牛粪好氧发酵添加聚天冬氨酸固持氮素的机理

  【目的】  为有效控制堆肥过程中氮素流失，采用聚天冬氨酸 (PASP) 作为氮素固持材料，分步研究牛粪好氧发酵添加聚天冬氨酸固持氮素的效果及机理。  【方法】  首先，采用干湿分离牛粪为原料，设置不同PASP添加量处理 [0 g/t (CK)、120 g/t (A)、240 g/t (B)] 进行堆肥试验，并针对堆体理化性质、氮素含量及腐熟度指标进行定期监测；其次，依据后期制备生物炭中PASP的担载量，设置堆肥过程空白生物炭 (BC-80 g/kg)、生物炭担载PASP (BP-80 g/kg) 添加处理，堆肥初始时 (第1天) 及高温期结束时 (第22天) 时，采用扫描电镜 (SEM) 观察PASP形貌、傅里叶红外变换光谱 (FTIR) 表征官能团变化，X射线光电子能谱 (XPS) 表征氮素结合形态。  【结果】  堆肥初始时，相较于BC，BP表面出现颗粒化特征形貌；高温堆肥22天处理后，BP表面该形貌特征进一步被强化，且结合PASP添加组的堆体pH持续高于CK，表明堆肥过程中PASP未被完全分解；综合堆体理化指标、氮素含量变化及微观表征结果分析发现，PASP通过侧链—COOH与铵态氮形成络合结构，增加高温期堆体特别是堆肥第5～10天铵态氮含量 (P < 0.05) 的同时，增加了微生物对铵态氮的利用难度，导致其高温期积温较CK降低40.0℃～91.9℃，并促使其提前4.0～4.6天进入后腐阶段 (P < 0.05)，有效控制了高温期氮素的流失风险；堆体DOM (水溶性有机物) 红外光谱分析结果表明，PASP促使堆体相对芳香化程度增强 (P < 0.05)，且基于其在高温期对氮素的固持作用，提升降温期微生物水溶性总氮供应能力，间接降低矿化作用强度，促进含氮有机物与芳香物质合成腐殖质，控制降温期的氮素损失风险；并最终表现为堆肥第39天时，PASP处理氨气累积挥发量显著降低26.62%～37.02% (P < 0.05)，其全氮含量较堆前增加7.09%～13.64% (CK下降1.23%，P > 0.05)。  【结论】  PASP通过侧链—COOH与铵态氮络合作用及对堆体腐殖化程度的提升作用，综合控制氮素损失风险。同时，添加PASP可降低高温期积温，促使堆体提前4.0～4.6天进入后腐阶段，这也是其控制高温堆肥氮素流失的主要机制。对干湿分离牛粪好氧堆肥而言，PASP在120 g/t低用量时可获得较为理想的氮素截留效果。     

几种重金属钝化剂及其不同添加比例对猪粪堆肥重金属(As,Cu,Zn)形态转化的影响

采用连续提取法研究了猪粪堆肥处理中重金属浓度和形态的变化以及不同添加比例的重金属钝化剂对其浓度和形态的影响.结果表明:经过堆肥处理后,重金属As,Cu和Zn的浓度普遍升高;堆肥处理能促进重金属As,Cu和Zn的形态向活性降低的方向转化,因此堆肥处理可以降低重金属的生物有效性.在3种重金属钝化剂及不同添加比例处理中,猪粪堆肥重金属As的最佳钝化剂及其添加比例为7.5%的粉煤灰,对可交换态As的钝化效果为51.4%;重金属Cu的最佳钝化剂及其添加比例为2.5%的粉煤灰,对可交换态Cu的钝化效果为29.7%;重金属Zn的最佳钝化剂及其添加比例为5.0%的钙镁磷肥,对可交换态Zn的钝化效果为50.0%.因此,堆肥处理中添加重金属钝化剂可以降低猪粪堆肥中重金属的有效性,有利于降低猪粪堆肥土地利用中重金属污染的风险.     

不同调理剂对猪粪堆肥重金属Cu、Zn、Cd形态的影响

选取玉米秸秆、木屑为调理剂,进行强制通风静态堆肥实验,以不添加调理剂为对照,研究调理剂对猪粪堆肥过程中重金属Cu、Zn、Cd活性的影响。结果表明,不添加调理剂的猪粪堆肥过程对重金属Cu、Cd具有一定的钝化效果,但可交换态钝化率分别仅为14.38%,15.43%,对重金属Zn具有一定的活化作用,增加有机肥土地利用过程中的环境风险。与对照相比,玉米秸秆和木屑作为调理剂不同程度地加强Cu、Zn、Cd的钝化效果,且以木屑表现较优的钝化作用,木屑对重金属Cu、Zn、Cd可交换态的钝化率分别达64.16%,56.24%,90.57%。LSD方差分析结果表明,木屑处理对重金属Cu的钝化效果显著优于秸秆处理和对照处理(p0.05),而秸秆处理和对照处理差异不显著(p0.05);木屑处理对重金属Zn的钝化效果显著优于秸秆处理和对照处理(p0.05),秸秆处理显著优于对照处理(p0.05);木屑处理和秸秆处理对重金属Cd的钝化效果显著优于对照处理(p0.05),而木屑处理与秸秆处理差异不显著(p0.05)。     

微生物和生物炭联用对猪粪堆肥后重金属Pb和Cd的钝化效果

为探讨微生物和生物炭联用对畜禽粪便堆肥过程中重金属钝化效果的影响,该文研究生物炭(花生壳炭、木屑炭、玉米秸秆炭)与复合微生物菌剂联用对重金属Pb、Cd形态转化及钝化效果的影响。试验结果表明:9个处理高温期维持天数均达无害化卫生要求,生物炭添加比例对堆肥过程中温度变化影响显著。对Pb的钝化效果最优处理是24%花生壳生物炭和1%的菌剂(T9),可交换态分配率较堆前下降16.32%,钝化效率为74.60%。对Cd的钝化效果最优的处理是24%木屑炭和1.5%的菌剂(T3),交换态Cd与堆前相比下降7.96%,钝化效率为58.13%。统计分析结果表明,重金属Pb、Cd的钝化效果与堆肥过程中平均pH值呈显著正相关,重金属Pb的钝化效果与堆肥过程中温度平均值呈显著正相关,重金属Cd的钝化效果与有机质降解率呈显著正相关。     

生物炭和腐植酸类对猪粪堆肥重金属的钝化效果

为深入了解农业固体废弃物资源化、无害化利用的发展前景,探讨不同钝化材料对畜禽粪便堆肥过程中重金属钝化效果的影响规律,该文利用猪粪和秸秆进行高温好氧堆肥,研究生物炭(木屑炭、玉米秸秆炭、花生壳炭)和腐植酸(福建(fujian,FJ)生物腐植酸、嘉博文(jiabowen,JBW)生物腐植酸、草炭)等不同钝化材料对猪粪堆肥发酵效果及重金属Cu、Pb、Zn、Cd形态的影响。试验结果表明:添加花生壳炭、玉米秸秆炭、JBW腐植酸以及木屑炭分别对重金属Cu、Pb、Zn和Cd表现为相对较好的钝化能力。添加花生壳炭(F3)对重金属Cu的钝化效果为65.79%;添加玉米秸秆炭处理(F2)对重金属Pb的钝化效果为57.2%;添加JBW生物腐植酸处理(F5)对重金属Zn的钝化效果为64.94%;添加木屑炭处理(F1)对Cd的钝化效果为94.67%;并且,针对不同重金属的钝化效果,此4个处理均明显高于不添加钝化材料的对照处理(P0.05)。添加花生壳炭虽然对重金属Cu具有较好的钝化效果,但其堆肥物料的最高发酵温度仅为45.14°C、pH值为5.41、电导率为9.48 mS/cm、种子发芽率指数为0.47%,无法达到堆肥无害化标准。基于以上试验结果,综合考虑堆肥发酵效果及重金属钝化效果认为,木屑炭、JBW生物腐植酸是2种较理想的钝化材料,该研究结果为畜禽粪便堆肥过程中重金属钝化技术研发、生物炭和腐植酸改良土壤结构的特性推广及有机肥规模化应用提供参考。     

不同钝化剂对猪粪堆肥中重金属形态转化的影响

采用三级四步连续提取法(BCR)研究了磷矿粉、硅藻土和膨润土3种重金属钝化剂对猪粪堆肥过程中重金属As、Pb、Cd含量和形态的影响.结果表明:(1)堆肥处理后,重金属总量会表现出“相对浓缩效应”,使其浓度升高.(2)堆肥处理能促进重金属As、Pb、Cd的形态向活性降低的方向转化,从而降低其生物有效性.(3)不同钝化剂对不同重金属钝化效果不同,膨润土和磷矿粉对交换态铅的钝化效果较好;膨润土对交换态砷的钝化效果较好;硅藻土对交换态镉的钝化效果较好.因此,磷矿粉、硅藻土和膨润土处理有利于降低猪粪堆肥施用中的重金属污染风险.     

高温快速发酵对鸡粪重金属形态分布及有机质含量影响

以鸡粪、玉米秸秆为主要原料，通过添加酵素进行好氧堆肥发酵试验，研究了不同温度和时间下堆肥 pH值、EC值、重金属含量与形态、腐殖质含量变化以及红外光谱特征。结果表明，与堆肥前相比，pH值随温度升高和时间的延长而增大，最大可增加 0.53个单位，而 EC值随堆肥时间延长表现为先增加后降低的趋势，在 85℃处理下最低。由于浓缩效应，重金属含量均不同程度增加，Cu、Zn、Cr、Cd和 As含量较堆肥前相比最大增幅分别达到35.6%、11.5%、35.0%、35.3%和23.8%。然而，重金属可交换态分配率则有所降低，残渣态比例相应增加，与堆肥前相比，鸡粪有机肥中Cu、Zn、Cr、Cd和 As钝化率分别为24.8%、26.0%、27.6%、26.9%和13.9%。高温处理下，胡敏酸和富里酸含量较低，胡敏酸 /富里酸(HA/FA)比值随着堆肥时间和温度增加而增大，且随着堆肥进程脂肪族、芳香族、羧酸类分子以及多糖类物质均有所减少。结果显示高温下(85℃)不仅加快堆肥发酵进程，而且可以有效钝化重金属，可达到无害化效果。     

污泥添加粉煤灰堆肥化对Cu、Zn、Pb形态的影响

污泥中重金属的危害是影响污泥土地利用的重要因素;污泥重金属危害不仅取决于总量,其形态分布更能反映重金属的迁移性以及生物有效性。实验以木屑为调节剂,粉煤灰作为钝化剂,研究污泥堆肥前后重金属Cu、Zn与Pb的形态分布变化。结果表明,堆肥对Cu有活化作用,而添加粉煤灰堆肥化能有效抑制这种活化,起到钝化作用,堆肥化使Pb向更稳定形态转化,添加粉煤灰堆肥化对Zn的钝化效果较好,当粉煤灰添加量为35%时,对Cu、Zn、Pb 3种重金属的易迁移态均具明显的钝化效果。     

水葫芦高温堆肥过程中氮素损失及控制技术研究

为减少水葫芦高温堆肥过程中氮素损失,采用静态高温好氧堆肥的方法,分析了水葫芦堆肥过程中氮素转化规律,研究了添加化学保氮剂对减少堆肥中氮素损失的效果。结果表明,水葫芦堆肥过程中总氮及有机氮含量均呈上升趋势,铵态氮与硝态氮含量均呈先上升后下降的趋势,总氮损失率为12.84%;水葫芦堆肥过程中氮素损失途径主要为以NH3、N2O等气态形式逸出,其中,堆肥前10d是NH3挥发的高峰期,堆制后第5~9d的N2O排放速率最大;添加化学保氮剂对水葫芦堆肥过程第4~10d的氨挥发具有显著的抑制作用,NH3挥发量可减少23.82%,另外,化学保氮剂处理降低了堆制后第0~5d的N2O排放速率,增加了第9d以后的N2O排放速率;使用化学保氮剂原位控制水葫芦堆肥过程的氮素损失具有较好的效果,与常规对照相比,化学保氮剂对水葫芦堆体的保氮效率为32.70%。     

钝化剂对猪粪厌氧发酵沼渣中As的钝化效果及工艺优化

由于饲料添加剂的使用,规模化养殖场猪粪中重金属残留加剧。为了减少重金属污染,阐明钝化剂对发酵过程中As在沼渣中的含量及其形态转化的影响,为沼渣沼液的安全合理利用提供科学依据,该文以重金属As为研究对象,猪粪为发酵原料,采用厌氧发酵技术,通过正交试验,选取3个因素,每个因素3个水平,采用BCR提取法分析重金属形态。研究不同种类钝化剂(粉煤灰、硅藻土、活性炭),钝化剂的不同添加比例(2.5%,5%,7.5%)及不同发酵温度(25,30,35℃)对猪粪中重金属钝化效果的影响,结果表明:1)猪粪经厌氧发酵后重金属As大多数存留在沼渣中,在沼渣中质量分数范围在5.50~6.56 mg/kg之间;发酵前猪粪中残渣态质量分数为3.38 mg/kg,猪粪厌氧发酵后残渣态含量升高,说明添加钝化剂可以降低重金属As的生物活性,从而有效减少重金属的危害;2)影响重金属As有效态钝化效果的因素主次顺序为钝化剂种类,钝化剂的添加比例及发酵温度;钝化剂种类对As有效态钝化效果有显著的影响,而钝化剂添加比例及发酵温度对有效态钝化效果影响不显著;3)重金属As有效态的钝化效果最好的是添加7.5%的活性炭,发酵温度为30℃的试验处理,其钝化效果可达到62.34%。猪粪厌氧发酵中添加适量的重金属钝化剂,可以在一定程度上降低沼渣中重金属的有效性以及沼渣利用中重金属污染的风险。     

Assessment of the effect of the climatic parameters on the distribution of the Al-Fe-humus horizons in the soils of the Russian planes

A comparative-ecological approach for studying the general regularities of soil ecology on the basis of geoinformation systems is suggested. It has been applied to analyze the distribution of Al-Fe-humus horizons. The quantitative climatic parameters of soils with Al-Fe-humus horizons have been estimated, and the relationships between them have been established. The applicability of this approach for assessing the general regularities of soil ecology is shown.     

Measuring the costs of improving the quality of the environment in the United States

The analysis in this paper is directed at comparing the relative effectiveness of meeting the objectives outlined in the recently passed Clean Air Act Amendments of 1990 through taxation and through regulation. The analytical vehicle used in the analysis consists of a computable general equilibrium model composed of 12 producing sectors, 13 consuming sectors, 6 household categories classified by income, a foreign sector and a government. We find first that, irrespective of what type of strategy is followed, both output and consumption decline. Hence, there is an identifiable and quantifiable tradeoff between economic activity (economic growth) and the quality of the environment. Beyond this, the aggregate loss in production and economic welfare (measured by consumption expenditures and utility) is less under a policy which stresses reliance on alternative fuels than through one that requires the installation of pollution abatement devices.     

优化书库环境加强图书保护

通过分析损害图书的各种自然因素,阐明优化书库环境、加强图书保护的重要性。     

加强舆论宣传营造良好氛围为全面建设小康社会做贡献--在全省水土保持广播大赛开播仪式上的讲话

今天,省水土保持委员会办公室、福建人民广播电台联合举行全省水土保持广播大赛开播仪式.这是我省纪念<水土保持法>颁布实施12周年和江泽民同志关于<治理水土流失、改善生态环境、建设秀美山川>重要批示发表6周年,为福建"生态省"建设营造良好社会氛围的一次具体行动.     

类芦的生长与VA菌根的关系分析

类芦是我国南方快速绿化水蚀荒漠化地区的优良草种。对类芦根蔸土壤中VA菌根真菌的调查表明，栽植类芦后，土壤中的VA菌根真菌数量大幅度增加，并与类芦根系形成一种协调的共生体系，极显著地促进了类芦的生长。新栽植类芦时，可在基肥中增施少量VA菌根土与磷肥，以促进土壤中VA菌根菌的快速繁衍。     

定位拟南芥中生物钟核心调控元件

生物钟在动物植物生理调节中都发挥着重要的作用,但是目前对于其调节机制的了解仍然十分有限。在植物中存在白昼和夜晚的振荡器,这些振荡器包含了拟南芥中已经发现的一些相关的生物钟基因。目前的模型认为白昼振荡器相关基因     

跟踪学科前沿，引导学科发展——《农业工程学报》的发展探索

论述了《农业工程学报》跟踪农业工程学科发展的成功经验，详细分析了未来《农业工程学报》跟踪学科各个专业的报道方向。指出随着学科的发展及时调整学术期刊的报道方向是科技学术期刊的任务和职责，是使期刊保证及时反映相关学科的发展，保持在学科发展中应有的促进作用，在众多期刊的竞争中立于不败之地的保证。在充分分析中国学术期刊面临的形势和问题、机遇与挑战的基础上，提出了学术期刊如何规避不利因素等应对策略，为中国科技学术期刊的发展提供参考。     

阳澄湖东湖蓝藻密度与前期环境因子的关系

根据阳澄湖2010-2011年水环境和气象观测数据,应用相关分析和逐步回归等方法,对阳澄湖东湖前期环境因子与蓝藻密度间的关系进行分析.结果表明,(1)影响阳澄湖蓝藻密度的重要环境因子有水温、溶解氧、营养盐和气温、降水、风向、风速等.(2)气温是制约阳澄湖蓝藻暴发的主要因子,日照条件不是导致蓝藻暴发的关键因子,微风、少降水的气象条件有利于蓝藻上浮、聚集并形成水华,湖面蓝藻的南北飘移与盛行风向基本一致.(3)在水体满足富营养化的条件下,当某日前5d平均气温＜30℃、日平均日照时数为4～10h、日平均降水量＜3.0mm、平均风速为1～2.5m/s、盛行风向持续2d以上,则易暴发蓝藻水华.(4)利用前期对蓝藻密度变化有影响的重要环境因子建立了蓝藻密度预报方程,并对阳澄湖蓝藻水华发生状况进行拟合和试报,结果表明所建预报方程拟合率较高,但峰值误差较大.研究结果可为阳澄湖蓝藻监测预警和生态环境保护提供参考.