宛山荡农田土壤氮迁移过程反硝化与厌氧氨氧化

为探究中国南方农田土壤氮迁移过程的反硝化与厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation,ANAMMOX)速率变化和脱氮贡献本研究采集宛山荡麦稻轮作区农田不同层深土壤及农田、沟道、河岸带和湖泊沉积物等不同土地利用类型土壤样品,分析其理化性质采用Illumina MiSeq测序和实时荧光定量PCR (quantitative real-time PCR,qPCR)技术探究土壤样品的微生物群落组成和功能基因丰度应用同位素培养实验测定各样品的潜在反硝化与厌氧氨氧化速率(以N_2计,下同).结果表明,土壤反硝化速率与TOC、NH_4~+-N和NO_3~--N含量均显著正相关(P0.05),与nirS、nirK及nosZ等功能基因丰度亦呈显著正相关(P 0.05).农田表层土壤反硝化速率为(11.51±1.04) nmol·(g·h)~(-1),显著高于农田其他土壤层以及其他土地利用类型(P 0.05),而农田土壤中厌氧氨氧化速率在20～30 cm层最高,达到(0.48±0.07) nmol·(g·h)~(-1).此外,反硝化作用是农田表层土壤氮损失的主要原因,占91.9%～99.7%,而厌氧氨氧化在深层土壤N_2的产生过程中占有重要地位.     

黄土丘陵区退耕草地土壤呼吸及其组分对氮磷添加的响应

为探究不同氮磷添加水平对黄土丘陵区退耕草地土壤呼吸及其组分的影响,于2018年5～9月采用田间试验的方法,设置3个施氮(以N计)主区[0、50和100 kg·(hm~2·a)~(-1)]和3个施磷(以P_2O_5计)副区[0、40和80 kg·(hm~2·a)~(-1)].测定每月各处理下土壤总呼吸和异养呼吸速率,以及土壤温度和土壤含水量.结果表明,氮磷添加对土壤温度和土壤水分的影响均不显著(P 0. 05).土壤呼吸速率具明显月份变化特征,在7月达到峰值.未施肥处理的月平均土壤总呼吸、异养呼吸和自养呼吸分别为0. 69、0. 39和0. 29 g·(m~2·h)~(-1).未施氮条件下,施磷对土壤呼吸及其组分无显著影响(P 0. 05).施氮条件下,磷添加显著提高土壤呼吸及其组分的呼吸速率(P 0. 05),氮磷配施后月平均土壤总呼吸、异养呼吸和自养呼吸最大值分别为0. 93、0. 50和0. 47 g·(m~2·h)~(-1).未施肥的土壤总呼吸、异养呼吸和自养呼吸的Q_(10)值分别为1. 86、2. 36和2. 24;氮磷添加降低了土壤呼吸及其组分的Q_(10)值.总体上,氮磷添加对黄土丘陵区退耕草地土壤呼吸及其组分的影响与施氮磷量有关.     

N2流量比对AlCrMoSiN涂层组织结构和性能的影响

目的 减少硬质合金刀具在干式切削时产生的切削热,降低切削温度,从而提高刀具使用寿命。向AlCrSiN涂层中掺杂Mo元素,在涂层服役过程中易生成层状MoO_(3)润滑膜,降低刀面与切屑和工件间的摩擦,实现涂层刀具的自润滑功能。方法 利用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合技术制备AlCrMoSiN涂层,改变反应气体N_(2)流量,调节涂层的成分和结构。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析AlCrMoSiN涂层的物相成分和微观结构,利用纳米压痕仪、划痕仪和摩擦试验机分别测试涂层的力学性能和摩擦学行为。结果 当N_(2)流量比增大,AlCrMoSiN涂层沿(111)晶面择优生长,衍射峰变得尖锐,(111)和(200)晶面衍射峰向小角度偏移。当N_(2)流量比为16%时,涂层的硬度和弹性模量最大,分别为17.56 GPa和292.31 GPa。当N_(2)流量比为18%时,涂层的临界载荷最高,约为70.6 N,摩擦系数最低达0.54,磨损率为1.3×10^(–3)μm^(3)/(N·μm),此时涂层最耐磨。结论 N_(2)流量比对涂层组织结构有重要影响,随着N_(2)流量比增大,涂层的力学性能与摩擦磨损性能逐渐改善。     

DNDC模型对川中丘陵区稻田CH4、N2O排放的模拟对比分析

利用IKONOS高分辨率(1m)卫星遥感图,进行典型抽样和地形→土地利用→土地覆盖→综合信息提取的方法,选定了代表川中丘陵区类特征的四川省金堂县为研究区域,通过对研究区域中不同固定耕作制度下代表性田块的选取,于2005年5月—2006年5月对田块管理者进行作物田间管理、作物产出等农业生产实际情况调查和分析,进行土壤理化性状、水样的测定,并结合当地的气象资料,利用DNDC模型模拟川中丘陵区不同耕作制度下稻田温室气体的排放情况。结果表明:冬水田-水稻田(PF)水稻生长期CH4排放通量为2.24 kg.hm-2.d-1,占年排放量的80.73%;水稻生长期和冬闲期N2O通量分别为0.033和0.003 6 kg.hm-2.d-1,水稻生长期排放量为4.28 kg.hm-2,占年总排放量的83.59%。CH4和N2O排放量在水稻整个生季节存在明显的互为消长关系。油菜-小麦田(RR)水稻生长期CH4排放通量为1.16 kg.hm-2.d-1,是休闲期的20.71倍,水稻生长期CH4排放量占年排放量的90.48%;水稻生长期和非水稻生长期N2O排放通量分别为0.070和0.027 kg.hm-2.d-1,水稻生长期N2O排放量为8.01 kg.hm-2,占年排放量的54.19%。小麦-水稻田(RW)水稻生长期CH4排放通量为1.24 kg.hm-2.d-1,是休闲期的21.02倍。水稻生长期CH4排放量占年排放量的89.75%;水稻生长期和非水稻生长期N2O排放通量分别为0.089和0.030 kg.hm-2.d-1,水稻生长期N2O排放量为9.61 kg.hm-2,占年排放量的55.23%。PF年CH4排放量是RR和RW的近3倍,且少一季作物产量,应尽量将冬水田改为两季田。     

太湖湖滨湿地沉积物氮磷与2种挺水植物氮磷的关系

在无锡太湖湖滨带布设3条样带、36个样点进行了调查,分析了表层沉积物（0~15 cm）和芦苇（Phragmites australis（Cav.）Trin.）、茭白（Zizania latifolia（Griseb.）Turcz.）2种挺水植物w（N）、w（P）的变化,揭示了沉积物N、P的空间分布以及与2种挺水植物N、P的关系。结果表明：（1）表层沉积物w（N）自上而下分别为7.89~4.24 mg.g-1（0~5 cm）、7.56~3.81 mg.g-1（0~10 cm）、7.61~3.77 mg.g-1（0~15 cm）,w（P）分别为1.293~0.532 mg.g-1（0~5 cm）、1.112~0.497 mg.g-1（0~10 cm）、0.952~0.471 mg.g-1（0~15 cm）。（2）生态修复区表层沉积物N、P的水平变化规律一致,按陆向辐射区-水位变幅区-水向辐射区依次递减,而从垂直变化来看,w（N）、w（P）均以表层最高,并依次向下层递减;硬质护坡区P的变化与之一致,但N的水平分布却按陆向辐射区-水位变幅区-水向辐射区依次递增,垂直分布呈现表层最低,并依次向下层递增变化。（3）2种挺水植物w（N）、w（P）不同,芦苇对N、P的吸收明显高于茭白（芦苇地上部分w（N）31.75~42.61 mg.g-1,地下部分w（N）13.57~18.21 mg.g-1;茭白地上w（N）14.78~23.57 mg.g-1,地下部分w（N）13.57~18.21 mg.g-1,而芦苇地上部分w（P）3.62~5.08 mg.g-1,茭白地上部分w（P）1.42~1.93 mg.g-1,地下部分w（P）0.35~0.57 mg.g-1）。2种挺水植物地上部分N、P吸收量远远大于地下部分吸收量。（4）相关分析表明,2种植物地下部分w（TP）与沉积物w（TP）呈正相关,而芦苇地下部分w（TP）与沉积物w（TP）相关性显著（P〈0.05）,说明芦苇根系对沉积物中的P具有强烈吸附作用。（5）2种植物对太湖中沉积物N、P分配有显著影响,生态恢复区沉积物中w（N）显著高于硬质护坡,而w（P）较硬质护坡显著降低,适度恢复水生植被可有效缓解湖泊水体的富营养化。     

耕作方式对太湖地区冬小麦生长季N_2O排放的影响

采用静态暗箱-气相色谱法对2009年11月至2010年6月冬小麦(Triticum aestivum L.)生长季N2O排放通量进行田间原位观测,研究不同耕作方式(免耕、少耕、传统耕作)对太湖地区稻麦轮作系统麦季土壤N2O排放的影响。结果表明:有植株参与下免耕、少耕和传统耕作的冬小麦生长季N2O平均排放通量分别为63.75μg·m-2·h-1、39.94μg·m-2.h-1和48.83μg·m-2·h-1,无植株参与下分别为73.48μg·m-2·h-1、52.97μg·m-2·h-1和63.60μg·m-2·h-1,麦季N2O排放通量的季节变化与5 cm、10 cm土壤温度呈显著或极显著线性正相关(r=0.400*～0.654**,n=28)。小麦种植对N2O的排放影响较大,无植株参与的N2O季节总排放量显著高于有植株参与的处理(P<0.05);耕作方式显著影响冬小麦农田N2O季节总排放量(P<0.05),有植株参与下麦季N2O总排放量少耕较免耕和传统耕作分别减少37.3%和17.9%,无植株参与下分别减少28.0%和16.7%。研究表明太湖地区冬小麦采用少耕措施可减少麦季N2O的排放。     

关于DPD光度法测游离氯操作步骤的几点分析

对N,N-二乙基-1,4-苯二胺(DPD)分光光度法测游离氯的3个较权威的版本的操作步骤在显色效果、显色物稳定性、标准曲线和实测样品结果方面进行了对比,对<水质游离氯和总氯的测定N,N-二乙基-1,4-苯二胺分光光度法>(GB 11898-1989)操作步骤提出了一点改进建议.     

北沙河上游流域氮、磷污染风险空间分布特征解析

非点源污染是全球水环境污染治理面临的严峻挑战之一,氮（N）、磷（P）污染是非点源污染重要的组成部分,解析N、P污染风险空间分布特征是非点源污染治理的关键.本研究以北沙河上游流域为例,采用输出系数法综合估算区域不同土地利用类型、畜禽养殖和居民生活的N、P污染负荷,将其视为污染源因子指标以替代潜在非点源污染指数（Potential Non-point Pollution Indicator,PNPI）模型中的土地利用指标,利用改进后的PNPI模型解析该流域N、P污染风险空间分布特征.结果表明：(1)研究区N、P污染风险皆呈东南部居民区高、西北部山区低的空间分布特征;(2)P污染主要源自居民生活,N污染主要源自土地利用输出,各土地利用类型中耕地输出的N、P污染量最多;(3)N、P污染极低风险区面积占比最大,面积占比分别为59%和56%,极高风险区面积占比最小,分别为5%和3%.研究结果有望为北沙河上游流域非点源N、P污染防治提供依据,为流域综合治理提供参考.     

脯氨酸掺杂g-C3N4纳米片的制备及其对RhB的降解

通过简单的水热及煅烧方法制备了脯氨酸掺杂的g-C₃N₄纳米片,借助FTIR、XRD、SEM、BET、XPS、UV-vis DRS、PL、电化学工作站等手段对所制备的光催化剂进行结构、形貌、组成及光电性能表征分析.结果表明,脯氨酸的加入可以自主剥离前驱体,制成纳米片状的g-C₃N₄,增加催化剂的比表面积.此外脯氨酸的引入可以调节催化剂的能带结构,增加可见光吸收,提高光生载流子分离率.在模拟可见光照射下,考察其对罗丹明B (RhB)的光催化降解性能获得了最优掺杂条件.1%脯氨酸掺杂(PCN-1%)的催化剂经过60min可见光照射即可降解99%以上的污染物.降解速率得到显著提升,PCN-1%对RhB的降解速度(0.0271min^-1)达到传统体相氮化碳(BCN)降解速率(0.0027min^-1)的10.04倍,显著提高了g-C₃N₄的光催化能力.     

One-pot molten salt method for constructing CdS/C3N4 nanojunctions with highly enhanced photocatalytic performance for hydrogen evolution reaction

The construction of heterojunction photocatalysts for efficiently utilizing solar energy has attracted considerable attention to solve the energy crisis and reduce environmental pollution. In this study, we use the energy released from an easily-occurred exothermic chemical reaction to serve as the drive force to trigger the formation of Cd S and C₃N₄ nanocomposites which are successfully fabricated with cadmium nitrate and thiourea without addition of any solvents and prot...