多年生禾草皇竹草的综合利用研究进展

因具有高产、速生、抗逆性强等生物学特性,被选作环境修复材料、优质饲草以及能源植物的皇竹草(Pennisetum hydridum)近年来备受关注.对国内外皇竹草在生态环境、畜禽饲料、清洁能源等领域的研究进展及应用情况进行综述,为皇竹草生物质资源的综合利用提供参考.已有研究表明,皇竹草在退化土壤修复、污水净化和入侵物种治理中均能发挥重要作用,可以高效富集土壤重金属、去氮除磷、取代外来入侵物种等.青饲、干草、氨化和青贮是皇竹草饲料化利用的主要方式,其中青贮利用可均衡营养,缓解冬春饲料短缺.通过热解燃烧、沼气发酵和乙醇发酵可实现皇竹草向生物能源的转化,生物量和纤维含量是影响其能源利用潜力的关键,也是制作纤维板、纳米纤维素膜、食用菌培养基的基础.最后分析皇竹草研究目前存在的问题,强调未来应注重优化工艺技术,拓展皇竹草生物质资源综合利用途径,并提出环境修复材料皇竹草在收获后可作为优质饲草、能源植物以及其他工业原料加以利用,产生的废渣可加工为有机肥的一种综合利用模式.(图2表3参80)     

牛粪生物质资源综合利用研究进展

畜禽粪便是一种重要的廉价生物质资源,含有丰富的木质纤维素和矿质营养,但随意堆弃必然会对环境形成污染,同时造成资源浪费.为促进实现畜禽粪便的循环再生利用,从牛粪肥料化利用、能源化利用和化学品生产原料3个方面综述牛粪生物质资源的研究进展,分析不同处理方式对牛粪利用效率的影响.肥料化利用在一定程度上能消解环境中的牛粪,但因生产成本高、资源利用率低等问题限制了其大规模推广.而牛粪厌氧发酵能产生清洁能源沼气,结合厌氧共发酵方式可以提高甲烷产率,并且发酵后的沼液可用于浸种和生物农药利用;同时牛粪可以作为制取乙醇的新型原料,通过分子生物学手段构建重组运动发酵单胞菌,扩大菌株的底物利用范围.此外,牛粪作为乳酸、富马酸、纤维素等生物基产品的生产原料,丰富了牛粪利用方式.最后提出在牛粪利用过程中加强对重金属和抗生素的脱除,着力研究沼气工程建设技术,稳定发酵温度,提高产率,同时构建糖利用范围广、乙醇得率高的菌株,发展多重牛粪利用方式,以实现牛粪生物质资源的高值高效利用.     

磺胺二甲嘧啶对沼气发酵过程中酶活性和微生物群落功能多样性的影响

随着畜禽养殖业的发展,兽用抗生素作为饲料添加剂被广泛应用于畜禽养殖,以促进畜禽生长和防病,导致畜禽粪便和抗生素污染总量增加。为了探讨抗生素对沼气发酵过程的影响,以猪粪和玉米秸秆为原料,研究磺胺二甲嘧啶(SMZ)对沼气发酵过程中脲酶、脱氢酶以及微生物群落代谢的影响。结果表明,在沼气发酵初期(3~6 d),20 mg·kg~(-1)SMZ和60 mg·kg~(-1)SMZ处理(T1、T2处理)对脲酶活性有激活作用,随着发酵时间的延长,SMZ对脲酶活性由促进变为抑制作用。120 mg·kg-1SMZ处理(T3处理)对脱氢酶活性表现为先抑制后促进作用。采用Biolog方法分析SMZ对沼气发酵过程中微生物群落功能多样性的影响,结果表明,T2和T3处理对平均颜色变化率(AWCD)具有先抑制后促进作用。对Shannon指数和Simpson指数分析表明,在沼气发酵的启动期(第6天),SMZ能够显著降低微生物群落的功能多样性和物种丰富度;随着沼气发酵时间的延长,在沼气发酵产气下降期(第35天),SMZ增加了微生物群落的功能多样性和物种丰富度。可见,SMZ对猪粪沼气发酵过程中水解酶活性和微生物群落功能多样性的影响较大,在沼气发酵不同时期,SMZ对水解酶活性和微生物群落多样性的影响也不同。     

规模化养殖场鸡粪营养物质和污染元素的组成特点

营养物质和有害元素的状况直接影响畜禽粪的利用价值.从浙江省代表性规模化养殖场收集19个鸡粪样,分析其营养物质、污染元素含量及P、Cu、Zn的化学形态.结果表明,鸡粪中含有较为丰富的粗蛋白和矿物质,但同时也含有较高量的Cu、Zn及可溶性盐分.鸡粪中P、Cu和Zn主要以可提取态存在,有较高的生物有效性和移动性.鸡粪中微量元素和重金属含量明显高于饲料,并受饲料中相应元素含量的影响;鸡粪与饲料之间的Ca、Mg、P、K、As、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Pb和Zn含量显著相关,饲料质量是影响鸡粪重金属元素含量的主要因素.     

城市污水处理厂沼气发电的两种方式

作为污泥厌氧消化处理的副产品,沼气是城市污水厂极具有使用价值的能源,本文主要介绍了城市污水处理厂沼气发电的两种方式：沼气发电机和沼气燃烧电池发电。     

不同改良剂对铜矿尾矿砂的改良效果研究

研究了用蒙脱石、稻草和鸡粪作为改良剂对铜矿尾矿砂有效养分、有效态重金属含量、pH值以及对尾矿砂上黑麦草生长的影响。结果表明 :(1 )蒙脱石可显著提高尾矿砂对铵态氮的保留能力 ;(2 )施肥可降低尾矿砂的pH值 ,施用鸡粪可使尾矿砂pH值下降约 1个单位 ,而添加蒙脱石和稻草对尾矿砂pH值未产生明显影响 ;(3 )添加蒙脱石可使尾矿砂中铜、锌的有效态含量降低 ,而添加稻草和鸡粪则使其有效态重金属含量增高 ;(4 )随改良剂添加量的增加 ,蒙脱石和鸡粪处理组黑麦草吸收铜、锌的量减少而稻草处理组则增加 ;(5 ) 3种改良剂可明显影响尾矿砂上黑麦草的生长状况     

沼气发酵在复合农业生态系统中的作用

沼气发酵系统是复合农业生态系统中物质循环和能量转化的枢纽。它以农业有机废弃物为原料，经厌氧消化，生产出高效、洁净、多用途的燃料、饲料和肥料。本文论说了开展沼气发酵对保护农村生态环境、促进生态农业发展所具有的重要意义，提出了上前我国沼气发展过程中存在的一些问题和今后应采取的措施。     

沼气发酵在复合农业生态系统中的作用

沼气发酵系统是复合农业生态系统中物质循环和能量转化的枢纽。它以农业有机废弃物为原料，经厌氧消化，生产出高效、洁净、多用途的燃料、饲料和肥料。本文论说了开展沼气发酵对保护农村生态环境。促进生态农业发展所具有的重要意义，提出了目前我国沼气发展过程中存在的一些问题和今后应采取的措施。     

福州市郊泉头村沼气生态工程建设及其效益分析

应用生态学和系统论的原理，把可利用的生物物质通过沼气厌氧发酵形成良性生态循环系统。这样既解决了农村能源，保护了森林资源和植被，又解决了环境保护等问题。同时，把种植业和养殖业有机地结合起来，取得了综合效益。福州市郊泉头村生态工程建设从１９８６年起经过８年的试点，采用了沼气多级发酵工艺，成功地建造了沼气生态系统工程，促进了生产的发展，１９９３年产值达６８００万元，人均产值９３４００元，成为福州市重点商     

福州市郊泉头村沼气生态工程建设及其效益分析

应用生态学和系统论的原理，把可利用的生物物质通过沼气厌氧发酵形成良性生态循环系统。这样既解决了农村能源，保护了森林资源和植被，又解决了环境保护等问题。同时，把种植业和养殖业有机地结合起来，取得了综合效益。福州市郊泉头村生态工程建设从１９８６年起经过８年的试点，采用了沼气多级发酵工艺，成功地建造了沼气生态系统工程，促进了生产的发展，１９９３年产值达６８００万元，人均产值９３４００元，成为福州市重点商品猪基地之一和菜篮子工程项目。     

有机肥对塌陷复垦土壤玉米产量和磷生物有效性的影响

采煤塌陷土地复垦是补充耕地资源的有效途径之一,然而土壤磷有效性低是限制矿区土地复垦和作物生产的重要因子之一.为了解施用有机肥后矿区复垦土壤中磷的有效性变化,基于作物磷素需求的有机肥施肥模式,进行采煤塌陷复垦土壤(山西省孝义市偏城村)田间试验,分析连续两年施用相同磷量(100 kg/hm~2)的鸡粪、猪粪、牛粪和化肥对玉米产量和磷肥利用效率的影响.结果表明:(1)有机肥处理显著提高了玉米的籽粒产量和地上生物量.施肥第一年鸡粪处理增产效果显著高于猪粪和牛粪处理,第二年各施肥处理间差异不显著.玉米产量增加主要是提高了百粒重.(2)各施肥处理0-60 cm土壤剖面有效磷(Olsen-P)含量随土层深度增加呈下降趋势.其中0-20 cm土层有效磷含量鸡粪处理显著高于猪粪和牛粪处理,20-40 cm土层鸡粪和猪粪处理显著高于牛粪处理,40-60 cm土层处理间差异不显著.(3)连续两年施用有机肥及化肥后玉米磷肥利用效率为鸡粪≥猪粪≈牛粪≈化肥.施鸡粪处理磷肥回收率最高,2017年和2018年分别为23.97%和26.99%.鸡粪处理农学磷有效性系数最高(1.47),明显高于猪粪处理(1.00)和牛粪处理(0.89).总之,施用鸡粪显著提高了玉米产量和磷肥利用效率,可作为培肥矿区复垦土壤或与本研究区土壤类型相似的低产农田改良的推荐有机肥.(图4表5参31)     

集约化蛋鸡场鸡粪混合液资源化无害化处理

本研究采用离心分离法、高温好氧发酵法和中温厌氧发酵对鸡粪混合液进行资源化、无害化综合处理。实验结果:鸡粪回收率53.0%～91.8%;发酵后,鸡粪含水率31%～44%;废水厌氧处理的体积负荷12.14kg·COD_(cr)/m~3·d;产沼比0.52m~3/kg·COD_(cr);甲烷含量>70%。通过综合处理,COD_cr)、BOD_5的总去除率均大于90%。实验表明,本工艺具有投资少、能耗低、费用省和效益比较明显等优点。     

枸杞种植废弃物固态发酵生物饲料条件优化及其微生物群落

枸杞种植废弃物（Lycium barbarum planting waste,LBPW）饲料化是其资源化利用的重要方式之一,也是枸杞种植产业可持续发展的重要环节.发酵是饲料化处理枸杞种植废弃物的核心技术,为提高枸杞种植废弃物的发酵品质和饲用价值,开展固态发酵枸杞种植废弃物为生物饲料的条件优化试验,并探索枸杞种植废弃物发酵产物品质与微生物群落结构之间的联系,以期获得枸杞种植废弃物饲料化技术的关键信息.条件优化试验结果显示,固态发酵枸杞种植废弃物的最佳条件为50%的含水量、25℃的发酵温度、比例为15%的枸杞加工废弃物添加量、80 u/g的纤维素酶添加量,且发酵菌株接种量为3%、酵母菌和乳酸菌的体积比例为3:7,发酵周期为20 d.发酵条件优化后,枸杞种植废弃物发酵产物的品质较未优化前显著提升（P <0.05）.微生物群落分析结果显示,枸杞种植废弃物发酵产物的品质与参与发酵的微生物之间存在密切联系：发酵产物品质好,样品中Lactobacillus丰度高而Devosia丰度低;反之发酵产物品质差,样品中Lactobacillus丰度低而Devosia丰度高.此外,发酵产物的品质越好,发...     

南京古泉农村生态工程设计和建设的研究——Ⅷ.肉猪饲喂鸡粪对猪的生长和猪肉品质及节料效果的研究

鸡粪是养禽业的废弃物,含有丰富的蛋白质和其它养分。该试验在猪饲料中添加不同比例的鸡粪饲喂肥猪,结果表明,在饲料中添加15—30%的鲜鸡粪不会降低猪的生长速度和猪肉品质,并可节约饲料,具有明显的经济效益和生态效益,适于在农村推广和应用。     

施用鸡粪对海泡石钝化修复镉污染菜地土壤的强化效应及土壤酶活性影响

采用盆栽与大田实验相结合的方法,研究了增施鸡粪对Cd污染菜地土壤海泡石钝化修复效应及土壤酶活性的影响.结果表明,海泡石钝化修复下,增施鸡粪比单施鸡粪和单一海泡石钝化修复对小白菜生物量具有更好的增产效果.单施鸡粪虽然可以降低小白菜体内Cd含量,但与对照相比不明显;而在海泡石钝化修复下,增施鸡粪可以显著降低小白菜可食部和根部对Cd的吸收积累(P0.05),与对照相比,盆栽试验中各处理降低幅度分别为26.9%—32.1%和7.7%—24.8%;大田条件下则分别降低7.5%和16.4%.随着单施鸡粪量的增加,菜地土壤p H值呈逐渐降低趋势,单一海泡石钝化处理下,菜地土壤p H与对照相比变化不明显,而在海泡石钝化修复下,增施鸡粪后土壤p H降低幅度要小于单施鸡粪处理.不同处理下菜地土壤有效态Cd含量均较对照处理有所降低.其中,海泡石钝化修复下,增施鸡粪效果最显著,盆栽实验和大田试验下最大降幅分别为17.7%和10.3%.海泡石钝化修复下,增施鸡粪可显著提高土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性(P0.05),与对照相比,盆栽实验中三种酶的含量分别增加6.4%—38.6%、14.0%—47.6%和2.0%—22.4%;田间实验下,三种酶的含量分别增加36.5%、22.2%和5.5%.Cd污染菜地土壤下,增施适量鸡粪不仅可以起到强化Cd钝化修复效应,而且可以进一步提高土壤酶活性,改善Cd污染土壤环境质量.     

不同改良剂对铜矿尾矿砂的改良效果研究

研究了用蒙脱石、稻草和鸡粪作为改良剂对铜矿尾矿砂有效养分、有效态重金属含量、pH值以及对尾矿砂上黑麦草生长的影响。结果表明：（1）蒙脱石可显著提高尾矿砂对铵态氮的保留能力；（2）施肥可降低尾矿砂的pH值，施用鸡粪可使尾矿砂pH值下降约1个单位，而添加蒙脱石和稻草对尾矿砂pH值未产生明显影响；（3）添加蒙脱石可使尾矿砂中铜、锌的有效态含量降低，而添加稻草和鸡粪则使其有效态重金属含量增高;(4）随改良剂添加量的增加，蒙脱石和鸡粪处理组黑麦草吸收铜、锌的量减少而稻草处理组则增加；（5）3种改良剂可明显影响尾矿砂上黑麦草的生长状况。     

味精工业高浓度有机废水培养苏云金芽孢杆菌的研究

利用味精工业发酵废水进行了培养苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）以生产生物农药的实验研究.经过对废水成分分析和预处理、Bt菌种驯化、摇瓶机发酵配方正交优化实验和生物毒性测定,探讨了一条经济可行的工艺路线.该工艺在利用发酵废水生产生物农药时不会产生二次污染问题,具有较高的工业应用价值,对于其他发酵工业废水的资源化处理也有一定参考价值.     

鲜甘薯发酵生产高浓度乙醇的技术

乙醇作为燃料可以改善能源结构,减少对石油进口的依赖.高浓度发酵技术是一种生产燃料乙醇的新兴技术,有利于降低乙醇的生产成本.本研究采用酿酒酵母以鲜甘薯为底物进行了快速高浓度乙醇发酵的研究.对高浓度乙醇发酵的影响因素如发酵促进剂种类和浓度、无机盐、维生素及初糖浓度进行了探讨,获得了最佳发酵培养基配方,确定最适发酵促进剂为B,浓度为1.20 g kg-1,不需要添加无机盐和维生素,初糖浓度为270 g kg-1.在最适条件下,28 h可生产乙醇132.86 g kg-1,乙醇发酵强度达4.74 g kg-1h-1,发酵效率达91.44%.发酵规模放大至10 L时,28 h可产生乙醇131.71 g kg-1,乙醇发酵强度为4.70 g kg-1h-1,发酵效率为90.53%.图3表3参16     

利用醋糟开发植物栽培基质的发酵技术

对利用酿造工业废弃物醋糟开发有机栽培基质的发酵技术进行了试验研究。结果表明：通过加入鸡粪、粉煤灰、石灰水和尿素等碱性物质调节酸度后，能促进醋糟正常发酵，发酵后的产物理化性状均适合于作植物栽培基质。     

基于沼气化利用的生物质原料跨季节贮存方法和过程调控策略研究进展

作物秸秆等植物源生物质是生物天然气(沼气)生产的重要原料,但因其固有的收获季节性、时效性等特点无法满足可持续供给的生产要求,必需进行跨季节贮存.为更好地衔接生物质原料贮存与沼气化利用环节,有效整合沼气工程的上下游关系,评述了生物质常见的干法保存和湿法保存方法,并根据原料形态特征差异性着重总结了常规青贮、半干青贮、黄贮、混合贮存等湿法贮存技术的研究现状,从乳酸菌剂、生物酶制剂、化学添加剂、复合添加剂等角度探讨了贮存过程的调控策略.最后,总结比较了青贮过程以及多元化调控策略对生物质原料产沼气(甲烷)性能的影响.目前,有关生物质青贮和青贮原料厌氧消化工艺的研究较为广泛,但由于生物质原料种类繁多,组分复杂多变,二者上下游之间的具体关联机制尚不完全明确,未来需要根据不同物料特性来揭示这种联系机制,并从源头上实现基于沼气生产的贮存过程调控,以期获得能量保存和能源转换的最大化.总之,湿法贮存是生物质原料长时间保存的重要方法,对生物天然气产业快速健康发展具有重要的科学价值和实际意义,沟通贮存与沼气发酵过程上下游之间的衔接机制是该领域未来的研究发展方向.(表3参85)