微生物菌剂对枸杞枝条粉发酵堆体腐熟效果的影响

为探讨外源微生物对枸杞枝条粉基质化发酵堆体腐熟进程的影响,采用随机区组设计〔T1（CK）,枸杞枝条粉150 kg;T2,枸杞枝条粉150 kg+尿素4.15 kg;T3,T2+粗纤维降解菌Ⅰ 75 g;T4,T2+粗纤维降解菌Ⅱ 75 g;T5,T2+锯末专用复合益菌75 g;T6,T2+EM菌液75 g;T7,T2+纤维素酶制剂75 g〕,以尿素为氮源,研究添加外源微生物对枸杞枝条粉基质化发酵过程中发酵指标参数的影响.结果表明:堆腐发酵至第6天时,各处理组的温度均达到最高值,其中,T3的温度达到68.2 ℃,T2~T7内部温度超过50 ℃的时间依次为6、9、9、7、8、7 d.外源微生物菌剂的施用增加了枸杞枝条粉腐熟发酵后的湿容重、干容重、总孔隙度、通气孔隙、持水孔隙.至发酵结束后,各处理组的湿容重在0.43~0.47 g/cm3之间,T6的增幅最大.堆腐发酵过程中w（NH₄+-N）变化呈先增后减的变化规律,发酵至第21天时,T4达784.81 mg/kg;w（NO₃--N）呈逐渐增加的趋势,在发酵14~49 d之间的增幅最大,其中,T3的平均日增加值最大,为16.02 mg/（kg·d）,而发酵70 d后各处理组w（NO₃--N）逐渐趋于平稳.发酵前21 d w（TOC）呈近直线下降,发酵前14 d w（TN）呈直线上升;堆腐发酵至第49天时,T2~T7的GI（germination index,发芽指数）均高于50%,其中,T7为73.92%,较T1（CK）高出26.52%;发酵至第91天时,T1~T7的GI均超过85%.研究显示,枸杞枝条发酵堆体基质化过程中添加尿素+粗纤维降解菌Ⅰ（Ⅱ）、尿素+EM菌液、尿素+锯末专用复合益菌等更有助于加快基质化进程、缩短发酵时间、提高发酵效率,可为枸杞枝条基质化工厂利用提供理论支撑.      

秸秆堆腐物的基质化改良及育苗效应研究

文章针对农作物秸秆制备栽培基质的pH、EC值偏高和通气、持水孔隙度比例不当等问题,研究了稻草秸秆基质化利用过程理化性质的改良技术。以稻草秸秆、菇渣高温堆制及其堆腐物为常规对照,采用在高温好氧堆腐及穴盘育苗试验的方法,研究酒糟添加及物料组成对基质理化性质、幼苗生长的影响。结果表明,在堆腐阶段稻草秸秆+菇渣+酒糟处理的堆腐高温(50℃)维持天数较稻草秸秆+菇渣处理多13 d(P0.05),平均堆腐温度较稻草秸秆+菇渣高9.3℃(P0.05),稻草秸秆+菇渣+酒糟处理较稻草秸秆+菇渣处理腐熟物pH、EC值分别下降14.0%、16.5%,稻草秸秆+菇渣+酒糟处理提高了堆肥体的起始发芽指数;与对照相比稻草秸秆+菇渣+酒糟处理促进了堆腐进程,腐熟物更适宜于基质应用。2种腐熟物分别组配无机物珍珠岩后,均显著降低了EC值(P0.05),通气孔隙度、持水孔隙度等物理性质也得到改善(P0.05),综合幼苗地上、地下部生长特性,稻草秸秆+菇渣+酒糟处理组配珍珠岩后的育苗效果优于对照。采用农作物秸秆堆腐制备基质时,酒糟的加入能有效改善腐熟物中pH、EC值等不良理化性质,为农业废弃物的基质化利用提供了方法。     

高效纤维素分解菌在蔬菜-花卉秸秆联合好氧堆肥中的应用

以滇池流域典型的蔬菜废物和花卉秸秆为堆肥原料,以本实验室筛选、保存的17株纤维素降解菌和1株购买的产黄纤维单胞菌(Cellulomonas Flavigena)为复合接种剂,对不同接种条件和控温条件下的联合堆肥中试进行了研究.实验结果表明,在一次发酵的初始阶段,以体积分数0.5%的接种量向堆肥中接种纤维素降解复合菌剂可有效提高发酵过程堆料中纤维素降解菌的种群密度,并使其迅速成为优势菌群,尤其是当堆体处于控温55℃的工况条件时,其菌群密度可保持在3.84×10⁹～1.80×10¹⁰CFU/g;在二次发酵的初始阶段,以体积分数1%的接种量接种,可有效提高二次发酵阶段堆温的回升.对堆料中木质素和纤维素含量以及堆肥终产物的粒径分布指标--过筛率的检测表明,接种的复合纤维素降解菌可有效地降解堆料中的木质纤维素,接种处理中纤维素的降解率比不接种处理高23.64%,接种处理堆肥终产物的过筛率(2.0 cm)比不接种处理高18.28%.研究表明,用纤维素降解复合菌剂进行二次接种二次发酵,能够有效地促进蔬菜-花卉秸秆联合好氧堆肥中物料的纤维素组分的降解,达到加快堆肥进程,提高堆肥品质的目的.     

复合菌剂秸秆堆肥对土壤碳氮含量和酶活性的影响

秸秆资源化利用对于农业环境保护和可持续农业发展具有重要意义.利用实验室分离获得的15株高效纤维素降解菌,筛选出可有效降解秸秆的复合菌剂JFB-1,研究了复合菌剂秸秆堆肥对土壤碳氮含量和酶活性的影响.结果表明,接种该复合菌剂能将秸秆堆肥的单个发酵周期缩短1~2 d,堆肥中有机质含量达到403.5~515.1 g·kg-1,C/N比降低至15.30~10.53.盆栽试验发现,施用水稻秸秆堆肥的效果总体好于相应的芦笋秸秆堆肥.与水稻秸秆对照堆肥比较,施用复合菌剂处理的水稻秸秆堆肥150 g·kg-1时,土壤中有机质和全氮含量分别提高33.5%和7.3%,土壤脲酶和纤维素酶活性分别提高16.7%和30.8%;与不施肥处理比较,施用秸秆堆肥可改善土壤微生物群落结构,增加微生物多样性指数.当施用复合菌剂处理的水稻秸秆堆肥100 g·kg-1时,栽培30 d的普通白菜生物量比水稻秸秆对照堆肥提高46.4%,表明复合菌剂JFB-1在秸秆堆肥中具有很大的应用潜力.     

畜禽粪便堆腐过程中有机碳组分与腐熟指标的变化

以牛粪、菌糠、鸡粪等为材料按照两种比例调配为混合基质,在添加或不添加发酵启动剂的条件下在发酵罐中进行为期38 d的堆肥发酵试验,研究4种处理方式下畜禽粪便腐解过程中有机碳及其组分的变化,同时通过综合发芽指数(GI)评判腐解物料的腐熟度,确定GI与有机碳组分的关系.结果表明,添加发酵启动剂可以加速有机物质的降解,使水溶性有机碳和有机酸的含量下降(比初始值含量分别下降了41.85%、85.18%),促进类富里酸向胡敏酸转化,使畜禽粪便达到快速腐熟.在两种物料配比下,较高比例的牛粪不利于堆肥物质的分解和腐熟.根据达到腐熟要求的标准(GI0.8),当TOC357.27 g·kg-1,DOC7.00 g·kg-1,FA6.45 g·kg-1,腐解后期物料的红外光谱在1020 cm-1、1427 cm-1出现较为尖锐的峰值,即碳酸盐和硝酸盐含量增加,且草酸大幅度下降时,可以认为有机物料达到完全腐熟.当牛粪、菌糠、鸡粪的混合体积比为1∶1∶1时,在添加发酵启动剂条件下有机物料在腐解29 d时达到以上腐熟指标.     

底物含氮量对厨余堆肥氮素转化及其损失的影响研究

采用静态好氧工艺研究了含氮量分别为32.4 g·kg-1、45.3 g·kg-1和58.2g·kg-1的厨余垃圾(N0、N1、N2)与木屑混合堆制时,堆肥过程中不同形态氮的转化及其氮损失规律.结果表明,堆肥中堆体全氮含量呈先升后降趋势,部分有机氮转化为铵氮导致堆体pH升高,在通风和高温的联合作用下,NH3挥发出堆体造成一定的氮损失.随着底物含氮量的增加,NH3挥发速率和氮损失率均呈上升趋势.堆肥结束时N0、N1、N2的堆体全氮含量分别下降了16.4%、26.3%和21.7%,NH3累计挥发量分别为7.0 g·kg-1、9.8 g·kg-1和29.4 g·kg-1,堆肥氮损失率分别为35.0%、49.9%和53.0%.NH3挥发主要集中在高温阶段的中后期,是厨余堆肥氮损失的主要原因.     

白腐菌处理铅污染废弃稻草的动态变化研究

通过研究铅污染废弃稻草基质,探讨了不同w(Pb2+)条件下白腐菌对半纤维素、纤维素和木质素的降解性能以及发酵基质总重、腐殖酸碳的变化规律,并在降解半纤维素、纤维素和木质素的同时,研究了白腐菌对发酵基质中重金属的钝化作用.结果表明:在w(Pb2+)为200 mg/kg条件下,白腐菌对半纤维素、纤维素和木质素等较难降解的有机物表现出最好的降解性能,且对Pb2+的钝化作用很明显,对半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别为52.36%,32.29%和44.16%;发酵基质总失重率最高达29.89%;w(腐殖酸碳)达142.01 mg/g.      

翻堆策略对猪粪沼渣好氧发酵特性的影响

为探究翻堆对好氧发酵过程及产品理化性质的影响,明确沼渣好氧发酵的最佳翻堆策略,开展7组不同翻堆时间和频率的猪粪沼渣好氧发酵试验,分别在好氧发酵高温中、后期和降温前、中、后期进行翻堆1次、2次或3次,对好氧发酵过程中的理化性质和腐熟指标进行分析评价。结果表明:翻堆可延长好氧发酵高温期,加快降温期的降温速度。在高温期和降温期进行翻堆2~3次,能够更有效促进可挥发性固体的降解,提高产品腐殖化程度和种子发芽指数。综合好氧发酵过程的无害化和腐熟度指标,最佳翻堆策略是在高温期后期、降温期中期（T2）和高温期中期、降温期前期（T3）进行翻堆2次。此外,经翻堆处理后好氧发酵20 d即可达到腐熟,因此可将发酵周期缩短至20 d。     

污泥堆肥过程中氮素形态的变化

以污水污泥(SS)为原料,小麦秸秆糠(WSB,粒径小于0.5cm)和小麦秸秆段(WSS,长度约3cm)为调理剂,采用强制通风静态好氧堆肥与自然通风好氧堆肥相结合的堆肥方法进行了为期120d的堆肥化处理,研究了堆肥化过程中各种氮素形态的变化特征.结果表明,在堆肥过程中,2次处理的堆温变化明显呈现出升温期、高温期和降温期3个阶段.在堆肥过程中,处理ss WSB比处理ss WSS的堆体升温快,高温期持续时间长,并且堆体的含水率也高.处理ss WSB和处理ss WSS的pH值分别从初始的8.74和8.06下降为6.69和6.18,TN含量分别从21.16g·kg-1和11.57g·kg-1增加到31.93g·kg-1和28.02g·kg-1,C/N比分别从23.39和22.90下降到15.31和13.75,水溶性总凯氏氮(TKN(w))含量降低幅度分别为70.43%和34.05%,NH -N含量分别从3.43g·kg-1和1.31 g·kgll下降到0.35g·kg-1和0.42g·kg-1并且在2次处理中NH1 ;-N与pH达到最大值的时间相一致.处理SS WSS比处理SS WSB的高温持续时间短,NO-3 -N含量高,含量高,说明控制堆体的高温期持续时间,有利于硝化反应的进行.处理SS WSB和处理SS WSS的种子发芽指数(GI)在堆肥结束时分别为115.8%和97.52%,说明处理SS WSB的腐熟情况明显优于处理SS WSS.统计分析结果表明,添加不同形态的小麦秸秆作为调理剂对污泥堆肥中pH、NO;.N、GI、含水率、TN、水溶性凯氏氮(TKN(W))和NH 4-N含量变化的影响显著(P<0.05);对C/N比变化的影响不显著(P=0.125);2次处理中NH 4-N的含量对pH的影响均显著(P均为0.027).     

分阶段接菌对中药残渣堆肥腐熟度及微生物多样性的影响

堆肥通常用于处理有机固体废弃物,可通过接种木质纤维素降解功能菌群提高堆肥进程及产品品质.然而,堆肥过程中传统的功能菌群一次性添加方式,不仅造成了堆肥过程中较低的堆肥效率,而且堆肥产品品质也并不稳定.为了探究基于不同接种方法对堆肥过程腐熟度和品质的影响,设置M0（不接菌）、M1（分阶段接菌）及M2（一次性接菌）3个好氧堆肥处理,考察各处理堆肥过程中理化性质变化、木质纤维素降解及微生物群落多样性.结果表明:M1处理下,堆肥至第20天,堆体温度达到51.2℃且拥有最高的嗜热温度（67.8℃）;堆肥至第67天,发芽指数达到83.61%.此外,M1处理下腐殖质增长率、总有机碳降解率、纤维素降解率和木质素降解率均最高,分别为50.20%、53.86%、59.87%和40.61%,远高于其他2个处理.变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析显示,在嗜热期,真菌种群对于木质纤维素生物降解的作用比细菌种群更加突出,并且受到总磷含量、pH、碱解氮含量和碳氮比的显著影响.研究显示,分阶段接菌可以显著提高堆体温度及堆体中木质纤维素降解酶活性,促进堆体腐熟进程及堆肥产品中腐殖质等养分积累.      

一株Acinetobacter johnsonii的部分反硝化特性及动力学研究

从实验室A²/O小试设备中分离纯化出一株具有高亚硝酸盐氮（NO₂^--N）积累率的反硝化菌株ZY04,经过16SrDNA鉴定和基因比对后,初步鉴定为Acinetobacter johnsonii.使用Logistic模型可以很理想地拟合菌株ZY04的生长特性曲线,得到生长方程常数a=0.6588,b=24.08,k=0.2413.在维持初始基质中硝酸盐氮（NO₃^--N）浓度为100mg/L的条件下,改变碳源乙酸钠的浓度,使碳氮比（TOC/TN）为3.5,4.5,5.5,6.5,研究菌株ZY04部分反硝化性能,发现该菌株在不同碳氮比条件下均能够保持95%以上的NO₃^--N降解率,在碳氮比为3.5和4.5时,17h后NO₂^--N积累率达到70%以上;在碳氮比为5.5和6.5时,NO₂^--N积累率在更快的11h后达到85%以上,碳氮比为5.5时达到最高NO₂^--N积累率91%.使用Aiba,Edwards和Andrews模型对菌株的基质抑制动力学进行拟合,结果表明,3种模型均可以很好的拟合NO₃^--N和乙酸钠对菌株的单基质抑制动力学,在双基质抑制的9种组合中,有6种模型成功拟合了NO₃^--N和乙酸钠对菌株的双基质抑制动力学,得到了相关半饱和参数和基质抑制参数,相关系数（R²）可以达到98%.     

人工湿地基质渗滤特性及净化污水效果

以细沙、细沙和碎石质量比为1：1、1：2、2：1的三种组合，以及煤渣和壤土质量比为1：1的混合物共五种基质为供试对象，通过比较测定不同基质渗透性，选择渗透性较好的基质搭配填入人工湿地模型中，测定进出水水质，研究基质对系统净化污水的效果。结果表明，渗透性对人工湿地系统净化污水有一定影响。当基质渗透性较好、孔隙率较高时，污水总磷、氨氮、以及化学需氧量去除率较高；随时间延长，各指标去除率降低，其中总磷去除率与时间有较好的线性相关。     

人工湿地基质渗滤特性及净化污水效果

以细沙、细沙和碎石质量比为1∶1、1∶2、2∶1的三种组合,以及煤渣和壤土质量比为1∶1的混合物共五种基质为供试对象,通过比较测定不同基质渗透性,选择渗透性较好的基质搭配填入人工湿地模型中,测定进出水水质,研究基质对系统净化污水的效果.结果表明,渗透性对人工湿地系统净化污水有一定影响,当基质渗透性较好、孔隙率较高时,污水总磷、氨氮、以及化学需氧量去除率较高;随时间延长,各指标去除率降低,其中总磷去除率与时间有较好的线性相关.     

能量耗损相关底物消耗对微生物产率的影响

根据底物反应平衡,提出在底物充分的条件下,微生物消耗的底物总量等于微生物生长所利用的量,微生物维持代谢所利用的量及由于能量代谢分离而消耗的量之和,由此,建立了描述在底物充分的条件下,微生物产率与剩余底物浓度相应关系的动力学模型,证明了观测到的产率随剩余底物２的增加而减少的现象,此模型能很好实验数据相符,结果表明随剩余的底物２的增加,微生物的产率可下降７０％左右。     

河流水动力条件对大型底栖动物分布影响研究进展

大型底栖无脊椎动物(简称"底栖动物")是河流生态系统重要的生物类群,其组成与分布受河流水动力条件影响显著.对世界范围内不同气候带的7条大型河流的研究发现,底栖动物在河流纵向上展现出了明显的分布特征:①山区树线以上,粗颗粒有机物有限,直接收集者占绝对优势,其中流速大的河段以适应流水的摇蚊幼虫为主,流速低的河段以寡毛类为主.②树线以下的上游河段,充足的凋落物进入河流,流速大的河段以抗冲刷能力强的水生昆虫(如蜉蝣目)为主,流速低的河段以寡毛类和摇蚊幼虫为主.③中下游河段以及河口地区,河流比降小、水深大、流速小、底质较细,受一定程度的人类活动影响,寡毛类、摇蚊幼虫和软体动物等较为常见,其中寡毛类和软体动物主要栖息在淤泥底质中,摇蚊幼虫在沙质河中更为常见.底栖动物的物种数量及组成与底质的稳定性、河流含沙量、降水量等因素相关.水动力条件中的底质、含沙量及流速对底栖动物的影响最为显著:①底栖动物物种数随着底质粒径和稳定性的降低而减少,在卵石底质中达到最大值.②含沙量增加导致底栖动物的物种数和密度显著下降.③汛期水动力条件的改变直接导致底栖动物密度和优势种变化,汛期过后则优势种恢复,密度达到年内最大值.研究推测气候通过影响底栖动物食物网来影响其密度,而不是种类.建议今后增强气候变化对底栖动物食物网及密度综合影响的研究.     

Heavy metals in water bodies purified by suspended substrate of rivers

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｅａｖｙｍｅｔａｌｓｉｎｗａｔｅｒｂｏｄｉｅｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｔｈａｔｃａｎｂｅｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙｄｅｇｒａｄｅｄｏｒｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ .Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ,ｔｈｅｙａｒｅｐｕｒｉｆｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｎｔｏｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｉｎｒｉｖｅｒｓ.Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｏｎｒｉｖｅｒｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｕｂ…     

城市污泥发酵物对草坪建植和成坪基质完整性的影响研究

文章主要对城市污泥好氧发酵产物用于草坪基质后,对草坪建植指标的影响,包括萌发密度、根重和盖度进行了分析。结果表明施用污泥发酵物对草坪萌发密度和根重无显著影响。盖度指标上,高施用量污泥发酵物表现出显著的提升效应。污泥发酵物的施入对成坪后基质的抗撕裂强度有一定程度降低,但对运输造成的基质完整性并无显著负面影响。     

泰乐菌素降解菌的筛选及其降解动力学研究

从长期堆放泰乐菌素药渣附近土壤中驯化分离到1株泰乐菌素高效降解菌株TS1,为革兰氏阴性杆菌,菌落形态呈圆形,乳白色,表面光滑,不透明,边缘整齐.用菌株TS1处理初始浓度为100mg/L的泰乐菌素药渣5d,降解率可达100%.泰乐菌素降解符合一级动力学特征,对初始浓度为50, 100, 200, 300, 400, 500mg/L泰乐菌素的降解动力学方程分别为:lnc =﹣0.4078t + 4.043,lnc =﹣0.4496t + 4.8416,lnc =-0.4069t + 5.4932,lnc =﹣0.4174t +5.9766,lnc =﹣0.4233t + 6.2483,lnc =-0.342t +6.4618;半衰期(t1/2)分别为1.69, 1.54, 1.70, 1.66, 1.64, 2.03d.以蛋白胨或氨氮作为泰乐菌素共代谢基质时,菌株TS1在7d内对初始浓度为300mg/L泰乐菌素的降解率可达99%以上,降解动力学方程分别为:lnc = -0.4174t + 5.9766,lnc =-0.3719t + 6.0133;t1/2分别为:1.66, 1.86d.而用葡萄糖作为共代谢基质时,泰乐菌素在10d内的降解率仅为66.7%,并且t1/2延长至6.44d,说明葡萄糖的加入不利于了菌株TS1对泰乐菌素的降解.     

稻香湖景酒店景观再生水生产中的细菌群落结构变化

为了解生活污水处理系统对水体细菌群落结构及多样性的影响,以北京稻香湖景酒店生活污水处理系统为例,利用16SrDNA文库技术研究了不同处理阶段水体细菌的群落结构及多样性.结果表明,酒店排放的生活污水中细菌类型较多,Shannon-Weaver多样性指数为3.12,其中ε-变形杆菌纲在克隆文库中所占比例最高,达32%;另外还有9%～15%的克隆分别与CFB类群、γ-变形杆菌纲、梭杆菌门和厚壁菌门的细菌高度同源;经中水站处理后,水体细菌多样性指数下降到2.41,β-变形杆菌纲的细菌占据绝对优势,比例高达73%;进一步经小型人工湿地处理后,细菌的多样性指数提高到3.38,其中放线菌门的细菌比例最高达33%,成为最优势的类群,蓝细菌的比例次之,达26%;而对照样品中蓝细菌为最主要的优势类群,比例高达38%,主要涉及的种属为蓝菌属、聚球藻属和微囊藻属,比例分别为47.1%、17.6%和8.8%,且检测到少量铜绿微囊藻,水体有轻度蓝藻水华暴发.因此,该酒店的生活污水经过逐级处理改造成景观再生水的过程中改变了细菌的优势群落结构和多样性;经过处理的水体未有蓝藻水华出现,水体状况优于对照.该研究对了解景观再生水生产过程中细菌微生态的变化、将来从生态学的角度加强蓝藻水华的控制提供有用的资料.     

Effect of streambed substrate on macroinvertebrate biodiversity

Macroinvertebrates are important components of stream ecosystems, and are often used as indicator species for the assessment of river ecology. Numerous studies have shown that substrate is the primary physical environmental variable affecting the taxa richness and density of macroinvertebrates. The aim of this work is to study the effects of the characteristics of streambed substrate, such as grain size, shape, and roughness, on the composition and biodiversity of macroinvertebrates. A field experiment was done on the Juma River, a second-order mountain stream in northern China. Substrata of cobbles, hewn stones, pebbles, coarse sand, and fine sand were used to replace the original gravel and sand bed in a stretch of 30 m in length. The sampling results indicated that the macroinvertebrate assemblage is significantly affected by the grain size, porosity and interstitial dimension of the substrate, while it is rarely affected by the shape and the surface roughness of the experimental substrata. Macroinvertebrate compositions in cobbles and hewn stones were stable and changed least over time. The taxa richness and density of individuals in the substrata of cobbles, hewn stones, and pebbles are much higher than in those of the coarse sand and fine sand. __________ Translated from Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 2007, 47(9): 1553–1556 [译自: 清华大学学报(自然科学版)]