2株可培养细菌氮代谢特性的研究     

刘志新  姚娜  刘灵芝 《中国农学通报》2020,36(30):106-111

研究旨在分析土壤中可培养细菌菌株的氮代谢特征,并进一步探讨微生物在土壤氮素转化中的可能作用机制。以2株分离自苹果园土壤的细菌菌株SY5-4和SY11-10为试材,采用传统培养方法结合分子检测技术,分别测定菌株生长特性及其氮素转化能力。研究结果表明,异养条件下,菌株SY5-4和SY11-10的世代时间分别为243.5 min和202.7 min。菌株生长过程中,培养液中铵态氮浓度始终维持在较高水平,铵态氮、亚硝态氮和硝态氮浓度均表现出先升后降的趋势。硝化（amoA和hao）和反硝化（nosZ、norB、nirK和nap）基因检测结果表明,菌株SY11-10具有多种氮素转化潜能。综上,供试菌株培养过程中,培养液中氮素发生变化,并在菌体中检测到不同氮转化基因,表明菌株参与多种氮代谢途径。  相似文献   

不同补水方式下砂壤土渗滤系统对硝态氮去除效果   总被引：1，自引：0，他引：1  

潘维艳  黄权中  张子元  普薇如  黄冠华 《农业工程学报》2017,33(8):197-203

在水资源短缺的北京地区利用再生水回补城市河湖,一方面对于水资源的可持续利用有着十分重要的作用,另一方面也可能带来地下水环境的潜在污染风险.该文采用100 cm砂壤土柱模拟(河湖岸底)土地渗滤系统,设置定水头淹水、交替淹水落干、定流速补水和侧向补水4种不同再生水回补方式,研究再生水中硝态氮(NO3-N)在土地渗滤系统中的去除效果和迁移转化规律.结果表明,当水力负荷在0.25~2.65 cm/d范围内时,渗滤系统对NO3-N的去除率随着水力负荷的增大而减小;侧向补水方式下渗滤系统对NO3-N的去除效果最优,平均去除率高达96.1%.在定水头淹水和侧向补水方式下,系统对NO3-N的去除主要发生在土柱的上部,而交替淹水落干和定流速补水条件下,土柱中下部对NO3-N也有一定的去除作用.渗滤系统对NO3-N的去除主要取决于系统内部微生物的分布情况,土层中的反硝化细菌数量越大,该土层对NO3-N的去除率就越高.当水温在15~32℃范围内变化时,定水头淹水和交替淹水落干补水方式下,系统对NO3-N的去除率与温度分别呈指数和幂函数关系.该研究表明土地渗滤系统可实现再生水的进一步净化处理,可为再生水安全回补河湖提供参考.  相似文献   

厌氧生物水处理技术研究进展   总被引：4，自引：0，他引：4  

江瀚  王凯军  倪文  陈树祥 《中国沼气》2004,22(4):18-21,31

在原有脱碳技术基础上,废水厌氧处理在其他领域的研究与应用被不断拓展.本文介绍了近年来厌氧生物处理技术的新发展,从理论和工艺两个方面,综述了厌氧生物脱硫、生物制氢、厌氧氨氧化、厌氧反硝化的原理、研究、技术开发与应用.  相似文献   

不同根系分泌物对土壤N2O排放及同位素特征值的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

庄姗  林伟  丁军军  郑欠  寇馨月  李巧珍  李玉中 《中国农业科学》2020,53(9):1860-1873

【目的】探究植物根系分泌的主要组分（有机酸、氨基酸、糖类）对土壤N₂O排放及其微生物过程的影响,为选择适宜的植物进而控制土壤N₂O排放提供支撑。【方法】通过室内试验分别添加草酸、丝氨酸、葡萄糖于土壤中模拟根系的3种主要分泌物,每种分泌物设置两个浓度水平：低浓度（150 μg C·d ^-1）和高浓度（300 μg C·d ^-1）,另设置添加蒸馏水的对照组,共7个处理。将土壤置于120 mL玻璃瓶中进行培养,24 h内采集气体样品7次,每次培养2 h,获取N₂O排放速率、日累积排放量和同位素特征值（δ ¹⁵N ^bulk、δ ¹⁸O和SP（site preference,SP=δ ¹⁵N ^α-δ ¹⁵N ^β））。【结果】添加3种根系分泌物组分后,土壤N₂O排放速率均逐渐升高,且均高于对照。高浓度处理组N₂O累积排放量为：葡萄糖（（3.2±1.3）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>丝氨酸（（2.6±0.5）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>草酸（（1.4±0.2）mg·kg ^-1·d ^-1）处理,低浓度处理组为：草酸（（2.7±1.3）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>丝氨酸（（1.8±0.4）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>葡萄糖（（1.6±0.8）mg·kg ^-1·d ^-1）处理;添加根系分泌物的不同处理间土壤N₂O的δ ¹⁸O值无明显差异,并稳定在24.1‰—25.6‰,且均显著高于对照（（20.1±1.5）‰）;土壤N₂O的δ ¹⁵N ^bulk值与添加根系分泌物的种类有关,其中草酸处理组为（-20.06±2.22）‰、丝氨酸处理组为（-22.33±1.10）‰、葡萄糖处理组为（-13.86±1.11）‰、对照组为（-23.14±3.72）‰。各处理土壤N₂O的SP值的变化范围为13.13‰—15.03‰,根系分泌物浓度越高,SP值越低。综合分析不同处理4个指标（N₂O排放速率、N₂O的δ ¹⁵N ^bulk、δ ¹⁸O和SP值）的不同时刻的检测值与日均值的校正系数,添加根系分泌物后第16小时各处理4个指标的校正系数最接近于1。【结论】在NH+ 4-300 mg N·kg ^-1的土壤环境下根系分泌物促进N₂O的排放,且在培养期间（24 h）土壤N₂O排放速率逐渐升高。高浓度处理组葡萄糖对土壤N₂O排放速率促进效果最强,低浓度处理组草酸对土壤N₂O排放速率促进效果最强。与对照组相比,根系分泌物的添加使N₂O的δ ¹⁸O值显著升高;与对照组相比,葡萄糖的添加使δ ¹⁵N ^bulk值显著升高。根系分泌物浓度越高,反硝化作用对N₂O的贡献越大。  相似文献   

一株干酪乳杆菌对养殖水体亚硝酸盐去除机理的研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

宋蓉  许春苹  梁运祥 《淡水渔业》2013,(1):3-8

为了解乳酸菌去除养殖水体亚硝酸盐的作用机理,实验研究了一株干酪乳杆菌L821a(Lactobacillus casei)对淡水鱼养殖水体亚硝酸盐的去除状况,通过对菌体、酶及代谢产物的实验,证明其去除亚硝酸盐的机理包括胞内酶作用、代谢产物乳酸的直接化学反应2H++3NO2-=NO3-+2NO↑+H2O作用和间接促进微生物反硝化作用3种作用机理。在养殖水体中主要以间接作用方式发挥作用。分析认为乳酸促进反硝化作用的原因在于为反硝化微生物提供了易于利用的有机碳源(能量物质)。  相似文献   

水稻土和菜田添加碳氮后的气态产物排放动态   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘燕  王海飞  朱高荻  魏欢欢  何彦芳  高兵  苏芳  巨晓棠 《植物营养与肥料学报》2016,22(2):326-336

【目的】动态连续监测添加碳氮底物后各气体产物—O2、 NO、 N2O、 CH4和N2的排放,对土壤碳氮转化过程和气体产生过程做更深入的理解,揭示不同土地利用方式典型红壤的温室气体产生机制。【方法】采集长江中游金井小流域不同土地利用方式稻田和菜地土壤为研究对象,利用全自动连续在线培养检测体系(Robot系统),通过两组试验分别研究土壤碳氮转化过程中各气体产物的动态变化。试验1采用菜地和稻田土壤进行好气培养,设置不施氮对照、 添加40 mg/kg铵态氮、 添加40 mg/kg铵态氮+1%硝化抑制剂、 添加40 mg/kg硝态氮、 添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖、 缺氧条件下添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖6个处理。试验2采用稻田土壤进行淹水培养,设不施氮对照、 添加40 mg/kg铵态氮、 添加40 mg/kg铵态氮+1%硝化抑制剂、 添加40 mg/kg铵态氮+1%秸秆、 缺氧条件下添加40 mg/kg铵态氮+1%的葡萄糖、 添加40 mg/kg硝态氮、 添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖、 缺氧条件下添加40 mg/kg硝态氮+1%葡萄糖8个处理。培养温度均为20℃,土壤水分含量为70% WFPS (土壤孔隙含水量),培养周期为15天。【结果】从菜地和稻田土壤不同碳氮添加处理气态产物及无机氮的动态变化可看出: 1)菜地土壤好气培养初期硝化作用产生了大量N2O; 受低碳和低含水量的限制,反硝化作用较弱。当提供充足碳源和厌氧条件,出现N2O和NO的大量排放。2)在好气稻田和淹水稻田培养过程中,反硝化作用是N2O产生的主要途径。3)稻田土壤中,提供充足碳源和厌氧条件,各气态产物出现的顺序依次是NO、 N2O和N2,与三种气体在反硝化链式反应过程中的生成顺序一致。淹水稻田加铵态氮和碳源处理N2为主要产物,添加硝态氮处理后,N2O成为主要气态产物。当土壤碳源充足时,反硝化过程进行彻底,反硝化产物以终产物(N2)为主。4)在稻田土壤出现厌氧或添加碳源条件下,均检测到大量CH4产生; 且在甲烷产生的同时,NO-3几乎消耗殆尽。【结论】金井小流域典型红壤菜地N2O主要来自于硝化作用,好气和淹水稻田N2O主要来源于反硝化作用; 当碳源充足和厌氧时,菜地及稻田反硝化作用增强; 反硝化产物组成、 产物累积量及出峰顺序与碳源和氧气浓度有关。  相似文献   

Effect of mineral nitrogen fertilizer forms on N2O emissions from arable soils in winter wheat production          下载免费PDF全文

Ulrike Lebender  Mehmet Senbayram  Joachim Lammel  Hermann Kuhlmann 《植物养料与土壤学杂志》2014,177(5):722-732

Nitrogen fertilizers are supposed to be a major source of nitrous oxide (N₂O) emissions from arable soils. The objective of this study was to compare the effect of N forms on N₂O emissions from arable fields cropped with winter wheat (Triticum aestivum L.). In three field trials in North‐West Germany (two trials in 2011/2012, one trial in 2012/2013), direct N₂O emissions during a one‐year measurement period, starting after application of either urea, ammonium sulfate (AS) or calcium ammonium nitrate (CAN), were compared at an application rate of 220 kg N ha^?1. During the growth season (March to August) of winter wheat, N₂O emission rates were significantly higher in all three field experiments and in all treatments receiving N fertilizer than from the non‐fertilized treatments (control). At two of the three sites, cumulative N₂O emissions from N fertilizer decreased in the order of urea > AS > CAN, with emissions ranging from 522–617 g N ha^?1 (0.24–0.28% of applied fertilizer) for urea, 368–554 g N ha^?1 (0.17–0.25%) for AS, and 242–264 g N ha^?1 (0.11–0.12%) for CAN during March to August. These results suggest that mineral nitrogen forms can differ in N₂O emissions during the growth period of winter wheat. Strong variations in the seasonal dynamics of N₂O emissions between sites were observed which could partly be related to weather events (e.g., precipitation). Between harvest and the following spring (post‐harvest period) no significant differences in N₂O emissions between fertilized and non‐fertilized treatments were detected on two of three fields. Only on one site post‐harvest emissions from the AS treatment were significantly higher than all other fertilizer forms as well as compared to the control treatment. The cumulative one‐year emissions varied depending on fertilizer form across the three field sites from 0.05% to 0.51% with one exception at one field site (AS: 0.94%). The calculated overall fertilizer induced emission averaged for the three fields was 0.38% which was only about 1/3 of the IPCC default value of 1.0%.  相似文献   

脱氮功能菌去除市政废水中氮素的研究     

杨浩锋  周俊利  谢柳  周烁灵  张挺  杨岳平 《广西农业生物科学》2013,(5):616-620

为了探讨实验室筛选获得的氨氧化细菌CM-NR014和反硝化细菌CM-NRD3联合去除市政废水中氮素的应用价值,采用了两级A／O工艺进行菌株去除废水中氮素的小试实验,最后将菌株用于废水脱氮工程中。结果表明,脱氮功能菌实现了短程硝化-反硝化,氨氮去除率在98％以上,总氮去除率在75％以上,COD（化学需氧量）去除率大于90％,出水各项指标均低于城镇污水处理厂污染物排放一级（A）标准。脱氮功能菌在去除市政废水中氮素方面有很高的应用价值,可用于城镇污水处理厂提标改造等。  相似文献   

秸秆还田对灌溉玉米田土壤反硝化及N₂O排放的影响   总被引：23，自引：3，他引：23  

王改玲  郝明德  陈德立 《植物营养与肥料学报》2006,12(6):840-844

运用乙炔抑制技术研究了不同施氮水平下秸秆还田对灌溉玉米田土壤反硝化反应和氧化亚氮(N2O)排放的影响。结果表明,土壤反硝化速率及N2O的排放受氮肥施用、秸秆处理方式及其交互作用的显著影响。与秸秆燃烧相比,不施氮或低施氮水平时,秸秆还田可刺激培养初期反硝化反应速率及N2O排放,增加培养期间N2O平均排放通量;高施氮水平时,秸秆还田可降低反硝化反应速率及反硝化过程中的N2O排放。秸秆还田可降低反硝化中N2O/N2的比例。  相似文献   

上海城郊不同农业用地类型土壤硝化和反硝化作用   总被引：5，自引：0，他引：5  

施振香  柳云龙  尹骏  卢小遮  章立佳 《水土保持学报》2009,23(6)

采用气压过程分离(BaPS)技术对上海城郊不同农业用地类型土壤总硝化速率和反硝化速率进行了测定.结果表明:不同农业用地类型土壤总硝化速率和反硝化速率差异显著(p<0.05).其中大棚蔬菜总硝化速率和反硝化速率最高;在土壤含水量15%～30%范围内.土壤总硝化作用和反硝化作用对氮损失的贡献率分别为46.8%,53.2%.土壤含水量和土壤通气孔隙度的适度增加均有利于土壤硝化作用和反硝化作用的进行;总硝化速率与土壤含水量、土壤通气孔隙度、全氮含量呈显著性相关(p<0.05),与土壤N_3~--N呈极显著性相关(p<0.01);反硝化速率与土壤含水量、N_3~--N、全氮呈显著性相关(p<0.05),与土壤通气孔隙度呈极显著性相关(p<0.01);中等土壤含水量范围内,影响土壤硝化作用、反硝化作用的环境因子趋于多样和复杂化,各种土壤环境因子共同影响和决定土壤硝化和反硝化过程.  相似文献