为了减少农业生产中化学肥料的使用,本研究利用无机磷培养基对富磷的茶树(Camellia sinensis L.)根际微生物进行筛选,获得一株对磷酸三钙具有高效降解能力的真菌菌株JL-1,经鉴定为产红青霉(Penicillium rubens).通过检测菌株JL-1 在溶磷过程中发酵液的pH值、磷含量和有机酸含量变化发现,该菌株在无机磷培养基中,发酵液pH值与葡萄糖酸含量、pH值与磷含量以及葡萄糖酸与磷含量分别呈显著负相关、显著负相关和显著正相关,且在电子显微镜下观察到磷酸三钙颗粒表面存在被侵蚀痕迹,深入分析发现菌株JL-1 通过分泌葡糖糖酸实现侵蚀磷酸三钙与溶磷的目的.通过单因素试验、Plackett-Burman设计试验、最陡爬坡试验和中心组合试验等一系列试验对培养条件进行优化发现,菌株JL-1 溶解磷酸三钙的最佳碳源和氮源分别是葡萄糖和硫酸铵.葡萄糖含量、磷酸三钙含量和温度是影响菌株JL-1 溶磷能力的主要因素,在葡萄糖 29.8 g/L,磷酸三钙 7.1 g/L,温度 31.9℃的条件下,菌株JL-1 在无机磷培养基中的溶磷能力达到最佳,溶磷量达到 1 194.15 mg/L,是初始值的近 3 倍.在缺磷土壤中,该菌株能显著促进小麦(Triticum aestivum L.)生长,其根长、株高和总鲜重分别提高 57.9%、36.4%和 42.9%,进一步说明产红青霉JL-1 具有良好的解磷、促生功能.菌株JL-1 优良的溶磷特性与溶磷能力为其在生物肥料方向的开发和应用提供了参考.

目的 与碳酸氢钠进行比较,离体探讨氨丁三醇在溶解尿酸方面的可能优势.方法 利用尿酸在292 nm处的紫外吸收,建立尿酸的检测方法,检测尿酸在各种含氨丁三醇和/或碳酸氢钠的单因素溶液中的饱和浓度.结果 除碱性外,阳离子是影响尿酸溶解的重要因素.在62 mmol· L-1碳酸氢钠以下,增加其浓度能促尿酸溶解,超出该范围,增加浓度反而不利于尿酸的溶解;而氨丁三醇促尿酸溶解的能力一直保持着较好的浓度相关性,溶解曲线几乎无下降支.尿酸在30 mmol·L-1碳酸氢钠中的溶解度为1.16 mg·mL-1 (20℃),但在30 mmol·L-1氨丁三醇中为3.90 mg· mL-1.在多种近似尿液主要离子浓度的混合溶液中,30 mmol·L-1碳酸氢钠最多能溶解1.00 mg·mL-1尿酸,但30 mmol·L-1氨丁三醇能溶解2.61 mg·mL-1尿酸.结论 氨丁三醇在促尿酸溶解方面较碳酸氢钠更有优势,为开发氨丁三醇注射液促泌尿系统尿酸结石的溶解提供了实验依据.

以江西万安水库为研究对象,于2014年9月至2015年6月进行4次季节性采样,对该区域9处采样点的溶解无机碳(DIC)及其同位素(δ13CDIC)进行分析.结果表明:夏、秋季DIC含量较春、冬低;δ13CDIC也较冬、春季偏负.DIC含量从上游到下游呈下降趋势,碳同位素值则趋于偏正.光合作用与有机质分解是影响库区表层水体δ13CDIC值变化的主要因素.垂直剖面上,表、底层水温等参数差异不显著,上下水体混合较为均匀.DIC含量基本上随深度的增加而增大,δ13CDIC值趋于偏负.利用质量平衡计算得出:入库水体中DIC约57％来自于土壤CO2,而坝下水体中DIC约49％来自土壤CO2,万安水库拦截对河流地球化学过程信息有一定的改造作用.

在增温和氮沉降等气候变化背景下,土壤溶液养分元素供应是否平衡对加速或减弱土壤养分循环起着至关重要的作用.为探究增温和施氮对亚热带杉木人工土壤溶液养分动态的影响,分别于各样地的0-15、15-30cm和30-60cm土层安装土壤溶液采集器.利用真空泵的负压原理采集土壤溶液,对其有机组分及无机组分进行了两年的动态监测.结果显示:增温及增温+施氮显著增加了各土层溶解性总氮(DTN)及硝态氮(NO3-)浓度,而施氮促进了植被对其的大量吸收而未呈现显著的促进作用.整体而言,短期增温和施氮处理显著降低了可溶性有机碳(DOC)浓度,对土壤溶液K+、Ca2+、Na+、Mg2+等离子含量影响较小.但相比于施氮,增温对土壤溶液中矿质元素的影响远大于施氮.增温导致的土壤孔径增大,通透性增强可极大地促进Fe3+、Al3+淋溶,同时导致表层Na+、Mg2+离子含量显著降低.增温+施氮交互作用对土壤溶液各养分的影响存在叠加效应,但并不是增温和施氮单因子的简单累加,要深入了解土壤养分对未来气候变迁的内部机制需进一步长期监测.

以福建闽江和九龙江河口陆基养虾塘为研究对象,通过野外原位观测和室内模拟培养实验,开展了河口陆基养虾塘养殖期间水体溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)及养虾塘沉积物-水界面碳交换通量变化特征的研究.结果表明:时间变化上,养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量在闽江河口呈现8月中旬＞10月中旬＞6月中旬的特征,在九龙江河口表现为随养殖阶段推移而增加的趋势;空间变化上,闽江河口养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量显著高于九龙江河口;沉积物释放溶解性碳速率与水体溶解性碳浓度呈现显著正相关关系,沉积物碳释放过程是引起养虾塘水体溶解性碳浓度时空变化的重要因素.表明河口区水产养虾塘碳循环研究时需考虑不同形态碳生物地球化学循环的时空差异性.

以硅藻威氏海链藻(Thalassiosira weissflogii)和甲藻锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)为实验材料,通过室内模拟华南地区秋季晴天紫外辐照强度,研究两种不同波段的紫外辐射(Ultraviolet radiation,UVR)对两种微藻生长以及培养体系碳流的影响.结果表明:UV-A对两种微藻的生长有显著的促进作用,而UV-B则表现为抑制作用.锥状斯氏藻对UV-B的耐受性更强.在UV-A的作用下,培养体系中溶解无机碳(Dissolved inorganic carbon,DIC)的净消耗量低于对照组,但释放出更多的溶解有机碳(Dissolved organic carbon,DOC).对照组的有色溶解有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)含量显著升高,表明浮游植物生长过程是CDOM的来源之一.然而,在UV-A的作用下,两种微藻培养体系的CDOM浓度变化呈现相反趋势,说明不同藻种的CDOM产物受光漂白和光腐殖化的影响不同.在UV-B的作用下,微藻碎屑的分解使水体DIC和DOC浓度轻微升高.总体上,锥状斯氏藻比威氏海链藻净释放出更多的DOC和CDOM.

通过从牡丹根际土壤中分离筛选溶磷放线菌,得到一株具有较强溶磷能力的菌株PSPSA1,根据形态特征、生理生化特性以及16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,并研究其溶磷遗传稳定性及溶磷特性.菌株PSPSA1被鉴定为白网链霉菌,具有较好的溶磷遗传稳定性.在不同磷源培养液中溶磷量依次为磷酸钙(158.5 mg·L-1)＞磷酸铝(139.9 mg·L-1)＞磷酸铁(127.7 mg·L-1)＞卵磷脂(45.6 mg·L-1),在无机磷培养液中的溶磷量均与pH呈现显著负相关性,在有机磷培养液中的溶磷量与pH没有显著相关性.在不同碳源条件下的溶磷量依次为乳糖＞葡糖糖＞麦芽糖＞果糖＞蔗糖＞淀粉＞纤维素,在不同氮源条件下的溶磷量依次为蛋白胨＞硝酸铵＞硫酸铵＞硝酸钾＞尿素,以葡萄糖为碳源、蛋白胨为氮源时,菌株的溶磷量最高可达202.6 mg·L-1.土培60 d,单施菌株土壤有效磷含量比对照增加68.2％,菌株与有机肥混施土壤有效磷含量比单施有机肥增加76.7％.表明菌株PSPSA1能够溶解多种难溶磷,在土壤中溶磷效果显著,与有机肥混施其溶磷能力明显提高,有望成为高效生物磷肥的优良菌种.

选择胶州湾大沽河与洋河河口湿地作为研究区,在平行于海岸带方向的光滩和垂直于海岸带方向的河漫滩分层采集土壤样品,测定土壤溶解性无机碳(DIC)含量、相关离子含量及土壤理化性质.应用Duncan方法及Pearson相关分析法进行分析,探讨土壤DIC分布特征及影响因素.结果表明:光滩土壤DIC含量总体呈现距入海口越远含量越高的趋势,水体的冲刷作用是导致河流入海口处土壤DIC含量最低的主要原因.河漫滩土壤DIC含量总体呈现随距海距离增加而先降低后升高的趋势,主要是受人类活动等综合因素的影响.互花米草入侵使土壤DIC含量明显降低,这是入侵物种根系的转化作用所导致的.养殖活动改变了养殖池塘自身的环境因子,进而改变了土壤DIC分布规律,表现为表层土壤DIC含量高于光滩而其余土层略低于光滩.相关性分析表明,土壤DIC含量与土壤含盐量及总无机碳含量呈显著正相关、与土壤pH呈显著负相关.

施用氮肥会导致土壤pH值降低,其对不同无机碳含量的土壤二氧化碳(CO2)释放的影响如何,尚不清楚.采用室内密闭培养试验研究了氮肥及其配施硝化抑制剂(DCD)对不同无机碳含量土壤pH、矿质态氮和CO2释放的影响.结果表明:与不施氮肥相比,施用氮肥不同程度地降低了水稻土、砂姜黑土、壤土3类供试土壤的pH,提高了土壤碳累积释放量,49 d培养结束时,土壤碳累积释放量分别提高了39.4％、23.4％和71.8％;氮肥配施DCD后显著抑制了土壤硝化作用的进行,至培养结束时,3类供试土壤pH值均显著高于仅施氮肥处理,水稻土、砂姜黑土CO2平均释放量与仅施氮肥相比无显著性差异,塿土CO2平均释放量比纯施氮肥平均降低了12.5％.土壤无机碳能有效缓冲由氮肥施入而导致的土壤酸化,氮肥施入后石灰性土壤CO2释放不仅来源于土壤有机碳的矿化,可能还有一部分来源于无机碳的溶解释放.我国不同地区间土壤无机碳含量各有差异,长期大量氮肥投入下土壤酸化和无机碳库消耗问题应引起足够的重视.

采用室内模拟培养和13C同位素标记技术相结合的研究方法,探讨了在葡萄糖与无机氮肥共施的条件下,土壤有机碳矿化及其激发效应对外源磷添加的响应,以揭示土壤有机碳矿化的碳磷耦合调控机制.结果表明:外源磷的输入加快了CO2的释放,但抑制了CH4的释放;在整个土壤淹水培养期间,磷添加抑制了土壤碳矿化释放CH4总量的53.1％,其中外源葡萄糖-13C矿化成13CH4的总量降低了70.5％;磷添加促使通过微生物转化的葡萄糖-13C向易利用态碳库的分配比例增加了3.6％,显著提高土壤有机碳快库矿化速率,缩短土壤碳矿化周期.土壤培养前期,外源有机质的添加表现为短暂的负激发效应;随着葡萄糖不断矿化分解,CO2累积激发效应(PECO2)总体上呈现先增加后下降的趋势,而CH4累积激发效应(PECH4)稳步增加最终保持基本稳定状态;培养结束时(100 d),在磷添加条件下,PECO2增强32.3％,PECH4显著降低93.4％.冗余分析和Pearson分析表明,电导率、氧化还原电位和溶解有机碳对稻田土壤碳矿化的影响最为显著;速效磷与13CH4、PECH4呈极显著负相关.在外源有机质添加条件下,磷的添加能够抑制CH4排放及其激发效应,促进土壤有机质的矿化和养分释放,提高土壤原有有机碳的可利用性,促进稻田土壤有机碳循环.