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脲酶抑制剂大蒜素和NBPT对石灰性土壤氮转化及其关键微生物的影响差异
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作者 康丽霞 胡丹 +1 位作者 罗维贵 刘涛 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第3期470-484,共15页
【目的】延缓尿素水解是减少土壤氮损失的有效方法,我们比较了植物源性脲酶抑制剂大蒜素(DATS)和化学脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对尿素水解、硝化和氨挥发的抑制效应,及其微生物作用机制。【方法】采用模拟培养试验,在石灰性... 【目的】延缓尿素水解是减少土壤氮损失的有效方法,我们比较了植物源性脲酶抑制剂大蒜素(DATS)和化学脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对尿素水解、硝化和氨挥发的抑制效应,及其微生物作用机制。【方法】采用模拟培养试验,在石灰性土壤中添加尿素,设置不施用脲酶抑制剂对照(CK),添加1%施氮量的NBPT(NBPT),添加5%、10%、20%、30%、50%及100%施氮量的DATS(5%DATS、10%DATS、20%DATS、30%DATS、50%DATS、100%DATS)8个处理,培养28天。在培养期内定期测定土壤尿素态氮(urea-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)含量以及氨挥发速率,采用荧光定量PCR法和高通量测序技术分别测定土壤氮转化关键微生物的基因丰度和群落结构。【结果】与CK相比,NBPT处理和6个浓度的DATS处理分别在培养21和14天内显著抑制了尿素水解,且平均抑制率分别为42.18%和5.37%~7.54%;培养期间,NBPT处理氨挥发总量降低了91.91%(P<0.001),6个DATS处理则降低了19.74%~26.17%(P<0.05),且6个DATS添加量对抑制尿素水解、硝化及氨挥发的影响没有显著差异。NBPT和DATS显著降低了土壤尿素分解菌(ureC)和氨氧化细菌(AOB)的基因丰度,且NBPT对ureC和AOB丰度的抑制作用高于DATS,而对AOA丰度的抑制作用小于DATS。NBPT增加了ureC优势种群伯克霍尔德菌(Burkholderia)和罗尔斯通氏菌(Ralstonia)的相对丰度,但降低了巴塞尔贪铜菌(Cupriavidus)和贪噬菌(Variovorax)的相对丰度,DATS对ureC优势种群相对丰度的影响则与NBPT相反。DATS和NBPT降低了AOA的优势种群亚硝化球菌属(Nitrososphaera)的相对丰度,且DATS处理的降低幅度大于NBPT处理;DATS和NBPT降低了AOB的优势种群硝化螺旋菌(Nitrosospira)的相对丰度,其中,NBPT显著降低了Nitrosospira的相对丰度。DATS和NBPT均增加了ureC和AOA的多样性,但降低了AOB的多样性,且NBPT对AOB多样性的影响大于DATS。NBPT显著改变了ureC和AOB的群落结构,DATS则显著改变了AOA的群落结构。关联分析结果表明,土壤pH和NO_(3)^(−)-N含量的变化可显著影响ureC的群落结构,而土壤urea-N、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(−)-N含量的变化可显著影响AOB的群落结构。【结论】DATS和NBPT均可通过抑制ureC、AOA和AOB的丰度,改变其群落结构,来抑制石灰性土壤尿素的水解和硝化,显著降低氨挥发。DATS对土壤尿素水解和硝化的抑制以及对ureC和AOB群落结构的影响均小于NBPT,但对AOA群落结构的影响大于NBPT。 展开更多
关键词 大蒜素 NBPT 水解和硝化 氨挥发 氮转化微生物
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短期氮添加对荒漠草原土壤微生物特征的影响 被引量:4
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作者 宋珂辰 王星 +3 位作者 许冬梅 李永康 撒春宁 马霜 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期303-310,318,共9页
为探究荒漠草原土壤微生物特征对短期氮添加的响应,以宁夏荒漠草原为对象,参照国内外同类研究和当地的氮沉降量,设置N0、N1、N2、N3、N4的5个处理,其纯氮添加量分别为0,2.5,5,10,15 g/(m^(2)·a),以尿素为氮源进行为期2年的氮添加试... 为探究荒漠草原土壤微生物特征对短期氮添加的响应,以宁夏荒漠草原为对象,参照国内外同类研究和当地的氮沉降量,设置N0、N1、N2、N3、N4的5个处理,其纯氮添加量分别为0,2.5,5,10,15 g/(m^(2)·a),以尿素为氮源进行为期2年的氮添加试验,对不同氮添加处理下荒漠草原浅层土壤微生物特征进行了研究。结果表明:(1)随氮添加量的增加,荒漠草原0—20 cm土层土壤铵态氮含量呈升高的变化趋势,硝态氮含量呈先升高后下降的变化趋势。在0—10 cm土层,N1、N2、N3、N4处理草地铵态氮含量较N0处理分别增加了109.61%,136.52%,197.19%,198.88%,硝态氮含量以N2处理草地最高,显著高于N0、N3、N4处理(P<0.05)。(2)与N0相比,施氮后0—10 cm土层土壤微生物量氮含量显著下降,N1、N2、N3和N4处理分别较N0处理降低了37.54%,38.11%,28.56%,29.81%。(3)随氮添加量的增加,荒漠草原0—10 cm土层土壤真菌数量呈逐渐减少的变化趋势,N0、N1处理草地显著大于N3、N4处理草地(P<0.05)。PcoA分析显示高氮添加处理(N3、N4)对荒漠草原土壤amoA区、nirK区微生物的群落结构有显著改变。高氮添加(N3、N4)会对荒漠草原土壤微生物群落产生负面影响,具体表现为真菌数量减少,硝态氮含量降低,氮转化微生物的α多样性和优势菌丰度降低,群落结构发生显著改变。 展开更多
关键词 添加 荒漠草原 酶活性 微生物特征 氮转化微生物
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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 被引量:7
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作者 郭颖 谢慧君 张建 《水生生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1501-1509,共9页
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... 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应用及表面流人工湿地运行效果提升提供理论依据和合理借鉴。 展开更多
关键词 表面流人工湿地 底栖动物 水质净化 冬季 氮转化微生物
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通风量对蛋鸡粪堆肥氨气排放的影响 被引量:12
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作者 胖是 王燕 +2 位作者 廖新俤 吴银宝 熊宽荣 《中国家禽》 北大核心 2015年第15期23-30,共8页
通风量是影响堆肥进程和氨气排放的关键因素。试验以鸡粪和锯末作为堆肥原料,利用动态箱法进行蛋鸡粪堆肥,探讨不同通风量对蛋鸡粪堆肥进程的影响。结果表明:①通风能显著提高堆体物料pH值,降低含水率;②氨气排放集中在堆肥的升温... 通风量是影响堆肥进程和氨气排放的关键因素。试验以鸡粪和锯末作为堆肥原料,利用动态箱法进行蛋鸡粪堆肥,探讨不同通风量对蛋鸡粪堆肥进程的影响。结果表明:①通风能显著提高堆体物料pH值,降低含水率;②氨气排放集中在堆肥的升温与高温阶段,整个堆肥期间,0.15、0.05、0m3/min·m3组氨气排放总量分别为7823.70、7313.13、6299.06mg/d;③对照组氨化细菌拷贝数显著高于0.05、0.15m3/min·m3组(P〈0.05),这与铵态氮含量变化规律一致;0.15m3/min·m3组氨氧化菌和反硝化菌拷贝数都显著高于0.15m3/min·m3组和对照组(P〈0.05)。说明0.15m3/min·m3组可能是通过减弱氨化作用(减少铵态氮的形成)和提高氨氧化作用促进铵态氮向硝态氮的转化而减少氨气排放。综上所述,在本试验条件下,0-4d通风量设置为0.15m3/min·m3,4~9d通风量设置0.05m3/min·m3,可以在达到堆肥产品腐熟与无害化标准的基础上降低堆肥过程氨气排放。 展开更多
关键词 蛋鸡 粪便 堆肥 通风量 氨气 氮转化微生物
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