序批式生物膜法处理水产养殖废水的研究

目前我国水产养殖废水直接排放的现象较多, 使受纳水体富营养化和生物多样性降低; 同时养殖水体中残饵、水生生物排泄物容易引起水体溶解氧下降、病原体增加并产生有害物质如氨氮、亚硝酸盐等, 引起养殖对象发病甚至死亡。提出采用以组合填料为载体的序批式生物膜反应器处理水产养殖废水。通过试验确定了最佳运行模式: 水力停留时间12 h, 其中瞬时进水y 厌氧( 3 h) y 曝气( 5 h) y 添加原水(添加比1B 3) y 缺氧( 3 h) y 曝气( 1 h) y 沉淀( 0. 5 h) y 排水( 0. 5 h), 并考察了试验对污染物的去除特性。试验结果表明了序批式生物膜法处理水产养殖废水的可行性, 对有机物、氨氮、TN、TP的平均去除率分别为91. 1%、85. 1%、751 8%、89. 5%, 处理后出水可回用于水产养殖。     

潮土磷库组成及累积磷的消耗转化特征

【目的】长期施用磷肥致使潮土中累积了大量的磷,为精确管控和合理利用累积磷素,我们研究了小麦–玉米连续种植下,停止使用磷肥后磷库的组成和消耗转化特征。【方法】本研究依托位于河南新乡的“国家潮土肥力与肥料效益长期定位试验基地”进行,连续26年施用不同量磷肥,处理间土壤磷积累量差异很大。利用单个处理或两个处理耕层土壤混合的方法,制备Olsen-P含量分别为6.7、14.3、27.6、55.4、72.3 mg/kg的土壤(分别记为L1、L2、L3、L4、L5),用于进行微区耗竭试验,种植制度为冬小麦–夏玉米轮作。在耗竭试验的5年间,测定了土壤全磷、Olsen-P和各磷库组分含量。【结果】潮土磷库中无机磷占比超过90%,L5处理土壤中的有效磷库组分Resin-P、NaHCO₃-Pt、NaOH-Pt含量分别为L1的5.0、3.5、2.8倍。L1处理(缺磷土壤)的有效磷组分在全磷中的比例仅为10.4%,而难利用磷组分(C.HCl-Pt, Residual-P)的比例高达24.0%;L5处理(高磷土壤)有效磷组分比例高达20.6%,难利用组分比例低至14.3%。缓效磷组分(D.H...     

安徽省油菜磷肥施用效果及土壤有效磷丰缺指标研究

为了解油菜磷肥施用效果及土壤有效磷丰缺指标,选择安徽省典型油菜产区,开展多年多点田间小区试验,设置不施磷和施磷2个处理,研究施用磷肥对安徽省冬油菜产量、增产效果和经济效益的影响,并通过建立油菜籽粒相对产量和土壤有效磷含量的关系,确定土壤有效磷丰缺指标。结果表明,油菜施用磷肥增产增收效果明显。油菜施磷后的产量平均为2 571 kg/hm~2,增产量和增产率分别为672 kg/hm~2和41.5%。施磷每公顷增收2 012元,89.6%的试验点产投比2.0,施磷收益显著。以相对产量60%,60%~75%,75%~90%,90%~95%和95%为标准,将土壤有效磷分成"严重缺乏"、"缺乏"、"轻度缺乏"、"适宜"和"丰富"5级,对应的丰缺指标为6.5、6.5~13.0、13.0~26.5、26.5~34.0和34.0 mg/kg。该研究结果为水稻田冬油菜的磷肥管理提供依据。     

有机肥施用对菜地磷素径流流失及磷素表观利用率的影响

采用田间小区定位试验(2011—2012年)研究了自然降雨条件下有机肥施用对太湖流域典型蔬菜地磷素径流流失、蔬菜产量及磷素表观利用率的影响。结果表明:冬瓜种植季内菜地径流水量可达1 800~3 528m~3/hm~2,且与降雨量呈显著线性正相关关系。单施化肥(T1)处理条件下,菜地磷素(TP)径流流失量和流失系数分别达3.45kg/hm~2和1.08%,有机肥施用(T2、T3)显著增加TP径流流失量达14.79%和115.36%,而流失系数却降低39.63%(P0.05)和9.11%(P0.05)。从冬瓜产量角度考量,较T1处理而言,有机肥施用(T2、T3)条件下,虽然经济产量和废弃物产量分别提高1.41%~2.88%和4.17%~6.20%,但冬瓜经济系数却稍有下降,但处理间差异不显著。同时,虽然有机肥施用(T2、T3)显著增加冬瓜磷素吸收量达27.27%和46.18%,但磷素表观利用率却显著降低36.79%和61.22%(P0.05)。有机肥施用显著增加菜地磷素盈余,T2、T3处理条件下,盈余量高达238.44~496.28kg/hm~2,分别达T1处理的2.60倍和5.42倍。     

不同品种水稻的产量构成因素及其对氮磷吸收的差异研究

为筛选出适合江苏地区种植的高产、高效水稻品种,采用盆栽试验,测定了江苏地区常见的11个水稻品种的株高、产量、结实率、总干物质量以及不同部位N、P含量,分析了水稻产量与其构成因素、氮磷积累量、氮磷收获指数间的相关关系。结果表明,水稻平均产量为16.85 g pot~(-1),变化幅度为8.28~25.18 g pot~(-1),品种间产量差异显著(P0.05),其中泰瑞丰5产量最高。水稻各部位氮素含量从大到小依次为:籽粒叶≈根茎谷壳,其中苏秀9籽粒中氮含量显著高于其他品种。磷素在水稻各部位中的含量分布为:籽粒根≈茎叶≈谷壳,籽粒中的磷含量最多的是南粳5055。相关分析表明,水稻的产量与总干物质量、穗粒数、氮磷积累量及氮磷收获指数均存在显著的相关性。不同品种水稻的产量、籽粒氮磷含量存在显著差异,这为高产、高效水稻品种的筛选提供了重要的科学依据。     

三峡水库消落区土壤磷素释放与富营养化

三峡工程建成后,其独特的水库调度方式将在库周形成垂直距离为30m的消落区,淹没陆地面积632km2。消落区土壤受库水周期性的淹没、出露、冲刷、淤积,加上耕作和施肥影响,将形成一个脆弱生态系统。湖库消落区土壤是污染物的源或汇。消落区土壤磷素释放对水体富营养化有重要影响。研究消落区土壤磷负荷及其释放机制,可以为水库磷负荷提供基础数据,给消落区土地利用方式提供决策依据。淹水土壤磷素释放是与多个因子相关的复杂过程。本文分析了消落区土壤磷释放对富营养化的潜在影响,综述了土壤磷素释放的影响因素:磷形态、有机质、铁、铝、pH、温度和微生物。重点讨论了土壤在淹水—干燥—淹水条件下土壤性质变化和土壤磷素释放机制。一般认为,土壤淹水后,土壤氧化还原电位降低,提高了磷的有效性,促进了磷释放。干—湿交替比连续淹水释放磷是增加或减少,目前还存在争论。     

外源钙缓解花生亚低磷光合障碍的机制

  【Objectives】  The phosphorus (P) deficiency is one of the main factors limiting photosynthetic carbon fixation and high-quality yield in peanut production. Calcium can enhance peanut growth and yield in low to medium yielding farmlands. Therefore, we explored the effects of exogenous calcium on alleviating P deficiency-induced photosynthetic inhibition in peanuts.  【Methods】  Peanut cultivar ‘Liaoning Baisha’ was used in a pot experiment conducted in an artificial climate chamber. The P deficiency treatment was imposed by adjusting the P concentration in Hoagland nutrition solution to 0.5 mmol/L (–P) from the normal level of 1 P mmol/L. The treatments were normal P + spraying ddH₂O (CK), –P + spraying ddH₂O, –P + spraying CaCl₂, and –P + spraying trifluoperazine (TFP, a calmodulin inhibitor). We measured the photosynthetic functions, plant growth and thylakoid membrane integrity at 9 and 10 days after treatment imposition in peanuts.   【Results】  Compared with CK, P deficiency reduced the dry matter weight, total leaf area, relative chlorophyll concentration and limited the growth and development of peanuts. The P deficiency reduced the net photosynthetic rate, transpiration rate, and stomatal conductance of peanut leaves. It also reduced the efficiency of PSⅠ and PSⅡ of peanuts by 18% and 5.4%, respectively. Compared with –P treatment, exogenous Ca2+ enhanced the dry matter weight and total leaf area of peanuts under P deficiency by 26.7% and 31.9%, respectively. Exogenous Ca2+ alleviated P deficiency inhibition based on photosynthetic level and enhanced the net photosynthetic rate and the stomatal conductance of peanut leaves under P deficiency. Compared with –P treatment, exogenous Ca2+ enhanced the efficiency of PSⅠ and PSⅡ, alleviating the photoinhibition in peanut leaves under P deficiency. Exogenous Ca2+ enhanced the size of the PQ pool, the rate of cyclic electron flow, and the activity of ATP synthase. However, it reduced the ?pH of thylakoid in peanut leaves under P deficiency. TFP increased the thylakoid membrane damage, reduced cyclic electron flow rate, and ATP synthase activity in P deficiency stressed peanuts compared with –P treatment.  【Conclusions】  P deficiency limited the growth and development of peanuts, reduced the activity of ATP synthase of thylakoid, Y(Ⅰ), Y(Ⅱ), and caused peanut photoinhibition. Exogenous Ca2+ alleviated inhibition of the dry matter weight, total leaf area, and relative chlorophyll concentration of peanuts. Exogenous Ca2+ ralleviated the Y(Ⅰ) and Y(Ⅱ) inhibition. The peanut CaM (Ca2+-modulin) acceptor for exogenous calcium (Ca2+) played an important role in the nutritional signalling of Ca2+, alleviating photosynthetic inhibition under P deficiency.     

低磷条件下不同磷效率小麦品种及其杂种F1光合碳同化特性研究

以典型的磷低效(L)、吸收高效(H1)和利用高效(H2)的小麦品种及以上述品种为亲本配制的杂种F1-1(L×H1)和F1-2(L×H2)为材料,对上述品种和杂种F1的光合特性及其生理机制进行了研究。结果表明,缺磷条件下,随着叶片生长进程,供试品种和杂种F1旗叶CO2传导参数气孔导度(Gs)、叶肉导度(Gm)和碳酸酐酶(CA)活性;旗叶叶绿素含量(Chl)、光合速率(Pn)、叶绿体无机磷(PI)浓度和Mg2+-ATPase活性、可溶蛋白含量(SP)和RuBPCase活性均不断降低。不同磷效率类型品种相比,旗叶各测定时期上述参数均以L较低,H1和H2较高。与各自亲本相比,F1-1和F1-2各测定时期的光合生理参数多表现出明显的优势。表明磷高效小麦品种(H1和H2)以及杂种叶片光合碳同化特性的相对提高,是由于其光合器官捕获光能的能力较强、光合作用气孔限制和非气孔限制的程度较低和暗反应速率较高综合作用的结果。其中,磷高效品种及杂种F1叶绿体Pi供应量的增多,在维持光合器官的结构和功能中可能具有重要作用。研究还表明,供试不同磷高效小麦品种之间(吸收高效H1和利用高效H2)尽管在磷的吸收和利用特征上表现明显不同,但在叶片的光合碳同化特性及其内在生理机制上表现相似,表明控制小麦磷素吸收与利用的遗传基因位点可能与控制光合器官结构与功能的遗传位点不存在紧密连锁。在低磷胁迫条件下,充分利用杂种F1在光合碳同化特性上的杂种优势,对于改善小麦对磷素的吸收和利用以及促进子粒产量的增加具有潜在的应用价值。     

畜舍热交换芯体-风机热回收通风系统的热回收效果

热回收通风作为一种节能的通风换气方式,可缓解畜舍保温能耗与通风的矛盾。然而民用一体式热回收通风系统在畜舍中直接应用时存在通风量小、单位通风量的设备造价高等问题。该研究设计了适用于畜舍的新型节能热回收通风系统,并研究该热回收通风系统在以下3种不同配置条件下的热回收效果,探究该系统在畜舍中的较佳运行条件:板翅式热交换芯体配置不同迎面风速的热回收效果;新风依次经过2个串联连接的板翅式热交换芯体后的热回收效果;优化了板式热交换芯体与噪声小、风量大的轴流风机的参数配比后的热回收效果。结果表明:在舍内外温差为12.08℃,芯体配置迎面风速分别为1.05和0.86 m/s时,新风温度经过板翅式热交换芯体后分别升高了1.93和2.79℃,显热回收效率、热回收负荷和能效比分别为35.88%和43.63%、0.16和0.19 kW,1.37和1.61,两者显热回收效率均未达到冬季65%的节能标准。在舍内外温差为10.49℃时,新风依次经过串联的2个板翅式热回收芯体,经过第1次热交换后新风温度升高2.59℃,显热回收效率为52.11%,热回收负荷及能效比分别为0.39 kW,3.26;新风经过第2次热交换芯体时热回收作用甚微。优化板式热交换芯体与风机配比后,在舍内外温差为12.12℃,迎面风速为4 m/s时,新风温度升高8.23℃,显热回收效率为69.9%,能效比为8.0,达到了冬季节能标准。从该研究热回收效果看,第3种配置参数条件平衡了热回收效率及通风需求的关系,可满足畜舍大通风量及节能的需求。