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.ISMEJ5:792–801.2.NicolG.W.,LeiningerS.,SchleperC.andProsserJ.I.(2008).TheinfluenceofsoilpHonthediversity,abundanceandtranscriptionalactivityofammoniaoxidizingarchaeaandbacteria.EnvironMicrobiol10:2966–2978.3.ZhangL-M.,OffreP.R.,HeJ-ZandVerhammeD.T.(2011).Autotrophicandheterotrophicammoniaoxidationinsoil:diversityanddynamicsofnitrifiersrevealedwithcomparativemolecularprofiling.EnvironMicrobiol14:2639–2652.4.ZhangL-M.,OffreP.R.,VerhammeD.TandHeJ-Z.(2010).Differencesofautotrophicammoniaoxidationbacteriacommunitiesinafloodedpaddysoilattilleringandpanicleinitiationstagesofriceplantgrowth.Env.Microbiol.Rep.2:194–198.5.HuH.W.,ZhangL.M.,DaiY.,DiH.J.andHeJ.Z.(2013)OpticalMappingRevealedHighFrequencyofLargeGenomicDeletionsinNitrosomonassp.StrainIsolatedfromSoil.Appl.Environ.Microbiol.AEM.01594-13.