畜禽产品水足迹研究进展

畜禽产品的生产过程需要消耗大量水资源,对畜禽产品进行水足迹评价能够清楚地认识其对水资源的消耗情况。目前,人们对畜禽产品的需求日益增长,水资源消耗也在持续升高,因此研究如何缓解畜禽产品生产带来的水资源压力,已成为人们必须要面对的问题。评价畜禽产品的用水量和对不同生产阶段的用水分析,将有助于生产者和消费者确定用水量最大的过程,并针对性地实施提高用水效率的战略。本文介绍了国内外畜禽产品水足迹研究现状,对比分析了不同畜禽产品水足迹评价方法,展望了畜禽产品水足迹的发展,最终提出以下降低畜禽产品水足迹的主要措施:1)减少饲料生产的水足迹;2)提高饲料转化率;3)水资源管理和提高畜禽动物生产性能;4)改变人们的消费习惯。     

鸡粪发酵液培养的小球藻水热液化制备生物原油及其特性

为探索沼液资源再利用,以鸡粪沼气发酵液培养的小球藻为原料,采用水热液化技术制备生物原油。采取正交试验,在温度250~330℃、时间30~90 min及含固量15%~25%下,探讨了水热反应后各相产物特性及元素回收效率。生物原油产率为13.23%~23.83%,最高产油率在330℃、60 min、15%时取得。生物原油中碳、氢及氮回收率分别是16.13%~31.14%、19.18%~34.89%及5.97%~14.32%,最高碳回收率及最低氮回收率分别在330℃、60 min、15%及250℃、30 min、15%时获得。水热液化各相产物中,碳、氢及氮回收率在水相中占主导地位,分别为48.74%~60.43%、46.81%~62.13%及74.84%~82.67%。热重分析暗示生物原油可能适合制备润滑油。此外,GC-MS分析表明生物原油中烃类物质质量分数为16.14%~24.91%,主要为低碳链烃类,如甲苯及二氢茚等。     

农业工程类学科教育与课程整合--庆祝中国农业大学百年校庆

农业工程类专业在从农业机械化到农村电气化、从净跨木屋架设计到地下和地表水保护等领域的机械化农业过程中发挥了至关重要的作用。为进一步提高其贡献率和维持其可持续性发展，农业教育工作者应该从农业生产基础的角度对农业工程进行再定位。目前：农业工程学科已涉及除机械化生产之外的很多其他方面．例如精准农业、食品加工过程优化、室内和运输车辆内空气质量改善、生物质与生物质能源利用、通过生物过滤与径流控制以减少水体污染等，这些成果正在逐渐成为生物科学及其应用的重点；飞速发展的科学技术已允许我们在全球定位系统中，利用诸如分布式电力供给、纳米技术、生物传感器以及机器人等技术发展精细农业，使得每个动植物个体都可以作为一个实体进行处理以使效益最大化并将环境的负影响降至最低；我们对一些持续的挑战已经有能力应对——例如生物质和生物质能源在科学研究和经济领域内已经获得了新生。为适应那些更加广泛的挑战，我们需要培养相适应的学生和专业人士并使他们学会学习，把不断优化的专业基础知识应用到生产和社会实践中去，做促其高效持续发展的积极推动者。     

溶剂萃取对螺旋藻水热液化生物原油储存稳定性的影响

为了研究生物原油所含不同组分对其储存稳定性的影响,该研究提出利用溶剂分步萃取法分离生物原油。采用螺旋藻为原料进行水热液化,利用极性不同的四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酮和正己烷为萃取溶剂分离生物原油,以黏度和热值作为稳定性评价指标,利用热重分析仪、气相色谱质谱联用仪和傅立叶红外光谱仪分析生物原油的老化机理。结果表明：乙酸乙酯萃取得到的生物原油的黏度最低（316 mPa·s）,流动性最好,且在储存过程中黏度变化率最小（78.6%）,稳定性最好;利用溶剂可以分离生物原油中的重、轻组分和极性、非极性组分,生物原油的老化与极性大分子之间发生的酯化反应、聚合反应密切相关,而小分子非极性化合物的存在可显著降低生物原油的黏度,提高其流动性和稳定性;经储存后生物原油的热值降低了0.4%～6.2%,生物原油的极性组分、重组分和氮元素含量越多,黏度和热值的变化率越大。该研究可为生物质水热液化产物的定向调控及生物原油储存稳定性的提高提供参考。     

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。     

牛粪再生垫料生产过程中物料特性及致病菌变化

不同垫料生产方式因工艺差异导致垫料存在生物安全隐患，不利于垫料技术的推广，滚筒发酵具有高温、快速等优势，探讨其垫料生产过程的致病菌变化特征，可为解决产业问题提供支持。该研究以滚筒好氧发酵生产牛粪再生垫料过程为研究对象，采用平板培养法对夏季和冬季垫料生产过程中滚筒不同位置处奶牛乳房炎主要致病菌（大肠杆菌、链球菌、金黄色葡萄球菌和克雷伯氏菌）数量进行检测，同时检测了物料的理化特性，并进一步探究了影响奶牛乳房炎致病菌变化的主要因素。结果表明，夏、冬季滚筒发酵生产牛粪再生垫料过程中筒仓内温度较稳定，滚筒内部温度可维持在65 ℃以上；成品垫料的含水率均低于45%；链球菌和克雷伯氏菌在垫料成品中均未检出，夏季垫料成品中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌检测数量高于冬季；Pearson相关性分析结果表明，在选取的理化指标中影响致病菌数量变化的最主要因素为滚筒温度，其次为总碳。该研究为滚筒发酵生产牛粪再生垫料的技术应用及推广提供支撑。     

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。