稻田生态系统生物硝化-反硝化作用与氮素损失

从土壤微生物生理学和土壤生物化学角度综述了稻田生态系统土壤生物硝化反硝化作用与氮素损失的研究进展,并探讨了土壤生物硝化反硝化作用在稻田生态系统氮素气态损失中的地位和重要性以及土壤生物硝化反硝化作用的测度方法的比较.     

放牧家畜排泄物N转化研究进展

放牧家畜排泄物氮转化是草原生态系统氮循环的关键。自 2 0世纪 70年代以来 ,以提高氮利用效率和减少温室气体排放为目的的家畜排泄物氮转化的研究越来越受到人们的重视。放牧家畜排泄物氮的转化研究主要包括 3个方面 :氮的矿化、硝化与反硝化 ,氮的氨化。家畜粪氮矿化速度慢 ,持续时间长 ;尿氮矿化速度快 ,持续时间短。氮矿化与家畜排泄物 C∶ N比、木质素/氮素比、木质素含量和纤维素含量呈负相关关系 ,而与全氮含量和水溶性氮含量呈正相关 ;土壤动物和微生物可以显著促进氮的矿化过程 ;高温和相对干燥、砂质土壤较壤土和粘土有利于氮的矿化。 4～ 4 0℃氮硝化作用与温度呈正相关 ;硝化作用的底物和产物浓度、土壤溶液渗透压和氯化物浓度的增加对硝化作用有强烈的抑制效应 ;p H6 .0～ 8.0条件下硝化作用强度随着土壤p H值的升高而增加 ,而 p H值高于 8.0或低于 6 .0时硝化作用受到抑制 ;硝化作用与土壤氧气含量呈正相关关系 ,而与土壤含水量呈负相关 ;温暖湿润较干燥炎热的气候条件有利于硝化过程的进行。反硝化作用与土壤氧气浓度呈负相关关系 ,而与土壤含水量和可利用有机碳含量呈正相关 ;0～ 6 5℃反硝化作用强度随温度升高而增大 ,10～ 35℃条件下温度成为影响反硝化作用的关键因素 ;反硝化作用在     

川西亚高山针叶林不同恢复阶段土壤的硝化和反硝化作用

 采用气压过程分离(Barometric process separation, BaPS)技术对川西亚高山针叶林不同恢复 阶段土壤的总硝化和反硝化作用速率进行了测定,结果表明：川西亚高山针叶林不同恢复阶段土壤的总硝化和反硝化速率差异不显著(p<0.05),不同恢复阶段土壤总硝化作用的 Q10值 差异不显著(p<0.05);总硝化作用速率与土壤含水量呈显著正相关(p<0.05),与土 壤pH值、 土壤有机质、全氮及C/N相关不显著;不同恢复阶段土壤反硝化速率均维持在一个较低的水 平,反硝化速率与土壤中的C/N显著正相关(p<0.05),与土壤含水量、pH值、有机质及全氮相关不显著。与反硝化作用相比,硝化作用对亚高山针叶林土壤氮损失的影响可能更大     

丹麦森林土壤反硝化作用的动力学分析

本项研究将乙炔和氯霉素抑制技术结合起来 ,对丹麦一森林土壤的反硝化作用进行了研究 ,并考察温度对其还原酶活性的影响 .反硝化还原酶活性和合成过程受O2 的抑制 ,厌氧培养时 ,需要一定时间消耗系统中残余的O2 来解除这种抑制作用 .在无抗生素抑制蛋白质合成时 ,硝酸还原酶只有少量合成 ,而N2 O还原酶却显著地诱导产生 .这一结果对土壤吸收N2 O能力的研究具有重要意义 .在各处理下 ,系统中未发生亚硝酸盐的明显积累 ,表明亚硝酸还原酶活性大于硝酸还原酶 .外加葡萄糖加速了反硝化作用 ,并能促进酶的合成和消除还原过程中的电子竞争 .供试土壤表现出很强的厌氧呼吸作用 ,并受外加C源的促进 .反硝化作用的活化能低于土壤厌氧呼吸的活化能 ,因此反硝化作用的Q1 0值较低 ,CO2 和N2 O的产生比例随温度升高而加大 .     

硝化作用的生化原理

硝化作用是自然界氮素循环的重要环节之一,有着很大的应用价值。在农业上,可利用硝化作用提高氮素的有效性,从而促进作物对氮素的同化;也可通过抑制硝化作用,以减少反硝化作用引起的氮素损分[1]．在环保上,可利用硝化作用开发硝化工艺,控制氨对水生生物的毒害;也可与反硝化作用联合,用于污水生物脱氮[2],掌握硝化作用的生化原理,有助于该反应的调控,本文拟就硝化细菌的能量利用特性、硝化细菌的生物氧化反应和硝化反应的酶学特性作一综述。1硝化细菌的能量利用特性硝化作用包括两个步骤,即氨氧化为亚硝酸和亚硝酸氧化为硝酸。分…     

覆盖措施对雷竹林地土壤硝化和反硝化作用的影响

为探讨林地覆盖对雷竹林土壤硝化和反硝化作用的影响,以不覆盖雷竹林为对照,测定了林地覆盖期间(覆盖后30、60、90 d)雷竹林土壤基本理化性质,并用气压分离过程技术(Ba PS)测定了土壤硝化速率和反硝化速率。结果表明:覆盖措施和覆盖时间对雷竹林土壤硝化和反硝化作用均有显著影响,而且两者存在明显的交互作用;覆盖能促进雷竹林土壤反硝化作用,但长时间覆盖会抑制雷竹林土壤硝化作用;覆盖总体上会降低雷竹林土壤硝化速率、反硝化速率与土壤理化性质的相关性程度,并使土壤硝化和反硝化作用的主要环境影响因子趋于多样化和复杂化;覆盖雷竹林土壤硝化速率的主要环境影响因子是土壤含水量、p H值、铵态氮含量和总孔隙度,反硝化速率的主要环境影响因子是土壤p H值、含水量和总孔隙度。林地覆盖会显著影响雷竹林土壤的氮循环过程,可能会增加土壤氮素损失。     

水稻分蘖期和孕穗期根际反硝化菌群落结构及功能变化

通过水稻盆栽试验,分别于水稻分蘖期和孕穗期采集根际与非根际土壤,利用末端限制性片段长度多态技术(T-RFLP)和实时荧光定量PCR(qPCR)技术探究水稻生长对根际反硝化作用和反硝化微生物的影响.结果表明: 分蘖期根际土壤的反硝化势显著低于非根际土壤,而孕穗期根际与非根际土壤的反硝化势没有显著性差异.但分蘖期和孕穗期根际土壤中含narG和nosZ基因的微生物数量均显著高于非根际土壤,其中含nosZ基因的反硝化微生物的群落组成结构和多样性对根际环境响应更敏感.说明虽然水稻根系生长会刺激反硝化微生物的生长繁殖,但抑制了根际土壤中一些反硝化微生物的活性,从而降低了根际土壤的反硝化潜势.     

CO_2浓度升高对水体硝化、反硝化作用的影响研究进展

大气CO_2浓度升高潜移默化地影响着水体生态系统的碳循环过程.然而,该过程如何影响与其耦合的氮循环过程仍不明确.水体硝化、反硝化过程作为水体氮循环的重要环节,必然会对大气CO_2浓度升高产生一系列的响应.本文总结了国内外关于大气CO_2浓度升高对水体理化性质、硝化作用、反硝化作用及N形态转化影响方面的研究工作,发现大气CO_2浓度升高会降低水体的p H,增加水中CO_2和HCO_3^-含量,但对富营养化与寡营养化水体中硝化、反硝化作用的影响具有明显差异.大气CO_2浓度升高抑制寡营养化水体的硝化作用和反硝化作用,降低N2_O的释放通量,抑制富营养化水体的硝化作用,但当水体pH在7～9时,可能促进反硝化作用,增加N2_O的释放通量,最终可能导致水体中NH_4^+的积累及NO_3^-浓度的降低,影响水体中微生物的多样性.在此基础上提出目前相关研究存在的瓶颈问题及值得深入探讨的科学问题,为进一步深入理解温室效应背景下全球CO_2浓度升高对水体生态系统N循环的影响提供参考.     

好氧反硝化菌的研究进展

综述了好氧反硝化菌的种类和特性、好氧反硝化菌的反硝化作用机制和影响因素.好氧反硝化菌主要包括假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Para-coccus)和芽孢杆菌属(Bacillus)等,属好氧或兼性好氧异养微生物.好氧反硝化菌能在好氧条件下进行反硝化,其主要产物是N2O,并可将铵态氮直接转化成气态产物.催化好氧反硝化菌反硝化作用的硝酸盐还原酶是周质酶而不是膜结合酶.溶解氧和C/N往往是影响好氧反硝化菌反硝化作用的主要因素.介绍了间歇曝气法、选择性培养基法等好氧反硝化菌的主要分离筛选方法.概述了好氧反硝化菌在水产养殖、废水生物处理、降解有机污染物以及对土壤氮素损失的影响方面的研究进展.     

崇明岛不同土地利用类型河岸带土壤反硝化酶活性特征

以崇明岛河岸带为研究对象,采用乙炔抑制法,研究了不同土地利用类型河岸带(农田河岸带、林地河岸带、草地河岸带)土壤反硝化酶活性及其影响因素.结果表明：河岸带反硝化酶活性在(0.69±0.11)～(134.93±33.72) μg N·kg^-1·h^-1,不同土地类型河岸带土壤反硝化酶活性存在明显差异,整体趋势为林地河岸带>农田河岸带>草地河岸带.河岸带表层土壤(0～10 cm)反硝化酶活性与其他土层(10～30、30～50和50～70 cm)呈显著差异(P<0.05).反硝化酶活性与土壤有机碳、土壤全氮和土壤硝态氮呈极显著正相关关系(P<0.01).土地利用类型的变化主要通过改变河岸带土壤自然结构和理化性质、降低土壤有机质的积累、影响土壤氮素的转化,从而抑制河岸带土壤反硝化作用的发生.