农业有机废弃物蚯蚓堆制因素优化及堆制产物主要性状变化特征

采用模拟培养法,对农业有机废弃物的蚯蚓堆制条件进行因素优化,并以优化后条件组合作为培养条件,进一步研究了蚯蚓堆制物性状的变化.结果表明,随蚯蚓处理时间增加,堆制物pH和C/N比值均显著降低,电导率却显著增加;速效N、P含量均在处理45天时达到最高,速效K含量在处理30天时达到最高;在堆制前期,蔗糖酶、脲酶及过氧化氢酶活性均增强,而磷酸酶活性则呈下降趋势.在蚯蚓堆制60天时,与猪粪+稻草混合堆制物[m(猪粪):m(稻草)=7:3,温度15℃,湿度75%,接种密度10尾·盆-1]的特性相比,猪粪+木屑混合堆制物[m(猪粪):m(木屑)=7:3,温度20℃,湿度75%,接种密度15尾·盆-1]的pH、电导率及速效K含量相对较低,而蔗糖酶、磷酸酶活性均相对较高.相对而言,利用蚯蚓对猪粪和木屑进行混合堆制可同时达到安全和资源化利用的目的.     

果皮、菜叶混合垃圾的蚯蚓堆制处理

在果皮、菜叶混合垃圾中，加入不同比例木屑调节C／N比值和含水量后，接种赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）进行室内堆制处理，研究适宜含水量、接种密度和温度条件下蚯蚓的生长和繁殖特性以及堆制产物的化学性状。结果表明：蚯蚓堆制处理明显加速有机质矿化，促进有机物料降解，提高堆制产物全N量，降低堆制产物有机C含量和C／N比值。加入木屑虽然在一定程度上抑制了蚯蚓的生长和繁殖，但是，0～30d时25％和40％木屑堆制处理中赤子爱胜蚓生长良好，繁殖较旺盛。相关分析表明，接种蚯蚓并加入25％～40％木屑对促进果皮、菜叶垃圾降解以及提高和改善其化学性状是有效可行的，有利于废弃物的减量化、无害化和资源化。     

不同基质及硒添加量对蚯蚓生长、繁殖和富硒能力的影响

蚯蚓是潜在的富硒蛋白饲料.在大棚环境条件下采用不同配比的3种农业废弃物(牛粪、菌渣和残余菜叶)和低浓度硒(Na_2SeO_3,0/20/40 mg/kg)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)进行培养,研究不同培养基质和硒添加量对蚯蚓生长繁殖和富硒能力的影响.结果发现,培养45 d后,与相同浓度硒处理的其他3组基质[纯牛粪、牛粪+菌渣+菜叶(干重比为6/2/2和3/6/1)]相比,牛粪+菌渣组(干重比为1/1)蚯蚓总生物量、蚓茧数、蚓体硒富集量和富集系数均达到最大,其中总生物量比培养前最大增加了18.21%,每100条蚯蚓产蚓茧数量达68.35-72.45个,蚓体硒富集量最高达到151.56mg/kg,蚓体硒富集系数最大为4.91.当硒添加浓度为20 mg/kg和40 mg/kg时,以牛粪+菌渣+菜叶为基质的两组(干重比为6/2/2,3/6/1)在培养初期对蚯蚓活性和培养后的总生物量增加均有一定的抑制作用,蚯蚓总生物量最大降低了8.48%.在不同基质培养条件下,外源添加硒对蚓体硒富集量和硒富集系数增加有促进作用,蚓体硒富集量与基质硒添加量均呈现出剂量-效应关系.上述结果表明,赤子爱胜蚓对硒具有极强的富集能力且培养基质种类对蚯蚓的生长繁殖具有很大的影响,牛粪和菌渣组合(干重比为1/1)是最佳的富硒蚯蚓培养基质且基质硒添加浓度≤40 mg/kg不影响蚯蚓生长繁殖.(图3表4参25)     

利用餐厨和绿化垃圾提高蚯蚓堆肥效率处理剩余污泥的研究

为了显著提高蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率,在实验室条件下进行了掺入不同比例餐厨和绿化垃圾的剩余污泥蚯蚓堆肥试验。在保持剩余污泥占主体的情况下,试验按照剩余污泥：餐厨垃圾：绿化垃圾的质量比（干质量）顺序,共设6个不同配比处理组,分别为100/0/0、90/5/5、80/10/10、70/15/15、70/20/10和70/10/20,各组接种蚯蚓后恒温（25±1）℃暗室培养,中途适时补充基质和水分,试验为期7周。试验结束后,去除未被降解基质,分离并量测蚯蚓质量和数量以及蚓粪质量及其养分含量,并据此量化比较各组蚯蚓堆肥效率。试验结果表明,与纯污泥相比,增加餐厨和绿化垃圾的总比例可以显著加快蚯蚓的生长、成熟和繁殖速度,显著提高对应基质的降解速率和蚓粪生产速率,而且相应蚓粪的养分（总有机碳、全钾）含量也会显著增加（全氮和全磷含量无显著影响）。在保持剩余污泥占70%比例下,掺入15%餐厨垃圾和15%绿化垃圾的组别蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率达到最高（蚓粪的养分含量除外）,并与其他组别相比具有统计显著性。总之,餐厨和绿化垃圾的掺入能够显著提高蚯蚓堆肥处理剩余污泥的效率。     

PBS基共聚物及其模拟降解产物对赤子爱胜蚓急性生态毒性的研究

采用滤纸接触法和自然土壤法,通过急性毒性实验分别研究了20℃时不同分子量PBS（聚丁二酸丁二醇酯poly（butylene succinate））基聚合物及其模拟降解产物二元酸、二元醇对赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的存活和生长的影响。研究结果表明：48 h内二元酸、二元醇质量浓度在低于3 400 mg.L-1时对蚯蚓的存活没有影响,滤纸接触法测得丁二酸、己二酸、1,4-丁二醇、1,6-己二醇对蚯蚓的LC50分别为：3 523、3 402、74 907、18 160 mg.L-1;在自然土壤实验中,相比空白实验,蚯蚓在含有不同分子量、不同质量分数的PBS及PBS-co-HS、PBS-co-BA土壤中经过14 d的培养,体质量明显增加,且所有的蚯蚓没有任何病状或伤口出现。以上结果表明PBS基聚合物对该物种是安全的。     

鸭茅真小孢帽菌的生物学特性及甘肃中部主栽玉米品种的抗性评价

为明确鸭茅真小孢帽菌（Eutiarosporella dactylidis）生物学特性及主栽玉米品种对其引起的叶枯病的田间抗病能力,从碳氮源、酸碱度及生长温度等方面对该病菌的生物学特性进行研究,并通过人工接种的方法对甘肃中部产区12个主栽玉米品种抗性进行分析评价.结果表明,该病菌的菌丝生长最适温度为25℃,形成分生孢子器的最适温度范围为15-25℃;菌落可在pH 4.0-12.0的培养基上生长,在pH 6.0时,菌落生长速度最快,偏酸条件有利于分生孢子器的形成;营养生长最适碳源和氮源分别为葡萄糖和酵母浸膏,氮源对产生分生孢子器的数量影响较显著,而碳源对其影响不显著;PDA和PSA有利于菌丝体生长和分生孢子器形成;14 h光照+10 h黑暗交替条件有利于菌丝扩展,而24 h紫外线有利于形成分生孢子器. 12个供试玉米栽培品种对该病菌引起的叶枯病的抗性存在差异,病情指数为16.05-83.82;其中1个品种（登义2号）表现抗病（R）,1个品种（诚信1号）表现中抗（MR）,分别占8.33%;其余10个品种均表现感病（S）,占83.33%.本研究表明鸭茅真小孢帽菌环境适应性广,生产上缺少抗病品...     

京杭大运河苏南城市段表层沉积物铜、锌吸附特征及理论环境安全吸附容量

应用等温吸附法研究京杭大运河苏南三城市段（常州、苏州和无锡）表层沉积物对Cu和Zn的吸附行为,并结合国家地表水环境质量标准（GB3838—2002）,估算运河城市段表层沉积物对Cu和Zn的理论环境安全吸附容量（QⅢ）。结果表明：大运河表层沉积物的Cu和Zn等温吸附符合Langmuir模型;表层沉积物Cu最大吸附量（Cu-Qmax）为5.20～9.03 mg·g-1,Zn最大吸附量（Zn-Qmax）为2.40～5.07 mg·g-1;最大吸附量与沉积物的性质密切相关,但与总有机碳质量分数无关。根据Langmuir拟合方程估算,在我国地表水环境质量标准三类水标准阈值时,Cu的理论环境安全吸附容量为沉积物总Cu量的19倍以上,而Zn则为2～6倍。因此,Zn对三城市段大运河沉积物的环境风险要高于Cu。     

利用豆粕和小麦秸秆生产多肽的固体发酵工艺条件优化

以豆粕、小麦秸秆和糖渣为主要原料,以产脂肽细菌解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)XZ-173为接种剂进行一系列固体发酵试验.通过基质筛选和单因素试验研究固体发酵基质组成、装料量、发酵温度、初始pH、发酵时间、含水率和接种量对多肽产量的影响,通过响应面优化法优化氮源和碳源及二者比例.结果表明:(1)固体发酵产多肽最佳基质组成为豆粕63.03%,小麦秸秆粉33.00%,糖渣1.93%,酵母提取物2.04%,外加无机盐溶液10.18%(V/m);(2)最佳发酵条件为含水率50%(用pH 7.5的去离子水配制),接种量10%(V/m),发酵温度30℃,恒温发酵48 h;(3)在最优条件下多肽实际产量为110.06 mg/gds(gds表示每克初始干物质),与预测值109.85 mg/gds吻合(R~2=0.9742).本研究在实验室水平上得到的以农产品加工副产品和作物秸秆为主要原料生产多肽的固体发酵优化工艺可为农业废弃物的资源化和多肽的工业化生产奠定基础.     

乐果降解菌LGX1的筛选及其降解特性研究

通过富集培养,从连续施用农药乐果的土壤中分离得到一株具有较强降解有机磷农药乐果能力的细菌菌株LGX1,通过菌落形态观察及细菌的16SrDNA测序,对其进行了鉴定,同时初步研究了其降解性能。结果表明：该菌株为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）,在接种量为20%,乐果初始质量浓度为100mg·L-1,外加碳源葡萄糖质量分数为2%,温度为35℃,初始pH值为4时该菌株对乐果的降解能力最强;并且能在以辛硫磷、毒死蜱和三唑磷为唯一碳源的基础盐培养基中生长,且均比在以乐果为唯一碳源的基础盐培养基中生长的OD600值要高,初步推断菌株LGX1对有机磷农药的降解有一定的广谱性。     

四环素对小球藻铜、锌毒性和富集的影响

养殖废水同时含有重金属、抗生素等污染物.为明确微藻净化此类复合污染废水的潜力,需要系统研究抗生素与重金属对微藻的毒性作用,以及抗生素对微藻重金属富集规律的影响.基于此,以养殖废水中的典型重金属铜（Cu）、锌（Zn）以及抗生素四环素（tetracycline,TC）处理小球藻4 d,测定藻细胞的生长、叶绿素和胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）荧光类物质含量、以及对Cu、Zn的去除、吸附与吸收等指标.结果表明：Cu(0.1、0.5、1mg/L)、Zn(0.5、5mg/L)抑制了小球藻生长与叶绿素合成,诱导了EPS荧光类物质的分泌.1、5、10mg/L的TC没有抑制小球藻生长,并且缓解了Cu、Zn对小球藻的毒性,使EPS中酪氨酸类蛋白物质的荧光强度降低.TC对小球藻去除Cu、Zn的影响存在差异：TC、Cu复合处理1 d后,相较于单一Cu处理,Cu的去除率由25.9%显著上升至43.5%,而TC对Zn的去除率无显著影响.TC也影响了Cu、Zn富集方式：Cu、Zn单一处理下,Cu、Zn吸附占富集的比例分别为16.89%、51.6%,TC的添...     

冻融作用下寒温带针叶林土壤碳氮矿化过程研究

以大兴安岭落叶松林土壤为研究对象,设置8℃恒温和-5-8℃冻融循环（1个冻融循环为在-5℃培养24 h,后在8℃培养24 h）2个处理,进行30 d的室内培养实验,探讨了寒温带针叶林土壤在冻融交替时期的碳氮矿化过程及其相互关系。结果表明,培养温度和培养时间对土壤碳矿化速率和碳矿化累积量均有显著影响。第1次和第5次冻融循环后,冻融处理土壤的碳矿化速率显著高于恒温培养下土壤的碳矿化速率;第7次和第15次冻融循环后,冻融土壤碳矿化累积量显著低于恒温土壤的碳矿化累积量。土壤氮矿化速率没有受到培养温度、培养时间以及二者交互作用的影响,但培养时间和培养温度对土壤净氮矿化累积量有显著的影响。第5、7、15次冻融循环后,冻融处理的土壤无机氮净矿化累积量低于恒温培养的土壤无机氮净矿化累积量。经过30 d的培养,恒温处理下的土壤碳、氮矿化累积量（碳累积量：92.82μg·g-1,氮累积量73.76 mg·kg-1）是冻融处理下（碳累积量：65.51μg·g-1,氮累积量33.45 mg·kg-1）的1.42倍和2.21倍。土壤碳矿化累积量与土壤净氮矿化累积量均为正相关关系,但在相同的碳释放量下冻融循环处理土壤累积的无机氮较少。以上结果表明,冻融循环减少了大兴安岭寒温带落叶松林土壤碳排放和无机氮的累积,有利于土壤碳的固持和减少养分的流失。     

罗非鱼对富营养型水体中沉水植物苦草的影响

通过室外模拟实验,分别设置罗非鱼组和无鱼对照组的两组处理,研究了尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）对富营养型水体中沉水植物苦草（Vallisneria spiralis）的影响。结果表明：罗非鱼显著地增加了水中总氮和总磷的质量浓度,同时浮游植物的生物量（叶绿素a）也明显增加;罗非鱼组中的附着藻类的生物量却显著低于无鱼的对照组;罗非鱼组中苦草的相对生长率为-10mg·g-1·d-1,显著低于对照组中苦草的相对生长率7mg·g-1·d-1。罗非鱼的直接牧食可能是苦草生物量降低的主要原因。研究说明,过高的罗非鱼密度会导致沉水植被退化,要保持沉水植被为优势的湖泊清水态,必须控制罗非鱼密度。     

粤西三座重要供水水库沉积物营养盐负荷与重金属污染特征

为揭示粤西3座供水水库（高州水库、鹤地水库、大水桥水库）沉积物营养盐负荷及重金属污染特征,于2008年6月在各水库大坝前湖泊区采集柱状沉积物,运用SMT法、碱性过硫酸钾消解法、烧失法和ICP-MS法分别测定其柱状沉积物中氮磷营养盐、有机质和7种重金属（Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr与Hg）的含量,并采用潜在生态风险指数法对表层重金属污染的潜在生态风险进行评价,同时通过相关性分析重金属的可能来源。结果表明：3座水库沉积物总氮质量分数为1.13~3.37 mg·g-1,有机质为11.83~20.37 mg·g-1,其表层总氮、有机质的质量分数大小顺序为高州水库〉大水桥水库〉鹤地水库,总磷的质量浓度在0.22~0.77 mg·g-1之间,其表层总磷质量分数大小顺序为高州水库〉鹤地水库〉大水桥水库,在垂直剖面上,总氮、总磷与有机质的质量分数在16 cm至表层沉积物垂直断面显著高于其他断面,表明近些年来水库内源营养盐负荷逐渐加重。重金属质量分数平均值均高于广东省土壤环境背景值,总体呈现随深度增加而降低的趋势,但3座水库间重金属质量分数差异较大,其中鹤地和高州水库的Zn和Pb污染相对严重（质量分数分别为Zn：353.15、693.35 mg·kg-1;Pb：74.51、127.91 mg·kg-1）,大水桥水库的Cr和Ni污染相对严重（质量分数分别为Cr：238.69 mg·kg-1;Ni：251.06 mg·kg-1）。潜在生态风险评价表明,3座水库Cd和Hg具有高的生态危害,应引起重视,其他重金属则处于轻微的生态危害等级。同时沉积物高有机质的质量浓度经矿化分解可能加剧水体重金属生态危害。根据相关性分析和其他相关资料可知,粤西农业区大量化肥农药面源污染汇入造成水库初级生产力提高并最终沉降可能是沉积物营养盐、有机质与重金属的主要来源。     

横断山区干旱河谷气候变化趋势研究

利用横断山区干旱河谷内20个典型气象台站的长时序逐月气温、降水、相对湿度、日照时间、极端最高气温和极端最低气温等数据,采用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验以及集中度和集中期等分析方法,研究了横断山区干旱河谷的气候变化趋势.结果表明：（1）全球变化背景下,横断山区干旱河谷平均气温总体呈现升高趋势,升幅为0.11℃·（10 a）-1,较整个横断山区的0.15℃·（10 a）-1略低,冬季升温幅度高于其他季节;（2）金沙江下游的元谋、东川和巧家段河谷呈现持续降温趋势,特别是春季降温较为明显;（3）横断山区干旱河谷降水量呈微弱减少趋势,为-1.48 mm·（10 a）-1,这主要是由于夏季降水减少量超过其他季节降水增加量所致;（4）多数河谷站点年降水量的集中度呈微弱下降趋势,而集中期则有所提前,但不明显;（5）干旱河谷相对湿度和日照时间在近几十年间均呈现减少趋势,相对湿度每10 a约减少0.16百分点,而日照时间则平均每10a减少24.26 h.     

红蛋植物对重金属镉、锌的吸收动态研究

采用水培的方法研究了红蛋植物（Echinodorus osiris）对镉、锌的吸收动态。结果表明：无论是低镉（5 mg·L-1）还是高镉（15 mg·L-1）处理,长时间（27 d）培养时,红蛋地上部和地下部镉质量分数均持续增加,至收获时,低镉和高镉处理红蛋地上部镉质量分数分别为364.95和502.97 mg·kg-1;地下部镉质量分数分别达到1 762.81和2 742.95 mg·kg-1。短时间内,红蛋对镉的吸收速率随时间增加而降低,1.0 h内表现为快速吸收模式,而在1.0 h后表现为缓慢吸收模式。在低镉条件下,红蛋对镉的短时间吸收动态符合二次多项式数学模型,高镉条件下,红蛋对镉的吸收动态符合三次多项式数学模型。长时间（27 d）培养时,红蛋地上部锌和地下部质量分数的动态变化趋势基本一致,即先增加后减少再缓慢增加的趋势。低锌（100 mg·L-1）和高锌（400 mg·L-1）处理,红蛋地上部锌质量分数分别为2 211.38和3 190.47 mg·kg-1;地下部锌质量分数分别为3 067.89和3 303.85 mg·kg-1。短时间内,无论是低锌处理还是高锌处理,红蛋对锌的吸收动态均符合二次多项式数学模型,但是两者有所不同,低锌处理,红蛋吸收锌的速率短时间内略有降低,而高锌处理,红蛋对锌的吸收速率短时间内则持续增加。     

壬基酚聚氧乙烯醚暴露下赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的生理损伤

利用急性接触试验和人工土壤试验分别研究了壬基酚聚氧乙烯醚（NPEO）对赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）的致死性和氧化损伤.急性接触试验结果显示,NPEO对赤子爱胜蚓的48 h毒性半致死剂量p（48 h,LD50）为0.58 mg·L^-1;人工土壤试验结果显示,NPEO可诱导赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和氧化产物（MDA）含量上升,暴露28 d时,NPEO浓度与赤子爱胜蚓CAT酶活力、GST酶活力、GSH含量和MDA含量呈正相关,且均存在显著的剂量-效应关系（P＜0.05）,NPEO剂量增加对赤子爱胜蚓SOD酶活性和Cu-Zn SOD酶活性有轻微抑制作用.以上结果表明NPEO在亚致死暴露浓度下＜0.50 mg· kg^-1）会对赤子爱胜蚓产生生理胁迫并导致一定程度的氧化损伤.     

岷江干旱河谷灌木幼苗的土壤养分适应性研究

岷江上游干旱河谷地区的植被恢复是目前急需解决的问题,小马鞍羊蹄甲（Bauhinia faberi var. microphylla）是干旱河谷地区的优势乡土灌木,并作为当地植被恢复过程中的重要备选物种,因而进行小马鞍羊蹄甲种群在土壤贫瘠的干旱河谷的养分限制研究十分必要。针对性地进行施肥将影响到小马鞍羊蹄甲幼苗存活、生长和定殖,而如何有效提高该物种的存活和生长速率对于干旱河谷植被恢复将具有重要的意义。采用野外调查与模拟实验相结合的方法,分别研究了干旱河谷地区3个典型群落（干旱河谷的核心区——飞虹,干旱河谷灌丛与亚高山森林的过渡区——北部的石大关、干旱河谷灌丛与温性森林的过渡区——南部的蓝新镇）中小马鞍羊蹄甲幼苗叶片的化学计量特征,和施肥试验[w（有效氮）分别为100、280、460 mg·kg–1、w（有效磷）分别为12、24、48 mg·kg–1、w（氮）分别为40、70、100 mg·kg–1、w（磷）分别为12和24 mg·kg–1]中叶片化学计量特征及幼苗生长参数（叶片数、基径和株高）和各器官（根茎叶）生物量。结果表明：在野外各演替阶段的小马鞍羊蹄甲幼苗生物量和营养元素质量分数都随着磷肥的增加而增加,表明磷素是植物生长的限制因子,同时N∶P比均大于16,也暗示其受到P养分的限制;在室内施肥试验中,施加N肥没有促进小马鞍羊蹄甲生物量的积累,反而抑制了幼苗生长;施加P肥促进了幼苗生物量的积累,表明幼苗缺乏P元素,养分限制类型为P限制。     

种植不同冬季作物对稻田甲烷、氧化亚氮排放和土壤微生物的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征,对合理利用冬闲稻田、发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英和冬闲的双季稻田中CH4和N2O排放及其相关微生物数量变化进行了分析。在冬季作物生长期,不同冬季作物稻田CH4和N2O排放通量均显著高于对照（冬闲）,CH4和N2O排放通量均表现为免耕直播黑麦草〉免耕直播紫云英〉冬闲;免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田CH4排放量分别为2.28和1.07 g·m^-2,分别比对照增加241.92%和60.63%;N2O排放量分别为0.59和0.48 g·m^-2,分别比对照增加71.93%和40.06%;各处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的数量变化范围分别为0.33×10^2 163.37×10^2 cfu·g^-1、11.05×10^3~245.68×10^3 cfu·g^-1、3.21×10^3~178.26×10^3 cfu·g^-1和10.47×10^5~198.88×10^5 cfu·g-1,免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量均显著高于冬闲,其中免耕直播黑麦草处理稻田土壤的产甲烷细菌、甲烷氧化细菌和硝化细菌数量显著高于免耕直播紫云英处理,而免耕直播紫云英处理稻田土壤反硝化细菌的数量则显著高于免耕直播黑麦草处理。研究结果显示,种植不同冬季作物能促进稻田生态系统中CH4和N2O的排放,而这两种气体的排放量与稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌数量变化密切相关。