不同水稻土甲烷氧化菌和产甲烷菌数量与甲烷排放量之间相关性的研究

对不施用任何肥料的浙江黄松土（发育于河流沉积物母质的水稻田土）、老黄筋泥田土（发育于第四纪红壤母质的水稻田土）、青紫泥田土（发育于滨海盐土母质的象山青紫泥水稻土）中甲烷氧化菌、产甲烷菌种群数量及甲烷排放量之间关系作了研究。结果表明,甲烷氧化菌种群数量范围在10^6-10^8cfu/g干土之间,其变化在2个数量级范围内,产甲烷细菌种群数量变化较大,其范围在10^3-10^7cfu/g干土之间,水稻田土壤的甲烷排放量受到甲烷氧化菌、产甲烷菌种群数量及其活性及土壤理化性状的影响,提出了当水稻田土壤的甲烷氧化菌种群数量在10^cfu/g干土、产甲烷菌种群数量在10^5cfu/g干土时,水稻田土壤几乎没有多余的CH4气体排放这一甲烷形成与甲烷氧化两类群微生物之间的数量关系。甲烷排量也与土壤砂粒（＜0．02mm的砂数）含量呈正相关性,土壤砂粒含量越高,其甲烷排放量亦高。     

根际优势菌耐药菌株的获得及其15N标记

对两株具有反硝化活性的根际优势细菌进行了耐药性和^１５Ｎ标记;研究了该双标记菌株在土壤中的动态及其活性。结果表明,所用双标记方法是可行的,应用标记菌株可以追踪其在土壤中的消长。结果还表明,标记^1５Ｎ菌株的^１５Ｎ丰度与供试培养基中氮源的^１５Ｎ丰度相近;标记菌株的反硝化活性与出发菌株的相同。     

二氧化钛纳米颗粒对沼泽土壤反硝化和N2O排放的影响

近年来,二氧化钛纳米颗粒（TiO₂NPs）环境释放量不断增加,并通过多种途径进入湿地生态系统,不可避免地影响到湿地生态系统环境和功能。然而,关于TiO₂NPs对沼泽土壤反硝化作用和氧化亚氮（N₂O）排放的影响机及制尚不明确。选择典型沼泽土壤,通过室内培养实验研究土壤理化性质、反硝化酶活性、反硝化速率（DNR）和N₂O排放对不同剂量TiO₂NPs 0 mg/kg （CK）、10 mg/kg （A10）、100 mg/kg （A100）、1000 mg/kg （A1000）输入的响应,探讨TiO₂NPs输入对沼泽土壤反硝化作用和N₂O排放影响的内在机制。结果表明：不同剂量TiO₂NPs处理显著降低了土壤pH （P<0.05）,A10处理显著降低土壤总有机碳（TOC）含量（P<0.01）,A1000处理显著降低硝态氮（NO₃^--N）和亚硝态氮（NO₂^--N）含量（P<0.05）。TiO₂NPs处理抑制硝酸盐还原酶（NAR）活性,促进一氧化氮还原酶（NOR）和氧化亚氮还原酶（NOS）活性（P<0.01）,A1000处理先促进后抑制了亚硝酸盐还原酶（NIR）活性（P<0.05）。不同剂量TiO₂NPs处理抑制了土壤DNR,促进了N₂O排放,TiO₂NPs处理通过抑制NIR活性,降低土壤DNR,同时通过促进NOR活性,提高N₂O排放。综上,TiO₂NPs输入通过影响反硝化还原酶活性改变沼泽土壤反硝化过程,导致沼泽土壤N₂O排放增加,改变湿地氮的源、汇功能,影响全球气候变化。为TiO₂NPs输入的湿地环境风险评估研究提供理论基础。     

高活性反硝化颗粒污泥的研究

以上流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）反应器中的反硝化颗粒污泥为样品,研究了颗粒污泥的基本特性。测定出颗粒污泥中的优势无机元素为Ｃａ、Ｐ．颗粒表面以球菌和短杆菌为主。反硝化菌是颗拉中的优势菌群,数量可达６．５ｘ１０^８－１．５ｘ１０^１０个／ｍｌ颗粒污泥。初步鉴定了两株脱氮菌Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓｓｐ．ｓｔｒａｉｎＮ_１和ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｏｓａｓｔｒａｉｎＮ_２．     

黄土高原旱塬区陇东苜蓿草地N2O释放动态及微生物驱动因子的研究

在甘肃庆阳黄土高原,采用静态箱-气相色谱法测定了3年龄陇东苜蓿草地不同物候期的N²O释放通量,采用最大或然数法(MPN)测定了土壤0～30 cm硝化细菌和反硝化细菌数量,探讨旱区紫花苜蓿草地N²O释放规律与其土壤微生物的关系。结果表明:（1）3年龄陇东苜蓿草地年内N²O释放通量在-0.099～0.085 mg·m^-2·h^-1之间;N²O释放通量在头茬花期和越冬前再生期达到高峰,而二茬再生期和越冬期则处于N²O吸收期,成为N²O贮存库。（2）陇东苜蓿草地亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌数量在不同物候期和土壤层次间存在差异。（3）3年龄陇东苜蓿草地N²O释放通量与土壤水分含量、土壤pH、硝酸细菌和反硝化细菌数量间呈显著正相关线性关系。（4）庆阳黄土高原旱区陇东苜蓿草地是较弱的农业N²O释放源,远低于同类研究和国际释放平均水平。     

黑土稻田CH4与N2O排放及减排措施研究

通过对黑土稻田CH₄和N₂O排放的观测,发现水稻生长季CH₄和N₂O排放量低于全国其它地区稻田CH₄和N₂O排放之间存在互为消长关系(r=-0．513,P<0．05),但在同样施肥水平条件下,间歇灌溉与长期淹灌相比,CH₄排放明显减少而N₂O略有增加,其相对综合温室效应被大大减少且水稻产量未受影响。为此,间歇灌溉可作为减少稻田温室气体排放的水分管理措施。另外,通过对CH₄和N₂O排放的相关微生物过程探讨,揭示产甲烷菌数与CH4排放问呈显著性正相关(R²=0．82,P<0．05),硝化菌数和反硝化菌数与N2O排放有重要关系。     

硝化抑制剂对蔬菜土硝化和反硝化细菌的影响

土壤N素循环主要是微生物驱动的转化过程,然而对其的驱动与调控机理了解还很不够。选取长沙黄兴镇蔬菜基地两种蔬菜土研究硝化抑制剂(DCD)对N素转化过程及功能微生物的影响。试验通过室内土壤培养,处理为单施尿素(CK)和尿素与硝化抑制剂双氰胺配合施用(DCD),重复3次。在培养过程中系统监测了土壤中NH₄⁺-N、NO₃^--N含量变化,同时采用荧光定量PCR(real-time PCR)方法研究硝化抑制剂对土壤中氮素转化功能基因丰度的影响。结果表明:在培养过程中DCD处理使两个供试土壤的NH₄⁺浓度稳定在较高水平,而NO₃^-浓度则明显低于对照;施用DCD导致土壤中硝化基因amoA丰度显著减少,而对16S rRNA和反硝化基因nirK丰度没有产生明显影响。因此,DCD在菜地土壤中主要通过抑制氨氧化细菌的繁衍来抑制硝化作用。     

1965–2010年大兴安岭森林火灾碳排放的估算研究

 火干扰是森林生态系统的重要干扰因子, 是导致植被和土壤碳储量发生变化的重要原因。火干扰所排放的含碳气体对气候变化具有重要的影响。科学有效地对森林火灾所排放的碳进行计量, 对了解区域和全球的碳平衡及碳循环具有重要的意义。根据大兴安岭森林资源调查数据和1965–2010年森林火灾统计资料, 利用地理信息系统GIS (geographic information system)技术, 通过野外火烧迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法确定各种计量参数, 从林分水平上, 采用排放因子法, 估算了大兴安岭1965–2010年46年间森林火灾所排放的碳和含碳气体量。结果表明: 大兴安岭46年间森林火灾排放的碳为2.93 × 10⁷ t, 年平均排放量为6.38 × 10⁵ t, 约占全国年均森林火灾碳排放量的5.64%; 含碳气体CO₂、CO、CH₄和非甲烷烃(NMHC)的排放量分别为1.02 × 10⁸、9.41 × 10⁶、5.41 × 10⁵和2.11 × 10⁵ t, 含碳气体CO₂、CO、CH₄和NMHC的年均排放量分别为2.22 × 10⁶、2.05 × 10⁵、1.18 × 10⁴和4.59 × 10³ t, 分别占全国年均森林火灾各含碳气体排放量的5.46%、7.56%、10.54%和4.06%; 针阔混交林燃烧效率较低, 虽然火烧面积占总过火面积的21.23%, 但排放的碳只占总排放量的7.81%, 为此提出了相应的林火管理策略。     

四年O3熏气对小麦根际土壤氮素微生物转化的影响

采用开顶箱（open top chambers,OTC） 法设置3个臭氧浓度梯度,连续4a对小麦生长季土壤进行臭氧增加试验。测定小麦拔节、孕穗、抽穗、灌浆和成熟期的根际土壤微生物量氮、氨氧化细菌、反硝化细菌数量以及硝化和反硝化强度。结果显示微生物量氮、氨氧化细菌数量和硝化强度随小麦生育进程的推进,呈先升高后降低的趋势,4a变化趋势相同。O₃胁迫下,小麦根际微生物量氮、氨氧化细菌数量、硝化强度亦降低,与对照比较,均达显著水平（P < 0.05）;随O₃作用年限增加,抑制效应越强,第4年 O₃对其的抑制率显著高于第1年的抑制率。反硝化细菌数量在前期没有显著变化,成熟期则增加两个数量级,O₃显著促进成熟期反硝化细菌数量增加。4a试验有相同的变化趋势。在较短时间里O₃对土壤反硝化强度没有显著影响,而作用3个生长季后,反硝化强度显著升高。结果说明,O₃浓度升高降低了麦田土壤微生物量氮、氨氧化细菌数量和硝化强度,并有一定的积累效应。O₃剂量和作用时间的累积量达到一定阈值,显著增加土壤反硝化细菌数量和反硝化强度,增加麦田土壤N₂O排放的风险。土壤氮素微生物转化受小麦生长发育状况和O₃剂量、作用时间的共同影响,不同形态的氮素对O₃的敏感阈值不同,响应的时间和变化的范围有差异。     

广东省不同地区土壤微生物数量状况初步研究*

在广东省不同地区,按不同土地利用类型(如自然林地、果园、水田、旱地、荒地等)以及不同土壤类型取样进行土壤微生物数量和土壤养分状况分析。结果发现,从三大类微生物总数的平均状况来看,广东省大部分土壤微生物总数可达1.0×10⁶个·g^-1干土以上;不同地区土壤微生物总数存在一定差异,从平均状况来看,潮汕地区(7.77×10⁶个·g^-1干土)>湛江地区(1.6×10⁶个·g^-1干土)>广州地区(1.35×10⁶个·g^-1干土);不同土地利用方式下微生物数量也存在着一定差异,具体表现为:林地>菜地>稻田>果园>作物旱地>荒地,土壤微生物总量与土壤肥力状况密切相关。从土壤类型来看,砖红壤、赤红壤微生物数量较低。从总体上看,广东省大部分土壤微生物数量处于较低水平。     

除草剂二氯喹啉酸对水稻田土壤中微生物种群的影响

对好氧微生物采用平板稀释法,厌氧微生物采用最大或然计数法和滚管法研究土壤中施入0．33、0．67、1．00、1．33、2．00μg·g^-1干土除草剂二氯喹啉酸后对土壤可培养微生物种群数量的影响。结果表明,各种微生物对二氯喹啉酸的反应随其施加浓度的不同而有差异．二氯喹啉酸对水稻田土壤中好氧性细菌、水解发酵细菌、反硝化细菌数量的影响都是短暂的,第33d时均能恢复至接近对照水平,浓度在1．33μg·g^-1干土以下时二氯喹啉酸促进真菌数量增加,高于该浓度时则具有抑制作用．施用各浓度二氯喹啉酸初期,对土壤中放线菌和产甲烷菌有一定程度的抑制效应,但低浓度时抑制效应在培养后期消失．正常土壤施用量的二氯喹啉酸(即0．67μg·g^-1干土)对水田土壤微生物各种群无实质危害级农药。     

湖南主要类型稻田土壤固定态铵含量及其影响因素

通过野外调查取样和室内培养试验 ,应用Silva和Bremner方法 ,研究了湖南省主要类型稻田土壤的固定态铵含量及其影响因素 .结果表明 ,该省主要类型稻田土壤固定态铵含量为 141～ 35 3mg·kg-1,平均为 2 72± 6 7mg·kg-1,占土壤全N的 11.2 % ,高于湖南省以北各地区土壤和本地区地带性土壤———红壤的固定态铵含量 .其含量的顺序为河沙泥 >紫泥田 >潮沙泥 >黄泥田 >红黄泥 .在土壤剖面中 ,固定态铵含量随剖面深度的变化有 4种情况 :在 1m深度范围内随深度增加而增加 ;随深度增加而减少 ;随深度增加而无明显变化 ;土壤剖面中某一土层固定态铵含量明显增加或减少 .土壤固定态铵含量占土壤全N百分比随深度增加而恒增大 .土壤对NH+ 4的固定作用在 30℃下最强 ,高于 2 0℃和 40℃ ;长期淹水有利于潮沙泥、紫泥田和河沙泥对NH+ 4的固定作用 ,但干湿交替有利于黄泥田对NH+ 4的固定作用 .相关分析表明 ,土壤固定态铵含量仅与 <0 .0 1mm粘粒含量呈P0 .0 5水平的显著正相关 ,与有机质、全N、有机N和 <0 .0 0 1mm粘粒含量的相关性均不显著     

施肥措施对不同母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响

以湖南省稻田土壤肥力监测点为基础,研究了稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的特性.结果表明,不同施肥措施对不同地域和母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的影响程度不同.经过18年的不同施肥处理,不同母质发育的稻田生态系统土壤微生物量碳、氮的变化趋势基本一致,变化顺序为湖积物发育的水稻土>河流冲积物和第四纪红土发育的水稻土>石灰岩发育的水稻土>板页岩发育的水稻土.土壤微生物量碳为259.5～864.4 mg·kg^-1,土壤微生物量氮为8.7～70.7 mg·kg^-1.施肥可以明显提高稻田生态系统土壤微生物量碳、氮含量;有机肥是改善土壤微生物量碳、氮的主要基础物质,但以有机无机配合施用效果最好.与对照相比,施化肥和有机无机配施处理土壤微生物量碳、氮最大增量分别为407.6和59.2 mg·kg^-1,最大增长率分别为102.8%和514.8%.     

开放式空气CO2浓度增高(FACE)对稻田土壤微生物的影响

1　引　　言公元 175 0年前 ,大气ＣＯ2 浓度基本保持 2 80 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1左右 .工业革命后 ,其浓度逐渐上升 ,上升速度在 196 0年后加快 ,其中 80年代以来上升最快 .从 80年代到 90年代期间 ,ＣＯ2 浓度从 330 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1增加到 35 4 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1,平均每年递增 1.8μｍｏｌ·ｍｏｌ-1[2 ] .据ＩＰＣＣ(1995 )估计 ,到 2 1世纪末 ,ＣＯ2 浓度将由目前的 35 5 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1上升到 70 0 μｍｏｌ·ｍｏｌ-1.这势必对整个生物界和地球生态环境产生深刻的影响 .因此 ,国内外已开展了大量的研究工作 ,获得了许多研究结…     

控释氮肥对洞庭湖区双季稻田表面水氮素动态及其径流损失的影响

用渗漏池模拟洞庭湖区2种主要稻田土壤(河沙泥和紫潮泥),研究了施用尿素(CF)和控释氮肥(CRNF)对双季稻田表面水pH、电导率(EC)、全氮（TN）、铵态氮（NH₄⁺-N）和硝态氮（NO₃^--N）浓度变化规律及TN径流损失的影响.结果表明,双季稻田施用尿素后,表面水TN、NH₄⁺-N浓度分别在第1、3天达到高峰,然后迅速下降;NO₃^--N浓度普遍很低;早稻表面水pH在施用尿素后15 d内(晚稻3 d)逐渐升高;EC与NH₄⁺动态变化一致.与尿素相比,施用CRNF能显著降低双季稻田表面水pH、EC、TN和NH₄⁺-N浓度,70% N控释氮肥的控制效果最显著;但后期NO₃^--N浓度略有升高.径流监测结果表明,洞庭湖区种植双季稻期间施用尿素的TN径流损失为7.70 kg·hm^-2,占施氮量的2.57%;施肥后20 d内发生的径流事件对双季稻田TN径流损失的贡献极为显著;与施用尿素相比,施用控释氮肥显著降低了施肥后10 d内发生的第1次径流液中的TN浓度,施用CRNF和70%N CRNF的氮素径流损失分别降低24.5%和27.2%.     

不同类型土壤小麦-水稻轮作体系施用含重金属污泥的环境效应

采用贵州黄壤、石灰土和浙江水稻土,通过盆栽试验探讨了在3种土壤上施用含不同浓度重金属的污泥对小麦、水稻生长及锌(Zn)镉(Cd)吸收性的影响.结果表明： 不同土壤施用同种污泥所产生的重金属污染风险不同,在黄壤和水稻土上施用高浓度重金属污泥对作物的污染风险较高.一次施用Zn、Cd浓度分别为1789、8.47 mg·kg-1的污泥1.6%,使黄壤小麦籽粒中Zn、Cd浓度分别达109、0.08 mg·kg-1;第二次施用后种植水稻,糙米中Zn、Cd浓度达52.0、0.54 mg·kg-1.而施用污泥后石灰性土壤的两种作物其可食部分均无重金属污染风险.土壤醋酸铵提取态Zn是影响麦粒和糙米中Zn浓度的主要因素,而土壤醋酸铵提取态Cd对麦粒和糙米中Cd浓度无明显影响.施用高浓度重金属污泥使3种土壤Zn、Cd全量显著提高,且两次施用后土壤全量Zn均超过国家土壤环境质量二级标准.     

丁草胺对水稻土甲烷释放和厌氧细菌的影响

近年来,我国水稻田的化除面积增加很快,除草剂的使用已成为一种必不可少的手段。因而除草剂大量使用的环境污染问题日益突出,对生态系统的平衡产生威胁性影响,引起农产品农药含量超标,或者即使不超标也由于食物链的生物富集最终进入人体危害健康。除草剂致癌、致突变和致畸胎的事实不胜枚举。除草剂在水稻田使用,至少有70％进入土壤,直接影响土壤微生物的生长和代谢。     

Butachlor inhibits production and oxidation of methane in tropical rice soils under flooded condition

In laboratory incubation experiments, application of a commercial formulation of the herbicide butachlor (N-butoxymethyl-2-chloro-2',6'-diethyl acetanilide) to three tropical rice soils, widely differing in their physicochemical characteristics, under flooded condition inhibited methane (CH4) production. The inhibitory effect was concentration dependent and most remarkable in the alluvial soil. Thus, following application of butachlor at 5, 10, 50 and 100 microg g(-1) soil, respectively, cumulative CH4 production in the alluvial soil was inhibited by 15%, 31%, 91% and 98% over unamended control. Since CH4 production was less pronounced in the sandy loam and acid sulfate soil, the impact of amendment with butchalor, albeit inhibitory, was less extensive than the alluvial soil. Inhibition of CH4 production in butachlor-amended alluvial soil was related to the prevention in the drop in redox potential as well as low methanogenic bacterial population especially at high concentrations of butachlor. CH4 oxidation was also inhibited in butachlor-amended alluvial soil with the inhibitory effect being more prevalent under flooded condition. Inhibition in CH4 oxidation was related to a reduction in the population of soluble methane monooxygenase producing methanotrophs. Results demonstrate that butachlor, a commonly used herbicide in rice cultivation, even at very low concentrations can affect CH4 production and its oxidation, thereby influencing the biogeochemical cycle of CH4 in flooded rice soils.     

硅酸盐细菌NBT菌株在小麦根际定殖的初步研究

对硅酸盐细菌NBT菌株进行了耐药性标记,得到稳定的链霉素抗性标记菌NBT菌株,采用选择性培养基分离计数,通过琼脂平板和盆栽试验,研究了标记菌NBT在小麦根际的定殖动态及影响因素。结果表明,在灭菌土盆栽中,播种后9d左右NBT菌株在小麦根际的定殖水平达最高(1．4×10^8cfu·g^-1根土),播种后54d左右趋向稳定,NBT菌株细胞数量为2．4×10^3cfu·g^-1根土;未灭菌土盆栽中,播种后9d左右NBT菌株的定殖水平达最高(3．8×10^8cfu·g^-1根土),60d左右趋向稳定,菌数为3．1×10^3cfu·g^-1根土,牛物和非牛物因素对NBT菌株定殖小麦根系有影响。     

洞庭湖湿地土壤碳、氮、磷及其与土壤物理性状的关系

以洞庭湖3类典型湿地的8个土壤剖面为代表,研究了土壤碳、氮、磷,微生物量碳、氮、磷和土壤物理性状的分布特征.结果表明,土壤表层有机碳含量为19.63～50.20 g·kg^-1,微生物量碳为424.63～1 597.36 mg·kg^-1,微生物量碳占有机碳的比例为3.17%～4.82%;土壤表层全氮1.85～4.45 g·kg^-1,微生物量氮5.90～259.47 mg·kg^-1,微生物量氮占全氮的比例3.13%～6.42%;土壤表层微生物量磷含量顺序为:湖草洲滩地(200.99 mg·kg^-1)＞垦殖水田(163.27 mg·kg^-1)＞芦苇洲滩地(24.16 mg·kg^-1),微生物量磷占全磷的比例为1.09%～11.20%;土壤表层容重0.65～1.04 g·cm^-3;土壤表层粘粒(＜0.001mm)26.24%～39.48%.土壤表层有机碳、全氮、微生物量氮、微生物量磷的含量,湖草洲滩地＞垦殖水田＞芦苇洲滩地.土壤表层微生物量碳,垦殖水田和湖草洲滩地接近,而大于芦苇湿地;土壤表层容重,芦苇洲滩地＞垦殖水田＞湖草洲滩地;土壤表层＜0.01 mm、＜0.001 mm粘粒,湖草洲滩地、芦苇洲滩地＞垦殖水田.湿地土壤剖面中有机碳、微生物量碳、全氮、微生物量氮、微生物量磷、容重以及微生物量碳占有机碳的比例、微生物量氮占全氮的比例、微生物量磷占全磷的比例均随深度的增加而降低,至一定深度稳定,而土壤全磷在剖面上下的差异很小.湿地土壤微生物量碳、氮、磷之间呈极显著的正相关关系;土壤容重与有机碳、全氮、微生物量碳、氮、磷之间呈极显著指数负相关关系.湿地土壤＜0.001 mm粘粒与有机碳、全氮、微生物量碳、氮、磷含量呈极显著对数正相关关系.