生物氢烷工程沼渣用于油菜及菠菜育苗的效果

为探究将生物氢烷工程沼渣应用于蔬菜育苗基质生产的可行性,以油菜品种"华绿四号"、菠菜品种"先锋菠菜"为材料,按不同体积比将生物氢烷工程沼渣与土壤或草炭、蛭石和珍珠岩三者混配作为育苗基质,通过穴盘育苗试验研究生物氢烷工程沼渣对基质理化性质和油菜、菠菜幼苗生长的影响。结果表明:添加生物氢烷工程沼渣可显著改善基质的容重、总孔隙度、有机质含量、pH值和电导率EC(electronical conductivity)值等理化性质;适宜配比的生物氢烷工程沼渣对幼苗生长发育有一定的促进作用,其中T6(生物氢烷工程沼渣20%、草炭30%、蛭石25%、珍珠岩25%)的基质配方较为适宜,T6中油菜出苗率显著高于CK3(草炭50%、蛭石25%、珍珠岩25%)(P0.05),提高了14.3%,菠菜出苗率提高了12.4%,幼苗的株高、茎粗、单株叶面积显著高于或接近CK3(P0.05),幼苗根冠比和壮苗指数与CK3无显著差异;添加生物氢烷工程沼渣可使幼苗地下部生物量显著升高(P0.05),促进根系生长,使幼苗地上部、地下部生物量分配更加均衡。因此,生物氢烷工程沼渣具有一定的肥效,可部分替代草炭用于叶菜育苗基质生产,但使用前可考虑进行好氧堆肥处理进一步腐熟或与氮肥配施以提高肥效。     

粮食生产核心区不同类型农户耕地保护的认知与行为

[目的]剖析粮食生产核心区内不同类型农户参与耕地保护的认知与行为差异,为制定相关差异化政策,引导农户加强对耕地的监督和保护提供支持。[方法]选择粮食生产核心区河南省周口市为样本点,采用分层随机抽样与乡村参与性评估法(PRA)对各类农户参与耕地保护的认知与行为进行调查,运用Logistic回归模型进行影响因素分析。[结果](1)随着受教育程度的提高和兼业程度的加深,各类农户对耕地重要性和多功能性的认识、时间投入偏好、对耕地保护前景的信心、对农业污染的防范都呈现出:缺失型(Ⅰ)基本型(Ⅱ)自然资产型(Ⅲ)人力资产型(Ⅳ),得到补偿后参与意愿、追加补偿到耕地的意愿、定期施用有机肥或采用过测土配方施肥、制止他人破坏耕地的比例都呈现出缺失型(Ⅰ)基本型(Ⅱ)自然资产型(Ⅲ)人力资产型(Ⅳ)。(2)影响各类农户耕地保护行为的因素既存在相同之处也存在各自差异。相同因素包括户主文化程度、投入偏好、补偿意愿。户均年龄高,家庭劳动力少的缺失型农户影响因素还包括户主年龄、务农人数、补偿方式;专门从事农业生产的基本型农户影响因素还包括家庭毛收入、经营土地面积、耕地破碎度;从事短期兼业且非农收入较高的自然资产型农户影响因素还包括非农收入比、粮食种植经济效益、农户兼业;长期居住城镇,较少参与农业生产的人力资产型农户的影响因素还包括耕地经济区位、当期粮食价、政策性补偿方式。[结论]农户作为耕地保护的直接参与者,其认知与行为很大程度决定着耕地保护的成效。     

沼气生产及利用——瑞典经验

沼气是可再生的绿色燃料。能够产生沼气的原料来源极其广泛,包括各种工农业有机废水、废弃物、甚至能源作物等。厌氧产沼气过程在新能源提供、废物处理、减少温室气体的排放、改善土壤环境、构建可持续发展的社会等方面有着巨大的应用潜力,并发挥着越来越重要的作用。沼气已在供热、热电联产、车用燃料、并入天然气管道等方面展现出良好的应用前景。本文以瑞典沼气技术及利用为背景,分析影响沼气产业的动力及阻力,并结合相关科研和工业实例,以期对中国沼气产业的可持续利用和发展提供参考。     

电化学法对滴灌用再生水的杀菌和碱度硬度去除效果

针对再生水的使用过程中引起的滴头堵塞问题,该文采用低压电化学手段研究防控灌水器堵塞的可行性。设计阳极为Ti/Sn O2+Sb2O3,阴极为不锈钢的升流式电化学处理器,以北京再生水为进水开展试验,测量处理前后水中的微生物总数、硬度、碱度等指标,计算杀菌率、硬度去除率、碱度去除率等。结果表明,在累计处理电压小于100 h时,杀菌率可以达到90%以上;在处理电压为4 V,停留时间条件为48 h下,电化学处理器硬度去除率可以达到23.94%,碱度去除率达到66.85%,可以起到防控灌水器堵塞的作用。但该阳极在累计处理时间达到320 h后,杀菌率和硬度去除率有显著下降,稳定性需进一步提高;通过交流阻抗图,发现在累计处理时间达到320 h时电极的扩散内阻要比对照组大。该研究证实了电化学法处理再生水和防控滴灌堵塞的可行性,可进一步通过改进电极材料提高电化学处理器的稳定性。     

生物氢烷耦合微藻养殖的畜禽粪污资源化系统质量流分析

目前畜禽废弃物厌氧产甲烷技术具有发酵周期长和发酵液处理难等问题,相比之下,耦合两阶段厌氧发酵和微藻技术制取氢气和甲烷(氢烷)可缩短发酵周期,发酵液通过养殖微藻实现营养回收,且生物量增值可用于制取更多氢烷气体,是一种具有应用前景的集成系统。文章在实验室规模下构建日处理量为6 kg猪粪的耦合系统,并对其进行质量流分析。耦合系统质量流分析表明,与仅厌氧发酵产生物氢烷相比,耦合系统能量回收率提高了23.61%,且耦合系统可更有效利用氮元素,为畜禽粪污资源化途径提供参考。     

直接种间电子传递对缓解厌氧消化抑制效应的研究进展

厌氧消化是将生物质废弃物进行资源化利用的有效途径之一。然而，复杂的原料性质以及反应器高负荷的运行条件会使厌氧消化过程产生多种抑制效应，易导致反应器运行不稳定，产气效率低等问题。因此，提升厌氧消化反应器运行性能、减缓抑制效应成为当前的研究热点。区别于以氢气和甲酸为媒介的间接种间电子传递（Mediated Interspecies Electron Transfer，MIET）过程，微生物间的直接种间电子传递（Direct Interspecies Electron Transfer，DIET）能够在菌群间直接进行电子转移，传递效率更高。DIET的建立有助于强化厌氧反应的稳定性，提高反应效率，减缓抑制效应。基于此，本论文总结了DIET的研究进展，分析了主要的种间电子传递机制，探讨了DIET对不同类型抑制效应的缓解作用，归纳了DIET潜在微生物的富集效果；在此基础上展望了DIET在减缓厌氧消化抑制效应方面的重点研究方向和应用前景。     

中间球海胆精子超低温冷冻损伤的研究

应用透射电镜技术研究了超低温冷冻保存对中间球海胆Strongylocentrotus intermedius精子超微结构的影响。结果表明：不加抗冻剂的情况下,精子线粒体和顶体结构不完整,质膜、鞭毛破损。加入保护剂后,多数精子结构完好,部分精子细胞器受损,表现为质膜褶皱或膨胀举起,与核膜的间隙明显增大;顶体肿胀、破裂或脱落;线粒体嵴间隙增大,内部出现空泡,甚至线粒体内膜破损,内嵴减少,呈弥散状;鞭毛被膜肿胀,呈波浪状,＂9＋2＂型结构模糊;细胞核结构没有明显变化。应用单细胞凝胶电泳技术研究了精子冷冻保存前后DNA的损伤。结果表明,不加抗冻剂的冷冻组及添加抗冻剂的试验组精子DNA损伤情况与鲜精相比均无显著差异（P〉0.05）,冷冻对精子结构的损伤是造成精子活力及受精率下降的主要原因。     

北京市规模化奶牛场粪污综合管理模式分析——以北京延庆区大地群生养殖专业合作社为例

北京是都市奶牛养殖业发展的典型代表,拥有规模化奶牛场49 家,存栏规模5.68 万头。得益于资金和技术支持,北京市奶业稳步发展,但受资源、环境、政策等因素影响,当地规模化奶牛养殖企业也面临管理难度大、环保压力大、养殖成本高等问题。优化规模化奶牛场综合管理是解决奶牛养殖区域性难题的有效途径。本文在充分调研北京市奶牛奶牛场粪污处理现状的基础上,以北京市延庆区大地群生养殖专业合作社为例,介绍科学养殖-高效粪污资源化利用综合管理方案,以期为都市型农业提供粪污管理方案提供参考。     

厕所粪便与粗甘油共液化制备生物原油研究

水热液化是处理湿有机废弃物并实现能源化的技术之一。以厕所粪便和粗甘油为原料进行水热液化,探究了不同质量比例的厕所粪便和粗甘油(1∶0、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、0∶1)对产物分布和油品特性的影响。粪便与粗甘油的比例混合为1∶3时,生物原油的产油率最高为40.6%,液化率最高为94.8%,相比单组分厕所粪便分别提高了18%和15%,表明粗甘油对粪便水热液化的产物转化具有促进作用。当在粪便中添加粗甘油时,水热液化生物原油的热值变化了0.27%～8.88%,含水率降低了11.5%～85.2%;所含烃类物质高达21.1%,酸类物质降低到14.4%,表明生物原油更稳定;增加了生物原油中的轻组分成分,残渣含量降低了25.2%～53.2%,进一步表明粗甘油可以改善粪便水热液化生物原油的油品质量。     

第三方运营下规模化畜禽沼气工程运行与管理

沼气工程是畜禽养殖业粪污末端处理与资源再利用并重的全量化资源利用模式，长期以来养殖场自运营模式下沼气工程运行效率、稳定性及经济效益低。该研究提出引入第三方运营模式，以一大型沼气工程（总有效发酵容积为10 800 m3）为例，在20 a案例期内进行两种运营模式下该沼气工程的物质流、能量流分析、碳排放以及经济性评估等多视角分析，并采用基因表达式编程进行产气拟合，为优化发酵工艺提供了策略。结果表明，第三方运营模式能够提高工程效率和经济效益：物料处理量、沼渣垫料产量、沼气产量及沼气发电量分别提高52.00%、23.00%、51.94%、79.58%；热电联产总产能提高，但能耗比和能量回收率分别降低14.74%、12.73%，这主要是未进行余热回收造成的。财务分析表明，第三方运营模式项目税后财务内部收益率提高10.20个百分点，财务净现值提高3 566万元，投资回收期缩短10.42 a；财务敏感性分析指出提高下游产品的附加值是提高该沼气工程经济效益的关键因素。该研究为沼气工程乃至其他规模化废弃物处理的第三方运营模式推广应用提供了有价值的工程参考。