外源添加剂对黄贮小麦秸秆产甲烷潜力及微生物群落的影响

为探讨添加不同外源添加剂对黄贮小麦秸秆产甲烷潜力和微生物群落结构的影响,该研究以小麦秸秆为黄贮原料,添加乙酸(3‰ACE组)和异型发酵乳酸菌复合系(3‰MI1组,6‰MI2组),调整含水率至50%,黄贮65 d后,以黄贮小麦秸秆为厌氧发酵原料,探究发酵过程中的指标性质和微生物群落结构。研究发现黄贮预处理后,发酵系统中的初始挥发性有机酸中的乳酸和乙酸增加、甲烷含量增加、可溶性化学需氧量(sCOD)增加。添加了外源添加剂的ACE组、MI1组、MI2组的累积甲烷产量较干黄小麦秸秆(WS组)提高了4.7%～10.6%,而未添加添加剂的CK组的累积甲烷产量较WS组降低了9%。发酵系统中的主要优势细菌为Bacteroidetes、Firmicutes和Proteobacteria,优势古菌为甲烷鬃菌属Methanosaeta,黄贮预处理改变了发酵系统微生物的群落结构,促进了小麦秸秆的甲烷转化,为木质纤维素的沼气转化提供参考。     

沼液回流对棉花秸秆产甲烷效率及微生物群的影响

试验在中温条件下采用连续搅拌反应器(CSTR)研究了沼液长期回流对棉花秸秆厌氧发酵的影响,对固定进水负荷下的发酵罐运行参数的动态变化进行了持续监测。结果发现:在水力停留时间为15 d,进水有机负荷为4 g TS·L~(-1)d~(-1)的条件下,与未回流组相比,回流组在第153天时产气受到抑制,产气下降了23.1%;pH值在7.1上下波动而未回流组为6.8;氨态氮浓度为108 mg·L~(-1),未回流组在71 mg·L~(-1)左右;粘度由54 mPa·s增至139m Pa·s;VFAs含量高于未回流组,其中乙酸和乳酸积累较为明显。结果表明:一方面,沼液回流提高了反应器有机负荷率及缓冲能力,大大节约淡水资源,同时对产沼气体系产生搅拌作用,节约资源和能源。另一方面,回流组沼液粘度的增加、乙酸和乳酸的积累是其产甲烷率降低的原因,其纤维素分解菌种类较少,但主要产甲烷菌-甲烷鬃毛菌随着乙酸的积累而增长,对稳定沼液回流条件下的厌氧发酵体系起到了重要作用。     

油菜育苗移栽高产栽培技术

介绍油菜育苗移栽高产栽培技术,主要包括品种选择、培育壮苗、大田移栽、田间管理、病虫害防治、适时收获等内容,以期为油菜的高产栽培提供技术参考。     

乳酸菌复合系和植物乳杆菌提高柳枝稷青贮效果

该文旨在探讨接种乳酸菌复合系SGL和植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）对柳枝稷青贮效果的影响。以营养生长阶段的柳枝稷为原料,分别接种1 OD600/kg 鲜质量的SGL和Lactobacillus Plantarum,以不接菌的处理作为对照。在发酵第3、10、20和30天开罐取样进行检测分析发酵饲料品质,通过短期人工瘤胃技术测定体外瘤胃发酵参数的变化,并运用高通量测序技术分析原料和青贮料的细菌多样性。结果表明：接种乳酸菌复合系SGL和Lactobacillus Plantarum均能有效抑制Enterobacter和Clostridium,使Lactobacillus成为控制发酵的优势菌,加快青贮过程中pH值的下降速率,提高柳枝稷青贮饲料品质,并提高柳枝稷青贮料的瘤胃发酵效果,复合菌系SGL比纯培养的Lactobacillus Plantarum的效果更突出。     

高温分解与乳酸菌分步发酵提高秸秆饲料消化率及适口性

以提高秸秆饲料的消化率和适口性为目的,该研究1)以干玉米秸秆为材料,接种木质纤维素分解菌复合系WDC2,进行高温分解发酵;2)以乳酸菌复合系SFC-2为接种物,进行乳酸菌液体发酵;3)将乳酸菌发酵液以质量体积比1∶1比例均匀喷洒到发酵秸秆中,制备发酵秸秆饲料。该研究从营养学和分子生态学角度探讨了高温分解与乳酸菌分步发酵提高秸秆饲料消化率和及适口性的可行性。结果表明,经高温分解发酵,秸秆中微生物多样性丰富,不含致病菌。以南阳黄牛为研究对象,秸秆的干物质、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维体外消化率分别提高了13.94%、22.56%和21.12%,采食量提高21.71%;部分分解的秸秆经乳酸菌发酵液吸附后,粗蛋白增加36.17%。秸秆的高温分解发酵与乳酸菌的乳酸发酵相结合的饲料制作工艺,即提高了秸秆的消化率和营养价值,也改善了秸秆的适口性。     

固定床厌氧反应器处理高浓度糖蜜废水

为开发高效处理高浓度有机废水的厌氧沼气发酵技术,以活性炭纤维作为生物膜载体,在实验室规模上对固定床厌氧反应器处理高浓度糖蜜废水的运行性能进行了研究。初始进水COD为5 000 mg/L,水力停留时间（HRT）保持在2 d左右。在进水COD为47 000 mg/L以内时,相应的有机容积负荷（OLR,COD含量）达到21.38 kg/(m3×d),COD去除率保持在86%以上,沼气容积产气率为9.51 L /(L×d),甲烷容积产气率为6.46 L /(L×d);当OLR进一步从21.38 kg/(m3×d) 逐步升高到35.13、39.06、44.88 kg/(m3×d) 时,COD去除率从86.48%分别降低到74.40%,67.02% 和63.50%,相应的沼气容积产气率为13.71,13.98和11.44 L/(L×d),甲烷容积产气率为8.84,8.67和5.89 L/(L×d)。进水的pH值通常在3.5～5.6之间,OLR低于35.13 kg/(m3×d) 时,无需对pH值进行中和调节,出水的pH值自然维持在6.8～7.6的良好状态,超出此范围,则需加碱对进水的pH值作适当调节。最终进水COD高达78 600 mg/L,相应的OLR为44.88 kg/(m3×d)。在165 d的运行过程中污泥形成量小,没有发生堵塞现象,固定床厌氧反应器表现出高效的处理酸性高浓度有机废水和较强的抗负荷冲击的能力。     

纤维素分解菌系WSD-5常温产酶高温糖化小麦秸秆研究

将木质纤维素原料转化为燃料乙醇,受到全世界的期待。本研究探讨了利用复合菌系直接分解糖化的新途径。结果显示,该复合菌系优化的产酶活条件是转速为0r/min,底物添加量为3%,第6天酶活达到峰值,主要酶活为木聚糖酶活、CMC酶活和滤纸酶活,分别为15.18、3.43和0.79IU/mL。在第15天培养结束后,WSD-5对小麦秸秆中纤维素、半纤维素以及木质素的分解率分别达到71.3%、90.6%和51.7%。在酶活高峰期,在添加底物的同时升温至55℃保温糖化,结果发现还原糖的浓度显著提高。酶解小麦秸杆产生的总还原糖达到125mg/g以上,两次糖化总还原糖浓度为常温发酵时的15倍以上。当底物浓度为6%时的转化率最高,达到150.73mg/g。在糖化的过程中,产生了少量的甲酸、乙酸等可溶性小分子化合物,可以作为甲烷发酵的底物,具有一定的利用意义。试验扩大到3m3规模的中试试验。本研究为木质纤维素的低成本分解糖化提供了新的思路和途径。     

修复肥料和紫云英对水稻吸收积累镉的影响

为探讨修复肥料和紫云英对镉污染稻田的修复效果,在大田试验条件下,设置修复肥料和紫云英处理,并与应用较为广泛的石灰进行安全利用效果对比,研究对镉污染稻田水稻不同部位镉吸收转运、有效态镉含量、镉化学形态和酶活性等的影响。结果表明：修复肥料和紫云英联合施用可以使水稻产量较不添加土壤调理剂增产9.01%,施用修复肥料或紫云英也有一定增产效果;修复肥料和紫云英单施及二者联合施用均有效降低糙米镉含量,联合施用的降镉效果最好,达到了28.64%,石灰处理后糙米镉含量也均低于GB 2762-2017限量值;修复肥料和紫云英联合施用水稻根际和非根际土壤pH值分别提高0.20和0.32个单位,效果好于石灰处理（分别提高0.08个和0.23个单位）,修复肥料单施和与紫云英联合施用根际和非根际土壤有效态镉含量分别降低32.25%和40.54%,降镉效果接近石灰处理（27.87%和42.85%）;修复肥料和紫云英联合施用降低了土壤弱酸提取态和可还原态镉含量,提高了残渣态镉含量。此外,修复肥料和紫云英的联合及单独施用在一定程度上提高了土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性;紫云英和修复肥料单施和二者配施的投入产出比较高,分别为1.76、1.73和1.72。综合来看,在镉污染稻田紫云英还田时,配合修复肥料施用可降低稻米镉含量、提高稻谷产量、改善土壤酶活性,其投入产出比较高,且具有较高的经济效益和可操作性。     

四种含木质纤维素原料在牛粪液中的酸化

为了有效转化木质纤维素原料,提高其资源化、能源化利用潜力,研究了干稻秸、玉米秸、草坪草、新鲜状态玉米秸和风干玉米秸这4种木质纤维素原料在牛粪液环境中的酸化发酵规律。监测发酵过程,以质量减少率分析了原料降解效率,以溶解性化学需氧量(soluble chemical oxygen demand,SCOD)评价酸化产物的积累。结果表明,4种原料在牛粪液中的降解效果明显,规律不同。草坪草的质量减少最快且最多,质量减少率为73.25%。稻秸在10d时与草坪草质量减少率均达到50%,总质量减少率为72.01%。鲜玉米秸在18d时质量减少率为68.36%,接近草坪草和稻秸,总质量减少率为71.64%。干玉米秸总质量减少率最低,为57.6%;木质纤维素总量的降解效率依次为:稻秸>草坪草>鲜玉米秸>干玉米秸。其成分中,各原料半纤维素的降解效率最好,其次为纤维素和木质素;干、鲜玉米秸产生有机酸种类和数量较多,稻秸、草、鲜玉米秸、干玉米秸的产生挥发性脂肪酸(volatile fatty acid,VFA)总量最大值依次为3.91、0.54、7.16、10.99g/L。将酸化产物作为厌氧发酵原料角度分析,稻秸和草坪草在酸化过程中可实现SCOD积累,对厌氧发酵有利,而干、鲜玉米秸的酸化作用对厌氧发酵不利。     

乙酸和乳酸对玉米秸秆青贮料有氧稳定性和甲烷产率的影响

根据热电偶原理采用无纸记录仪测定温度,研究不同质量浓度乙酸和乳酸对玉米秸秆青贮料有氧稳定性及干物质的影响,并通过批次厌氧发酵工艺,分析不同质量比的乙酸和乳酸对提高青贮料甲烷产率的作用。结果表明:乙酸能有效提高青贮料的有氧稳定性,且随乙酸浓度的增加,青贮料有氧稳定性提高。相应地,乙酸添加量为10%和8%的处理干物质损失分别为1%和3%,而乙酸量添加为2%和没有添加乙酸的处理干物质损失分别为20%和25%,且干物质损失率(x)与甲烷产量减少率(y)呈线性正相关:y=0.705x+1.224(R2=0.986 2)。在仅以乙酸和乳酸为原料的厌氧发酵体系中,高浓度乙酸的甲烷产率显著高于高浓度乳酸(P0.05);而在烘干青贮料发酵体系中,乙酸添加量为17%和13%的处理甲烷产率与相同添加量乳酸的处理相比,差异性不显著(P0.05)。综合评价,乙酸对青贮料的主要贡献在于增加其出料期的有氧稳定性,减少干物质损失,进而提高物料甲烷产率。