影响土壤反硝化作用的因素-论文
《施用生物炭对农田土壤硝化反硝化过程及N2O排放的影响》
《施用生物炭对农田土壤硝化反硝化过程及N2O排放的影响》一、引言随着全球气候变化和环境问题日益严重，农业活动对环境的影响成为研究的重要课题。
生物炭作为一种新型农业土壤改良剂，在提高土壤肥力和改善土壤环境方面表现出巨大潜力。
硝化反硝化过程是农田土壤氮循环的关键环节，同时也是N2O排放的主要来源。
N2O作为温室气体，对全球气候具有重要影响。
因此，研究施用生物炭对农田土壤硝化反硝化过程及N2O排放的影响，对于优化农业管理措施、减少温室气体排放具有重要意义。
二、材料与方法1. 试验材料试验选用的生物炭为某公司生产的生物质炭产品，试验地点为某地区农田。
试验土壤类型为典型的农田土壤，并保证试验田地块无显著的历史处理和施肥差异。
2. 试验方法（1）设置不同生物炭施用量梯度，分别对农田进行施用处理。
（2）定期监测农田土壤的硝化反硝化过程及N2O排放量。
（3）采用实验室分析方法测定土壤中相关酶活性、微生物数量等指标。
（4）运用统计分析方法分析生物炭施用量与硝化反硝化过程及N2O排放的关联性。
三、结果与分析1. 生物炭施用对农田土壤硝化反硝化过程的影响试验结果表明，施用生物炭后，农田土壤的硝化反硝化过程受到显著影响。
具体表现为：在适宜的生物炭施用量下，土壤硝化作用增强，反硝化作用相对减弱。
这一变化可能是由于生物炭改善了土壤结构，提供了更多的微生物生长所需的碳源和养分。
2. 生物炭施用对N2O排放的影响与对照相比，施用生物炭后农田土壤的N2O排放量有所降低。
这可能是由于生物炭的施用改变了土壤微生物群落结构，降低了N2O排放的微生物活性。
此外，生物炭的高吸附性也可能减少了N2O在土壤中的扩散和排放。
3. 生物炭施用量与土壤性质的关系随着生物炭施用量的增加，土壤中相关酶活性、微生物数量等指标呈现先升后降的趋势。
这表明适宜的生物炭施用量对土壤具有显著的改良作用，而过量施用则可能对土壤产生负面影响。
因此，在农业生产中应合理控制生物炭的施用量。
反硝化控制条件
反硝化控制条件反硝化是一种微生物过程，可以将硝酸盐还原为氮气，从而实现氮的去除。
在污水处理和土壤修复等领域，反硝化被广泛应用于氮的去除和环境保护。
本文将介绍反硝化的控制条件，包括温度、pH值、有机物质和氧气含量等因素。
1. 温度：温度是影响反硝化过程的重要因素之一。
一般来说，反硝化微生物的适宜生长温度为20-30摄氏度。
过低或过高的温度都会影响反硝化过程的效率。
因此，在实际应用中，需要根据环境条件进行温度控制，以保证反硝化微生物的活性和生长。
2. pH值：pH值是指溶液的酸碱性程度，也是反硝化过程中需要控制的重要参数之一。
一般来说，反硝化微生物的适宜pH范围为6.5-8.5。
过低或过高的pH值都会抑制反硝化微生物的生长和活性，从而影响反硝化过程的效果。
因此，需要根据实际情况进行pH值的调节，以维持适宜的反硝化环境。
3. 有机物质：有机物质是反硝化微生物生长和代谢的重要营养源。
适量的有机物质可以提供反硝化微生物所需的能量和碳源，促进其生长和活性。
然而，过高的有机物质浓度会导致反硝化过程过程中产生大量的亚硝酸盐，进一步形成亚硝胺等对人体有害的物质。
因此，在控制反硝化过程中，需要适量添加有机物质，确保营养需求的同时避免过高的有机负荷。
4. 氧气含量：氧气是反硝化过程中的抑制因子，高浓度的氧气会抑制反硝化微生物的活性和生长。
因此，在实际应用中，需要控制反硝化系统中的氧气含量，可以通过减少通气量、增加氮气的供应等方式来降低氧气浓度，从而提高反硝化过程的效率。
除了以上几个主要的控制条件外，还有其他一些辅助条件也会影响反硝化过程的效果，例如微生物的种类和菌群组成、底物浓度、反应时间等。
在实际应用中，需要根据具体情况进行综合考虑和控制。
反硝化是一种重要的氮去除过程，可以通过微生物的作用将硝酸盐还原为氮气。
在控制反硝化过程中，温度、pH值、有机物质和氧气含量等因素起着重要的作用。
合理调控这些条件，可以提高反硝化过程的效率，实现氮的去除和环境保护的目标。
土壤反硝化作用研究进展
土壤反硝化作用研究进展作者：吕海霞杨丹丹牛犇来源：《河南农业·综合版》2020年第10期土壤反硝化作用是氮素生物地球化学循环的重要环节，是实现完整氮素循环不可缺少的组成部分。
一、国内外研究进展（一）影响因素19世纪五六十年代以来，国际上对土壤反硝化作用进行了大量的研究，特别是在其发生条件、研究方法及产物组成上有很大的进展。
一般认为pH值和有机碳含量是影响土壤反硝化作用的重要因素。
（二）发生要求反硝化过程通常用于描述氮氧化物（NO3-或NO2-）还原转化成氮气体（N2O和N2）的过程。
反硝化作用发生的总要求是：反硝化微生物并且具有代谢能力;合适的电子供体;嫌气条件或O2的有效性受到限制;N的氧化物，如 NO3-、NO2-、NO或N2O作为末端电子受体;适当的温度。
只有在上述条件同时满足的情况下，反硝化作用才能显著。
（三）研究方法土壤反硝化作用的研究方法种类很多，根据是在室内或是室外测定的不同，一般可分为田间原位测定方法和实验室培养测定方法两类。
根据测定的是产物还是反硝化底物的不同，可分为直接气体产物测定法、间接平衡差减法和底物消失速率测定法。
另外，根据测定中所用试剂的不同，又可将其分为15N同位素方法和乙炔抑制法。
（四）产生的效应反硝化的气态产物为NO， N2O和N2 。
反硝化作用对环境所产生的效应取决于其所产生的终产物及不同产物之间的比例。
众所周知，N2O是重要的温室气体之一，参与大气的光化学反应，而且很容易破坏臭氧层。
在百年时间尺度上N2O的全球增温潜势是CO2的296倍，其在大气中的寿命为120年。
自1988年以来，N2O以每年0.8 ug/L的速率增长，2004年浓度达318.6 ug/L ，比工业革命前（270 ug/L）增长了18%。
全球N2O年排放量是16.4Tg，其中土壤是N2O重要的排放源，约占年总排放量的62.2% ，施肥农业土壤上排放的N2O-N约为2.8 Tg。
产物NO虽然不是温室气体，但其是大气中的活性物质，在对流层中很容易被氧化成NO2。
三种土壤矿物对硝酸盐还原菌活性的影响
三种土壤矿物对硝酸盐还原菌活性的影响摘要1前言1.1土壤反硝化作用一直以来，人们针对土壤矿物对硝酸盐还原菌活性的影响积极进行研究，其中，人们在研究土壤氮素循环的时候遇到各种困难，因此，人们把其当做一个具有挑战性的课题来研究，针对这个研究，主要研究其很多方面，即如何保存土壤氮素、如何治理氮污染、如何排放温室气体、如何平衡全球氮素等。
目前我们对氮素循环的理解还远远达不到这一目标。
例如，在农业方面生产充足的食物需要较高的氮素投入，而较高的氮素投入又会给环境造成压力。
在进行氮素转化的时候，往往需要大量微生物。
土壤在进行反硝化的进程中，有一个非常重要环节，即基于微生物的载体作用，促进地球氮素进行生物与化学循环，在这个过程中，受到全球气候改变的影响。
基于反硝化微生物，发生还原反应，使硝酸盐最终形成亚硝酸盐、一氧化二氮以及氮气等物质。
因此，存在于土壤中的反硝化微生物发挥重要的作用，即对土壤温室气体的排放，以及氮素的丢失进行调控，所以，有必要对这一类微生物进行研究。
这种物质也被用于农业方面，比如，基于土壤的反硝化作用的把控，保留大量氮肥，同时也用于环境方面，即除去土壤中大部分硝酸盐。
土壤中参与反硝化过程的微生物极其复杂它涉及原核生物共13个科中的10个科。
这些发生反硝化作用的微生物基本都属于非自养型的物质，其生活需要对现成的有机物进行氧化反应。
对于反硝化细菌来源很广，这样一来，随着土壤有机质含量得增高，其反硝化潜势就随之而增高，比较与土壤实际的反硝化能力，其反硝化潜势比较高，其中含有一些限制因子，即针对硝态氮的供给速度、扩散速度，以及土壤通气等。
地下水中有机质含量很低，反硝化细菌数量也少，反硝化过程非常微弱，所以硝态氮一旦经过土壤淋入地下水就不容易自然清除，这是氮素与环境研究中需要加倍重视的问题。
土壤中可培养的反硝化细菌数量大约仅占所有能够还原硝态氮细菌总数的1/3。
说明反硝化细菌并不是还原硝酸的主导区系，国内外不少相关报道按照土壤微生物学原理，微生物中往往有一些能够还原硝态氮，且其数量最多的那种类群能够决定土壤中硝态氮的还原行为。
添加碳源对不同pH 水稻土中反硝化关键功能基因的影响
的异养还 原 过 程， 需 要 碳 源 作 为 电 子 供 体 参 与 反
应
［１７］
．淹水条件下微生物利用碳源厌氧发酵过程中
产生的有机酸
壤 ｐＨ
［２１］
［１８⁃１９］
、氢离子
［２０］
、ＣＯ ２ 等物质会降低土
，而土壤 ｐＨ 是影响反硝化作用最主要也是
最复杂的因素之一，可直接影响参加反硝化作用的
反硝化的微生物群落结构和氮氧化物还原酶的活
性
［２２⁃２４］
．因此碳源是影响反硝化作用的关键因素之
一，但是目前关于外加碳源的研究多见于对工农业
污水脱氮处理，其对农业土壤尤其是稻田土壤中反
硝化作用的影响机理研究较少，碳源添加对反硝化
过程的影响机制研究鲜有报道．
本研究通过室内水稻土泥浆厌氧培养试验，在
不同本底 ｐＨ 水稻土中添加碳源培养，监测培养过程
取泥浆样品摇匀后，采用 ｐＨ 计（ ＭＴ⁃５０００） 依次
对不同处理样品进行测定．
１ ４ 土壤无机氮素含量测定
取保存于 － ２０ ℃ 的冷冻样品，解冻后取 ３ ｇ 样品
加入 ３０ ｍＬ １ ｍｏｌ·Ｌ －１ 的 ＫＣｌ 溶液，震荡 １ ｈ 后过滤
并收集滤液，利用流动分析仪测定样品中的 ＮＯ －３ ⁃Ｎ、
境，后加铝盖密封，置于 ２０ ℃ 恒温培养箱避光培养．
表 ２ 试验设置
Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ
试验因子
水平
标记
土壤样品本底 ｐＨ
酸性
ＧＺ
碱性
率、温室气体减排提供理论支撑．
葡萄糖浓度 ／ （ ｍｍｏｌ·Ｌ ）
－１
影响土壤反硝化作用的因素
河南农业2015年第9期（上）土壤反硝化作用包括生物反硝化过程和化学反硝化过程，以生物反硝化过程最为重要。
生物反硝化过程是指微生物在无氧、或者微量氧供应条件下的硝酸呼吸过程，其中，反硝化微生物将NO 3-、NO 2-或者N 2O 作为呼吸过程的末端电子受体，并将其还原为NO 2-、NO 、N 2O 或者是N 2。
一、土壤反硝化作用概述通常所说的土壤反硝化作用主要是指土壤生物反硝化过程。
反硝化的基本过程是：NO 3-→NO 2-→NO →N 2O →N 2反硝化作用发生 的总的要求是：一是存在具有代谢能力的反硝化微生物。
二是合适的电子供体，如有机C 化合物、还原态S 化合物或分子态氢（H 2）。
三是嫌气条件或O 2的有效性受到限制。
四是N 的氧化物，如NO 3-、NO 2-、NO 或者N 2O 作为末端电子受体。
只有上述条件同时满足时，反硝化才能进行。
反硝化通常在厌氧条件下发生，但在微厌氧条件下也能发生好气反硝化，即异养硝化细菌利用NH 4＋氧化而来的NO 2-作为电子受体，将其还原为N 2O 和N 2 的过程，某些情况下可成为N 2O 或N 2的主要产生途径。
二、影响土壤反硝化作用的因素凡是影响到土壤微生物生长与活性的因素都会影响到土壤反硝化作用的进行，而且这些因素在单独起作用的同时还错综复杂的影响反硝化作用的进行。
（一）通气与水分状况反硝化作用是在嫌气条件下进行的微生物学过程，因而受到土壤水分和通气状况的制约。
实验室研究表明，当土壤水分含量低于60%时，反硝化作用非常微弱，不受NO 3-供应的限制。
与常规耕作土壤相比，免耕土壤有较多的土壤水分和较小的空隙度，生物反硝化作用强于耕作土壤。
免耕也比传统耕作导致更高的土壤表层C 累积，从而增强反硝化作用，这主要是因为免耕条件下表层土壤含水量因有作物残茬覆盖而较高，从而促进了反硝化。
（二）温度反硝化作用可以在较宽的温度范围内进行。
在温度低至-2~-4℃时，反硝化作用也可以进行，当温度>5℃时，反硝化作用可以明显的进行，反硝化作用进行的最佳温度是在30~67℃。
硝化抑制剂对土壤的硝化抑制效应与其微生物作用机理
ABSTRACT【Objective】Nitrate is a dominant form of N in arid soil. Employing nitrification inhibitors is very conventional way to inhibit soil nitrification rate and control soil NH4+/NO3- supply ratio as well as improve N fertilizer use efficiency. In the present research, incubation and pot experiments were conducted to compare nitrification rate dose-dependent effects of 3 different types nitrification inhibitors on sandy, loamy and clayey soils condition. The aim of this paper is to find out the nitrification inhibitor reasonable amendment dosages, the biological effects of different nitrification inhibitors on pakchoi plant growth, nitrogen nutritional status. Furthermore, the response of soil key enzymes and soil microorganism communities which involved in soil nitrogen transformation was also studied by means of enzymological as well as soil microbial molecular method in this study. All knowledge about our research work is helpful to make further understand nitrification inhibitor occurred mechanisms and its biological effect in soil-plant system, meanwhile. Also, our research result will provide fundamental theoretical support for optimum soil NH4+/ NO3- supply ratio and NI extend application under drip irrigation condition in Xinjiang.【Method】This study compared the effects of 3 different types nitrification inhibitors in 3 soils with different soil textures in Xinjiang by using laboratory simulation test to understand the impacts of different types and doses of nitrification inhibitors on soil inorganic nitrogen transformation (NH4+, NO3-) and on soil nitrification process and the rate of apparent soil nitrification, and select out the suitable nitrification inhibitor for different soil textures and the right dosage applied. Meanwhile, the optimum dosages of different nitrification inhibitors biological effect of on pakchoi plant were compared in pot experiments. Soil enzymological method and soil microbial m olecular method(DNA-PCR-DGGE) was employed to measure soil biological reactions on different nitrification inhibitors.【Result】1) DCD exerted significant inhibitory effects on nitrification on all three types of soil texture tested(i.e. sandy, loamy and clayey soil). For instance, nitrification inhibition rates ranged from 96.5% to 99.3% on the loamy soil, from 34.0% to 85.6% on clayey soil and from 49.3% to 79.4% on the loamy soil. Among the three types of soil texture, the rates of nitrification inhibition by DCD were in the order of sandy soil > clayey soil > loamy soil. Soil nitrate concentration merely increased by 1.9～10.7 mg·kg-1 with DCD application rates elevated from 1% to 7%, indicating that DCD has no obvious dose effect on the sandy soil. However, soil nitrate concentration decreased sharply with increasing supply levels of DCD, and marked dose effect was observed on the loamy and clayey soils. Soil nitrification could be significantly inhibited through application of DCD on calcareous soils and the optimal recommended DCD application rates based on pure N were 6%, 7% and 7% on sandy, clayey and loamy soil, respectively.2) DMPP exerted significant nitrification effects on all three types of soil texture (i.e. sandy, loamy and clayey soil). For instance, nitrification inhibition rates ranged from 96.2% to 99.7% on the sandy soil. Among the three types of soil texture, the rates of nitrification inhibition by DMPP were in the order ofsandy soil > loamy soil > clayey soil. Nitrification inhibition of different doses of DMPP is significantly different, for example, nitrification inhibition rate on the sandy soil was more than 99% except for the treatments with 3%, 3.5% and 6% DMPP added. The highest nitrification inhibition rates were found in the treatments with 2% and 3% DMPP added in loamy soil, and in the treatments with 3.5%, 4% and 5% DMPP added in the clayey soil.3) Nitrapyrin (Type 1) exerted significant nitrification effects on all three types of soil texture. Nitrification inhibition rates ranged from 98.9% to 99.9% in the sandy soil, from 41.7% to 99.6% in the loamy soil, from 48.2% to 81.7% in the clayey s oil. Among the three types of soil texture, the rates of nitrification inhibition by Type 1 were in the order of sandy soil > loamy soil> clayey soil. Type 1 nitrification inhibitor had no obvious dose effect on the sandy soil. However, soil nitrate concentration decreased sharply with increasing supply levels of Type 1, and marked dose effect was observed on the loamy and clayey soils. From our study, it can be concluded that soil nitrification could be significantly inhibited through application of Type 1 on calcareous soils and the optimal doses recommended for Type 1 were 0.1%, 0.25% and 0.3% (based on amount of Urea)on the sandy, clayey and loamy soil, respectively.4) Nitrapyrin (Type 2) exerted significant nitrification effects on all three types of s oil texture. Nitrification inhibition rates ranged from 97.9% to 99.7% in the sandy soil, 40.2% to 95.5% in the loamy soil, and 38.9% to 92.2% in the clayey soil. Among the three types of soil texture, the rates of nitrification inhibition by Type 2 were in the order of sandy soil > loamy soil> clayey soil. Type 2 nitrification inhibitor had no obvious dose effect on the sandy soil. However, soil nitrate concentration decreased sharply with increasing supply levels of Type 2, and marked dose effect was observed on the loamy and clayey soils. From our study, it can be concluded that soil nitrification could be significantly inhibited through application of Type 2 on calcareous soils and the optimal Type 2 doses recommended were 0.1%, 0.4% and 0.45% (based on amount of Urea)on the sandy, clayey and loamy soil, respectively.5) There was no significant inhibitory effect on nitrification on the sandy soil between any two of the 4 kinds of nitrification inhibitors tested (7% DCD, 1% DMPP, 0.25%Type 1, and 0.1% Type 2). The effect of nitrification inhibitors was in the order of 0.5% Type 1 > 1% DMPP > 0.4% Type 2 > 7% DCD in the loamy soil and 1% DMPP > 0.45% Type 2 > 7% DCD > 0.3% Type 1 in the clayey soil.6) The p rocess of soil NH4+ transferred into NO3- was significantly inhibited, and the nitrificationinhibitory effect was in the order of DMPP > Nitrapyrin > DCD based on the application rate recommended, no matter the N fertilizer applied is urea or ammonia sulphate,7) Application of nitrification inhibitors could improve the activities of soil catalase, protease, nitrate reductase, hydroxyl proposed reductase, amine reduction enzyme and reduce the activity of soil urease. The microbial structural diversity of ammonia-oxidizing bacteria and archaea amoA affected by application of nitrification inhibitors.8) Compared with Urea or ammonia sulphate, application of nitrification inhibitors with N fertilizers could increase the yield and quality of pakchoi, improve root activity and leaf SPAD value, but reducenitrate content in leaves and leafstalks.For example, at the early stage (15 days) nitrate content in leaves of packoi was 10.8%, 17.8% and 1.6% lower in treatments with Urea+DCD, Urea+DMPP and Urea+Nitrapyrin than in the treatment with equal amount of Urea o nly, compared to 3.7%, 14.3% and 1.0% in nitrate content of leafstalk. Nitrate content in leaves of packoi was 11.2%, 22.6% and 8.9% lower in the treatments with ASN (ammonia sulphate)+DCD, ASN+DMPP and ASN+Nitrapyrin than in the treatment with equal amount of ammonia sulphate only, compared to 24.0%, 22.6%, 14.8% in leafstalk. Compared with Urea, the yield and biomass dry weight of packoi plant significantly enhanced with nitrification inhibitors (DCD, DMPP and Nitrapyrin) application treatment.【Conclusion】1) Application of nitrification inhibitors (DCD, DMPP and Nitrapyrin) could inhibit nitrification in soil. Among the three types of soil texture, the effect s of nitrification inhibition by DCD were in the order of sandy soil > clayey soil > loamy soil, when that were sandy soil > loamy soil> clayey soil by Nitrapyrin and DMPP. The effect s of nitrification inhibition by different types of NI were DCD < Nitrapyrin<DMPP in the same does.2) Within the NI concentration range of 1%～7% for DCD(based on pure N) and of 0.1%～0.5% for nitrapyrin (based on amount of Urea), a marked nitrification inhabitation dosage effect was observed on the loamy and clayey soil. DMPP application rates elevated from 1% to 7%, indicating that D MPP has no obvious dose effect on the three types of soil texture. There has marked dose effect on loamy and clayey soil only in low application rates of Nitrapyrin (Type 1, 0.1% to 0.25%), when there has no obvious dose effect on high rates (higher than 0.25%). From our study, it can be concluded that the optimal doses recommended for Nitrapyrin (Type 1) were 0.25% (based on amount of Urea).- content in3) Application of nitrification inhibitors (DCD, DMPP and Nitrapyrin) could reduce NO3leaves and leafstalks, but increase the yield and quality of pakchoi, improve root activity and leaf SPAD value.4)Application of nitrification inhibitors could significantly affect the enzyme activity of soil nitrogen transformation and the ammonia-oxidizing bacteria and ammonia-oxidizing archaea community structure and genetic diversity.Keywords: Nitrapyrin; Nitrate; Ammonium; Nitrification inhibition rate; Nitrification Inhibitor; Nitrification缩略词及符号简写中文名称备注TTC 2, 3, 5-三苯基四唑氯化物2, 3, 5 - triphenyl tetrazolium chloride AOA 氨氧化古菌Ammonia oxidation archaeaAOB 氨氧化细菌Ammonia oxidation bacterialDCD 双氰胺DicyandiamideDMPP 3, 4-二甲基吡唑磷酸盐3, 4-dimethylpyrazole phosphate ASN 硫酸铵Ammonium sulphateDMPZP 3, 5-二甲基吡唑磷酸盐3, 5-dimethylpyrazole phosphate PCR 聚合酶链式反应Polymerase chain reactionDGGE 变性梯度凝胶电泳Denaturing gradient gel electrophoresis NI 硝化抑制剂Nitrification Inhibitor石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
土壤反硝化的分子生态学研究进展及其影响因素
土壤反硝化的分子生态学研究进展及其影响因素王海涛;郑天凌;杨小茹【期刊名称】《农业环境科学学报》【年(卷),期】2013(32)10【摘要】反硝化作用是在微生物参与下的土壤氮循环中的一个重要过程,反硝化作用强弱直接影响着氮素的利用.反硝化微生物是一大生理类群,广泛分布于细菌、真菌和古菌中,经典的16S rRNA方法不适合反硝化细菌的生态学研究.利用功能基因,结合现代分子生物学技术,已成为反硝化研究的常用方法.主要介绍了变性梯度凝胶电泳、末端标记限制性片段长度多态性技术、实时荧光定量PCR、反转录PCR以及最近发展起来的高通量测序技术和功能单细胞分离技术在反硝化生态研究中的应用,并综述了土壤反硝化作用的研究进展及其影响因素,对反硝化未来的研究技术和方向进行了展望.【总页数】10页(P1915-1924)【作者】王海涛;郑天凌;杨小茹【作者单位】中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021;厦门大学生命科学学院滨海湿地生态系统教育部重点实验室厦门361102;厦门大学生命科学学院滨海湿地生态系统教育部重点实验室厦门361102;中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室厦门361021【正文语种】中文【中图分类】S154.36【相关文献】1.旱地土壤硝化-反硝化过程和呼吸作用测定方法研究进展 [J], 卜东升;张翠丽;郑德明2.短程硝化反硝化影响因素研究进展 [J], 李帅;徐金有;林仙键;谢满帅;张传义3.反硝化微生物分子生态学技术及相关研究进展 [J], 孙建光;高俊莲;马晓彤;徐晶;姜瑞波4.土壤硝化和反硝化作用及影响因素研究进展 [J], 刘义;陈劲松;刘庆;陈林武5.硝化细菌分子生态学研究进展 [J], 马英;钱鲁闽;王永胜;吴成业因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
土壤酸化对硝化和反硝化微生物类群结构及功能的影响
土壤酸化对硝化和反硝化微生物类群结构及功能的影响土壤酸化是指土壤酸性物质含量增加，pH值降低的现象。
土壤酸化通常由于氮肥的过量使用、酸雨的侵蚀以及土地退化等因素引起。
土壤酸化对硝化和反硝化微生物类群结构及功能有着重要的影响。
一、影响硝化微生物类群结构的因素：土壤酸化可以改变硝化微生物的优势种群及数量，主要影响包括：1.1 pH值：土壤酸化导致土壤pH值下降，硝化微生物对pH敏感。
一般而言，细菌硝化作用主要发生在中性至微碱性的土壤中，而酸性土壤中细菌硝化作用活动明显下降。
然而，具有较高耐酸性的硝化细菌如亚硝化细菌（Nitrosomonas spp.）在酸性土壤中仍然能够进行硝化作用。
1.2铵离子浓度：在酸性土壤中，铵离子浓度通常更高，直接抑制一些硝化微生物的生长和活性。
1.3铁、铝、锰离子的毒性：酸性土壤中这些离子的溶解度增加，地下水中往往含有较高浓度的这些离子，它们对硝化微生物生长和活性有一定的毒性作用。
1.4氧气浓度：酸性土壤中氧气浓度较高，利于厌氧环境中的硝化微生物生长。
二、影响硝化微生物功能的因素：土壤酸化对硝化微生物功能的影响主要表现在以下几个方面：2.1硝酸盐的累积：硝化微生物是将铵盐氧化为硝酸盐的关键环节。
然而，在酸性土壤中，硝酸盐的累积会加速土壤酸化的进程。
因此，土壤酸化可以增加硝酸盐的积累，并进一步抑制硝化微生物的功能。
2.2硝化速率的下降：酸性土壤中硝化作用会受到限制，硝化速率下降。
硝酸盐的积累以及硝酸盐对土壤生物活性的毒性作用，是导致土壤硝化速率下降的重要原因。
三、影响反硝化微生物类群结构的因素：土壤酸化对反硝化微生物类群结构也有着一定的影响，主要表现在以下方面：3.1pH值：酸性土壤中部分反硝化微生物对pH敏感，例如亚硝酸盐还原菌。
因此，土壤酸化可能导致这些菌群的数量减少。
3.2有机物质的影响：有机物质的存在对反硝化微生物的生长和活性至关重要，酸性土壤中有机质降解速度较慢，可能导致反硝化微生物的生长受限。
碳源对反硝化反应的影响
反硝化作用不仅在只在土壤中进行，同样在一些污水处理过程中也有一定的作用。
碳源可以理解成反硝化过程中的额外能量来源。
当污水厂进水指标过低时，污水中的营养不足以提供微生物来活动时，对于这种额外投放的有机化合物就成为碳源。
我们来具体了解一下碳源对于反硝化的影响因素有哪些？
碳源对生物反硝化的影响主要表现为:
①对于高浓度含氨氮废水(一般都需要投加碱),碳源不足会使反硝化过程的产碱量降低,这将增大其硝化过程的外加碱量;并且由于反硝化进行不彻底,使出水中存在大量的NO_2~,出水COD增大;
②碳源种类对反硝化效果有较大影响,单一基质和混合废水对反硝化反应的进程有不同的影响。
反硝化反应在自然界具有重要意义，是氮循环的关键一环，可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少，消除因硝酸积累对生物的毒害作用。
它和厌氧铵氧化一起，组成自然界被固定的氮元素重新回到大气中的途径。
农业生产方面，反硝化作用使硝酸盐还原成氮气，从而降低了土壤中氮素营养的含量，对农业生产不利。
农业上常进行中耕松土，以防止反硝化作用。
在环境保护方面，反硝化反应和硝化反应一起可以构成不同工艺流程，是生物除氮的主要方法，在全球范围内的污水处理厂中被广泛应用。
污水处理中所利用的反硝化菌为异养菌，其生长速度很快，但是需要外部的有机碳源，在实际运行中，有时会添加少量甲醇等有机物以保证反硝化过程顺利进行。
反硝化碳源包括：葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乙酸钠、稀醋酸等等。
河南翰润环境科技有限公司目前已有十余家市政及工业污水处理厂碳源供应。