氮添加对苏北沿海杨树人工林土壤活性有机碳库的影响

大气氮沉降成为目前全球性的环境问题之一,氮的沉降可能显著影响森林土壤碳循环过程。从2012年5月起,对东台林场3种林龄(5、9、15年生)黑杨派无性系I-35杨(Populus deltoides CL‘35’)人工林进行野外模拟氮沉降试验,探讨氮沉降对不同林龄杨树人工林土壤活性有机碳的影响。经过1年施氮试验后,5和9年生杨树人工林的土壤微生物生物量碳随着氮沉降水平的增加呈现出先增加后减少的趋势;而15年生林分在不同氮处理下,土壤微生物生物量碳均有所增加;3种林龄在不同氮处理下土壤可溶性有机碳含量随着氮浓度的增加而增加。土壤微生物生物量碳与可溶性有机碳之间以及这二者与土壤全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮、硝态氮之间存在显著相关。试验表明,氮沉降可能增加土壤活性有机碳含量,从而影响杨树人工林土壤碳动态。     

常绿阔叶林8种乔灌木叶片氮含量及其分配与光合能力的关系

以浙江天童国家森林公园常绿阔叶林为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究了5个不同演替阶段常见的4种乔木以及4种灌木叶片的光饱和速率(Pmax)、光合氮素利用效率(PNUE)及其与叶片氮含量(NL)、叶片氮素在细胞壁的分配比例(细胞壁N/叶片总N,NCW/NL)、氮素在光合酶中的分配比例(NR/NL)、单位面积叶干重(LMA)的相互关系。结果表明:(1)演替系列4种乔木和4种灌木各种间指标除NL外均表现出显著差异,前期种较后期种具有更高的NR/NL、PNUE、Pmax,而后期种LMA、NCW/NL、MCW/ML(细胞壁干重/叶片总干重)更大,NL在乔木各种间差异不明显,在灌木种间则差异显著;乔木种较灌木种具有更大的LMA、NCW/NL、MCW/ML,而NR/NL则较灌木小;8种植物的Pmax与NL以杨梅为最高,连蕊茶最低;苦槠具有最高的PNUE,而栲树最低。(2)随着演替的进行,前期种的NR/NL、PNUE、Pmax有减小趋势,而LMA、NCW/NL、MCW/ML逐渐增大,后期种则表现出相反的趋势。(3)NR/NL与Pmax、PNUE之间呈显著正相关关系,而LMA、NCW/NL、MCW/ML则与Pmax、PNUE、NR/NL显著负相关。研究认为,NR/NL与NCW/NL之间的负相关性及其对PNUE的影响可以在一定程度上解释树木在光合与维持两方面的权衡关系以及演替的生理机制。     

晋西北黄土高原丘陵区不同土地利用方式下土壤碳氮储量

对晋西北黄土高原丘陵区杨树-小叶锦鸡儿人工林、小叶锦鸡儿人工灌丛、杨树人工林、撂荒地和农田5种土地利用方式下土壤碳氮储量进行研究.结果表明: 不同土地利用方式下土壤碳氮含量、碳氮密度和碳氮储量存在显著差异.5种土地利用方式0～20 cm表层土壤碳氮含量和碳氮密度均显著大于20～40 cm和40～60 cm土层.5种土地利用方式同一土层碳氮含量和碳氮密度大小为: 杨树-小叶锦鸡儿人工林>小叶锦鸡儿人工灌丛>杨树人工林>撂荒地>农田;0～60 cm土层土壤有机碳储量大小为:杨树-小-叶锦鸡儿人工林(30.09 t·hm^-2)>小叶锦鸡儿人工灌丛(24.78 t·hm^-2)>杨树人工林(24.14 t·hm^-2)>撂荒地(22.06 t·hm^-2)>农田(17.59 t·hm^-2);土壤氮储量与有机碳储量变化规律相似,杨树-小叶锦鸡儿人工林0～60 cm土层土壤氮储量(4.94 t·hm^-2)最高,其次是小叶锦鸡儿人工灌丛(3.53 t·hm^-2)、杨树人工林(3.51 t·hm^-2)和撂荒地(3.40 t·hm^-2),农田土壤氮储量(2.71 t·hm^-2)最低.杨树-小叶锦鸡儿人工林和小叶锦鸡儿人工灌丛是晋西北黄土高原丘陵区植被建设和生态恢复过程中较好的两种土地利用方式.     

机插配合控释掺混肥对水稻产量和土壤肥力的影响

在浙江黄泥田进行两年田间试验,研究了不同栽培与施肥方式结合对水稻产量和成熟期土壤养分、微生物生物量碳、氮以及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性的影响.结果表明: 机插配合控释掺混肥处理的水稻平均产量比手插配合常规化肥处理高16.3%,比直播配合控释掺混肥处理高27.0%,与手插配合控释掺混肥处理无显著差异;与手插配合常规化肥相比,机插配合控释掺混肥处理的土壤全氮、碱解氮、有效磷含量分别提高了21.6%、13.6%和41.6%,土壤微生物生物量碳提高了27.1%,土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性分别提高了50.0%、22.2%和46.2%.表明机插配合控释掺混肥技术是一种值得推广的高效水稻轻简栽培方式.     

控释肥料对覆膜栽培稻田N2O排放的影响

采用静态箱-气相色谱法,研究了控释肥料对四川丘陵地区覆膜节水高产栽培稻田N₂O排放的影响.结果表明: 稻田施用尿素及控释肥料后水稻生长期N₂O排放总量分别为(38.2±4.4)和(21.5±5.2) mg N·m^-2;施用尿素处理N₂O排放系数为0.25%,施用控释肥料处理N₂O排放系数为0.14%,减少了43.6%(P<0.05),其中烤田前减少了49.6%(P<0.05);控释肥料可抑制施肥引起的N₂O排放峰值,降幅达52.6%;控释肥料对水稻不同生长季节土壤微生物生物量氮、NH₄⁺-N含量和水稻产量均无显著影响;N₂O排放与5 cm土壤温度、土壤Eh值无显著相关性.     

基于物种敏感性分布的微囊藻毒素与氮污染水体生态风险评估

应用物种敏感性分布(SSD)方法,可正向和反向评估物种的生态风险及确定保护物种的污染物浓度阈值,为水体生态风险管理提供依据.本文通过采集淡水生物毒性数据,构建SSD方程,在95%物种保护基础上评估微囊藻毒素、氨氮和亚硝态氮对淡水生物的生态风险浓度阈值(HC₅)和复合生态风险,以及不同暴露浓度下的潜在影响比例(PAF).结果表明: 微囊藻毒素对淡水生物的HC₅值为19.22 μg·L^-1,其水生态风险高于氨氮(HC₅ 6583.94 μg·L^-1)和亚硝态氮(HC₅ 334.33 μg·L^-1).不同类别生物对微囊藻毒素和氨氮、亚硝态氮的敏感性随暴露浓度不同存在差异.当微囊藻毒素与亚硝态氮的浓度低于临界浓度125.04、2989.40 μg·L^-1时,甲壳类对微囊藻毒素敏感性高于鱼类,对亚硝态氮敏感性则低于鱼类,而高于临界值其物种敏感性呈相反效应,但氨氮所引起的物种敏感性差异不显著.在代表性水体中,复合生态风险高于单一污染风险,微囊藻毒素、氨氮、亚硝态氮对全部物种的复合潜在影响比例msPAF为2.6%～5.6%,且太湖和红枫湖已超过HC₅生态风险阈值.     

不同施氮水平下加工番茄植株生长和氮素积累与利用率的动态模拟

通过3年的大田试验,设置不同的氮素水平(0、75、150、300、450、600 kg·hm^-2)对不同施氮量下加工番茄地上部生物量、氮素累积及利用率的动态变化进行模拟.结果表明: 加工番茄地上部生物量、氮素累积量和氮素利用率随出苗后累积生理发育时间(PDT)的动态变化符合Logistic模型,氮素快速累积起始时间较地上部生物量快速累积起始时间早4～6 d(PDT);瞬时氮利用率随出苗后累积生理发育时间的动态变化呈先增加后降低的单峰曲线.不同施氮水平下,300 kg·hm^-2处理的氮累积量和地上部生物量最多,产量最高.根据Quadratic模型得出,北疆地区加工番茄滴灌栽培的理论适宜施氮量为349～382 kg·hm^-2.     

羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互影响

物种多样性(或同一物种遗传多样性)减少和氮富集都是影响陆地生态系统进程的主要因素,它们之间的交互作用是否对土壤微生物群落产生显著影响已成为研究者关心的主要科学问题。研究羊草基因型数目(1、2、4三种基因型数目组合)和氮添加(无氮添加、低氮添加和高氮添加3种水平)对土壤微生物群落的总磷脂脂肪酸(PLFA,Phospholipid Fatty Acid)含量、细菌PLFA生物标记含量、真菌PLFA生物标记含量、真菌/细菌比、以及基于每个PLFA生物标记相对含量百分比所得微生物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数的影响。结果表明:氮添加对细菌PLFA生物标记含量,以及土壤微生物PLFA生物标记的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数具有显著影响(P0.05);基因型数目对所测变量无显著影响(P0.05),但基因型数目和氮添加的交互作用对细菌PLFA生物标记含量和真菌/细菌比具有显著影响(P0.05)。研究结果为全球变化背景下氮沉降及重要物种种群数量减少对土壤微生物群落的影响提供了科学数据,为合理解释群落动态变化提供了数据支持。     

一株海水异养硝化-好氧反硝化菌系统发育及脱氮特性

【目的】确定一株分离自海水的异养硝化-好氧反硝化菌的系统发育地位并探索其脱氮特性和机理,以期为解释异养硝化-好氧反硝化机理以及改进海水养殖及废水的生物脱氮工艺提供理论依据。【方法】通过形态观察、生理生化实验和16S rRNA基因序列分析,鉴定该菌株;通过测定菌株在不同无机氮源降解测试液中的生长和脱氮效率,分析其异养硝化和好氧反硝化性能。【结果】经鉴定该菌株属于盐单胞菌属(Halomonas);最适生长条件为盐度3%、pH 8.5、温度28℃、碳氮比10:1,在盐度为15%的培养液中仍能生长;可以同时去除氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮,24 h时对NH4+-N、NO2--N、和NO3--N的去除率可分别达到98.29%、99.07%、96.48%,3种形态无机氮同时存在时,会优先利用NH4+-N,且总无机氮去除率较单一存在时更高,说明该菌株可实现同步硝化反硝化。【结论】该分离自海水的异养硝化-好氧反硝化菌属于盐单胞菌属(Halomonas),在高盐环境中仍能生长,同时具有高效的异养硝化和好氧反硝化能力,能够独立完成脱氮的全部过程。     

MicroRNA在植物营养胁迫中的作用

microRNA是具有重要功能的一类非编码小RNA,不仅在植物生长发育过程中具有重要的调控作用,而且在植物营养胁迫中发挥作用。本文综述了microRNA在3种大量元素——氮、磷、硫胁迫中的作用。