青海地区不同改良剂处理下牛粪氨气排放及氮素动态研究

采用室内模拟实验, 以牛粪和牛尿(0.68:0.32)为原料, 研究了1.9%三氯化铁、4.0%明矾和2.0%过磷酸钙处理对牛粪中氨挥发速率、氨挥发累计损失量、铵态氮、硝态氮和pH的影响, 分析了不同处理牛粪pH、铵态氮和硝态氮含量与氨气挥发之间的相关性。结果表明: 对照组CK的氨挥发速率在第3 d第1次到达峰值, 过磷酸钙和明矾处理第1次氨挥发速率峰值出现时间延迟至第4 d, 三氯化铁处理的第1次氨挥发速率峰值延迟至第6 d出现。与对照组CK相比, 三氯化铁处理的氨挥发速率最高峰值降低了25.6%, 明矾处理降低了10.9%, 过磷酸钙处理则增加了4.9%, 27 d后三氯化铁处理的氨挥发损失量最低, 而且不同改良剂处理下的氨挥发都与空白对照有显著降低。牛粪的的氨挥发速率与铵态氮浓度呈负相关, 与硝态氮浓度、pH呈正相关。三氯化铁可作为一种优良的化学改良剂施加在牛粪中, 以达到氨气减排的目的, 而过磷酸钙的作用并不明显, 有待进一步的研究。     

烤烟叶片衰老期氨气挥发特征及其生理调控研究

以烤烟品种K326为试验材料,利用氨气收集装置测定烟叶的氨气挥发量,并利用谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂(Glufosinate)处理叶片和质外体提取等方法,研究了叶片氨气挥发及其与氮代谢相关生理指标的关系。结果表明:(1)随着叶片的衰老,氨气挥发量在叶龄70d时最大(10.96μg.m-2.h-1),与衰老初期(叶龄40d)相比增加了2.15倍;质外体NH4+浓度和pH、氨气补偿点逐渐上升,GS和硝酸还原酶(NR)活性下降,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性升高,可溶性蛋白和总氮降解,叶片NH4+浓度升高。(2)GS抑制剂处理后,叶片组织NH4+浓度和氨气补偿点升高,氨气挥发量增大,与对照相比差异显著。(3)氨气挥发量与质外体NH4+浓度、质外体pH和氨气补偿点呈极显著或显著正相关,与GS活性呈显著负相关,与GDH活性呈显著正相关,与叶片组织NH4+浓度等其他指标相关性不显著。研究认为,烤烟叶片衰老期间氨挥发量大幅上升,挥发量的大小受气孔氨气补偿点、GS和GDH活性的直接调控,以及其他氮素代谢相关指标的间接调控,其中GS起主导作用。     

施肥对巢湖流域稻季氨挥发损失的影响

采用通气法对巢湖流域稻季土壤氨挥发原位监测,研究了不同施肥量及秸秆还田处理对稻季氨挥发的影响。结果表明,氨挥发峰值发生在施肥后的第1-3 天,氨挥发损失主要集中于施肥后的1周。2010年整个稻季氨挥发净损失量为7.22-14.20 kg/hm²,占氮肥施用量的4.59%-6.64%,基肥期是主要的氨挥发时期,约占总氨挥发量的60%,穗肥期氨挥发总损失量最小。常规施肥处理氨挥发总损失量最大,与常规施肥相比,优化施肥、减量化施肥均能减少稻田土壤氨挥发损失1%-2%,氮磷肥减量同时秸秆还田处理氨挥发量最小,其总氨挥发量占常规处理的54%。施肥后的1-2d内田面水中的NH₄⁺-N浓度达到最大值,且各施肥处理的氨挥发量与同期田面水中的NH₄⁺-N浓度呈线性正相关。结合经济效益和环境效应分析发现,秸秆还田处理可减少氨挥发损失,同时获得较高的经济效益,适宜在巢湖流域水稻季推广。     

不同尿素配施处理下土壤氨挥发特性

采用室内恒温模拟培养方法,以单施尿素处理为对照,研究了减量尿素配施玉米秸秆、配施脲酶抑制剂NBPT和硝化抑制剂DMPP组合、配施玉米秸秆+抑制剂组合等处理对棕壤氨挥发特性的影响,分析了不同处理土壤的p H、铵态氮、硝态氮含量与氨挥发速率的相关性。结果表明:单施尿素处理氨挥发速率在第3天即达到峰值;减量尿素配施玉米秸秆处理的氨挥发速率峰值出现时间延迟至施肥后第5天;在配施玉米秸秆的土壤中添加抑制剂组合后,氨挥发速率峰值延迟至第11天出现。与单施尿素相比,减量尿素配施玉米秸秆并添加抑制剂组合可显著降低氨挥发速率峰值74.27%,培养18 d可减少氨挥发累积损失量43.96%。不同处理的氨挥发速率与土壤的铵态氮浓度、p H呈正相关,与土壤的硝态氮浓度呈负相关。配施玉米秸秆并添加抑制剂组合的土壤中铵态氮浓度达到高峰后可长时间保持较高水平(350 mg·kg-1),并可有效减少硝态氮的浓度。     

长效碳酸氢铵缓效机理与环境效应研究

依据长效碳铵的光谱特征、理化特性及其对影响氨挥发的主要因子的分析 ,建立了土壤中氨挥发的数学模式 ,提出了长效碳铵中DCD与从碳铵中离解出来的游离态氨形成分子间氢键的新观点 ,这种弱相互作用力降低了土壤中氨的表观浓度 ,使土壤 pH在氨挥发期间降低了 0 .2～ 0 .4,延缓了NO-3 N形成时间 ,缓解了N损失 .长效碳铵能够调节N素供应的形态、时间与数量 ,减少施用化肥后引起的地面水和地下水硝酸盐的污染 .     

粪便及其生态利用

人畜禽粪便是农业生产中理想的有机高效肥 ,增加对土壤施用粪肥量减少化肥用量可改良土壤 ,培养地力防止土质下降。然而直接施用造成农业环境污染、农产品卫生质量下降。人口密居的城镇、工厂、学校 ,集约化的规模养殖场排出大量粪尿若不经处理造成环境严重污染 ,容易引起疾病传播。为此 ,探索粪便的生态利用 ,变有害为无害 ,变污染源为资源是加强环境保护的内容之一。1　粪便的公害1.1　化学性污染　人畜排出的粪便在微生物和有关酶作用下产生各种臭味化合物如硫化氢、氨、吲哚、粪臭素、酚、醇和酮等污染空气 ,影响人畜禽的生理机能 ;臭味…     

模拟人工湿地中植物多样性对氨挥发强度的效应

氨挥发对于大气雾霾形成有重要贡献,然而在生物多样性-生态系统功能研究中,植物多样性对氨挥发强度的影响尚属空白。本研究进行了模拟人工湿地的微宇宙实验,选用菊苣(Cichorium intybus L.)和羊蹄(Rumex japonicus Houtt.)配置2个单种和1个混种处理(检验多样性效应的基本模式),在模拟污水供给初期(停留时间1天)和后期(停留时间7天)测定了微宇宙的氨挥发通量。结果表明:(1)混种系统氨挥发低于单种系统平均水平(1天:P0.05;7天:P=0.068);(2)羊蹄单种系统的氨挥发低于菊苣单种系统(1天:P0.05;7天:P=0.062);(3)相比于污水供给后期,供给初期氮浓度较高时,植物多样性对氨挥发的抑制作用更强;(4)物种特性对系统氨挥发以及相关功能的影响均高于物种丰富度的影响。本研究表明,在人工湿地中配置适当的关键种有利于提高生态系统功能。     

曝气充氧条件下污染河道氨挥发特性模拟

以污染河道为研究对象,模拟研究污染河道在曝气充氧(底泥曝气,ES组;水曝气,EW组)条件下氨挥发的特性,探讨主要影响因素及其作用过程.研究表明,污染河道水体具有一定氨挥发潜力,在实验室模拟条件下,氨挥发速率平均为2.51mg·m-2·h-1,相当于0.50 kgN· hm-2·d-1;曝气污染河道水体的氨挥发有一定的促进作用,与对照相比(EC组)氨挥发速率和累积氨挥发量存在显著差异(P＜ 0.05);不同曝气方式对氨挥发过程影响不同,氨挥发速率存在显著差异(P＜0.05);至实验结束,EW组的累积挥发量为2809.76 mg/m2,分别是ES组和EC组的1.17和2.25倍;各实验组的氨挥发累积量用一级动力学方程能很好地拟合,根据模型可以预测氨挥发量;同一温度条件下,pH值、铵氮浓度和通气频率是影响氨挥发的主要因素;曝气可以通过增加通气频率和提高水体pH值来促进氨挥发进行;在曝气作用下随着硝化过程的进行对氨挥发有一定的限制作用;曝气条件下,氨挥发作用在硝化过程启动阶段最为明显.     

稻田氮肥的氨挥发损失与稻季大气氮的湿沉降

通过田间小区与大田试验,对稻季期间氮肥的氨挥发损失和大气氮湿沉降状况进行了收集和监测。结果表明,每次施肥后的1～3日内氨挥发损失达到最大值,氨挥发损失受当地气候条件(如光照、温度、湿度、风速、降雨量)、施肥时期以及田面水的NH4^+-N浓度等因素的影响,大气氮湿沉降与施肥量和降雨量有关,稻季内由湿沉降带入土壤或地表水中的氮为7．51kg·hm^-2。其中,NH4^+-N的比例为39．8％～73.2％,平均为55．5％;稻季中总氨挥发量与湿沉降的NH4^+-N平均浓度和总沉降量的相关系数分别达到0．988和0．996,呈显著相关性。     

氮添加对沙质草地氨挥发及硝态氮淋溶的影响

采用密闭室法和离子交换树脂袋法,研究了科尔沁沙质草地不同处理(水添加、氮添加、水氮添加)氧挥发的损失量和硝态氮的淋溶量.结果表明:氮添加处理和水氮添加处理显著促进了氨挥发(P＜0.05),最大氨挥发速率显著高于对照;氮添加处理和水氮添加处理的氨挥发累积量为111.80和148.64 mg·m-2,分别占氮添加量的1.1％和1.5％;水氮同时添加条件下,氨挥发累计量显著高于氨添加处理(P＜0.05),水添加处理和对照相比没有显著差异(P＞0.05);水氮添加处理显著增加了土壤深度20 cm处的硝态氮淋溶量(P＜0.05),氮添加处理和水氮添加处理的硝态氮淋溶量分别是对照的1.96和4.22倍,然而在土壤深度40 cm处各处理硝态氮淋溶量差异不显著(P＞0.05);可见,氮添加和水氮添加均促进了土壤的氧挥发,对硝态氮的淋溶没有显著影响.     

蛋鸡粪抑氨菌选育及其抑氨机制

目的有效控制规模化蛋鸡生产过程中产生的大量氨气。方法通过富集、筛选和验证试验从土壤样本中筛选抑氨菌,通过纸片法将其对从鸡粪中富集到的产氨菌进行了拮抗试验,并进行抑氨菌的尿酸氮和氨氮的优先利用试验。结果成功获得了一株高效抑氨菌CA26,其在3d内对氨氮的去除率稳定在40％-60％,且对17株产氨菌有拮抗作用,在尿酸氮和氨氮同时存在时优先利用氨氮作为氮源。结论菌株CA26能高效抑制鸡粪氨挥发,其抑氨机制包括对产氨菌的拈抗作用和对氨氮的吸收利用。     

高氨刺激下参与免疫应答和肌肉收缩过程的肉鸡气管蛋白差异表达——基于iTRAQ标记技术的差异蛋白质组学研究

氨气是造成家禽呼吸道疾病的主要污染气体,它能引起气管损伤,而该损伤机理还未见详细报道.因此,本研究采用同位素标记相对和绝对定量(i TRAQ)技术,研究高浓度氨气刺激下艾拔益加肉鸡(Gallus domesticus)(简称AA肉鸡)气管的蛋白质表达变化,以揭示氨气对气管损伤的潜在机理.本研究共鉴定3706个蛋白(FDR1%),其中119个蛋白差异表达.通过GO功能分析发现,参与免疫应答和肌肉收缩的蛋白显著富集.在免疫应答类别中,上调蛋白(FGA等)与促炎效应相关,而下调蛋白参与抗原处理和提呈(MYO1G等)、免疫球蛋白和抗菌肽的生成(fowlicidin-2等)、以及免疫缺陷(PTPRC等)过程.同时在肌肉收缩过程发挥重要作用的蛋白(TPM1等)均表达上调.作为呼吸道疾病的共同特征之一,本研究也发现了黏蛋白的高表达.最后,通过实时RT-PCR对6个差异蛋白的表达水平进行验证.研究结果不仅提示高氨刺激可能造成气管阻塞、降低宿主防御功能,也为将来抵御氨气毒性的措施提供了线索.     

氮肥种类及运筹技术调控土壤氮素损失的研究进展

氮肥的不合理施用导致氮肥利用率低下,大量氮素通过径流、淋溶、氨挥发、硝化-反硝化作用等途径损失到环境中,从而对水体、大气造成污染,带来严重的环境问题,影响人类健康.施氮量、施肥时间和方式,以及肥料种类对氮素流失量的影响显著.土壤氮素浓度过饱和是导致氮素大量流失的最根本原因,充分利用环境供氮量,减少化学氮肥施用量,采用深施等技术,以及配合施用有机肥,可以有效降低氮素的损失,提高氮素利用率.在开发应用新型高效氮肥和强化氮肥高效管理技术研究的同时,加强环境氮素的监测和利用力度,是实现减氮增效的有力手段.     

放牧牲畜粪便降解及其对草地土壤养分动态的影响研究进展

放牧牲畜粪便沉积是影响草地土壤养分动态的重要途径之一,粪便降解过程调控着其养分返还效率,从而可能对草地土壤养分平衡和植被生长的养分供应等产生重要影响。针对放牧牲畜排粪行为特性、牲畜粪便的物质组成及其降解过程、以及粪便养分归还对土壤养分动态的影响等进行了系统论述,阐明了牲畜粪便降解与其养分迁移转化的关系,以及粪便养分输入对放牧草地生态系统养分生物地球化学循环的影响效应和可能的作用机制,以期为加深对牲畜粪便降解的养分动态变化过程的认知和厘清粪便-植物-土壤体系养分迁移和转化的影响机制积累理论基础,进而为优化牲畜粪便管理模式、维持土壤养分平衡和促进草地生态系统的健康协调和可持续发展提供科学依据。     

施用南荻生物炭对不同类型土壤氨挥发的影响

在洞庭湖区农田施用秸秆生物炭不仅能实现秸秆资源化利用,还可降低环境污染压力。本研究于2020年采用水稻盆栽试验,研究了不同南荻秸秆生物炭施用量对土壤氨挥发速率、累积氨挥发量、表面水pH值和NH₄⁺-N浓度的影响。供试土壤为第四纪红土发育的红黄泥和花岗岩发育的麻砂泥水稻土,设置6个南荻秸秆生物炭添加处理,即分别以土柱0～20 cm土壤重量的0%、1%、2%、4%、6%和8%比例添加生物炭,每盆施用复合肥200 kg N·hm^-2。结果表明: 施用生物炭导致两种土壤之间或不同生物炭处理之间的氨挥发速率和累积量均存在显著差异。麻砂泥施用生物炭处理在施肥后第2天出现氨挥发峰值,且较不施生物炭处理峰值降低了23.6%～53.4%;红黄泥氨挥发峰值出现在施肥后第7～13天,且其峰值随着生物炭添加量的增加而升高。整体上,麻砂泥土壤的氨挥发速率均高于红黄泥。麻砂泥土壤＜4%生物炭添加量能抑制土壤氨挥发速率及累积量,其中以2%处理降幅最大(46.9%),但生物炭添加对水稻生长前期表面水pH值的影响不显著;红黄泥土壤随着南荻生物炭用量的增加,表面水中pH值和NH₄⁺-N浓度增加,导致氨挥发速率及累积量增幅达1.3～10.5倍。回归分析显示,生物炭添加量是影响两种土壤氨挥发的关键因素。Elo-vich方程能较好地拟合两种土壤的氨挥发累积量随时间的变化动态,各施炭处理的相关系数均达极显著水平。总体上,对于偏中性的麻砂泥土壤,施用一定量的南荻生物炭对氨排放有一定的抑制作用,而对于酸性的红黄泥土壤,增施南荻生物炭会通过提高表面水的pH值和NH₄⁺-N浓度促进氨挥发,因此针对不同类型土壤施用南荻秸秆生物炭应注意选择适宜用量,以降低氮素损失。     

应用微生物与秸秆降低鸡粪氨气释放量

为减轻大量禽畜废弃物中氨气流失对环境的污染,研究和优化了微生物与秸秆等辅料对氨气释放量的影响。结果表明,F468、M1?M9等除臭微生物能显著降低氨气的释放量,其中F468是最优微生物,其它微生物与F468的配伍并没有显著增强F468降低氨气释放量的能力,有些微生物还降低了其能力,因此选择单一微生物法降低氨气释放量。单独添加辅料对降低氨气的释放影响较小,辅料与微生物的配伍可大量降低氨气的释放量。5%的F468与10%的秸秆配伍在1?5 d降低88%的释放量。应用微生物与秸秆不仅降低氨气挥发对环境的危害,也是秸秆资源化利用的有效途径之一。     

除臭微生物的筛选复配及其在堆肥中的应用

【目的】从沼渣和硫铁矿场土壤中分离可以去除氨氮和硫化物的微生物,并筛选复配后应用于堆肥中,以减少畜牧业粪便处理时臭气的释放量,改善工作环境。【方法】利用选择培养基分别筛选除氨和除硫的微生物,并进行16SrRNA基因序列分析鉴定,挑选效果较好的菌株进行组合,复配出微生物除臭剂将其应用于粪便堆肥中,通过检测现场氨气和硫化氢浓度初步评估其除臭效果。【结果】分离出了12株除氨微生物和5株除硫微生物,挑选出5株效果较好的菌株分别标记为N-2、N-5、N-6、N-11和S-3。复配实验表明菌株N-5+N-6+N-11+S-3组成的微生物除臭剂效果最佳,对NH4+-N和S2–去除率最高,分别为82.46%和84.84%。同时,堆肥应用实验证明微生物除臭剂具有除臭功效,尤其是在堆肥前期,在第7天翻堆的过程中氨气和硫化氢释放量相对于对照组减少了62.84%和53.12%。堆肥结束,与对照组相比,微生物除臭剂组氨氮含量低于对照组33.62%。【结论】本研究获得的微生物除臭剂有效降低了畜禽粪便堆肥过程中恶臭气体的释放,在改善畜牧业粪便堆肥处理环境方面具有较大的应用潜力。     

猪场恶臭的生物技术综合处理

集约化猪场恶臭的生物处理可以在饲养的营养技术、饲养过程和粪便处理阶段分别处理,试验表明使用含有微生物制剂等成分的除臭剂为饲料添加剂,可使猪舍氨气和硫化氧分别降低38．6％和20．6％,调节池中氨气和硫化氧分别降低14．7％和20．4％,臭气浓度降低43.8％。而在猪舍和饲养过程中使用恶臭吸附剂直接放置于猪场环境中,可降低猪舍中的氨气和硫化氢浓度29．5％和30．4％,降低调节池中的氨气和硫化氢30．2％和0％,降低臭气浓度31．9％。在猪场污水处胛阶段使用雾化除臭处理设备,可以降低调节池、贮粪池和水力筛池的氨气浓度14．7％、24．6％和48.2％,分别降低硫化氢浓度18．1％、25．8％和13．0％,同时降低猪场臭气浓度82．6％。     

日光温室番茄-西瓜轮作系统不同水氮处理氨挥发特征

为探究黄土高原地区日光温室果蔬栽培中氨挥发特征,在陕西省杨凌区选择当地典型的日光温室,设置4个不同的水氮处理,采用密闭式间歇抽气法监测番茄-西瓜轮作季的氨挥发特征.结果表明: 日光温室栽培土壤氮素转化快,施氮处理施肥后第1～2天氨挥发出现峰值,氨挥发峰值为0.26～2.02 kg N·hm^-2·d^-1,7 d左右各处理氨挥发通量相近;施氮处理间氨累积排放量无显著差异;相同施氮量条件下,降低灌溉量氨累积排放量两季平均增加了46.7%;不同种植季氨平均排放通量和累积排放量均表现为西瓜季高于番茄季,西瓜季高温促进了氨排放;土壤铵态氮含量、土壤孔隙含水量、0～5 cm地温和温室气温均对氨排放通量有极显著影响,而土壤pH值与氨挥发通量呈显著负相关关系.不同种植季氨挥发通量和累积排放量存在差异,降低施氮量可减少氨排放,相同施氮量条件下降低灌溉量增加了氨排放.     

不同施肥方式对土壤氨挥发和氧化亚氮排放的影响

采用密闭室间歇通气法和静态箱法对不同施肥方式(撒施后翻耕、条施后覆土、撒施后灌水)下的土壤氨挥发和氧化亚氮排放进行了研究.结果表明:不同施肥方式显著影响了土壤中的氨挥发和氧化亚氮排放.撒施后灌水处理明显促进了氨挥发,其最大氨挥发速率明显高于其它处理,氨挥发累计达2.465 kg N·hm-2.不同施肥方式下氧化亚氮排放通量存在显著差异(P《0.05),且峰值出现时间也不同.施肥后第2天,撒施后灌水处理达到峰值,为193.66 μg·m-2·h-1,而条施后覆土处理在施肥后第5天才出现峰值,为51.13 μg·m-2·h-1,且其排放峰值在3种施肥方式中最低.撒施后灌水处理的氧化亚氮累积净排放量达121.55 g N·hm-2,显著大于撒施后翻耕和条施后覆土处理.撒施后翻耕和条施后覆土处理能有效抑制氨挥发和氧化亚氮排放损失,是较为合理的施肥方式.