基于高通量测序的4种硝化细菌富集培养物微生物群落结构分析

【目的】比较分析4种硝化细菌富集培养物(以铵盐为氮源的淡水富集物A、以亚硝酸盐为氮源的淡水富集物B、以铵盐为氮源的低温淡水富集物C和以亚硝酸盐为氮源的海水富集物D)的微生物群落结构与组成。【方法】分别提取样品的总DNA,采用高通量测序技术,分析微生物群落的组成、丰度和多样性。【结果】在不同微生物的分类水平,4个样品共检测到24门47纲129属。4个样品的优势菌门均为变形菌门;样品A、B、C的优势菌纲为β-变形菌纲和γ-变形菌纲,样品D的优势菌纲为γ-变形菌纲、δ-变形菌纲和芽孢杆菌纲;而优势菌属各不相同,其中样品A为亚硝化单胞菌属(24.56%),样品B为链霉菌属(7.15%),样品C为噬菌弧菌属(19.36%)和类诺卡氏菌属(19.35%),样品D为嗜酸菌属(13.6%)和柄杆菌属(11.5%)。共检测出7种具有硝化功能的细菌,其中样品A、B和D中主要是亚硝化单胞菌属,占比分别为24.56%、4.94%和0.63%,样品C主要为Nitrospirillum(0.69%)和硝化螺旋菌属(0.69%)。此外在样品中还检测到红灯食烷菌、羽扇豆根瘤菌等有益菌,以及弧菌属、伯克霍尔德菌等致病菌。【结论】阐述了4个样品微生物群落结构的多样性,确定了不同培养物中起主要作用的硝化细菌类群以及其它与环境物质循环相关或具有特殊生理特性的菌群,研究结果为硝化细菌富集培养物的实际应用奠定了基础。     

珠三角养殖水体中参与氮循环的微生物群落结构

【目的】为了研究珠三角地区养殖水体中各种含氮化合物循环转化的特征及其相关功能微生物的群落结构。【方法】构建人工模拟养殖系统,采用15N-稳定性同位素探测技术(stable isotope probing,15N-SIP)标记参与氮素迁移的微生物,通过氯化铯-溴化乙锭密度梯度超高速离心法分离15N标记的DNA,并以此构建含15N-DNA的细菌和古菌16S rRNA基因克隆文库。【结果】15N标记的基因组DNA经过超高速密度梯度离心后成功与14N-DNA分离;对克隆文库序列的分析表明:细菌文库得到的19个可操作分类单元(Operational TaxaUnits,OTUs)分别归为变形菌门(Proteobacteria)和浮霉菌门(Planctomycetes)。变形菌门为绝对优势类群,占整个细菌克隆文库的99.2%,其中优势菌群为丛毛胞菌属(Comamonas)(15.7%)、亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)(12.4%)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)(11.5%)和硝化杆菌属(Nitrobacter)(11.5%);古菌文库得到的9个OTUs归为奇古菌门(Thaumarchaeota)、泉古菌门(Crenarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)。【结论】将15N-SIP技术应用于珠三角养殖水体氮素循环微生物群落结构的研究中,得到了丰富的氮素循环微生物群落的组成,这些信息为进一步分离纯化氮素降解微生物提供了重要的参考,为营造健康的水产养殖环境提供科学依据。     

北京市妫水河底泥微生物群落结构特征

微生物对外界环境变化较为敏感,常被作为指示生物用于监测和反映水质情况。为满足延庆世园会和冬奥会举办对妫水河水质的调控要求,探讨妫水河底泥微生物群落结构特征及环境因子对其分布的影响。基于妫水河12个不同断面的水样和底泥样品,进行了水质、底泥理化性质分析,并对底泥的微生物群落结构特征进行了研究。结果表明,妫水河中、下游水体水质COD、NH~+_4-N、TN超标,其中上覆水TN含量与底泥TN含量呈极显著正相关(P=0.914);MiSeq高通量测序发现,妫水河底泥微生物共检出70门228纲1168属,变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、绿菌门(Chlorobi)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)是妫水河底泥微生物群落结构中的主要菌门,在各个样品中相对丰度之和均占84%以上,其中变形菌门为第一优势门,占比达到45.3%—69.1%,而不同断面样品的优势菌属有所不同。妫水河底泥微生物群落丰度总体较高,多样性也相对较高,其中世园段D7点Ace丰富度指数和Shannon多样性指数均较其他点位低,分别为2673和6.56。RDA(redundancy analysis)分析表明,底泥氨氮和温度是影响其微生物群落结构的主要因子(F=2.92,P=0.038;F=2.81,P=0.014),妫水河底泥的优势反硝化菌属为脱氮单孢菌属和硫杆状菌属,其丰度与NH~+_4-N、水温呈正相关,同时与DO呈负相关。研究结果对妫水河水生态环境保护和水质管理提供数据支撑及理论指导意义。     

以聚羟基丁酸戊酸共聚酯为碳源去除循环水养殖系统的硝酸盐及生物膜中微生物群落动态

【目的】利用聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)作为固体碳源和生物膜载体,去除循环水养殖系统的硝酸盐,并研究固体碳源反硝化反应器不同运行阶段生物膜中微生物群落结构的动态变化。【方法】采用PCR-DGGE技术对反硝化反应器中微生物群落结构的动态变化进行了分析,采用传统纯培养方法分离反应器中降解PHBV的细菌。【结果】连接固相反硝化反应器能使循环水养殖系统中积累的硝酸盐显著降低,并维持在较低水平(小于10 mg/L),而常规循环水养殖系统中硝酸盐浓度持续增加。系统发育树聚类分析结果表明,反硝化反应器生物膜细菌归属于变形菌门(β-proteobacteria、γ-proteobacteria和δ-proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。反应器运行初期(40 d)的优势种群主要为Acidovorax和Bacillus;运行后期(150 d)的优势种群依次为Clostridium、Desulfitobacterium、Dechloromonas、Pseudoxanthomonas和Flavobacterium。从反应器中分离到的PHBV降解菌株分别归属于Acidovorax、Methylibium、Pseudoxanthomonas和Dechloromonas。【结论】利用PHBV为碳源能有效去除循环水养殖系统的硝酸盐。明确了反硝化反应器在运行过程中,碳源表面生物膜的优势菌群及其动态变化。     

青岛市秋季空气微生物群落多样性

采用KC-6120空气综合采样器采集空气微生物样品,通过构建16S/18SrDNA克隆文库方法分析青岛市市区街道秋季空气微生物群落结构特征.结果表明： 空气细菌分布在6大类,分别为变形菌门(78.8%)、厚壁菌门(14.6%)、放线菌门(4.0%)、浮霉菌门(1.3%)、蓝藻门(0.7%)和栖热菌门(0.6%),优势菌属为不动杆菌属(39.7%)、葡萄球菌属(11.3%)、鞘脂单胞菌属(8.6%)和副球菌属(6.0%).空气真菌分布在子囊菌门(97.5%)和担子菌门(2.5%),优势菌属为核腔菌属(76.5%)、炭角菌属(13.6%)和外瓶霉属(2.5%).空气微生物中存在不动杆菌属、鞘脂单胞菌、葡萄球菌等致病菌或条件致病菌,以及引发多种农作物枯萎死亡的麦类核腔菌、团炭角菌和角状平脐疣孢等真菌.     

青岛市秋季空气微生物群落多样性

采用KC-6120空气综合采样器采集空气微生物样品,通过构建16S/18SrDNA克隆文库方法分析青岛市市区街道秋季空气微生物群落结构特征.结果表明： 空气细菌分布在6大类,分别为变形菌门(78.8%)、厚壁菌门(14.6%)、放线菌门(4.0%)、浮霉菌门(1.3%)、蓝藻门(0.7%)和栖热菌门(0.6%),优势菌属为不动杆菌属(39.7%)、葡萄球菌属(11.3%)、鞘脂单胞菌属(8.6%)和副球菌属(6.0%).空气真菌分布在子囊菌门(97.5%)和担子菌门(2.5%),优势菌属为核腔菌属(76.5%)、炭角菌属(13.6%)和外瓶霉属(2.5%).空气微生物中存在不动杆菌属、鞘脂单胞菌、葡萄球菌等致病菌或条件致病菌,以及引发多种农作物枯萎死亡的麦类核腔菌、团炭角菌和角状平脐疣孢等真菌.     

闽江河口互花米草不同入侵阶段湿地土壤nirK型反硝化微生物群落结构及多样性

为了明确闽江河口互花米草海向不同入侵阶段湿地土壤nirK型反硝化微生物的群落结构及多样性,在鳝鱼滩东部的互花米草分布区,由陆向海方向选择互花米草海向入侵前的光滩(MF)、入侵1～2年(SAN)和入侵6～7年的互花米草(SA)湿地为研究对象,基于高通量测序技术,测定并分析了不同互花米草入侵阶段湿地土壤nirK型反硝化微生物群落结构及多样性的差异。结果表明:互花米草海向入侵降低了土壤中nirK型反硝化微生物群落的多样性及丰富度。不同入侵阶段湿地土壤的nirK型反硝化微生物主要包括变形菌门和放线菌门,其中变形菌门占绝对优势地位。互花米草海向入侵整体改变了湿地土壤中nirK型反硝化菌属的组成特征,MF、SAN、SA湿地土壤中相对丰度最高的nirK基因菌属分别为慢生根瘤菌属、中慢生根瘤菌属和产碱杆菌属。互花米草海向入侵增加了土壤中nirK型反硝化微生物群落组成的空间异质性,尤其是在SAN样地,这主要与样地本身的环境扰动性较大及互花米草海向入侵加大了样地环境因子的空间异质性有关。互花米草海向入侵主要是通过显著改变土壤理化因子(粒度组成、pH值和含水量)和氮养分条件(全氮、NH₄⁺-N、NO₃^--N)来影响nirK型反硝化微生物的群落结构及多样性。本研究结果有助于揭示互花米草海向入侵对湿地土壤反硝化过程影响的微生物机制。     

好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池产电性能及微生物群落动态特征

【目的】为探讨好氧-厌氧混合污泥启动微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)产电性能以及MFC对微生物群落的选择作用,【方法】以乳酸为底物,应用不依赖于培养的微生物分子生物学技术解析单室MFC启动过程中微生物群落的组成和结构动态学特征。【结果】结果表明,MFC经过3个周期启动成功,最高输出电压230 m V。当MFC外电阻为1656Ω时,最大功率密度11.15 W/m3,电池运行稳定。混合污泥启动MFC以后,阳极生物膜微生物群落结构同种泥差异较大,且多样性降低。生物膜中微生物类群按丰度依次为β-变形菌纲(Betaproteobacteria)24.90%、拟杆菌门(Bacteroidetes)21.30%、厚壁菌门(Firmicutes)9.70%、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)8.50%、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)7.90%、绿弯菌门(Chloroflexi)4.20%以及α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)3.60%。有利于生物膜形成与稳定的动胶菌属(Zoogloea)和不动杆菌属(Acinetobacter)序列丰度分别占生物膜群落的5.00%和3.90%,与MFC产电能力直接相关的地杆菌属(Geobacter)序列由混合污泥中的0.60%上升至阳极生物膜中的2.60%。【结论】本研究表明,MFC阳极生物膜在驯化过程中对污泥中的微生物进行淘汰和选择,最终驯化形成了有利于生物膜形成与稳定、有机物厌氧发酵与产电的微生物菌群。     

微生物菌肥对寒地大豆根围土壤细菌群落和产量的影响

通过施用微生物菌肥研究寒地大豆根围土壤细菌多样性和群落组成,缓解因长期施用化肥和农药带来的土壤问题。以大豆合农69为研究对象,设置6个处理：施用大豆专用肥、颗粒肥、复合菌肥、减施15%化肥配施颗粒肥、减施15%化肥配施微生物复合颗粒肥和空白对照,采用高通量测序技术分析大豆荚期根围土壤细菌多样性和群落组成;采用传统统计学方法对株高、荚数、粒数和产量进行统计。门水平放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、Patescibacteria和WPS-2为优势菌门。其中减施15%化肥配施颗粒肥处理的优势菌门为变形菌门,其他几个处理的优势菌门为放线菌门;目、科和属水平Gaiellales/Other、酸杆菌目(Acidobacteriales/Other)、Frankiales/Other、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、嗜酸栖热菌属(Acidothermus)、芽单胞菌属(Gemma...     

罗氏沼虾亲虾越冬池中不同基质上微生物群落多样性分析

【目的】了解罗氏沼虾亲虾越冬时循环养殖系统对水质的调控效果,探明其中微生物群落的作用。【方法】采集循环养殖系统运行88 d后的越冬池池水、池中人工水草(普通纤维膜)以及外置式生物滤器中的纳米纤维膜等3种不同基质上的微生物,利用DNA抽提、PCR扩增和定量以及高通量Mi Seq测序技术等对3种不同基质上的微生物进行16S r RNA基因序列V4-V5区的测定和分析,并根据测序得到的双端测序读长(Pair-end reads)进行质量控制和过滤,之后进行操作分类单元(OTU)聚类分析,并基于OTU对微生物群落的多样性指数和群落结构进行分析;每3-4 d对越冬池池水水质进行监测。【结果】养殖池塘的水质保持在良好的状态,其中氨氮和亚硝氮浓度控制在0.17±0.08 mg/L和0.28±0.15 mg/L;不同基质上的微生物组成和多样性都不相同。在3种基质上共检测并鉴定出细菌64种,隶属于9门64属,包括变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿菌门(Chlorobi)。从属水平上对3种基质上的细菌进行分析,发现养殖池水中含量最高的为丛毛单菌科下的一个未分类类群(Comamonadaceae_unclassified),其也是3种基质的共有优势类群;普通纤维膜上为Inhella,纳米纤维膜上则是小纺锤状菌属(Fusibacter)。3种基质上细菌群落多样性顺序为:纳米纤维膜普通纤维膜养殖池水。通过对亲虾越冬养殖全过程的水质监测,发现越冬期间亲虾池水质始终保持在良好状态,并且在循环水系统开启约40 d后水质达到了相对稳定的状态。【结论】通过在育苗池中悬挂人工水草,配合内含纳米纤维膜的外置式生物滤器,可使罗氏沼虾越冬亲虾池保持良好的水质。随着新型材料科学的发展,开发出适用于水产养殖业的滤料很有必要。     

Removal of ammoniacal-nitrogen from an artificial landfill leachate in downflow reed beds

The fate of ammoniacal-nitrogen (NH₄-N) was studied in a lab-scale downflow reed bed system treating an artificial landfill leachate. Individual reed beds were saturated by the leachate, then drained and rinsed by tap water. NH₄-N was removed by a two-stage process, adsorption onto the reed bed media followed by nitrification into nitrite-nitrogen (NO₂-N) and nitrate-nitrogen (NO₃-N). Decrease of the NH₄-N level of the leachate was observed when the reed beds were saturated. By rinsing the beds, part of the NH₄-N adsorbed inside the bed matrices was released into the rinse water. The presence of NO₂- and NO₃-N in the rinse water demonstrated that nitrification took place while NH₄-N was retained inside the bed matrices. For artificial leachates with NH₄-N levels of 150±5 mg/l, an average removal rate of 44% in a 3 h treatment was achieved. Mass balance analysis indicated that adsorption, transformations into NO₂- and NO₃-N accounted for 64, 4 and 24% of the NH₄-N removal, respectively. This study also demonstrated that in general a greater rate of effluent recirculation around downflow reed beds gives higher NH₄-N removal.     

青藏高原天然湿地水环境特征和水质净化能力分析

研究以拉萨市拉鲁湿地及其相连干渠和茶巴朗湿地水体为研究对象, 分别于2020年8月(夏季)和2021年4月(春季)各采集22个水样, 测定水体氮磷营养盐和高锰酸盐指数, 分析了夏季和春季湿地的水环境特征和水质净化能力。结果表明, 拉鲁湿地和茶巴朗湿地由于流域人为污染水平不同进水水质存在差异, 拉鲁湿地进水水质主要受氮磷营养盐影响, 茶巴朗湿地水质主要受耗氧有机物影响。两湿地对水质都具有净化作用, 不同季节湿地对不同污染物的去除效果也有所差异。夏季, 拉鲁湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP和SRP的最大去除率分别为75.0%、65.2%、89.5%、82.2%和35.3%。茶巴朗湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP和SRP的去除率分别为60.7%、73.5%、12.7%、35.9%和5.0%。夏季两湿地对COD_Mn均未表现出去除作用。春季, 拉鲁湿地对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP、SRP和COD_Mn的最大去除率分别为35.2%、65.9%、56.8%、59.5%、62.3%和17.9%。茶巴朗湿地的水质净化效果较差, 对TN、NH₃-N、NO₃-N、TP、SRP和COD_Mn的去除率分别为2.2%、10.2%、11.3%、11.3%、9.0%和26.0%。湿地水生植物、湿地结构、特殊的水动力特征及水污染负荷都可能影响高原湿地的水质净化能力, 春季高原湿地较低的水温、植物丰度和水文条件可能会降低湿地对污染物的去除效果。     

青海湖新生湖滨带与主湖区水环境特征差异研究

文章研究对比了青海湖水位上升后形成的新生湖滨带与主湖区在不同季节的水环境特征差异。结果显示, 在测定的14个指标中, 高锰酸盐指数、总磷、浊度和电导率等指标在湖滨带与主湖区间存在显著空间差异, 而pH、总氮、溶解氧饱和度、水温、溶解氧浓度、溶解性磷、溶解性无机氮、氨氮、亚硝氮和硝酸盐氮等指标无显著空间差异; 但结合各指标的变异系数、季节变化和主成分分析的结果来看, 所有指标在新生湖滨带都表现出更大的变异系数, 6月湖滨带样点主要在溶解性营养盐指标方面离散, 8月湖滨带样点主要在淹没土壤释放物质相关指标方面离散, 两者可能分别受到生物残体分解和淹没土壤释放的影响。研究的结果表明, 青海湖的新淹没湖滨带的水环境特征与主湖区存在明显差异。土壤释放、生命活动、风浪、水深和温度等因素共同塑造了青海湖新生湖滨带的水环境特征。上述结果提示了青海湖部分湖滨带区域的水环境特征有利于刚毛藻生长, 同时也可能受到刚毛藻暴发影响。新生湖滨带对青海湖水生态系统的持续影响还需要在后续研究中进一步关注。     

不同类型底栖动物对表面流人工湿地系统水质净化的影响

研究以表面流人工湿地为研究对象,探讨不同类型底栖动物在夏季和冬季对人工湿地系统氮磷去除效果的影响,并通过人工湿地系统运行前后不同介质氮磷含量变化及不同介质微生物丰度变化进行水质净化机理分析。结果表明,夏季添加河蚌和添加田螺均能增强人工湿地系统NO3-N和TN去除效果,其中添加河蚌使得系统NO3-N和TN平均去除率较对照组分别提升37.19%和24.32%,添加田螺使得系统NO3-N和TN平均去除率较对照组分别提升22.98%和12.46%。冬季添加摇蚊幼虫使得表面流人工湿地NO3-N、TN和TP平均去除率分别在37.8%、54.0%和94.8%,与对照组相比分别增加了29.51%、15.16%和37.62%,添加河蚌和田螺受底栖动物半冬眠活动和代谢降低影响没有显著水质提升效果。这表明通过添加底栖动物可以增强表面流人工湿地运行效果,选取适合的底栖动物种类组合可能在全年提升人工湿地水质净化效果。机理研究结果表明,底栖动物通过增强底泥和基质中微生物硝化反硝化作用、植物氮吸收和基质氮吸附等促进人工湿地氮去除,通过增强下层基质磷吸附沉淀和植物磷吸收提升水质磷去除。研究结果将为底栖动物在人工湿地的...     

生物砂滤网工艺挂膜实验研究

研究了生物砂滤网污水处理工艺的循环挂膜过程,综合考察了滤网M01和M02上表面生物膜的生长变化情况,细菌数量及其微型动物的组成演化。同时在挂膜一定时间后投加生活污水,分别考察了滤网M01和M02对COD、NH₃-N的去除率。通过试验发现微生物能在滤料上生长繁殖,形成生物砂滤网。细菌在整个过程中占主导地位。同时其它微生物的种类也较为丰富,累枝虫、钟虫、聚缩虫等固着类纤毛虫数量较多,而且还出现了轮虫、线虫等微型后生动物,系统中真核微生物呈现多样化的趋势。滤网M01挂膜成熟后CODcr的去除率可高达90%,氨氮的去除率在70%左右,M02的CODcr平均去除率在60%左右,氨氮去除率在20%左右。     

可调式沉水植被网床对泥沙型富营养化河道生态修复工程研究

分别采用水花生(Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb)和狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)2种可调式沉水植被网床对临港新城环湖流动泥沙型河道进行修复, 通过4个月连续跟踪测定修复河道总氮(TN)、硝态氮(NO₃-N)、亚硝态氮(NO₂-N)、总磷(TP)、活性磷酸盐(PO₄-P)的含量变化以及水体透明度(SD)变化以评价可调式沉水植物网床生态修复效果。结果显示, 沉水植物网床对流动泥沙型河道透明度具有明显改善作用。其中, 水花生网床和狐尾藻网床对TN、NO₃-N、NO₂-N、TP、PO₄-P的削减率分别为69.58%、67.91%、84.48%、62.26%、82.61%和45.48%、58.32%、76.56%、43.12%、73.68%, 且分别对泥沙型河道透明度提高了18%和26%。可见, 水花生网床对营养盐的削减效果优于狐尾藻网床, 而狐尾藻网床对透明度改善效果优于水花生网床。因此把这2种可调式沉水植物网床结合起来, 对流动泥沙型富营养化河道具有更好去除富营养物及泥沙的生态修复效果。     

黄河口不同恢复阶段湿地土壤N2O产生过程对氮输入的响应

以黄河口生态恢复前后未恢复区(R₀)、2007年恢复区(R₂₀₀₇)和2002年恢复区(R₂₀₀₂)的芦苇湿地为研究对象,研究了不同形态氮输入对湿地土壤N₂O产生过程的影响与贡献.结果表明: 硝态氮(NO₃^--N)输入对恢复区湿地土壤N₂O总产生量的影响远远大于铵态氮(NH₄⁺-N),但两者均抑制了R₀土壤的N₂O总产生量.尽管NO₃^--N输入对R₂₀₀₂表层土壤N₂O总产生量的影响明显大于R₂₀₀₇,但二者的N₂O产生量均随氮输入量的增加而增加.恢复区湿地土壤的反硝化作用和硝化细菌反硝化作用受NO₃^--N输入的影响明显,而R₀土壤产生N₂O的生物过程受其影响并不显著.尽管NH₄⁺-N输入对湿地土壤N₂O的总产生量影响不大,但其输入整体促进了R₀ 土壤的硝化细菌反硝化作用、R₂₀₀₇土壤的硝化作用和R₂₀₀₂土壤的非生物作用.比较而言,NO₃^--N输入对R₀、R₂₀₀₇和R₂₀₀₂湿地土壤N₂O产生的非生物作用主要表现为抑制,NH₄⁺-N输入则整体提高了R₀和R₂₀₀₂湿地土壤非生物作用的N₂O产生量,这与不同形态氮输入对土壤pH的调节作用密切相关.研究发现,NO₃^--N输入大大增加了湿地土壤的N₂O总产生量,改变了原有湿地土壤生物作用和非生物作用的贡献模式,故生态恢复工程导致的营养盐输入(NO₃^--N)应受到特别关注.     

黄河口不同恢复阶段湿地土壤N2O产生过程对氮输入的响应

以黄河口生态恢复前后未恢复区(R₀)、2007年恢复区(R₂₀₀₇)和2002年恢复区(R₂₀₀₂)的芦苇湿地为研究对象,研究了不同形态氮输入对湿地土壤N₂O产生过程的影响与贡献.结果表明: 硝态氮(NO₃^--N)输入对恢复区湿地土壤N₂O总产生量的影响远远大于铵态氮(NH₄⁺-N),但两者均抑制了R₀土壤的N₂O总产生量.尽管NO₃^--N输入对R₂₀₀₂表层土壤N₂O总产生量的影响明显大于R₂₀₀₇,但二者的N₂O产生量均随氮输入量的增加而增加.恢复区湿地土壤的反硝化作用和硝化细菌反硝化作用受NO₃^--N输入的影响明显,而R₀土壤产生N₂O的生物过程受其影响并不显著.尽管NH₄⁺-N输入对湿地土壤N₂O的总产生量影响不大,但其输入整体促进了R₀ 土壤的硝化细菌反硝化作用、R₂₀₀₇土壤的硝化作用和R₂₀₀₂土壤的非生物作用.比较而言,NO₃^--N输入对R₀、R₂₀₀₇和R₂₀₀₂湿地土壤N₂O产生的非生物作用主要表现为抑制,NH₄⁺-N输入则整体提高了R₀和R₂₀₀₂湿地土壤非生物作用的N₂O产生量,这与不同形态氮输入对土壤pH的调节作用密切相关.研究发现,NO₃^--N输入大大增加了湿地土壤的N₂O总产生量,改变了原有湿地土壤生物作用和非生物作用的贡献模式,故生态恢复工程导致的营养盐输入(NO₃^--N)应受到特别关注.     

茶园及相邻林地土壤N2O排放的垂直分布特征

对茶园及相邻林地土壤N2O排放的垂直分布特征进行研究.结果表明: 在0～100 cm土层,茶园和林地土壤全氮（TN）、N₂O排放速率及积累量均随着土层增加而减少,且茶园均值大于林地.土壤pH、TN、水溶性有机氮(WSON)、微生物生物量氮(MBN)、NO₃^--N及NH₄⁺-N含量随着土层增加总体呈下降趋势,茶园各土层TN、WSON、MBN、NO₃^--N及NH₄⁺-N含量显著大于林地,而不同土层pH值均小于林地.茶园和林地土壤N₂O排放速率与TN、MBN及NH₄⁺-N含量呈显著正相关,而与pH相关性不显著.茶园土壤N₂O排放速率与NO₃^--N含量的相关性显著,与WSON的相关性不显著,而在林地土壤中呈相反趋势.0~100 cm土层内茶园 WSON/SON和N₂O N/MBN平均值大于林地,而MBN/SON平均值小于林地.这表明茶园土壤氮库有较高的代谢效率,N₂O排放速率较高,不利于土壤氮库的储量积累,也不利于维持土壤质量和持续利用的潜力.     

甲硫氨基酸对亚热带森林土壤硝化作用和N2O排放的影响

为探讨甲硫氨基酸对亚热带红壤硝化作用和N₂O排放的影响,选择福建省建瓯市万木林保护区的山地红壤为研究对象,在土壤饱和持水量(WHC)60%和90%的条件下,开展室内培养试验.试验分为对照(CK)、添加甲硫氨基酸(M)、甲硫氨基酸和硫酸铵(MA)、甲硫氨基酸和亚硝酸钠(MN)、甲硫氨基酸和葡萄糖(MC)5个处理.结果表明: 与对照相比,M处理使土壤NH₄⁺-N平均含量显著提高0.8%～61.3%,而NO₃^--N含量显著降低13.2%～40.7%;60%WHC条件下,MC处理土壤NO₂^--N含量高于M处理,MA、MN处理NO₃^--N含量高于M处理,且MN处理高于MA处理,M处理于试验后期最低,表明甲硫氨基酸抑制了硝化作用的亚硝化过程.碳添加处理使甲硫氨基酸在一定程度上降低NH₄⁺-N含量,抑制了土壤自养硝化,并且甲硫氨基酸和碳源共同作用下NO₃^--N含量变化与土壤水分条件有关,在90%WHC条件下,碳加入后反硝化作用更明显;而NO₃^--N含量降低不足以表明是异养硝化受到抑制所致.甲硫氨基酸在一定程度上促进土壤N₂O的释放,90%WHC条件下较60%WHC条件下释放量更大,且葡萄糖添加的促进效果更明显.