污泥堆肥对海滨木槿生长及元素吸收的影响

污泥含有丰富的植物生长所需的营养元素,污泥堆肥用于苗木的栽培基质是污泥处理的一种有效方式.采用盆栽控制试验,研究污泥堆肥对海滨木槿生长和元素吸收的影响,以期为污泥的合理利用提供科学依据.结果表明,污泥堆肥对海滨木槿株高、地径、根系和生物量均有显著的促进作用,且随着污泥施用量的增加,效果越显著.污泥堆肥促进海滨木槿叶片叶绿素的合成,抑制类胡萝卜素的合成,适量的污泥堆肥(体积比为污泥:红壤土=1:1或污泥:红壤土=3:2)对海滨木槿叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率最有利.N、P、K的吸收和Cu、Zn、Cd的累积随污泥使用量的增加而增加,根部吸收的N、P和K大部分运输到茎和叶,供地上部分生长,Cu和Cd主要富集在根部,而Zn含量在根、茎、叶中差异不显著.污泥堆肥施用量对海滨木槿的重金属富集和转移系数有显著影响,海滨木槿的Zn和Cd富集和转移能力强于Cu的,并且不同污泥堆肥处理下Cd的富集系数都大于1,表明海滨木槿是重金属Cd富集高效的植物,有望用于Cd污染土壤的修复.因此,施用适量污泥堆肥能够显著促进海滨木槿的生长,海滨木槿对污泥堆肥有较强的适应性和耐性,能够有效地富集重金属.     

高粱单宁提取物与聚乙二醇对体外瘤胃发酵参数及营养物质消化率的影响

本研究开展了3个试验,探讨了高粱单宁提取物(STE)与聚乙二醇(PEG)的协同作用对体外瘤胃发酵参数和营养物质消化率的影响。选用3头健康、体况相近的成年肉牛作为瘤胃液供体,以精粗比为40∶60(干物质基础)的混合料作为发酵基质,采用两步消化法模拟瘤胃发酵和真胃消化过程。试验1:分别向发酵基质中添加0、0.50%、1.00%和2.00%STE作为处理;试验2:在向发酵基质中添加1.50%STE的基础上,分别添加0、0.75%、1.50%、3.00%PEG作为处理;试验3:在发酵基质中分别进行不添加STE和PEG(对照)、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE和3.00%PEG、瘤胃发酵阶段添加1.50%STE+真胃消化阶段添加3.00%PEG处理。在上述3个试验中,STE和PEG的添加量均以干物质为基础,每个处理均设置8个重复,另外设置3个空白。试验1结果显示:发酵基质中添加STE对培养液的pH没有显著影响(P0.05)。随着STE添加量的增加,培养液中总挥发性脂肪酸(TVFA)、乙酸、丙酸和丁酸浓度均呈现先降低后升高的二次曲线变化(P0.05),异丁酸、戊酸和异戊酸浓度均呈线性下降(P0.05),体外干物质消化率(DMD)和粗蛋白质消化率(CPD)均呈线性和二次曲线下降(P0.05),乙酸/丙酸及氨态氮(NH3-N)浓度没有显著变化(P0.05)。试验2结果显示:在发酵基质中含有1.50%STE的条件下,随着PEG添加量的增加,培养液中TVFA、NH3-N浓度线性升高(P0.05),乙酸浓度呈现先下降再升高的二次曲线变化(P0.05)。添加PEG对培养液中丙酸、异丁酸浓度和乙酸/丙酸没有显著影响(P0.05),对丁酸浓度有显著影响(P0.05)。添加PEG具有线性提高培养液中戊酸(P=0.088)和异戊酸(P=0.067)浓度以及体外CPD(P=0.089)的趋势,对体外DMD没有显著影响(P0.05)。试验3结果显示:添加1.50%STE显著降低了体外DMD和CPD(P0.05)。在瘤胃发酵阶段或者真胃消化阶段添加3.00%PEG均缓解了STE对体外CPD的抑制作用。由此得出,STE抑制碳水化合物在体外瘤胃中的发酵,降低VFA产量及体外DMD和CPD,而PEG能够缓解STE对体外瘤胃发酵及CPD的抑制作用。     

日粮不同NDF/NFC水平对周岁后荷斯坦奶牛生产性能、营养物质消化率、瘤胃发酵特征和甲烷排放的影响

本试验研究了日粮中不同中性洗涤纤维/非纤维性碳水化合物（NDF/NFC）水平对周岁后荷斯坦奶牛生产性能、营养物质消化率、瘤胃发酵特征及甲烷产量的影响，并在此基础上建立了甲烷排放预测模型，旨在获得我国生产模型下的甲烷排放规律和甲烷转化因子，为提高奶牛能量利用效率、建立国家或区域性温室气体排放清单和探索减排策略提供科学依据和支撑。将45头体况良好，平均为15月龄的荷斯坦后备奶牛随机分为3组，每组15头牛：低日粮NDF/NFC组（NDF/NFC=0.60）、中日粮NDF/NFC组（NDF/NFC=0.75）和高日粮NDF/NFC组（NDF/NFC=0.90），试验期为70 d，包括14 d的预饲期和56 d的正试期。结果表明：1）提高日粮NDF/NFC水平显著降低了奶牛的干物质采食量、有机物采食量、平均日增重、干物质和粗蛋白的表观消化率（P<0.05）；2）提高日粮NDF/NFC水平显著增加了瘤胃内总挥发性脂肪酸产量、乙酸的相对含量和乙酸/丙酸比例（P<0.05），显著降低了丙酸的相对含量（P<0.05）；3）随着日粮NDF/NFC水平的提高，瘤胃甲烷和甲烷能产量、甲烷/代谢体重、甲烷/干物质采食量、甲烷/有机物采食量、甲烷/中性洗涤纤维采食量显著提高（P<0.05）。甲烷转化因子也随着日粮NDF/NFC水平的增加而显著提高（P<0.05）；4）基于体重、采食量、营养物质含量和NDF/NFC分别建立了甲烷预测模型，其中基于干物质采食量和中性洗涤纤维采食量建立的预测模型的决定系数最高（R²=0.77）。因此，提高日粮中NDF/NFC水平可显著降低周岁后荷斯坦奶牛的生产性能、营养物质消化率和瘤胃内丙酸的相对含量，可显著提高瘤胃甲烷产量和甲烷转化因子。     

不同培育模式对牦牛犊牛生长性能、瘤胃发酵参数和血清生化指标的影响

本试验旨在研究不同培育模式(随母哺乳与饲喂代乳粉)对牦牛犊牛生长性能、瘤胃发酵参数和血清生化指标的影响。选用日龄[(30±1)日龄]和体重[(22.5±0.9) kg]接近的牦牛犊牛60头(母犊牛40头、公犊牛20头),按照体重接近原则随机分为2组,每组母犊牛20头、公犊牛10头。对照组牦牛犊牛随母哺乳,试验组牦牛犊牛与母牛分离并饲喂专用代乳粉,试验共持续120 d。结果显示:试验组牦牛犊牛在30～150日龄的生长性能与对照组无显著差异(P0.05)。试验组牦牛犊牛存活率显著高于对照组(73.3%vs. 46.7%,P0.05)。试验组牦牛犊牛瘤胃总挥发性脂肪酸浓度和丁酸摩尔比例以及血清总蛋白质、球蛋白、免疫球蛋白G、胰岛素、β-羟丁酸和生长激素含量均显著高于对照组(P0.05)。由此得出,在本试验条件下,30日龄断母乳饲喂代乳粉的牦牛犊牛在随后4个月的生长性能与随母哺乳的牦牛犊牛无显著差异,但饲喂代乳粉显著提高了牦牛犊牛的存活率。基于瘤胃发酵参数和血清生化指标,可能是因为采食代乳粉能够保证牦牛犊牛摄入的营养浓度一致,有利于维持其正常的生理代谢功能,最终提高了牦牛犊牛的存活率。     

园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响

  目的  本研究旨在探讨园林绿化废弃物覆盖对城市绿地土壤肥力影响，以期为园林绿化废弃物资源化利用解决城市绿地土壤问题提供依据。  方法  本研究以北京市典型城市绿地土壤?圆明园为研究对象，通过野外试验设置4种不同处理:不覆盖（CK）、上层木片 + 下层堆置15 d的园林绿化废弃物堆肥（处理A）、上层木片 + 下层堆置30 d的园林绿化废弃物堆肥（处理B）、上层木片 + 下层堆置60 d的园林绿化废弃物堆肥（处理C），进行室内分析测定，结合修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数，运用Pearson相关性及逐步回归分析，分析不同覆盖处理对土壤综合肥力的影响。  结果  0 ~ 10 cm土层中，C覆盖处理显著提高土壤有效磷、速效钾含量（P < 0.05）；10 ~ 20 cm土层中，C覆盖处理显著提高土壤速效钾含量（P < 0.05）。土壤综合肥力指数显示，C覆盖处理显著提高0 ~ 10 cm土层的综合肥力（P < 0.05）。修正的内梅罗指数法中F_imin值及逐步回归分析表明，土壤综合肥力限制因子为土壤密度及有效磷，土壤综合肥力最主要影响因子为有机质，其次为土壤有效磷及土壤密度。  结论  综上，园林绿化废弃物覆盖对土壤理化性质及综合肥力有不同程度的影响，结果显示处理C为最佳覆盖方案，今后研究中要着重注意土壤肥力主要影响因子（土壤有机质、土壤密度及有效磷）的动态变化及改善。      

双孢菇菌渣基质的制备及其栽培黄瓜的效果比较

以双孢菇菌渣为研究对象,通过设置不同发酵菌、蔗糖和尿素的添加量,测定分析不同处理菌渣发酵后的容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、电导率(EC)值及pH;不同处理发酵菌渣按照2∶1的体积比与蛭石混配后栽培黄瓜,以草炭和蛭石2∶1的体积比为对照,测量分析黄瓜的株高、糖含量和产量,以期探索菌渣发酵添加物的合理配比.结果 表明:1000 kg菌渣加入8 kg麦麸发酵菌、6 kg蔗糖、6 kg尿素,经过20～25 d后能够充分发酵,发酵后的菌渣基质理化性质符合作物栽培的要求,用于黄瓜栽培,其生长速度、糖度和产量最高,且显著超过了对照.     

反刍家畜胃肠道甲烷排放与减排策略

反刍家畜胃肠道甲烷排放是重要的温室气体排放源,减少反刍家畜胃肠道甲烷排放有助于缓解全球温室效应和提高家畜饲养效率。本论文从中国反刍家畜胃肠道甲烷排放现状、瘤胃甲烷生成机制、甲烷生成的日粮营养影响因子和甲烷减排策略与潜力4个方面系统综述反刍家畜胃肠道甲烷排放的研究进展。目前,中国反刍家畜甲烷总排放量超过10 Tg,占全球胃肠道甲烷排放的比例超过15%。反刍家畜胃肠道甲烷排放主要来自瘤胃和后肠道,其中瘤胃甲烷占胃肠道甲烷生成总量的80%以上。二氧化碳还原路径利用瘤胃内的氢和二氧化碳合成甲烷,是瘤胃内生成甲烷的主要路径。瘤胃内的氢还可被相关微生物利用,合成挥发性脂肪酸和微生物蛋白等代谢产物,进而被机体利用。减少反刍家畜胃肠道甲烷排放的关键在于促进瘤胃内氢的利用,以及阻断瘤胃内的氢被甲烷菌利用合成甲烷。甲烷减排的日粮营养调控策略包括优化日粮组成、改善饲料品质、提高瘤胃流通速率、添加氢池和甲烷抑制剂等。大多数营养调控策略的甲烷减排效果小于40%,最新研制的3-NOP抑制剂的甲烷减排效果最高可达80%。但是,一些减排策略的产业化应用还受添加剂残留、抗生素禁用、食品安全、产品价格和消费者喜好等因素影响。牧场管理和遗传选育也是降低甲烷排放量的重要手段,过去100年来已实现每千克标准乳的甲烷排放量减排效果为57%。未来反刍家畜胃肠道甲烷研究将主要集中在低排放品种的遗传选育、不同营养调控策略间的组合效果、甲烷减排的经济效益和可持续性、家畜生长性能与健康、食品安全、消费者喜好等方面。     

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。     

磷酸铵镁堆肥产品养分释放特性及其肥效研究

为了研究磷酸铵镁堆肥产品的氮磷养分释放特性及其肥效,分别采用土柱淋溶方法及盆栽试验研究了磷酸铵镁堆肥(MAPC)产品的氮磷养分释放特性及对油菜的肥效,并与普通化肥(CCH)、普通堆肥(CCO)、磷酸铵镁肥(MAP)3种肥料进行对比。结果表明:在整个淋溶过程中,CCH和MAPC处理淋溶液的总氮及总磷浓度均较其他处理高;MAP肥具有缓释性,且堆肥对其养分释放具有促进作用;CCO处理的养分释放最慢。在最后一次淋洗(即第5次)后,总氮及总磷养分浓度排序均为:CCHMAPCMAPCCO。盆栽试验18 d后油菜快速生长,且与对照(不施肥)处理相比,MAP和MAPC处理能显著提高油菜的株高及生物量。在45 d盆栽试验结束时,CCH、CCO、MAP和MAPC处理的生物量分别是对照处理的14.8、4.8、20.5倍和16.0倍。MAP处理能显著提高油菜的养分含量,TN和TP含量分别比对照提高了2.24 g·kg~(-1)和1.54 g·kg~(-1)。研究表明,4种肥料均可改善油菜的生长发育情况,且MAP和MAPC的肥效优于CCH和CCO,在堆肥中利用鸟粪石结晶原理可固定部分氮磷元素,提高堆肥产品肥效。     

高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株，并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样，以水稻秸秆粉为唯一碳源，通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌，结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株，采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位，通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性，解析其高温适应性机制，评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌，其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强，而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力，将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似，分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低，其最适温度范围不同，分别为55~65℃和70~80℃，其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明，菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌，其具有不同高温偏好性，纤维素酶热稳定性强，在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。