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不同生长策略的硝化菌硝化过程中N2O的释放特性试验研究的开题报告.docx

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不同生长策略的硝化菌硝化过程中N2O的释放特性试验研究的开题报告

一、研究背景和意义

氮是生物体生长所必需的重要元素之一,作为植物和动物体内基础物质的组成部分,对于生物的健康和正常生长发育具有不可替代的作用。在自然生态系统中,氮的循环主要分为硝化和反硝化两个过程。硝化是由硝化菌等微生物完成的,主要将氨氮(NH3-N)或有机氮转化为亚硝酸盐(NO2-N)和硝酸盐(NO3-N)等可溶性氮物质。这种过程涉及到氨氧化、亚硝酸氧化,其释放的气体主要为二氧化氮(NO2)、二氧化氮(NO)和氧化亚氮(N2O)等。

硝化过程中产生的氮氧化物(NOx和N2O)被认为是大气中的主要温室气体之一,会加速全球气候变暖,对全球环境产生负面影响,所以研究硝化过程中的N2O释放特性具有深远的学术和实践意义。

硝化菌是影响氮循环的重要微生物,其数量和活性对于硝化过程中氮消耗和氮释放具有重要影响。不同生长策略的硝化菌具有不同的生命力和代谢特征,其硝化过程中释放的N2O也会有所不同。本研究旨在通过试验研究不同生长策略的硝化菌硝化过程中N2O的释放特性,为氮循环和大气污染等问题提供研究基础和理论支持。

二、研究内容和方法

本研究将选择三种常见的硝化菌,分别为高碳、高氨和高温生长策略的菌株,利用室内控制条件下的培养试验,研究不同生长策略的硝化菌硝化过程中N2O的释放特性,具体研究内容如下:

1.选择不同生长策略的硝化菌菌株,并进行细胞培养。

2.测定菌株的生长速率、氨氧化速率等生理指标。

3.对菌株进行硝化试验,测定其释放的亚硝酸盐和硝酸盐含量,推算其N2O释放量。

4.比较不同菌株硝化过程中N2O的释放特性,分析菌株的产氧特征和N2O释放规律。

三、预期结果和意义

本研究将通过试验研究不同生长策略的硝化菌硝化过程中N2O的释放特性,得到不同菌株的生理特征和硝化过程中N2O释放规律,具体预期结果如下:

1.比较不同生长策略的硝化菌在硝化过程中N2O的释放特性,发现其N2O释放量存在差异。

2.分析不同生长策略硝化菌在硝化过程中形成N2O的规律,探究其产氧和N2O释放的关系。

3.推算不同生长策略的硝化菌在实际生态系统中产生N2O的概率和量级,为氮循环和大气污染等问题提供理论和实践指导。

4.为探究差异菌株与其所生长的独特环境之间的关系,提供基础性理论支撑和参考意见。

四、参考文献

1.Gubry-RanginC.,HaiB.,QuinceC.,EngelM.,ThomsonB.C.,JamesP.,SchloterM.,GriffithsR.I.,ProsserJ.IandNicolG.W.(2011).NichespecializationofterrestrialArchaeaindistinctvegetationtypes.ISMEJ5:792–801.

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3.ZhangL-M.,OffreP.R.,HeJ-ZandVerhammeD.T.(2011).Autotrophicandheterotrophicammoniaoxidationinsoil:diversityanddynamicsofnitrifiersrevealedwithcomparativemolecularprofiling.EnvironMicrobiol14:2639–2652.

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