基于BaPS系统的南疆膜下滴灌土壤硝化-反硝化
稳定性肥料中硝化抑制剂作用效果的检测方法
稳定性肥料中硝化抑制剂作用效果的检测方法徐英龙;张蕾;杨明;房娜娜;石元亮【摘要】以硝化抑制率作为评价指标,研究了影响硝化抑制剂抑制效果测定方法的主要因素,包括氮土比、培养时间以及土壤类型等.确立了测定稳定性肥料中硝化抑制剂抑制作用效果的最佳检测方法:称取风干后的棕壤200 g,以氮土比1.15:1 000准确称取样肥,并将其充分混匀,以25％的含水量,在30 ℃培养箱中培养.选择自培养开始的第9、12、15 d测定土壤中硝态氮(包括亚硝态氮)的质量分数.该检测方法提高了评价效率和准确度.%Based on the nitrification inhibitory rate as evaluating indicator,the factors that affect the inhibiting efficiency evaluation of nitrification inhibitor were studied,which including:soil nitrogen ratio,incubation time and soil types and etc.A rapid detection method was established for evaluating the efficiency of nitrification inhibitor in stabilized fertilizers:200 g of dried brown soil were weighed,and then the amount of fertilizer were weighed according to the nitrogen and soil ratio at 1.15: 1 000.The mixed soil and fertilizer were cultured in the incubator at 30 ℃with 25％the water content.Soilnitrate(including nitrite)content was measured at the 9,12,15 day.The detection method increased the evaluating efficiency and accuracy.【期刊名称】《中国土壤与肥料》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P157-161)【关键词】检测方法;硝化抑制剂;硝化抑制率;稳定性肥料【作者】徐英龙;张蕾;杨明;房娜娜;石元亮【作者单位】中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳110016;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016;中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 110016【正文语种】中文【中图分类】S143.1;S14-33稳定性肥料是通过一定工艺在肥料造粒过程中加入脲酶抑制剂和(或)硝化抑制剂，能延缓施入土壤的尿素水解和进一步抑制铵态氮向硝态氮转化，而减少氮的挥发和流失，使肥效期得到延长的一类含氮肥料[1]。
土壤脲酶抑制剂和硝化抑制剂的研究进展
土壤脲酶抑制剂和硝化抑制剂的研究进展摘要：本文从脲酶和硝化抑制剂的国内外研究现状进行综述，也对脲酶抑制剂和硝化抑制剂的作用机理进行了总结，为我国合理使用氮肥，提高氮肥利用效率提供了理论依据。
关键词：脲酶抑制剂；硝化抑制剂；研究进展；尿素氮肥Advances in the research of soil urease inhibitor andnitrification inhibitorAbstract: In this paper, the research status of urease and nitrification inhibitors at home and abroad were reviewed, and the mechanism of urease inhibitor and nitrification inhibitor were summarized, which provided a theoretical basis for the rational use of nitrogen fertilizer in China, and improve the efficiency of nitrogen use efficiency.Key words: urease inhibitor; nitrification inhibitor; research progress; urea nitrogen fertilizer氮素是农作物生长必不可少的元素，在促进农作物生长，提高产量方面起到了不可忽视的作用。
所以，土壤中氮肥的施用成为控制高产的主要因素。
但是随着氮肥施用量的增加，土壤过多累积的硝态氮又导致了环境污染方面的问题。
为了解决这种污染问题，许多学者在对脲酶抑制剂和硝化抑制剂的研究上取得了很好的进展，利用脲酶抑制剂和硝化抑制剂可以很好的抑制土壤中铵态氮的硝化作用，控制硝态氮的大量积累所导致的环境污染。
秦树平-土壤反硝化方法学与反硝化机制研究
秦树平 福建农林大学
2018-07-05
汇报内容
一、研究背景 二、土壤反硝化研究方法改进 三、土壤反硝化机制初探 四、未来研究设想
土壤反硝化研究难点
难点：氮气高背景浓度下测定微量氮气排放
土壤氮气排放测定方法
① 乙炔抑制法(使用最广泛） ② 氮同位素示踪法 ③ 膜进样质谱法 ④ 氦环境法(最直接） ⑤ N2O同位素自然丰度法(探索阶段，原位in et al., ＳＢＢ 2012， 2013
乙炔抑制法评估(好氧）
Qin et al., Geoderma in revision
原位无扰动氮气通量测定
要求： ①将被测系统的人为扰动降到最低（不添加抑 制剂、示踪剂、不改变系统环境） ②方法的可靠性能够检验 ③测定过程简单易行
15N-N O与N O/(N O+N )比率的关系 2 2 2 2
a
-30 -20
15 δ N2 O（ ‰）
b
10 20 30
δ N2 O（ ‰） -30 -20 -10 0 0 10 20 30
15
-10
0
0
ln(N2 O/(N2 O+N2 ))
ln(N2 O/(N2 O+N2 ))
-3
-3 -6 -9 -12
Qin et al., WR 2017
N2O同位素自然丰度法示意图
①乙炔抑制法 ③氦环境法
氮素含量较高的 ②氮同位素示踪法 农业类土壤 室内机理研究 湿地生态系统 土壤
④膜进样质谱法 ⑤N2O同位素自然 丰度法
土壤反硝化机制初探
深层土壤反硝化机制
厚包气带农田深层土壤反硝化限制因子
反硝化速率低
基于HYDRUS-2D模型的滴灌土壤水氮动态模拟研究
2023年4月灌溉排水学报第42卷第4期Apr.2023Journal of Irrigation and Drainage No.4Vol.42文章编号：1672-3317（2023）04-0057-10基于HYDRUS-2D模型的滴灌土壤水氮动态模拟研究崔赫钊1，周青云1*，韩娜娜1，张宝忠2（1.天津农学院，天津300392；2.中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京100083）摘要：【目的】探究河套灌区滴灌条件下玉米各生育期土壤水氮变化规律及不同灌水量对土壤硝态氮累积量的影响。
【方法】通过田间试验，设置高灌水量（D1：76mm）处理和低灌水量（D2：60mm）处理，分析土壤含水率和土壤氮素（铵态氮和硝态氮）的动态变化规律，利用HYDRUS-2D模型进行模拟验证与预测。
【结果】各处理灌水后土壤含水率呈增加趋势；而土壤铵态氮和硝态氮在灌水施肥后迅速升高，随后下降，D1处理和D2处理不同生育期0~10cm土层铵态氮量和硝态氮量的平均降幅分别为60.0%~62.0%和40.0%~46.7%。
拔节期、抽雄期和灌浆期各土层灌水后D1处理相比D2处理的土壤含水率分别增加了5.9%、8.0%和6.7%，而土壤铵态氮量和硝态氮量随着土层深度的增加而降低。
不同生育期硝态氮累积量为拔节期＞抽雄期＞灌浆期，随着生育期的推进，硝态氮累积量呈降低趋势。
土壤含水率及氮素模拟值与实测值的吻合度较高，R2、RMSE和d均介于合理范围内。
【结论】玉米生育期120mm的灌溉定额可有效降低0~60cm土层的硝态氮累积量，可降低硝态氮在60~100cm土层的积累量。
该研究可为当地灌区合理的水肥调控及灌溉制度的制定提供参考。
关键词：土壤含水率；铵态氮；硝态氮；数值模拟；HYDRUS-2D模型中图分类号：S27文献标志码：A doi：10.13522/ki.ggps.2022361OSID：崔赫钊,周青云,韩娜娜,等.基于HYDRUS-2D模型的滴灌土壤水氮动态模拟研究[J].灌溉排水学报,2023,42(4):57-66.CUI Hezhao,ZHOU Qingyun,HAN Nana,et al.Simulating Water and Nitrogen Dynamics in Drip-irrigated Soil Based on the HYDRUS-2D Model[J].Journal of Irrigation and Drainage,2023,42(4):57-66.0引言【研究意义】全球平均氮回收率为59%，近41%的氮在生态系统中损失[1]。
应用BaPS技术研究土壤呼吸、硝化和反硝化速率初探
应用BaPS技术研究土壤呼吸、硝化和反硝化速率初探作者：石文君王婷婷高梦雨杨楠南麻新杨劲峰来源：《新农业》2016年第04期摘要：土壤硝化和反硝化是生态系统中氮循环的两个重要环节，是氮素损失的潜在途经，土壤硝化和反硝化作用可向大气中释放温室气体，由此带来环境危害。
对于它们的研究成为当前农学与环境研究的热点之一。
BaPS技术是一种崭新的研究旱地土壤硝化和反硝化作用的方法，采集的是田间原状土柱，对土壤原有的结构破坏较小，不额外添加抑制剂或氮源。
有效地避免了同位素示踪法带来的土壤污染和由乙炔抑制法等带来的土壤原有气体组成改变等问题的出现。
该技术操作简单、快速，且在通气良好的土壤中准确性和同位素示踪法相当。
本文利用沈阳农业大学植物营养学科2011年建立的炭基肥大田定位试验，在花生不同生育时期采集土壤样本，采用BaPS技术进行耕层土壤呼吸、硝化和反硝化速率的测定。
初步了解BaPS 技术应用方法和特点，明确施用炭基肥及不同生物炭用量对土壤呼吸速率、硝化速率和反硝化速率的影响。
为深入探明炭基肥及生物炭改良土壤和提高土壤肥力的机理提供理论支撑。
关键词：BaPS技术；炭基缓释肥；土壤呼吸；硝化速率；反硝化速率气压过程分离（BaPS）技术，针对原状土壤样品进行硝化速率、反硝化速率以及土壤呼吸速率的测定。
测量结果精确，与15N同位素稀释技术测量结果高度相关。
可实现特定时间土壤中占主导地位微生物学过程（硝化作用和/或反硝化作用）的判断，并且是评价施肥管理条件下硝酸盐淋溶和N2O的释放，评估土壤氮素损失和大气环境污染的潜在途径。
成为氮沉降条件下碳氮耦合循环研究的有效解决方案。
随着人们对N2O气体的关注和深入研究，硝化作用速率和反硝化作用速率的测定方法也在不断的改进和创新，由于实验过程比较复杂，实验条件、实验装置的要求也比较高。
又因为其影响因子较多，所以实验室模拟也比较困难，大部分都是培养后测定其作用速率，和其他研究结果进行对照，我们看到BaPS技术现在被认为是测定硝化作用速率、反硝化作用的首选方法，它不需要运用15N同位素稀释技术，不需要添加抑制剂，可以实现无扰动原状土样的的测定，并且实验的维修成本也远远低于15N同位素稀释技术（不需要大型分光光度计）。
三种硝化抑制剂抑制土壤硝化作用比较及用量研究
０ ． ４ ５ ％和 ０ ． ５ ％，三种 硝化抑 制剂均设 ｌ Ｏ个 水平 ，每个 水平 ３次 重复 。盆栽 试验氮加 入量为每公 斤风干 土 ０ ． ５ Ｏ ｇ ，三种硝 化抑制剂用量分别 为纯氮用量 的 ５ ％、１ ％、０ ． ６ ４ ８ ％。调查 比较 了三者的硝化抑制效果及对 土壤氮素转 化 的影 响及其 对小 青菜 鲜重 的生物 学效应 ；采用 变性 梯度 凝胶 电泳 （ ＤＧＧＥ ） 法 分析 了不 同硝 化抑 制剂对 土壤
应 。０ ． ２ ５ ％￣０ ． ５ ％ Ｎｉ ｔ ｒ ａ ｐ ｙ ｒ ｉ ｎ的硝化 抑制 率 为 ９ ８ ． ９ ％～ ９ ９ ． ９ ％ ，其硝 化抑 制效 果 与 ＤＭＰ Ｐ处理 相 同。ＤＣＤ、
Ｄ ＭＰ Ｐ 、Ｎｉ ｔ ｒ ａ ｐ ｙ ｒ ｉ ｎ处理的小青菜 地上部分鲜重 分别 比氮肥处 理 （ ＡＳ Ｎ ） 提高 了 ｌ ２ ． ７ ％、１ １ ． １ ％、１ ７ ． ６ ％。施用硝化 抑 制剂 可改 变土 壤 ＡＯＡ和 ＡＯＢ群 落结 构 ，且对 ＡＯＡ 群 落结构 的影 响大 于 ＡＯＢ，不 同硝 化 抑制剂 之 间对
Ｗ ＡＮＧ Ｘｕ ｅ — ｗｅ ｉ ，Ｌ Ｉ Ｕ Ｔａ ｏ ， ＣＨＵ Ｇｕ ｉ ． ｘ ｉ ｎ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ａ ｇ ｒ ｏ ｎ ｏ ｍ ｙ ， Ｓ ｈ ｉ ｈ ｅ ｚ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ￣ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎａ ｎ ｄＣ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐＫ ｅ ｙＬ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙｏ ｆＯ ａ ｓ ｉ ｓ Ｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ
Ａ Ｏ Ａ、 Ａ Ｏ Ｂ群落结构的影响。 【 结果 】 Ｄ Ｃ Ｄ、Ｄ ＭＰ Ｐ 、Ｎ ｉ ｒ ｔ ａ ｐ ｙ ｒ ｉ ｎ 均可显著抑制土壤硝化作用 （ 尸＜Ｏ ． ０ ５ ） ，各硝
新型硝化抑制剂DMPP和BASF复合肥在不同作物上的应用效果
中国农业大学硕士学位论文新型硝化抑制剂DMPP和BASF复合肥在不同作物上的应用效果姓名：杜安刚申请学位级别：硕士专业：植物营养学指导教师：毛达如;张福锁20030601摘要通过大田试验研究了新型硝化抑制剂ＤＭＰＰ和ＢＡＳＦ复合肥对不同作物的产量的影响，主要研究结果如下：在海南省当地气候、土壤条件下，ＤＭＰＰ能有效抑制氮肥在土壤中的硝化作Ｈ：｜过程，使土壤中的ＮＨ４＋－Ｎ较长时间保持较高含量，并减少Ｎ０３－－Ｎ在土壤中的过量累积。
氮肥中添加ＤＭＰＰ能够提高玉米、水稻的籽粒产量、吸氮量、氮肥利州率。
其中在玉米上的试验结果表明，在１５０ｋｇｈｍ。
２施氨水平下，玉米籽粒产量、吸氨量、氮肥利用率分别提高１９－１８．８％、２，２．２８．４％、２．７．１７．５％。
在２２５ｋｇ・ｈｍ＂２施氮水平下，玉米籽粒产量、吸氮量、氮肥利用率分别提高２．４．２．５％、５．８％、１．３％。
在水稻上的试验结果表明，在１５０ｋｇ・ｈｍ＿２施氮水平下，水稻籽粒产量、吸氮量、氮肥利用率分别提高０．５．２５．８％、６，８．１４．５％、３．９－９．１％。
在南方高温、多雨地区，ＤＭＰＰ和氮肥配合施用的效果明显好于在北方地区的应用效果。
随着施氮量的增加，ＤＭＰＰ和氮肥配合施用的效果表现山下降的趋势。
和氮肥全部基施的处理相比，氮肥分次施用的施用方式能显著提高玉米、水稻的籽粒产量、吸氮量、氮肥利用率，特别是在施氮量较低的条件ｒ，提高的效果更明显。
ＡＳＮ和尿素在玉米、水稻上施用时，两者之间施用效果没有显著差异。
但ＡＳＮ在两瓜、辣椒上施用的效果优于尿素，施用ＡＳＮ的西瓜、辣椒产量、挂果数、单果重等指标都高于施用尿素的处理。
关键词：ＤＭＰＰ，ＡＳＮ，玉米，水稻，硝化抑制剂ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｎｅｗｔｙｐｅｏｆｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒＤＭＰＰａｎｄＢＡＳＦｃｏｍｐｏｕｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｏｎｙｉｅｌｄｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｒｏｐｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ＤＭＰＰｃｏｕｌｄｉｎｈｉｂｉｔｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒＮｉｎｓｏｉｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄｋｅｐｔｈｉｇｈＮＨ４＋－ＮｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌｗｈｉｌｅｒｅｄｕｃｅｄｅｘｓｓｓｉｖｅＮ０３’－ＮａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｓｏｉｌｕｎｄｅｒｔｈｅｃｌｉｍａｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎＨａｉｎａｎ．Ｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ，Ｎｕｐｔａｋｅ’ＮｇｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｍａｉｚｅａｎｄｒｉｃｅｗａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙａｐｐｌｙｉｎｇＤＭＰＰｗｉｔｈＮｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｍａｉｚｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｒａｉｎｙｉｅｌｄ，ＮｕｐｔａｋｅＮｕｓｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ１．９—１８．８％，２．２－２８．４％，２７—１７，５％ａｔＮａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ１５０ｋｇ。
膜下滴灌特征及其研究现状分析
（ ２ ）１９ １６ ４ ５ ：６— ７ ．
［４ 荣宏伟 ，凌忠勇等． Ｂ Ｒ工艺 中亚硝酸 型同步硝化反硝 １］ ＳＢ 化的过程控制［ ］ Ｊ． 水处理技术 ，０ ８ ３ （ ２ ：３ ２ ． ２０ ，４ １ ）２ — ７
科技情报开发与经济
文章 编 号 ：０ ５ ６ ３ （ ０ ０ １— １０ ０ １０ — ０ ３ ２ １ ）０ ０ ５ — ３
Ｓ ＩＴ Ｃ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ Ｄ Ｖ Ｌ Ｐ Ｅ Ｔ＆Ｅ Ｏ Ｏ Ｙ Ｃ — Ｅ Ｈ Ｉ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｅ Ｅ Ｏ Ｍ Ｎ Ｎ ＣＮ Ｍ
２１ 年 ００
第２卷 ０
关键技术 ， 具有很多突出的优点， 如淋盐优质高产 、 节水抑盐 、 减 ［ ］ 蒋 山泉， ７ 翟俊 ． 序批式生物 膜（ Ｂ Ｒ）２ Ｓ Ｂ ３ 艺同步脱氮 除磷研 究［ ］ Ｊ． 四川大学学报 ，０ ８４ （ ）６ — ８ ２ ０ ，０ １ ：４ ６． ［ ］ Ｇ Ｕ Ｅ Ｐ ． ｈｓｈ ｒｓ ｎ ｉｒｇｎｒｍ ｖｌｎｍ ｖｎｂｄ ８ １ Ｓ Ｐ ＥＰ Ｐ ｏｐ ｏ ｄｎｔｏｅ ｏａ ｉ ｏｉｇｅ ｕａ ｅ
［ ］ 境 工 程 ，０ ８ ２ （ ）１－ ４ Ｊ． 环 ２０ ，６ １ ： １ １．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一 作 者 简 介 ： 文 静 ， ，９ ０年 １ 马 女 １８ 月生 ， 为 太 原 理工 大 现 学环境科学与 工程学院 ２０ ０６级 在 读 硕 十研 究 生 ， 山 西 省 太 原
市 ，３ ０ ４ ０ ０ ２．
一
覆膜栽培技术 与滴灌节水技术相结合 的复合体 。覆膜栽培具有
硝化抑制剂对稻田土壤n2o排放和硝化、反硝化菌数量的影响
（1 中国科学院沈阳应用生态研究所，辽宁沈阳 110016；2 吉林农业大学资源与环境学院，吉林长春 130033）
摘要: 【目的】本研究旨在明确硝化抑制剂对稻田土壤氮素周转的影响，探讨抑制剂提高氮肥利用率及微生物 响应机理。【方法】以草甸黑土发育的水稻土为研究对象，进行了两组培养试验 (25℃)，培养周期均为 150 天。共设 4 个处理：1) 不施肥 (CK)；2) 单施尿素 (Urea)；3) 尿素 + 双氰胺 (Urea + DCD)；4) 尿素 + 3, 4-二 甲基吡唑磷酸盐 (Urea + DMPP)。一组试验从培养第 1 天起，抽取气体样品，用气相色谱法测定 N2O 排放量。 另一组试验从培养第 1 天直到结束，取土样测定氨氧化细菌和氨氧化古菌数量，采用荧光定量 PCR 等技术测 定 nirK 基因和 nirS 基因拷贝数，用常规方法测定土壤无机氮含量。【结果】施用尿素显著增加了 N2O 排放 量，其中 85% 的 N2O 排放发生在培养开始后的前两周内。Urea + DMPP 处理土壤 NH4+浓度在前 23 天稳定在较 高水平，与 Urea 处理相比，N2O 减排率为 78.3%，Urea + DCD 处理为 21.6%。Urea + DMPP 处理排放系数为 0.05%，Urea + DCD 为 0.18%，Urea + DMPP 处理显著低于 Urea + DCD 处理。施用尿素培养，土壤氨氧化细菌 (AOB) 数量显 著增加而氨氧化古菌 (AOA) 数量则显著减少。添加 DCD 和 DMPP 能显著抑制 AOB 的数量，但对 AOA 没有影 响。培养第 3、30 和 90 天，Urea + DMPP 处理土壤中的 AOB 数量显著低于 Urea + DCD 处理的 30%、56% 和 60%。对于反硝化细菌来说，所有处理中的 nirK 基因拷贝数均显著高于 nirS 基因拷贝数。添加 DMPP 在培养 第 3 和 30 天显著减少了含 nirK 和 nirS 基因的反硝化细菌数量，而添加 DCD 对两类反硝化细菌数量无明显作 用。【结论】东北黑土水稻生产中，硝化抑制剂 DMPP 降低 N2O 排放量和排放系数的效果显著好于 DCD，因 为 DMPP 在培养后的 30 天内，可以显著抑制氨氧化细菌繁衍，降低反硝化细菌数量，从而起到减少 N2O 排 放、提高肥料利用率的作用。 关键词: 硝化抑制剂；水稻土壤；N2O 排放；氮素转化
基于BaPS系统的棉花土壤硝化和反硝化作用分析
基于BaPS系统的棉花土壤硝化和反硝化作用分析
刘方平;柳根水;许亚群;徐英
【期刊名称】《江西农业学报》
【年(卷),期】2011(023)012
【摘要】介绍了气压过程分离法(BaPS法)用于土壤碳氮循环测定的基本原理、优点及测定方法.应用BaPS法测定了棉花田不同水、肥处理土壤的硝化-反硝化作用.试验结果表明:在相同的灌溉水平下,随着施氮量的增加,土壤总硝化速率与反硝化速率总体上均呈现加强的趋势；在相同的施肥水平下,随着灌溉水平的增大,土壤总硝化速率总体上呈下降趋势,而反硝化速率则呈先下降后上升的变化趋势.
【总页数】3页(P121-123)
【作者】刘方平;柳根水;许亚群;徐英
【作者单位】江西省灌溉试验中心站,江西南昌330201;江西省灌溉试验中心站,江西南昌330201;江西省灌溉试验中心站,江西南昌330201;江西省赣抚平原水利工程管理局,江西南昌330096
【正文语种】中文
【中图分类】S153.4
【相关文献】
1.基于BaPS系统的南疆膜下滴灌土壤硝化-反硝化 [J], 张翠丽;卜东升;迟春明;郑德明
2.中国典型生态系统土壤硝化强度的整合分析 [J], 郭志英;贾仲君
3.中国陆地生态系统土壤氮矿化速率和硝化速率及影响因素——基于文献数据的统计分析 [J], 刘君政;王鹏;肖汉玉;赵君;舒旺
4.丹麦森林土壤反硝化作用的动力学分析 [J], 于克伟;陈冠
雄;StenStruwe;AnneliseKjller
5.基于BaPS系统的旱地土壤呼吸作用及其分量确定探讨 [J], 刘巧辉;黄耀;郑循华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
ANAMMOX与反硝化协同作用及氮素负荷研究
738
环 境 工 程 学 报
第 2卷
氨氧化与反硝化脱氮的协同作用 , 则对生物脱氮技 式中 : fs 为电子供体用于细胞合成的分子量 。 + 术的开发具有重要的意义 。本文作者正基于此开展 由式 ( 1 )可知 ,以 NH4 为电子供体 、 以 NO2 为 有针对性的研究 ,以期在同一反应器系统中实现厌 电子受体的 ANAMMOX 反应需要以 CO2 为碳源 ,会 + 氧氨氧化与反硝化协同作用脱氮 。 产生一定量的 NO3 ,由于反应需要消耗 H ,所以会 引起 pH 升高 。 1 材料与方法 反硝化反应的计量学方程式 : 1. 1 试验装置与材料 5C6 H12 O6 + 24NO3 = 试验 装 置 为 上 流 式 厌 氧 污 泥 床 反 应 器 ( 2) 12N2 ↑ + 30CO2 + 18H2 O + 24OH (UASB ) ,有效容积为 312 L ,其中反应区 2128 L ,沉 C6 H12 O6 + 8NO2 = [ 19 ] 淀区 0192 L 。生物膜为多个 PVC 模块 , 并分层 ( 3) 4N2 ↑ + 6CO2 + 2H2 O + 8OH 固定在反应器内 。采用恒温循环水浴控制反应区温 度保持在 ( 32 ± 1 ) ℃, 添加 NaHCO3 药剂调节合成 废水 pH 值在 714 ～718 之间 。反应器污泥均接种 某垃圾填埋场处理渗滤液活性污泥 。 [ 20 ] 试验 配 水 为 人 工 合 成 废 水 , 废水组分有
Study of ANAMMO X 2den itr if ica tion synerg istic in teraction and n itrogen load in g
Orbal氧化沟同时硝化_反硝化及生物除磷的机理研究
中国给水排水CHINA WATER & WASTEWATER1999年 第3期 No.3 1999Orbal氧化沟同时硝化/反硝化及生物除磷的机理研究(G.T.Daigger) (H.X.Littleton(门晓欣)) 摘 要 对6个采用分段、闭环沟道的Orbal氧化沟工艺运行数据进行了分析评定，以确定在该工艺中同时发生生物脱氮除磷的程度。
较低的总氮出水浓度表明，同时硝化/反硝化在Orbal工艺中很易发生。
由于泥龄较长并保持外沟道低溶解氧，有利于硝化菌的生长并提高脱氮效率；由于每个沟道处于相对均匀混合的状态，因此沟道内没有明显的好氧或缺氧段之分，表明产生反硝化的必要的缺氧环境可能发生在菌胶团内部。
采用国际水协(IAWQ)活性污泥1号模型(ASM Ⅰ)对出水总磷数据分析及观测到的相对于BOD负荷的磷的去除表明，生物除磷可能发生。
本研究的基本假设认为，同时生物除营养化产生于三个基本原理：①生物反应池的混合形态可以形成生物除营养所必需的缺氧及/或厌氧段，即大环境；②在菌胶团内部形成的缺氧及/或厌氧段，即微环境；③系统中存在新的、专用微生物。
上述机理在任何生物除营养化系统中都会有不同程度的发生。
本研究的目的是鉴别影响这三个机理在同时生物除营养化系统中所起相对作用的因素。
关键词 生物处理 生物除磷 硝化/反硝化 同时生物去除营养 氧化沟THESES AND RESEARCHESStudy on the Mechanism of Simultaneous Nitrification/Denitrification andBiological Phosphorus Removal in Orbal Oxidation DitchG.T.Daigger H.X.Littleton (CH2M HILL, USA) (The Alaimo Group, USA)Abstract: An analysis on operating data from six wastewater treatment plants using the Obral process with serially looped channels was carried out. It was ascertained by analytical results that simultaneous biological nutrient removal (SBNR) effectively occurred in Obral system due to the favorable conditions created by this process.It has been considered in the assumption of this study that the occurrence of SBNR in Obral system is based on three principles: (1) the mixing pattern in the biological reactor will lead to create anoxic/anaerobic zone for biological nutrient removal, i.e. macroenvironment. (2) the anoxic/anaerobic zone can be formed within zoogloea in the biological reactor, i.e. microenvironment. (3) new and special microorganisms exist in the system. The purpose of this study is to identify the factors affecting the function of above-mentioned principles for SBNR system.Keywords: biological treatment; biological phosphorus removal; simultaneous nitrification/denitrification; simultaneous biological nutrient removal; oxidation ditch 活性污泥法是一种废水生物处理工艺，它也可设计成除营养即脱氮除磷的构形，通过混合使非曝气段形成缺氧及厌氧环境而达到上述目的。
基于DNDC模型的东北半湿润区膜下滴灌玉米施肥制度优化
基于DNDC模型的东北半湿润区膜下滴灌玉米施肥制度优化张守都;栗岩峰;李久生【摘要】东北半湿润地区玉米生育期内的降雨量通常较多,给田间试验开展施肥制度优化研究带来一定困难.本文结合田间试验结果,利用DNDC模型优化了玉米膜下滴灌施氮次数和施氮比例.其方法是在对DNDC模型参数进行敏感性分析的基础上,分别利用2012和2011年东北膜下滴灌玉米田间试验数据对DNDC模型中作物参数进行率定和验证,最后利用验证后的模型优化出适宜的施氮次数和施氮比例.研究结果表明,对玉米吸氮量和产量影响较大的参数为大气CO2浓度、作物需水量、降雨量和籽粒C/N等;验证后的模型能较精确模拟玉米的产量和吸氮量,而对玉米的生长动态模拟精确度相对较差;当土壤初始无机氮含量在60 mg/kg时,东北半湿润区膜下滴灌玉米的适宜施氮量为150～200 kg/hm2,且在玉米抽穗期和灌浆期以1∶3的比例施人氮肥可使氮肥的淋失量减少,而产量也可保持在较高水平.%The high rainfall during the growing season of maize brought some difficulties for field experiment aiming at attaining optimal fertilization scheduling in northeast sub-humid area.In this study,DNDC model was used to optimize fertilizing schedule for maize in sub-humid Northeast China,and a 2-year field experiment including maize growth and yield data measured under mulched drip irrigation in Northeastern China was used to serve the model calibration and verification.The sensitivity analysis of the modelparameters was carried out.Furthermore,the validated model was used to optimize fertilizing frequency and fertilizing ratio of maize under different fertigation scenarios.The simulated results showed that atmospheric CO2 concentration,crop water requirement,rainfall,and the Grain C:N had agreater effect on yield and nitrogen uptake of maize.The DNDC model performed well in predicting yield and nitrogen uptake of maize,whereas the dynamics of corn growth was not adequately preserved.Besides,for a higher initial nitrogen content level with about 60 mg/kg,the nitrogen amount of 150～200 kg N/hm2 and the ratio of 1∶3 during heading stage and filling stage were recommended for obtaining higher crop yield and less nitrogen leaching in sub-humid region of northeast China.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2018(016)002【总页数】9页(P113-121)【关键词】膜下滴灌;吸氮量;玉米产量;施肥制度;DNDC模型【作者】张守都;栗岩峰;李久生【作者单位】中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048;中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048【正文语种】中文【中图分类】S2751 研究背景地膜覆盖最早可追溯到1950年代的日本和美国［1］，我国自1978年从日本引进这项技术以来，根据我国的国情，将滴灌技术与地膜覆盖相结合，既发挥了滴灌精准、适量、均匀灌水［2］，以及便于与施肥、化控和自动控制等技术结合的优点［3］，又发挥了地膜覆盖保水、保墒和增温等优点，在西北和东北等地得到广泛应用。
湿地土壤反硝化作用及测定方法
湿地土壤反硝化作用及测定方法汪旭明;李亚兰;林啸;仝川【期刊名称】《亚热带资源与环境学报》【年(卷),期】2017(012)003【摘要】反硝化作用是湿地生态系统实现脱氮功能的最主要过程,对湿地生态系统氮循环及生态环境可产生重要影响.不同类型湿地土壤反硝化速率存在明显差异,湿地土壤反硝化作用的环境影响因子较多且作用方式复杂.目前,针对湿地土壤反硝化作用的测定手段日益丰富,但由于方法本身的缺陷和测定对象的复杂性,一定程度地影响了测定结果的准确性,因此比较分析不同反硝化速率测定方法的优缺点,有利于更好地把握测定方法的适用性.文章比较了不同类型湿地土壤的反硝化速率,探讨了湿地土壤反硝化速率影响因子的作用途径和效应,并对15N同位素技术、乙炔抑制法、N2产生测定法和硝酸盐剩余法等常用测定方法进行比较和探讨,最后总结当前研究的不足并提出了今后应加强研究的方向.%Denitrification,the major nitrogen removal process in wetland ecosystem,could exert a sig-nificant impact on the nitrogen cycles and eco-environment of wetland ecosystems.There are obvious differences of denitrification rates among different wetland ecosystems,and the effects of various envi-ronmental factors affecting denitrification rates in wetland soils are complicated.At present,the meas-urement means of wetland soil denitrification has become increasingly rich,but because of the defects of the method itself and the complexity of the research object,the accuracy of measurement results has been affected inevitably,analyzing the advantages anddisadvantages of different measurement methods of denitrification rate could help for better grasping the applicability of each method.This paper com-pared the denitrification rates in different wetland ecosystems and discussed the pathways and effects of environmental influence factors for denitrification rates in wetland soils.Then the common measurement methods of denitrification rates were compared and discussed, including the 1 5N isotope technique, acetylene inhibition method,directN2measurement method and nitrate residual method.Finally, the shortcomings of current researches were summarized and the future research directions were strength-ened.【总页数】11页(P50-60)【作者】汪旭明;李亚兰;林啸;仝川【作者单位】福建师范大学地理科学学院,福州350007;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;中国科学院大学,北京100049;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建师范大学亚热带湿地研究中心,福州350007;福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室,福州350007;福建师范大学地理科学学院,福州350007;福建师范大学亚热带湿地研究中心,福州350007;福建师范大学湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室,福州350007【正文语种】中文【中图分类】P593【相关文献】1.典型相关分析在湿地土壤特征研究中的应用——以黄河三角洲冲积平原湿地土壤为例 [J], 侯龙鱼;刘艳;马风云;宋玉民;崔晓东;陈怀梁2.新疆艾比湖湿地土壤有机碳含量的光谱测定方法对比 [J], 杨爱霞;丁建丽3.三江平原典型草甸小叶章湿地土壤的反硝化作用 [J], 孙志高;刘景双;于君宝4.湿地土壤铁的分析测定方法比较 [J], 邹元春;姜明5.三江平原典型小叶章湿地土壤硝化-反硝化作用与氧化亚氮排放 [J], 孙志高;刘景双;杨继松;李新华;周旺明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
间作群体内土壤呼吸和硝化-反硝化作用研究
间作群体内土壤呼吸和硝化-反硝化作用研究高阳;申孝军;李新强;黄玲;巩文军;段爱旺【期刊名称】《灌溉排水学报》【年(卷),期】2015(34)2【摘要】通过田间试验,采用气压分离过程法(BaPS)测定了2个氮肥处理下,玉米/大豆间作群体的土壤呼吸速率、硝化速率和反硝化速率。
结果表明,施氮处理根区根系生物量高于不施氮处理,而非根系生物量差异较小。
施氮处理下,根区土壤呼吸速率约为不施氮处理的1.1倍,非根区土壤呼吸差异较小。
施氮处理下,玉米和大豆条带土壤硝化速率分别约为不施氮处理的1.71倍和1.82倍。
施氮和不施氮处理下,间作条带根区硝化速率均高于非根区。
反硝化作用不是试验区玉米/大豆间作系统氮肥损失的主要途径。
因此,该区加强水肥管理以控制硝化-反硝化作用,有利于减少间作系统的氮流失和提高氮肥利用效率。
【总页数】4页(P16-19)【关键词】硝化速率;反硝化速率;土壤呼吸;气压分离过程;间作【作者】高阳;申孝军;李新强;黄玲;巩文军;段爱旺【作者单位】中国农业科学院农田灌溉研究所/农业部作物需水与调控重点实验室;河南省焦作市广利灌区管理局【正文语种】中文【中图分类】S344.2;S154.2【相关文献】1.溴甲烷熏蒸对土壤反硝化作用及nosZ型反硝化微生物群落结构的影响 [J], 燕平梅;乔宏萍;赵文婧;陈燕飞;单树花;曹坳程2.臭氧浓度升高对农田土壤呼吸、硝化及反硝化作用的影响 [J], 石侃;3.氯化苦熏蒸对土壤反硝化作用及nirS型反硝化细菌群落结构的影响 [J], 燕平梅; 魏爱丽; 赵文婧; 李娜; 李博; 曹坳程4.模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响 [J], 史艳姝;陈书涛;胡正华;沈小帅;张勇5.不同水肥措施对甜高粱农田土壤呼吸和硝化-反硝化作用的影响 [J], 孟阳阳;刘冰;康建军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
荒漠豆科灌丛根际土壤氨氧化和反硝化微生物功能基因丰度及群落多样性特征
荒漠豆科灌丛根际土壤氨氧化和反硝化微生物功能基因丰度及群落多样性特征刘爽;姚佳妮;张钧杰;代金霞【期刊名称】《草业学报》【年(卷),期】2024(33)5【摘要】为探索宁夏荒漠草原豆科灌丛根际土壤中参与氨氧化和反硝化的微生物功能基因丰度和群落组成对植物类型和生长时期的响应特征,本研究以宁夏白芨滩国家级自然保护区内典型的豆科灌丛群落柠条、沙冬青、猫头刺和毛刺不同生长时期(营养期、盛花期和果实期)的根际土壤为材料,通过功能基因实时荧光定量PCR和高通量测序方法,分析4种灌丛根际土壤中氨氧化和反硝化微生物功能基因丰度、群落结构组成特征及其与土壤因子的相关性。
结果表明,功能基因丰度及群落结构因灌丛类型和生长时期不同而存在差异。
柠条灌丛根际土壤中各功能基因丰度显著高于其他3种灌丛,且在盛花期达到最高。
柠条各生长期根际土壤中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)群落多样性高于其他灌丛类型,而毛刺根际氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和nirK型反硝化菌群落多样性最低。
各灌丛根际AOA以未分类类群为绝对优势,占79.34%~98.37%,奇古菌门和泉古菌门分别仅占0.28%~20.37%和0.28%~2.35%;AOB在柠条根际以变形菌门为优势,其他3种植物根际则以未分类类群为优势;nirK和nirS型反硝化菌均以变形菌门为优势门,但nirK型反硝化菌的组成受植物类型和生长时期的影响更显著。
功能基因的丰度与土壤全氮、速效钾和pH显著正相关。
全钾、速效钾、有机质显著影响氨氧化微生物的群落组成,pH是反硝化微生物群落结构的主要影响因子。
【总页数】13页(P115-127)【作者】刘爽;姚佳妮;张钧杰;代金霞【作者单位】宁夏大学生命科学学院【正文语种】中文【中图分类】Q94【相关文献】1.西北典型荒漠样地花棒根际土壤微生物群落功能多样性2.上覆水不同C/N比条件下沉积物环境反硝化及氨氧化功能基因丰度变化特征3.转BT+CPTI基因抗虫棉的种植对土壤根际反硝化菌丰度和多样性影响4.泗顶矿区植物根际和非根际土壤反硝化细菌群落特征因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水耕植物过滤法净水系统底泥硝化反硝化潜力
水耕植物过滤法净水系统底泥硝化反硝化潜力李先宁;吕锡武;宋海亮;西村修;稻森悠平【期刊名称】《环境科学》【年(卷),期】2005(26)2【摘要】通过测定水耕植物过滤法 (HydroponicBio filterMethod ,HBFM)水质净化系统中底泥的硝化、反硝化潜力以及底泥中亚硝酸菌和硝酸菌密度 ,定量研究了该系统底泥的硝化及反硝化潜力沿水流方向的变化规律 .结果表明 ,中游底泥硝化潜力最大 ,为4 . 76× 10 -6g/ (g·h) ;上游底泥反硝化潜力最大 ,为8. 1× 10 -7g/ (g·h) ;底泥中亚硝酸菌的密度分布与硝化潜力的分布一致 .结果还表明 ,提高HBFM系统氮去除能力的关键在于改变硝化反硝化区域分布 ,从而提高系统的反硝化能力 .【总页数】5页(P93-97)【关键词】水耕植物过滤法;底泥;硝化潜力;反硝化潜力【作者】李先宁;吕锡武;宋海亮;西村修;稻森悠平【作者单位】东南大学环境工程系;日本东北大学;日本国立环境研究所【正文语种】中文【中图分类】X522;X524【相关文献】1.曝气扰动下底泥氮的释放动力学及硝化反硝化过程研究 [J], 林佩祯;余光伟;种云霄;肖航;许诺;黄梅2.城市黑臭河道底泥内源氮硝化-反硝化作用研究 [J], 何岩;沈叔云;黄民生;张博;姚丽平;刘雨芳3.杞麓湖底泥好氧反硝化菌的筛选及反硝化特性研究 [J], 李云霞;朱丹;潘欢欢;苏鸿雁4.草鱼不同混养模式下围隔底泥反硝化、硝化和氨化速率 [J], 郭永坚;王芳;董双林;高勤峰;张美昭;田利5.杭州市典型农区沟渠底泥反硝化和吸磷潜力评价 [J], 阮弋飞;谢国雄;陈英霞;潘建立;汪天娜;李松昊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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江苏农业学报(Jiangsu J.of Agr.Sci.),2015,31(3):574~578h ttp://w w w.js n y x b.c o m张翠丽,卜东升,迟春明,等.基于BaPS 系统的南疆膜下滴灌土壤硝化⁃反硝化[J].江苏农业学报,2015,31(3):574⁃578.doi:10.3969/j.issn.1000⁃4440.2015.03.017基于BaPS 系统的南疆膜下滴灌土壤硝化⁃反硝化张翠丽1, 卜东升2, 迟春明1, 郑德明1(1.塔里木大学植物科学学院,新疆阿拉尔843300;2.新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所,新疆阿拉尔843300)收稿日期:2015⁃03⁃05基金项目:国家自然科学基金项目(41161037㊁31371582);新疆维吾尔自治区高校科研重点项目(XJEDU2007142)作者简介:张翠丽(1979⁃),女,新疆塔城人,硕士,讲师,研究方向为循环农业与生态农业㊂(E⁃mail)zclzky@通讯作者:卜东升,(E⁃mail)bds1108@ 摘要: 为了解膜下滴灌土壤硝化㊁反硝化作用的变化规律,应用气压过程分离(Barometric process separation,BaPS)方法,研究了施氮肥㊁有机肥与氮肥配施和不施肥3种不同施肥处理的土壤硝化㊁反硝化速率在覆膜与裸地条件下的动态变化㊂结果显示,不同处理下土壤硝化㊁反硝化作用随着玉米生育期的推移有明显的变化㊂相同栽培措施不同施肥处理间土壤硝化㊁反硝化速率差异均达极显著水平,且大小顺序为氮+有机肥配施处理>施氮肥处理>不施肥处理(对照);相同施肥处理不同栽培措施间土壤硝化㊁反硝化速率大小顺序均为覆膜处理>裸地处理㊂关键词: BaPS 系统;硝化速率;反硝化速率;覆膜中图分类号: S143.1+3;S275.6 文献标识码: A 文章编号: 1000⁃4440(2015)03⁃0574⁃05Nitrification⁃denitrification of soil under plastic film mulched drip irriga⁃tion in south Xinjiang based on BaPS systemZHANG Cui⁃li 1, BU Dong⁃sheng 2, CHI Chun⁃ming 1, ZHENG De⁃ming 1(1.College of Plant Science ,Tarim University ,Alar 843300,China ;2.The First Agricultural Division of Institute of Agricultural Sciences ,Production andConstruction Corps in Xinjiang ,Alar 843300,China ) Abstract : To study soil nitrification and denitrification under plastic film drip irrigation,the barometric process sepa⁃ration (BaPS)method was introduced to measure dynamic change of gross nitrification and denitrification rates in three differ⁃ent fertilization treatments,nitrogen(N)application,organic fertilizer combining nitrogen(N+OF)application and no fertili⁃zation(CK)with or without muching.The results showed that soil nitrification⁃denitrification changed greatly over maizegrowth periods.Nitrification rate and denitrification rate differed in three fertilization treatments with or without mulching.The soil with treatment of N+OF exhibited the fastest nitrification and denitrification rates,followed by N treatment.The ni⁃trification and denitrification rates were higher in plastic film⁃mulched soil than those in non⁃mulched soil in the same fertili⁃zation treatment.Key words : barometric process separation (BaPS)system;nitrification rate;denitrification rate;plastic film mulching 硝化㊁反硝化作用在农田生态系统中不但造成氮肥损失,其形成的N 2O 也是重要的温室气体之一[1]㊂硝化作用为硝酸细菌和亚硝酸细菌将氨转化成亚硝酸和硝酸的2个连续过程,这不仅与土壤氮素能否被有效利用有关,同时该过程还可能产生环境污染;反硝化作用将NO -3和NO -2还原释放出475NO㊁N2O㊁N2的过程,造成了生物氮素循环中氮的损失,且其产物为大气污染的重要物质[2⁃6]㊂国内外在土壤中氮的转化㊁生物有效性㊁形态及施肥对土壤氮的影响等方面研究较多[7],对土壤硝化㊁反硝化作用及温室气体排放的研究也有不少报道[8⁃11]㊂气压过程分离(BaPS)系统是研究旱地土壤硝化作用与反硝化作用的一种新方法,其应用还不广泛,还有很大的发挥潜力㊂应用BaPS方法对土壤硝化速率和呼吸速率的相关研究已有报道[12⁃17],但基于此方法对南疆膜下滴灌土壤不同施肥处理的硝化㊁反硝化作用的研究尚少㊂本试验应用BaPS系统研究膜下滴灌土壤不同施肥处理的硝化㊁反硝化变化规律,试图了解氮在干旱区滴灌土壤中的循环机理,为促进农业生产的持续高效发展奠定基础㊂1 材料与方法1.1 研究地概况本试验在位于南疆的塔里木大学农业试验站进行㊂试验站位于塔里木河上游,塔克拉玛干沙漠的西北缘,平均海拔1100m,北纬81°03′,东经40°33′㊂≥10℃积温4113℃,无霜期220d,年日照2900h,年降水量50mm左右㊂为典型的荒漠绿洲带,属暖温带极端干旱气候类型[18]㊂试验地土壤质地为壤土,0~30cm耕层土壤理化性状为:有机质9.29g/kg,全氮0.56g/kg,碱解氮71.00g/kg,速效磷36.80mg/kg,速效钾139.30mg/kg,土壤容质量1.447g/cm3,pH8.12㊂1.2 试验方法试验地种植玉米,品种为新玉9号,株行距30cm×50cm㊂采取裂区试验设计,主区为不同施肥方式,分别为施氮肥㊁氮肥+有机肥配施和不施肥(CK);副区为覆膜(FM)和裸地(LD)2种不同耕作措施,重复3次㊂施氮肥与氮肥+有机肥配施2个处理在等氮量条件下进行,氮肥+有机肥配施按照总氮50%为尿素㊁总氮50%为有机肥进行配比施入(按纯氮计)㊂全生育期施纯氮250.0kg/hm2㊁五氧化二磷92.3kg/hm2和氧化钾160.5kg/hm2㊂50%氮肥(尿素含氮46%)㊁磷肥(重过磷酸钙含五氧化二磷44%)和钾肥(硫酸钾含氧化钾40%)全部作基肥一次性施用;20%和30%氮肥分别在苗期(5月20日)和孕穗期(6月18日)随水滴灌施入土壤㊂试验运用BaPS技术对土壤硝化㊁反硝化速率进行测定㊂BaPS仪器由德国公司UMS GrmbH生产㊂1.3 样品的采集与测定土样从5月7日开始在试验地采集,之后每15 d左右取1次土样,截止到8月6日玉米收获,全生育期共取土样6次㊂取样时用环刀采取土壤表层原位0~20cm深度样品,取样后用塑料盖迅速密封环刀,并立即带回实验室测定,以防止水分散失,对不能立刻检测的样品,将其放入0~4℃冰箱保存,保存时间不超过7d㊂样品监测分析按照3个重复为1组,将样品放在BaPS容器中,密闭后将容器放入恒温水浴(设定为采样时的土壤温度)进行测定,等系统平衡1h 后,用注射器抽气检查容器的密封性,启动BaPS系统,输入样品鲜质量㊁含水量㊁pH值等样品参数,设置收集数据的时间为12h,由系统自动分析得到土壤硝化速率和反硝化速率㊂2 结果与分析2.1 不同处理下土壤硝化速率的动态变化由图1可以看出,3种不同施肥处理下土壤的硝化速率随着时间的推进变化明显且趋势相似㊂在玉米苗期,随着气温的上升,硝化速率逐步升高,到7月中旬达到最大㊂随着玉米的成熟,到了后期,土壤中的速效氮降低,硝化速率逐渐下降㊂有机肥与氮肥配施处理下,前期(5月中上旬)和后期(8月上旬)裸地土壤硝化速率均大于覆膜土壤㊂这是由于裸地土壤通气性强于覆膜土壤引起的㊂图1 不同处理下土壤硝化速率的态变化Fig.1 Dynamic change of soil nitrification rate in different treatments 整个试验期间,氮肥+有机肥+覆膜处理的土壤硝575张翠丽等:基于BaPS系统的南疆膜下滴灌土壤硝化⁃反硝化化速率为266.67~602.25μg/(kg㊃h),平均为420.73μg/(kg㊃h),比氮肥+覆膜处理平均高5.55%,比不施肥+覆膜处理平均高26.93%;氮肥+有机肥+裸地处理的土壤硝化速率为290.28~520.15μg/(kg㊃h),平均为399.83μg/(kg㊃h),比氮肥+裸地处理平均高9.34%,比不施肥+裸地处理平均高31.05%㊂2.2 不同处理下土壤反硝化速率的动态变化从图2可以看出:3种不同施肥处理下土壤反硝化速率随着时间的推进变化明显且趋势相似㊂土壤反硝化速率随着5月温度的升高而逐渐升高,到7月上旬氮肥+有机肥+覆膜处理与氮肥+有机肥+裸地处理均达到最大,分别为291.08μg/(kg㊃h)与260.89μg/(kg㊃h),除了这个时期温度高的原因以外,还与此前追肥有关㊂到了后期(8月上旬),随着玉米的成熟,土壤中的速效氮降低,反硝化速率降低㊂后期(8月上旬)裸地土壤反硝化速率大于覆膜土壤硝化速率,这可能是由于膜下土壤的温度㊁湿度高于裸地土壤,有利于土壤有机质的分解,速效氮提前被消耗,反硝化作用底物浓度降低,从而使反硝化速率降低㊂整个生育期,氮肥+有机肥+覆膜处理反硝化速率较高,为72.66~291.1μg/(kg㊃h),平均为170.35μg/(kg㊃h),比氮肥+覆膜处理平均高16.24%,比不施肥+覆膜处理平均高37.68%㊂氮肥+有机肥+裸地处理反硝化速率为48.66~255.89μg/(kg㊃h),平均为154.2μg/(kg㊃h),比氮肥+裸地处理平均高28.64%,比不施肥+裸地处理平均高42.17%㊂土壤反硝化速率大小顺序为:施氮肥处理+有机肥处理>施氮肥处理>不施肥处理㊂图2 不同处理下土壤反硝化速率的动态变化Fig.2 Dynamic change of soil denitrification rate in different treatments2.3 不同处理对土壤硝化速率的影响根据二裂式裂区试验方差分析模式[19],对不同处理的硝化速率平均值的差异显著性分析结果(表1)表明,覆膜与裸地2种不同栽培措施的硝化速率间差异极显著,这与有关研究结果[20]相一致㊂同一栽培措施不同施肥处理下的硝化速率均达极显著水平㊂在相同施肥处理下,覆膜与裸地间硝化速率也达极显著差异㊂不同施肥处理的硝化速率大小顺序为:施氮肥处理+有机肥处理>施氮肥处理>不施肥处理㊂ 不同栽培措施与不同施肥处理对土壤硝化速率都有一定的影响,由本研究结果可得,氮肥与有机肥配施的土壤硝化速率最高,施氮肥(尿素)的土壤硝化速率次之,不施肥处理最低㊂据相关研究报表1 不同处理下土壤硝化速率Table1 The nitrification rate of soil in different treatments 处 理硝化速率[μg/(kg㊃h)]重复Ⅰ重复Ⅱ重复Ⅲ平均值氮肥+有机肥+覆膜425.00418.00419.19420.73aA氮肥+有机肥+裸地405.15401.24393.10399.83bAB氮肥+覆膜405.05399.12388.00397.39bB氮肥+裸地357.21366.03364.20362.48cC不施肥+覆膜303.12307.20312.00307.44dD不施肥+裸地282.01277.00268.00275.67eE竖栏不同小写字母表示不同处理间差异达0.05显著水平,不同大写字母表示不同处理间差异达0.01显著水平㊂道[21⁃22],有机⁃无机肥配施的土壤中碱解氮含量均高于施化肥,有机肥除具有抑制硝态氮的淋失作用以675江苏农业学报 2015年第31卷第3期外,其自身还有提高土壤碱解氮的作用,从而增加了硝化㊁反硝化作用的氮素底物浓度,使其速率增大㊂这与本研究结论一致,无论覆膜与否,氮肥+有机肥处理的土壤硝化速率最高,不施氮肥(对照)的土壤硝化速率最低㊂覆膜与裸地处理间土壤硝化速率差异达极显著水平㊂可见,施肥和覆膜处理对硝化速率影响大㊂2.4 不同处理对土壤反硝化速率的影响由表2可以看出,覆膜与裸地2种不同栽培措施的反硝化速率差异极显著㊂在同一栽培措施不同施肥处理间反硝化速率达极显著差异㊂在同一施肥处理下覆膜与裸地间反硝化速率差异显著㊂不同施肥处理的反硝化速率大小顺序为:氮肥+有机肥处理>施氮肥处理>不施肥处理,这与一些研究结果[23⁃24]相一致㊂表2 不同处理下土壤反硝化速率Table2 The denitrification rate of soil in different treatments 处 理反硝化速率[μg/(kg㊃h)]重复Ⅰ重复Ⅱ重复Ⅲ平均值氮肥+有机肥+覆膜170.00175.00166.05170.35aA 氮肥+有机肥+裸地151.20154.10157.30154.20bAB 施氮肥+覆膜149.07142.00137.00142.69bB 施氮肥+裸地112.00103.00115.12110.04cC 不施肥+覆膜107.00101.00110.48106.16cCD 不施肥+裸地85.0093.0089.5189.17dD 竖栏不同小写字母表示不同处理间差异达0.05显著水平;竖栏不同大写字母表示不同处理间差异达0.01显著水平㊂3 讨论不同处理的土壤硝化㊁反硝化速率随着时间的变化而变化㊂在玉米生长期间,随着2次膜下滴肥和土壤温度的升高,不同处理土壤硝化㊁反硝化速率都有增加㊂在玉米成熟后期,由于土壤速效氮底物浓度降低,从而使硝化速率有所下降㊂ 在不同栽培措施下,土壤硝化㊁反硝化速率均是覆膜土壤大于裸地土壤㊂不同施肥处理下,土壤硝化㊁反硝化速率大小顺序均为:氮+有机肥处理>氮肥处理>不施肥(对照),这与有关研究结论[25]相一致㊂但也有研究报道,有机肥在分解转化过程中,排放的N2O主要产生在硝化阶段,而纯化肥处理在硝化㊁反硝化作用过程中都能产生N2O,化肥处理排放的N2O量比有机肥处理更大[26]㊂参考文献:[1] 熊正琴,邢光熹,沈光裕,等.太湖地区湖水与河水中溶解N2O及其排放[J].环境科学,2002,23(6):26⁃30.[2] 梁文艳,梁洋洋,谭洪新,等.用响应曲面法预测生物活性炭填料反应器的硝化效果[J].江苏农业科学,2013,41(6):362⁃364.[3] 于克伟,STRU 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