同时期的土壤无机氮含量。【结果】添加木屑使土壤微生物氮含量明显降低了45.57%(P＜0.05)。各处理的土壤有机氮矿化过程表现出很强的季节性变化。添加叶、生物炭和木屑处理下,土壤硝态氮含量变化以2015年5月最为明显,分别比对照提高了63.59%、102.62%和102.90%(P＜0.05); 而添加外源有机物却降低了土壤中铵态氮的含量; 在添加生物炭、叶和木屑处理下,土壤有机氮的净化量分别为1.29、0.40、-3.47 mg/kg, 远高于对照样地的净化量(-20.74 mg/kg)。添加外源有机物在春季、秋季和冬季对土壤有机氮的硝化速率有明显的促进作用,却在夏季表现为抑制作用; 而氨化速率仅在冬季全部呈现为正值。【结论】在年际尺度上,生物炭对土壤氮矿化的促进作用较强,短期内木屑对土壤氮矿化的促进作用较强。     

城市沼渣堆肥工艺及其施肥技术的优化

为探讨缩短城市沼渣堆肥时间,提高堆肥效率和沼渣施肥技术,采用二步法对好氧堆肥工艺进行物料配比中试试验,开展毛豆种植的沼渣施肥试验.研究结果表明:调理剂菇土、稻壳、木屑可以促进堆肥效率;堆体初期24 h,它们比对照组的温度分别提高8,5,3 ℃,产品水的质量分数分别减少45%,38%,14%,种子发芽率指数分别提高10%,8%,7%,产品粒度分别减少54%,34%,20%;毛豆种植配施沼渣有机肥与对照施肥比较,产量增加9.4%,土壤渗漏水硝态氮、总磷质量浓度分别减少13.4%,21.6%,配施沼渣有机肥有利     

秸秆还田与施肥方式下淮河流域安徽段灰潮土氮素淋失特征

为揭示农田灰潮土的氮素淋失特征,采用室内试验槽土壤淋溶试验,设无秸秆+不施肥(CK)、无秸秆+常规施肥(SF)、秸秆破碎填埋10 cm+常规施肥(JGF)、秸秆原状覆盖+不施肥(JG0)、秸秆破碎填埋10 cm+不施肥(JG10)、秸秆破碎填埋20 cm+不施肥(JG20)6种处理,综合研究坡度为5°时不同施肥方式及不同秸秆还田方式下总氮(TN)、总溶解性氮(TDN)、硝态氮(NO■-N)和铵态氮(NH■-N)的淋失特征。结果表明：不同处理下各形态氮素累积淋失量均在前期最大,秸秆配施化肥较单施化肥能够降低NO■-N及NH■-N淋失比例,减少土壤氮素的淋失。秸秆还田可抑制氮素淋失,且抑制效果表现为JG10> JG20> JG0。JG10能有效抑制TN及NH■-N的淋失率,JG20能有效抑制TDN及NO■-N的淋失率。氮素大部分以溶解态无机氮淋失,秸秆填埋越深,溶解性无机氮淋失量越小。研究结果对减少农田灰潮土氮素淋失量及控制农业非点源污染具有实际意义。     

污水灌溉区土壤非饱和带氮分布特征

以徐州市铜山区奎河段两岸的农业灌溉区为例,结合当地典型的4种不同种植方式,对非饱和带土壤中的硝酸盐氮和铵氮质量比及其分布特征进行分析。结果表明:土壤中硝酸盐氮质量比为3.8~128.1mg/kg(平均33.0mg/kg),铵氮质量比为2.3~5.7mg/kg(平均3.8mg/kg);非饱和带土壤中氮主要来自常年施肥和污水灌溉;由于不同种植方式具有不同的施肥和灌溉条件,因此土壤中氮的分布亦不同;在接受地表灌溉和施肥补给之后,硝酸盐氮主要以下渗迁移为主;铵氮在下渗过程中会产生吸附作用,其质量比与土壤中黏土颗粒的含量呈一定的相关性,但在常年灌溉的水稻-冬菜种植点,在表层土中尽管黏土颗粒含量不高,铵氮质量比仍然较高。     

生物炭添加对土壤冻融过程中温室气体排放的影响

【目的】研究模拟生物炭添加对土壤冻融过程中二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)排放的影响,为冻融期土壤温室气体的减排提供参考。【方法】以伊犁河谷典型农田为研究对象,野外采集原状土柱,并在室内模拟不同幅度的冻融过程(+5 ℃、-5 ℃～ +5 ℃和-10 ℃ ～ +10 ℃),探求冻融过程中土壤CO₂、CH₄和N₂O排放对生物炭添加(0、20和40 t/hm²)的响应特征。【结果】与不添加生物炭的处理相比,添加生物炭会使冻融过程中的土壤CO₂排放量提高1.1～1.4倍,但该影响远小于冻融作用对土壤CO₂排放的促进作用(为CK的1.5～3.2倍); 虽然冻融作用未显著(P > 0.05)影响土壤CH₄的累积排放量,但生物炭的添加显著(P < 0.05)促进了45.5%～81.8%的CH₄吸收量; 冻融作用使土壤N₂O的累积排放量提高了1.3～3.0倍,生物炭降低了冻融过程中10.2%～30.9%的土壤N₂O排放量,但在多数情况下这种减小并不显著(P > 0.05)。【结论】模拟生物炭添加会增加土壤冻融过程中CO₂的排放,也会促进CH₄的吸收和N₂O的减排。