养殖废弃物堆肥中抗生素和抗性基因的降解研究

抗生素的滥用及排放会造成细菌产生耐药性以及抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)的传播和扩散。畜禽粪便是导致环境中抗生素污染的主要来源之一。本文综述了四环素类、大环内酯类、喹诺酮类、β-内酰胺类、磺胺类和氨基糖苷类等在水土环境中广泛存在的抗生素及其环境残留水平和对动植物、微生物的影响,分析了当前利用堆肥技术降解畜禽粪便中抗生素和ARGs效果及机制的研究情况。总结得出,猪粪中抗生素残留量最高,其中四环素类残留量为1390~354 000 mg·kg^-1,磺胺类170.6~89 000 mg·kg^-1,氟喹诺酮类411.3~1 516.2 mg·kg^-1,硝基呋喃类85.1~158.1 mg·kg^-1,大环内酯类1.4~4.8 mg·kg^-1。堆肥对大部分抗生素具有好的降解效果,其中四环素类抗生素降解率为62.7%~99%,磺胺类为0~99.99%,对大环内酯类几乎可以完全降解,但是,堆肥无法降解喹诺酮类抗生素。养殖废弃物堆肥过程中,ARGs的降解情况同样因抗生素种类和堆肥方式而不同。已有的研究表明,除大环内酯类ARGs外,堆肥对其他ARGs均具有有效的降解效果,降解率为50.03%~100%。堆肥初期的优势菌门是厚壁菌门、放线菌门、变形菌门和拟杆菌门;堆肥结束后放线菌门成为最优势菌门。初始抗生素的浓度不影响堆肥结束时微生物的群落组成。温度和pH是影响抗生素降解的最主要因素,而ARGs的降解效果主要受温度影响。     

不同原料好氧堆肥过程中碳转化特征及腐殖质组分的变化

为探讨不同畜禽粪便（牛粪和羊粪）为主料，添加不同作物秸秆（玉米秸秆和小麦秸秆）为辅料在堆肥过程中的碳转化特征及腐殖质组分的变化规律，采用条垛式好氧堆肥研究了不同原料组合（T1：牛粪+玉米秸秆；T2：牛粪+小麦秸秆；T3：羊粪+玉米秸秆；T4：羊粪+小麦秸秆）在堆肥过程中总有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）和腐殖酸含量的碳转化特征以及胡敏酸（HA）和富里酸（FA）的含量变化规律。结果表明：所有处理的TOC含量随堆肥过程的推进而下降，至堆肥结束时T1~T4处理的TOC含量分别下降了22.1%、21.5%、23.6、23.7%；DOC含量也随堆肥过程的推进而降低，至堆肥第15天时降低至最低，T1~T4处理分别降低至6.57、5.47、4.73 g·kg^-1和4.93 g·kg^-1，但不同处理的变化规律明显不同：以牛粪为主料的T1和T2处理在第10天以前几乎无变化，而以羊粪为主料的T3和T4处理从一开始就迅速下降至最低值，至堆肥第15天时T1~T4处理的降幅分别为32.4%、36.5%、51.8%和39.3%；总腐殖酸(THA)含量的增加始于堆肥的第10天，第15天时达到最高值，最高值分别为25.5%、22.5%、29.8%和30.0%，整个堆肥过程中T3和T4处理显著高于T1和T2处理（P＜0.05）。随堆肥过程的推进，游离腐殖酸(FHA)含量逐渐降低，堆肥结束时降幅为7.6%~18.0%； HA含量逐渐增加，至堆肥结束时增幅为65.4%~197.8%，堆肥过程提高了胡敏酸态碳。T3和T4处理的FHA和HA含量在整个堆肥过程中始终高于牛粪组合T1和T2处理。FA含量随堆肥进程推进逐渐下降，至堆肥结束时降幅为44.9%~54.9%。羊粪中较高含量的纤维素、半纤维素和HA可能是堆肥产品中THA和HA含量较高的主要原因，在以牛粪为主料的堆肥配料中适当加入羊粪可以提高堆肥产品的腐殖酸含量和胡敏酸态碳。     

堆肥过程中氮素转化及保氮措施研究进展

堆肥过程中氮素损失既降低堆肥质量,又污染环境。为了深入研究堆肥过程中的氮素转化及合理的堆肥保氮措施,笔者归纳总结了堆肥中氮素的氨化作用、氨同化作用、硝化作用、反硝化作用以及形成鸟粪石沉淀等过程,分析了与氮素损失密切相关的堆体的C/N比、pH值、温度、通风与氧气供应等因素,指出可通过调节C/N比、接种微生物菌剂、添加吸附剂和化学物质、控制通风等措施控制氮素损失。今后有必要从基于堆料碳氮组成形态的C/N比、氮素转化的微生物学机理以及适合规模化堆肥生产的保氮技术等方面进一步开展研究。     

Utilization of Livestock''s Dejection as Biogas Origin in Building New Countryside in Heilongjiang Province--Developing Utilization of Biogas and Promoting Energy-saving and Emission Reduction

With the startup and execution of new socialistic countryside construction in Heilongjiang Province,the transition from castoff to resource is strengthened in the countryside,aiming at neat appearance of the countryside,clean production and saving energy.People produce biogas and provide the countryside with new energy by means of turning livestock's dejection into resources,composting of the plant and animal's leavings in the courtyard and even in the factory.It is helpful for the countryside to conserve t...     

两种不同镁盐在牛粪堆肥高温期的保氮效果研究

利用恒温培养箱模拟堆肥高温期,添加硫酸镁、磷酸二氢钾和含镁废渣,研究磷酸铵镁(MAP)反应中各成分的保氮效果以及含镁废渣作为堆肥过程中氮素固定剂的可行性。结果表明:添加镁盐固定剂显著降低了堆体中的pH值,减少了氮素损失。同时添加硫酸镁和磷酸二氢钾的保氮效果最佳,添加相同比例的含镁废渣和硫酸镁的保氮效果无显著差别。含镁废渣添加量的保氮效果与其添加量成正相关,添加质量比为2%、4%、8%的含镁废渣的保氮率分别为6.15%、10.13%、19.51%。添加镁盐会提高堆体中的EC值,降低GI值,各处理均可达到腐熟。说明可以利用镁盐作为堆肥保氮固定剂,而含镁废渣因其价格低廉,更具应用前景。     

复合菌剂在蔬菜废弃物厌氧堆肥中的应用方法比较

文章对蔬菜废弃物厌氧堆肥中菌剂的应用方法进行了比较.结果表明,处理3(每1000 kg蔬菜废弃物中添加0.2kg白糖和复合菌剂10 L组合的厌氧覆膜型堆肥)菌剂应用效果最好.该处理堆肥过程温度上升最快,最高温度达63℃;有机质含量高达1.49％;氮、磷、钾含量都较高,分别高出大田土样的12.24％,104.54％,1793.03％.在蔬菜废弃物堆肥各处理中,钾素的增加量极为显著,比大田土样增加4倍以上.     

BAF反应器中好氧反硝化细菌的筛选分离及反硝化特性研究

针对BAF反应器出水总氮浓度显著减少这一现象,以反应器中的生物膜为接种物,采用倍比稀释和酸碱指示剂培养基相结合的方法,成功筛选得到2株能有效降解硝酸盐氮的菌株N1和H1,从而证明好氧BAF反应器的生物膜中确实存在好氧反硝化细菌。经形态观察和生理生化特征分析,初步鉴定菌株N1和H1均为假单胞菌属（Pseudomonas）。菌株N1和H1好氧反硝化特性测试表明其对硝酸盐氮的反硝化作用主要发生在对数生长期。生态影响因子试验确定菌株好氧反硝化过程主要影响因素是投菌量、温度、初始pH和C/N。适宜的反硝化运行参数分别为：投菌量5%和10%,温度30℃和25℃,初始pH值6.0, C/N（摩尔比）12.0:1和4.6:1。该研究可为好氧BAF工艺短程同步硝化反硝化的设计和运行提供理论和技术支持。     

家畜排泄物综合处理工艺的研究

对我国广大农村家畜排泄物常规处理存在的利弊进行了调查研究,最终揭示出厌氧发酵制沼气、好氧发酵制复混肥的一套符合我国可持续发展、创建和谐社会、节约型社会的家畜粪便处理的科学、实用方法。     

华南地区覆盖旱种水稻节水及其水分利用效率研究

大田试验条件下设置常规水稻(T11)、覆膜旱作水稻(T12)、覆草旱作水稻(T13)和裸地旱作水稻(T14)4个处理,研究旱作水稻的节水效率及水分利用效率。水稻本田期T11用水总量545.40 mm,显著高于各旱作处理水稻,以此为参照,T12、T13和T14节水效率分别为35.1%、22.8%和21.2%。以裸地旱作处理T14为参照,T12节水率17.7%,而T13无明显节水效果。旱作水稻的节水效果主要发生在水稻移栽后前2个月,之后无明显节水效果。各处理以籽粒产量/耗水量为基础计算的水分利用效率(WUE),T12、T13、T14和T11处理分别为1.47、1.31、1.21和1.05 g/kg,以干物质量/耗水量为基础计算的WUE各处理之间的趋势与以籽粒产量/耗水量计算的WUE基本一致。     

城市垃圾处理技术应用探讨

对我国城市垃圾的处理方式卫生填埋、焚烧,特别是堆肥方法进行了分析,结论是按照城市垃圾处理工程的三个原则,堆肥法无疑是一种最有效的处理城市垃圾的方法。