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乙炔抑制法对农田土壤反硝化潜势不确定性的量化
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作者 曹文超 王娅静 +6 位作者 李艳青 潘好芹 赵飞 肖万里 王翠翠 王敬国 宋贺 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5733-5742,共10页
通过利用Robot培养系统进行厌氧泥浆培养试验,旨在明确乙炔抑制法在定量设施菜田与粮田土壤实际的反硝化潜势时是否均存在低估现象.以寿光地区设施菜田土壤与相邻粮田土壤为研究对象,分别设置了添加10%乙炔和未添加10%乙炔处理.结果表明... 通过利用Robot培养系统进行厌氧泥浆培养试验,旨在明确乙炔抑制法在定量设施菜田与粮田土壤实际的反硝化潜势时是否均存在低估现象.以寿光地区设施菜田土壤与相邻粮田土壤为研究对象,分别设置了添加10%乙炔和未添加10%乙炔处理.结果表明,厌氧泥浆培养3h后,设施菜田与粮田土壤在10%乙炔处理中的N_(2)O累积浓度均显著高于未添加乙炔处理,而N_(2)累积浓度呈现相反趋势;在10%乙炔下,设施菜田和粮田土壤在厌氧培养63h内分别有7.92%和34.2%的N_(2)O被还原为N_(2);添加10%乙炔设施菜田与粮田土壤实际的反硝化潜势均显著增加,但并未显著影响土壤的呼吸作用;由乙炔抑制法对土壤实际的反硝化潜势计算的偏差(AIT-bias)来看,乙炔抑制法高估设施菜田土壤实际的反硝化潜势比例为22.0%,而对粮田土壤低估了11.4%.综合来看,在设施菜田与粮田土壤中,乙炔抑制法均未完全抑制N_(2)O还原为N_(2);乙炔抑制法对土壤实际反硝化潜势的不确定性受种植系统的深刻影响,这可能与不同种植系统下土壤养分、土壤类型等因素存在差异有关,需要进一步评估该方法在不同土壤条件下的准确性. 展开更多
关键词 乙炔抑制法 反硝化潜势 氮气(N_(2)) 氧化亚氮(N_(2)O) N_(2)/(N_(2)O+N_(2)) 自动采样与分析系统
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ABS树脂废水有机物反硝化潜势及降解特性 被引量:7
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作者 王然 王彤 +4 位作者 程家运 宋玉栋 吕倩倩 周岳溪 杨利伟 《环境科学研究》 EI CAS CSSCI CSCD 北大核心 2014年第11期1379-1386,共8页
为优化ABS树脂废水的生物脱氮工艺,测定了废水的反硝化潜势,分析了废水反硝化阶段有机物的降解特性.结果表明,ABS树脂废水的反硝化碳源充足,并且含有易降解有机物和慢速降解有机物等具有不同反硝化速率的有机物.在废水ρ(SCOD)(SCOD... 为优化ABS树脂废水的生物脱氮工艺,测定了废水的反硝化潜势,分析了废水反硝化阶段有机物的降解特性.结果表明,ABS树脂废水的反硝化碳源充足,并且含有易降解有机物和慢速降解有机物等具有不同反硝化速率的有机物.在废水ρ(SCOD)(SCOD为溶解性化学需氧量)为755.4~1 043.3 mg/L,ρ(TN)为86.1~111.1 mg/L的情况下,总反硝化潜势为95.4~144.6mg/L(以NO3^--N计),其中易降解有机物的反硝化速率为3.4~4.6 mg/(g·h)(以NO3^--N计),反硝化潜势为33.2~49.7mg/L;2类慢速降解有机物的反硝化速率分别为2.2~3.2和0.4~0.9 mg/(g·h),反硝化潜势之和为62.2~94.9 mg/L.反硝化过程中,废水SCOD的去除率为48.9%~62.8%,ON(有机氮)去除率为81.5%~95.7%.腈类物质得到明显降解,并生成大量NH4^+-N,是反硝化碳源的重要组成部分.三维荧光光谱表明,废水中的芳香族有机物苯环结构在反硝化条件下未得到有效降解,但在好氧条件下得到快速降解. 展开更多
关键词 ABS树脂废水 反硝化潜势 硝化过程 有机物 降解
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施肥处理对旱地红壤反硝化潜势的影响 被引量:1
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作者 万子维 李娜 +1 位作者 黄国勤 徐慧芳 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期137-142,共6页
为探究土壤反硝化潜势与施肥之间的关系,对长期定位试验地采用4种不同施肥处理:不施肥(CK)、施用氮磷钾肥(NPK)、施用有机肥(OM)、施用氮磷钾肥加有机肥(NPKOM),采用田间取样与实验室分析相结合的方法,测定了4种施肥处理下土壤的反硝化... 为探究土壤反硝化潜势与施肥之间的关系,对长期定位试验地采用4种不同施肥处理:不施肥(CK)、施用氮磷钾肥(NPK)、施用有机肥(OM)、施用氮磷钾肥加有机肥(NPKOM),采用田间取样与实验室分析相结合的方法,测定了4种施肥处理下土壤的反硝化潜势,并结合土壤基本理化性质,比较分析不同施肥处理下土壤反硝化潜势的差异及其与环境因子之间的内在关系。结果显示:施用有机肥的土壤反硝化潜势最高,施用氮磷钾肥的土壤反硝化潜势最低。影响土壤反硝化潜势的主要因素有pH、有机质、全磷和速效磷。施用有机肥在提高土壤pH值的同时会提高土壤反硝化潜势,增加土壤N_(2)O的排放。氮磷钾肥会降低土壤的pH值导致土壤反硝化潜势降低。氮磷钾肥加有机肥混合施用提高土壤pH值的同时可以降低单施有机肥土壤反硝化潜势,并降低土壤N_(2)O的排放。 展开更多
关键词 反硝化潜势 施肥方式 有机肥 氮损失 旱地 红壤
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植物种类对野芷湖湖岸带土壤反硝化作用的影响
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作者 雷芊芊 张翎 +4 位作者 胡荣桂 王砚 赵劲松 林杉 姜炎彬 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1116-1129,共14页
反硝化作用是湖岸带有效去除氮素的关键氮循环过程,受到植物、土壤理化性质及微生物等因素的影响。为探究湖岸带不同植物对土壤反硝化作用的影响,通过调查测定野芷湖湖岸带9种常见植物的根际与非根际土壤的反硝化功能基因丰度和反硝化潜... 反硝化作用是湖岸带有效去除氮素的关键氮循环过程,受到植物、土壤理化性质及微生物等因素的影响。为探究湖岸带不同植物对土壤反硝化作用的影响,通过调查测定野芷湖湖岸带9种常见植物的根际与非根际土壤的反硝化功能基因丰度和反硝化潜势,分析其与土壤理化性质的关系,阐明植物种类影响反硝化作用的机制。研究结果表明:(1)种植植物会改变湖岸带土壤的理化指标,植物根际土的硝态氮(NN)、铵态氮(AN)、总碳(TC)、总氮(TN)和可溶性有机碳(DOC)含量等显著高于非根际土,其中柳树、黄素馨、喜旱莲子草根际土的TC、DOC、TN、NN显著高于其他物种,桂树的根际和非根际土的pH均显著低于其他物种;(2)植物根际土的微生物反硝化功能基因(narG、napA、nirS、nirK和nosZ)丰度显著高于非根际土,其中柳树、黄素馨、喜旱莲子草根际土的基因丰度显著高于其他物种,pH、TN、NN和DOC等对反硝化功能基因丰度影响较大;(3)根际土的反硝化潜势显著高于非根际土,其中柳树、桂树、黄素馨根际土的反硝化潜势显著高于其他物种,黄素馨非根际土的反硝化潜势也较高,pH、DOC、TN以及napA、nirS、norB基因丰度等对土壤的反硝化潜势具有显著影响。本研究说明植物根际微环境更有利于反硝化微生物的生长与繁殖,湖岸带种植植物时可考虑不同的常绿和落叶乔木、灌木、草本植物的合理配置来提高湖岸带的氮素截留能力,以减少由过量氮素进入水生生态系统导致的面源污染。 展开更多
关键词 植物 反硝化潜势 湖岸带 硝化功能基因 土壤理化性质
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稻田不同轮作休耕模式下土壤反硝化功能基因群落结构 被引量:2
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作者 李娜 徐慧芳 黄国勤 《华中农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期42-50,共9页
为了探索不同轮作休耕种植模式下稻田土壤氮素及相关微生物群落结构的变化,采用乙炔抑制法测定土壤反硝化潜势,利用高通量测序手段分析反硝化微生物群落多样性和组成,以传统种植模式紫云英-早稻-晚稻(A)为对照,比较分析4种轮作休耕种植... 为了探索不同轮作休耕种植模式下稻田土壤氮素及相关微生物群落结构的变化,采用乙炔抑制法测定土壤反硝化潜势,利用高通量测序手段分析反硝化微生物群落多样性和组成,以传统种植模式紫云英-早稻-晚稻(A)为对照,比较分析4种轮作休耕种植模式:紫云英-早稻-玉米||甘薯(B)、油菜-甘蔗||春大豆(C)、紫云英-春大豆-秋大豆(D)和休耕(E)的土壤理化性状、土壤反硝化潜势及相关微生物组成变化。结果显示:4种轮作休耕模式的土壤反硝化潜势显著低于传统轮作模式,有效减少了土壤氮素气态损失;4种轮作休耕模式的nirK和nirS功能基因群落结构存在显著差异,其中nirK基因群落结构受轮作休耕模式的影响小于nirS功能基因;与传统种植模式相比,休耕模式更有利于nirS功能基因α多样性的积累;从nirS和nirK基因群落物种相对丰度来看,轮作休耕模式的优势物种丰度高于传统轮作模式,其中紫云英-早稻-玉米||甘薯(B)和休耕(E)的菌属丰度相对较高。并且影响反硝化潜势的关键菌属是大豆根瘤菌Bradythizobium(r^(2)=0.85,P<0.05)和unclassified_p_Proteobacteria(r^(2)=0.88,P<0.05);相关性分析及冗余分析发现,pH、有效磷、速效钾、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)与反硝化潜势呈显著相关,而影响nirK和nirS功能基因群落结构的重要影响因子是含水率。结果表明:稻田适当采用水旱、旱旱轮作及休耕模式,会改变土壤的淹水环境,影响反硝化功能基因群落结构,有助于抑制土壤氮素的气态流失,促进土壤肥力提高及土壤结构改良,其中“紫云英-早稻-玉米||甘薯”和“休耕”种植模式效果最佳。 展开更多
关键词 轮作休耕 氮流失 反硝化潜势 硝化功能基因群落结构 氮素利用效率 微生物种群
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大气CO_(2)浓度升高对华北夏玉米地温室气体排放的影响 被引量:1
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作者 董李冰 郭李萍 +5 位作者 马芬 牛晓光 刁田田 李明 柳瀛 郝兴宇 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期84-93,共10页
开展大气CO_(2)浓度升高对华北夏玉米地温室气体排放的影响可为未来气候变化下农业温室气体减排提供依据。研究基于已稳定运行10年的华北典型一年两季自由大气CO_(2)富集平台进行,于2017年设置2个处理,即常规浓度CO_(2)(aCO_(2),平均400... 开展大气CO_(2)浓度升高对华北夏玉米地温室气体排放的影响可为未来气候变化下农业温室气体减排提供依据。研究基于已稳定运行10年的华北典型一年两季自由大气CO_(2)富集平台进行,于2017年设置2个处理,即常规浓度CO_(2)(aCO_(2),平均400μmol·mol^(-1))和高浓度CO_(2)(eCO_(2),550μmol·mol^(-1)),2018年在不同CO_(2)浓度下增设低氮(LN)和高氮(HN)水平下的不同CO_(2)浓度处理(即aCO_(2)-LN、aCO_(2)-HN、eCO_(2)-LN、eCO_(2)-HN)开展试验,监测和分析不同处理下土壤CO_(2)及N_(2)O排放通量特征,结合土壤硝化潜势和反硝化潜势测定解析N_(2)O排放量变化的可能原因。结果表明,eCO_(2)下夏玉米生育期农田N_(2)O和CO_(2)累积排放量分别比aCO_(2)下显著增加45.5%~65.9%和16.7%~19.2%;N_(2)O排放增加主要发生在施肥、灌溉和降雨后,而土壤CO_(2)在玉米营养生长期排放量较高。eCO_(2)条件下土壤硝化潜势和反硝化潜势分别比aCO_(2)下提高了36.4%和59.0%,对土壤N_(2)O排放有贡献潜力。eCO_(2)下,N_(2)O减排需结合排放机理采取合理的田间管理和水肥调控措施。 展开更多
关键词 大气CO_(2)浓度升高 夏玉米 温室气体排放 硝化潜势 反硝化潜势
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