利用膜进样质谱仪测定水稻土几种厌氧氮转化速率

利用膜进样质谱仪测定水稻土几种厌氧氮转化速率

论文摘要

为了在同一体系下区分和测定水稻土反硝化、厌氧氨氧化(Anammox)和硝酸根异化还原成铵(DNRA)过程发生速率和相互关系,并获取近似原位情况下的净脱氮速率,本研究通过将15NH4+化学氧化法测定DNRA速率和添加尿素模拟原位土柱测定净脱氮速率与膜进样质谱法(MIMS)进行联用,完善了一套基于膜进样质谱法(MIMS)的稻田硝态氮转化测定方法体系,利用该方法测定了5种典型的水稻土[辽宁营口(YK)、江苏宜兴(YX)、浙江金华(JH)、广西桂林(GL)和四川广安(GA)]的反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮4种氮转化速率。结果显示:基于MIMS的方法体系可实现对水稻土中反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮速率的测定,5种水稻土反硝化、Anammox、DNRA和净脱氮速率范围分别为(358.63±25.37)~(479.96±22.12)、(-14.81±0.22)~(5.29±1.22)、(25.76±12.71)~(109.87±3.88)g N·hm-2·h-1和(33.33±11.16)~(72.74±14.18)g N·hm-2·h-1,相关结果与其他方法研究结果具有可比性。相关性分析显示:水稻土NO3-、可溶性有机碳(DOC)和土壤Fe2+含量是反硝化过程的主要限制因素;NO3-是Anammox的关键限制因素;而土壤DOC和Fe2+含量是DNRA过程的主要限制因素。基于MIMS的方法体系可以在短时间内(1周)测定水稻土四种厌氧氮转化速率,且所需样品量低、精确度高,在稻田或湿地土壤厌氧氮转化过程研究中有很好的应用前景。

论文目录

  • 1 材料和方法
  •   1.1 土壤样品的采集和处理
  •   1.2 反硝化、Anammox和DNRA速率测定
  •   1.3 净脱氮过程速率的测定
  •   1.4 原理和计算
  •     1.4.1 反硝化、Anammox和DNRA速率计算
  •     1.4.2 净脱氮速率计算
  •   1.5 数据处理和统计分析
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 4种氮转化速率的方法评估
  •   2.2 水稻土反硝化、Anammox和DNRA潜势
  •   2.3 水稻土总脱氮潜势
  •   2.4 环境因素对几种厌氧氮转化速率的影响
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李进芳,柴延超,陈顺涛,单军,颜晓元

    关键词: 水稻土,示踪,反硝化,厌氧氨氧化,硝酸根异化还原成铵

    来源: 农业环境科学学报 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,农业科技

    专业: 环境科学与资源利用

    单位: 中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院大学,中国药科大学

    基金: 国家自然科学基金项目(41571289),国家重点研发计划项目(2017YFD0200101),中国科学院战略性先导科技专项(B类)(XDB15040202),中国科学院南京土壤研究所“一三五”计划领域前沿项目(ISSASIP1653)~~

    分类号: X833

    页码: 1541-1549

    总页数: 9

    文件大小: 3528K

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