大气CO2浓度升高对稻田土壤氮素的影响

利用中国稻/麦轮作FACE(Free-Air Carbon-Dioxide Enrichment)试验平台,研究大气CO2浓度升高200μmol·mol-1(周围大气中CO2浓度约370 μmol·mol-1)对稻季各生育期不同深度土壤溶液NH+4-N和NO-3-N浓度的影响.结果表明:高CO2浓度条件下耕层土壤溶液NH+4-N浓度在水稻生育前期有所增加,但在生育后期明显下降;大气CO2浓度升高增加了稻季5、15、30、60和90 cm处土壤溶液NO-3-N浓度,分别比对照平均提高了46.5%、36.8%、23.3%、103.7%和42.7%,在60和90 cm处差异分别达到统计上的极显著和显著水平.     

短期内15N标记的铵盐和硝酸盐在青藏高原高寒草甸中的运移规律

运用15N稳定性同位素示踪技术,对高寒草甸植物和土壤微生物固持沉降氮的能力及沉降氮在小嵩草(Kobresia pygaea)草甸中的运移规律进行了研究.施肥2周后,NO-3-15N和NH+4-15N的总恢复率分别为73.5%和78%.无论是NO-3-15N,还是NH+4-15N,植物所固持的15N总是比土壤有机质或者是土壤微生物固持的多.4周后,70.6%的NO-3-15N和57.4%的NH+4-15N被固持在土壤和植物中.其中,土壤有机质所固持的15N均下降了很多,而植物所固持的15N却变化很小.同前面的结果相比,较多的NO-3-15N为土壤微生物所固持.在施肥6周和8周后,NO-3-15N的总恢复率分别为58.4%和67%,而NH+4-15N的总恢复率分别为43.1%和49%.植物和土壤微生物所固持的NO-3-15N比NH+4-15N多.在整个实验期间,植物固持的NO-3N较多,而且比土壤微生物固持了较多的15N.由于无机氮的含量一直很低,无机氮库所固持的15N一般不超过1%.上述结果意味着短期内植物在高寒草甸中对沉降氮的去向起着决定作用.     

长江三角洲地区雨水中NH4+-N/NO3--N和δ15NH4+值的变化

2003年6月至2005年7月,利用自行设计的雨水收集器对位于长江三角洲地区的常熟、南京和杭州3个观测点进行了全年性雨水观测,分析了雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和铵态氮自然丰度(δ¹⁵NH₄⁺)值的变化.结果表明：研究区3个观测点雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和δ¹⁵NH₄⁺值均呈相似的季节性变化规律,两者的规律性变化在以田间农事耕作为主的常熟观测点尤其明显,而位于市区的南京观测点和位于城乡结合部的杭州观测点的规律性次之;雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N的峰值出现在6月下旬到8月上旬,然后逐渐下降,冬季降到最低;雨水中δ¹⁵NH₄⁺值在6月下旬到8月中旬为负值,在8月下旬到11月中下旬为正值,12月至翌年3月又变为负值,5至6月中旬又转变为正值.雨水中NH₄⁺-N/NO₃^--N和δ¹⁵NH₄⁺值的季节变化与不同作物生育期间氮肥的施用、当地气候的季节性变化以及其他NH3释放源的NH3挥发有关（人和动物排泄物、氮污染水体及有机氮源中的氨挥发）,其对大气湿沉降中NH₄⁺的来源、形态组成及陆地不同NH₃排放源的强度具有明显的指示意义.     

固定化微绿球藻去除NH4+-N、PO43——P效果的研究

为了探究固定化微绿球藻（Nannochloropsis oculata）去除污水中NH4+-N、PO43--P的效果,采用海藻酸钠固定化包埋技术进行实验。开展了固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量及充气培养条件对NH4+-N、PO43--P去除效果的单因子试验研究。结果表明,固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量和充气培养条件对NH4+-N、PO43--P的去除效果影响显著（P0.05）。藻球直径3.5 mm时生长速率（K）值最大（0.3320.002）,同时NH4+-N、PO43--P去除率效果最佳,分别为（75.083.83）%和（80.803.81）%;藻细胞包埋密度100104 cells/ball时K值最大（0.3300.033）,而NH4+-N、PO43--P去除率则以藻细胞包埋密度300104 cells/ball组为佳,分别达（87.200.43）%和（82.581.72）%,但考虑单位藻细胞去除率,包埋密度以100104 cells/ball为宜;随着藻球用量的增加K值下降,10 g/L组K值最大（0.3010.02）、50 g/L组K值最小（0.1930.01）,投放量30和50 g/L时NH4+-N去除率较高分别为（84.120.78）%和（84.630.45）%,30 g/L组PO43--P去除率最高达（77.131.43）%。综合考虑,藻球投放量选用30 g/L为宜;充气条件培养K值、NH4+-N和PO43--P去除率显著（P0.05）高于不充气,K值分别为（0.3060.006）和（0.1770.010）;NH4+-N去除率分别为（85.930.45）%和（49.320.45）%;PO43--P去除率分别为（66.665.00）%和（46.292.12）%。研究优化了微绿球藻固定化条件:固定化微绿球藻应进行充气培养,藻球规格3.5 mm、藻细胞包埋密度100104 cells/ball、藻球投放量30 g/L。     

浑河流域水体污染的季节性变化及来源

2009年枯水期(4月)、丰水期(8月)和平水期(11月)对浑河流域水体进行采样,分析了一个水文年内水体污染变化特征及水体污染的来源.结果表明:浑河流域水体下游(七间房-于家房)NH4+-N污染较重,水质属于Ⅴ类甚至劣Ⅴ类(＞1.5 mg·L-1),大部分监测断面枯水期NH4+-N浓度较高;水体中总磷含量较低(均值为0...     

生物炭对黄壤中氮淋溶影响:室内土柱模拟

土壤氮素的淋失作用不仅造成土壤营养元素的损失,而且对河流和湖泊等环境水体的富营养化具有重要贡献.采用土柱室内模拟方法,通过模拟降雨淋滤,研究了生物炭对土壤淋溶液体积、pH和电导率以及NH4+-N和NO3--N淋溶的影响.试验中所用的生物炭是以桉树木屑为原料制成,分别按照炭土质量比1％、2％、4％、10％施用于土壤中.结果显示,与对照相比,向土壤添加10％、4％、2％、1％生物炭分别减少土壤水分损失14％、0.03％、0.02％和0.01％;随生物炭添加量增加,淋溶液的pH和电导率也逐渐增加;土壤生物炭添加量为10％、4％、2％时,NH4+-N淋溶量分别增加235％、28.1％、31.6％,NO3--N淋溶量分别增加4.2％、14.5％、25.6％;但生物炭添加量为1％的土柱NH4+-N淋溶量减少15.8％,NO3--N淋溶量减少19.2％.本研究表明,桉树生物炭对土壤氮淋溶与其施用量有关,1％施用量能减少氮淋溶,过量施用将增加氮淋溶,这种作用是否与生物炭种类有关有待进一步研究.     

藏东南大气氮湿沉降动态变化——以林芝观测点为例

利用量雨器和湿沉降收集仪在藏东南通过2a的试验, 研究了该区大气氮素沉降的浓度、沉降量以及季节变化规律.结果表明:藏东南大气氮素湿沉降(无机氮)为1.33～3.05 kg/ (hm2·a),平均值为2.36 kg/ (hm2·a),降水中铵态氮和硝态氮的平均浓度分别为0.36 mg/L和0.10 mg/L ,NH+4-N/ NO-3-N接近4 .各形态氮月均浓度之间差别较大,具有明显的季节性,其中NH+4-N月均浓度动态变化明显,5、6、7月份浓度较高(＞0.5 mg/L),NO-3-N 12月份浓度(0.49 mg/L)为全年最高;氮浓度的季节变化,以春冬较高,夏秋季较低,离散程度以春季最大.降水量与各形态氮沉降呈一定幂型负相关,相关系数为0.705,0.641,分别达到0.006 (NH+4-N)和0.019(NO-3-N)的显著水平.氮月沉降以5～6月份最高,占全年的32.3%;氮季沉降以夏季所占比例最高,约占50%,冬季最低(2%～3%).     

重庆典型地区大气湿沉降氮的时空变化

验连续3a采集雨样研究了重庆市郊区和林区大气湿沉降氮的时空变化.结果表明,重庆市近郊区、远郊区和林区3个采样点雨水总氮浓度范围为(3.94±0.50)～(4.56±1.01)mg L-1,平均(4.27±0.73)mg L-1.NH+4-N、NO-3-N和DON占TN百分比例分别为44.9%、27.4%和27.5%.降雨中NH+4-N对氮沉降量的贡献率最大.在时间尺度上,不同季节降雨中氮浓度呈现明显的季节性差异,以冬季最高,依次是夏季、春季和秋季.在空间分布上,近郊区、远郊区和林区的TN平均浓度分别为4.56 mg L-1、4.32 mg L-1和3.94 mg L-1,从近郊区到林区有逐渐降低的趋势.降雨中的NH+4-N、NO-3-N、DON和TN浓度与降雨量无显著相关性.但是,降雨量与氮沉降量呈显著正相关.大气氮湿沉降时空差异与降雨量和氮排放直接相关.重庆市随降雨到达地面的氮沉降量较高,远远超过了水体负荷的临界值,可能对三峡库区的水资源产生不利影响.     

不同氮处理下速生柳对水体氮的吸收、分配及生理响应

采用水培法,研究了旱柳苗在外源添加不同氮水平(贫氮、中氮、富氮、过氮)的铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)的生长、氮吸收、分配和生理响应。结果表明:一定范围氮浓度的增加能够促进旱柳苗的生长,但过量氮会抑制其生长,且NH+4-N的抑制作用大于NO-3-N;两种氮处理下,旱柳表现出对NH+4-N的吸收偏好,在同一氮水平时,旱柳各部位氮原子百分含量Atom%15N(AT%)、15N吸收量和来自氮源的N%(Ndff%)均为NH+4-N处理大于NO-3-N处理,且随着氮浓度的增加,差异增大,且在旱柳各部位的分布为根﹥茎﹥叶;2种氮素过量和不足均会对旱柳根和叶生理指标产生不同的影响,其中在过氮水平时,NH+4-N和NO-3-N处理下根系活力比对照减少了50.61%和增加了19.53%;在过氮水平时,NH+4-N处理柳树苗根总长、根表面积、根平均直径、根体积和侧根数分别对照下降了30.92%、29.48%、19.44%、27.01%和36.41%,NO-3-N处理柳树苗相应的根系形态指标分别对对照下降了1.66%、5.65%、1.49%、5.06%和25.72%。可见,高浓度NH+4-N对旱柳苗的胁迫影响大于NO-3-N,在应用于水体氮污染修复时可通过改变水体无机氮的比例,削弱其对旱柳的影响,从而提高旱柳对水体氮污染的修复效果。     

黄土高原地区紫花苜蓿生长过程中土壤养分的变化规律

以不同生长年限的苜蓿地为材料,研究了苜蓿在生长过程中土壤养分的变化趋势。结果表明：在苜蓿生长年限10～23a内,随着种植时间延长苜蓿生物量和体内养分累积量呈下降趋势。23a生苜蓿已进入衰败期,土壤肥力逐渐得到恢复,苜蓿根系养分含量随种植年限延长呈明显的增加趋势。不同生长年限苜蓿地土壤NO3ˉN的含量变化趋势相同,2m以内土层生长年限越短。NO3ˉ-N含量越少,2m以下变化趋势相反。NH4^ -N含量变化规律不明显,表层高于下层,生长年限长的含量较低。     

葡萄糖存在下选择性抑菌剂对土壤氮素转化的影响

采用2种氮源并分别加入选择性微生物抑制剂进行室内培养,通过测定样品中NH₄⁺-N和NO₃^--N及土壤中氨基葡萄糖和胞壁酸含量,研究土壤微生物氮素固持时间特征及其相对贡献.结果表明,加入青链霉素明显地降低了NH₄⁺-N的转化速率,且影响远大于真菌抑制剂放线菌酮;氨基葡萄糖和胞壁酸的相对比例急剧增加,而后趋于平衡;加入放线菌酮后NO₃-N转化速率持续下降,氨基葡萄糖的合成受到抑制,但加入细菌抑制剂青链霉素对其转化无显著影响.培养初期,细菌在葡萄糖存在下能快速固持NH₄⁺-N和NO₃^--N,并以NH₄⁺-N为首选氮源;培养后期,氮转化主要为真菌所推动,且真菌对NO₃^--N的利用能力显著大于细菌.     

不同植物构成的人工湿地对生活污水中氮的去除效应

测定由不同植物构成的人工湿地的氨态氮、硝态氮和亚硝态氮含量,对比不同植物对生活污水中氮的去除效率.结果表明,与不种植物的人工湿地相比,由风车草[Cyperus alternifolius L. ssp. flabelliformis (Rottb.) Kiikenth.]、香根草[Vertiveria zizanioides (Linn.) Nash]、芦苇(Phragmitas communis Trin.)和美人蕉(Canna indica Linn.)构成的人工湿地对氨态氮去除率分别提高6%、8%、11%和14%;对硝态氮去除率分别提高5%、6%、13%和9%;对亚硝态氮去除率分别提高5%、7%、10%和7%,说明种植芦苇和美人蕉的人工湿地对生活污水中的氮具有较好的去除效果.     

多花黑麦草对啤酒废水净化功能的研究

1 引言 利用水生高等植物净化污水,国内外已有很多报道,1992年丁树荣等首先利用人工基质无土栽培多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)净化缫丝废水获得成功,是利用陆生植物于高等水生植物净化塘中以净化有机污水的首例,并提出了解决在亚热带和温带冬季低温地区,利用高等水生植物净化污水时冬季不能有效运转难题的新途径,而作者于1987—     

氮素形态配比对菜用大豆籽粒膨大过程中氮碳同化的影响

以菜用大豆品种‘理想95-1'为试材,通过蛭石盆栽试验研究了氮素不同形态配比对菜用大豆籽粒膨大过程中碳氮代谢的影响.结果表明:营养液中增加适当的铵态氮比例(25%～50%)有利于菜用大豆的生长发育,菜用大豆植株和荚果干鲜重、干物率显著增加,尤以硝铵比为75∶25最为显著.在高比例的硝态氮(100%)或铵态氮(75%)处理下,菜用大豆籽粒的硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性分别显著升高,氮代谢显著增强,可溶性蛋白含量迅速增加,但同期的籽粒淀粉酶活性较低,可溶性糖和淀粉含量显著下降,碳代谢受到显著抑制.在硝铵比为75∶25时,菜用大豆籽粒氮代谢强度适中,同期碳代谢显著增强,籽粒可溶性糖和淀粉含量显著升高,能维持籽粒正常的生理代谢,有利于菜用大豆籽粒发育过程中营养物质的积累.可见,硝态氮和铵态氮配比能显著影响菜用大豆籽粒发育过程中的碳氮代谢,籽粒碳氮代谢与其产量密切相关,可通过调节硝铵比来获得理想菜用大豆产量.     

三江平原不同群落小叶章种群生物量及氮、磷营养结构动态

对三江平原典型草甸和沼泽化草甸两个群落的优势植物小叶章的生物量、结构动态、不同生长阶段各器官的氮、磷含量和储量动态以及氮、磷养分限制状况进行了研究.结果表明,二者各器官生物量差异显著,但均符合模式Y=A+B_1t+B_2t2+B_3t3;二者地上各器官生物量均为单峰型,且峰值出现的时间相差15 d左右;F/C 均小于1且前者明显大于后者;二者地上各器官的全氮和全磷含量在生长季均单调下降,且叶＞叶鞘＞茎,根中全氮变化基本一致,但全磷变化差别很大;二者各器官“三氮”含量特别是NH₄⁺-N和NO₃^--N含量变化较大,且NH₄⁺-N/NO₃^--N＞1;根是二者氮、磷的重要储库,而茎、叶和叶鞘的氮、磷储量波动较大;两种小叶章的氮/磷＜14,表明氮是影响二者生长的限制性养分,但其对于前者的限制性程度要高于后者.     

缓/控释肥料研究进展

缓/控释肥料对作物产量的影响因作物种类、肥料种类和试验条件而异,大多数植物增产比较明显,如大豆使用长效尿素,与普通尿素相比增产幅度最高可达33%。各种类型的缓/控释肥料,均可不同程度的提高肥料利用率。缓/控释肥料在农业上的应用能有效地保护生态环境,如抑制土壤NH4 向NO3-氧化,减少土壤NO3-的积累,从而减少氮肥以NO3-形式淋溶损失,减少了施肥对环境的污染;可以减少土壤N2O的释放等。提出了目前缓/控释肥料在农业应用中存在的问题及今后的发展方向。     

A putative 6‐transmembrane nitrate transporter OsNRT1.1b plays a key role in rice under low nitrogen

OsNRT1.1a is a low-affinity nitrate(NO_3~-) transporter gene. In this study, another mRNA splicing product, OsNRT1.1b,putatively encoding a protein with six transmembrane domains, was identified based on the rice genomic database and bioinformatics analysis. OsNRT1.1a/OsNRT1.1b expression in Xenopus oocytes showed OsNRT1.1a-expressing oocytes accumulated ~(15)N levels to about half as compared to OsNRT1.1bexpressing oocytes. The electrophysiological recording of OsNRT1.1b-expressing oocytes treated with 0.25 mM NO_3~- confirmed ~(15)N accumulation data. More functional assays were performed to examine the function of OsNRT1.1b in rice. The expression of both OsNRT1.1a and OsNRT1.1b was abundant in roots and downregulated by nitrogen(N) deficiency. The shoot biomass of transgenic rice plants with OsNRT1.1a or OsNRT1.1b overexpression increased under various N supplies under hydroponic conditions compared to wild-type(WT). The OsNRT1.1a overexpression lines showed increased plant N accumulation compared to the WT in 1.25 mM NH_4NO_3 and 2.5 mM NO_3~- or NH_4~+ treatments, but not in 0.125 mM NH_4NO_3.However, OsNRT1.1b overexpression lines increased total N accumulation in all N treatments, including 0.125 m M NH_4NO_3,suggesting that under low N condition, OsNRT1.1b would accumulate more N in plants and improve rice growth, but also that OsNRT1.1a had no such function in rice plants.     

关中地区小麦/玉米轮作农田硝态氮淋溶特点

通过田间原位淋溶装置研究了不同施氮量和秸秆覆盖对关中地区小麦/玉米轮作农田90cm深处硝态氮(NO3--N)淋溶量、0～1m土层硝态氮累积及作物产量和氮平衡的影响.试验设不施氮(N1,0kg·hm-2·a-1)、常规施氮(N2,471kg·hm-2·a-1)、推荐施氮(N3,330kg·hm-2·a-1)、减量施氮(N4,165kg·hm-2·a-1)、增量施氮(N5,495kg·hm-2·a-1)和推荐施氮+秸秆覆盖(N3+S)6个不同施肥处理.结果表明:NO3--N淋溶量随施氮量的增加而增大,氮肥的过量施用及秸秆覆盖易造成NO3--N淋溶.N3+S处理90cm处年NO3--N流失量最大,为22.32kg·hm-2,施肥造成的氮流失量为16.44kg·hm-2,比相同施氮量不覆盖处理(N3)高158.9%.NO3--N主要累积在20～60cm土层,年施氮量330kg·hm-2(N3)时,秸秆覆盖与否不影响NO3--N的剖面分布.各施肥处理对作物产量没有显著影响,但减量施氮处理(N4)有减少作物产量的趋势.在本试验条件下,推荐施肥量(小麦施氮150kg·hm-2,玉米施氮180kg·hm-2)在保证作物产量的同时,可减少土壤NO3--N的淋溶和累积.