不同原料生物炭对铵态氮的吸附性能研究

为探讨不同原料生物炭对铵态氮吸附量及吸附机制,以花生壳、玉米秆、杨木屑和竹屑为原料,在500℃下充N_2保护热解制备生物炭,通过电镜扫面图(SEM)与傅立叶红外光谱图(FTIR)表征NH_4~+-N在生物炭表面的吸附特征,结合批量平衡吸附试验,对比研究不同原料生物炭对NH_4~+-N的吸附性能。结果表明:吸附后生物炭表面附着颗粒或粉末物质,孔隙被填充,表面变得较为平坦。四种生物炭表面分布的-OH、-C=O、-C-O,以及花生壳生物炭与玉米秆生物炭表面的-CH_3、-CH_2、-O-参与了吸附;Langmuir方程可以较好地拟合四种生物炭对NH_4~+-N的等温吸附;吸附均在50 min内达到平衡,伪二级动力学方程均可以较好地描述生物炭对NH_4~+-N的动力学吸附过程;在溶液pH=7.00条件下,初始浓度为800 mg·L~(-1)的体系中,四种生物炭对NH_4~+-N的最大吸附量为9.5~15 mg·g~(-1),吸附能力大小为花生壳生物炭玉米秆生物炭竹屑生物炭杨木屑生物炭。研究表明,生物炭表面含氧官能团对吸附NH_4~+-N起到决定性作用,吸附为单分子层吸附,且由快速反应所控制,四种生物炭中吸附性最好的是花生壳生物炭。     

阿克苏干旱地区林果园套种黑木耳技术

为了充分利用阿克苏丰富的林果枝条资源、良好的生态和水资源条件,在浙江省重点研发计划项目的支持下,首次以核桃、红枣、香梨、苹果和杨树等林果枝条为栽培原料,在阿克苏干旱气候条件下的林果园中进行黑木耳套种试验。结果表明,核桃、红枣、香梨、苹果和杨树等林果枝条均可用于黑木耳栽培,多种林果枝条混合利用有利于提高产量。阿克苏地区的防护林、种植8年内的核桃和苹果园、行距大于4米的红枣与梨园,以及清洁宽敞的家庭庭院都是适宜的栽培场所。其主要技术为:秋栽黑木耳菌棒在日最高气温降至30℃左右时进行,春栽黑木耳菌棒在日均气温回升到10℃以上时排场出耳;催芽期除增加光照和昼夜温差外,需采取喷雾化水、覆盖遮阳网等措施提高和保持小环境空气湿度,促进耳芽形成与发育;育耳期根据气温变化和耳片生长情况,按照"干干湿湿"的原则进行喷水管理。     

桑黄燕麦固体发酵菌质多酚含量及其抗氧化活性分析

利用燕麦作为基质对桑树桑黄菌丝进行固体发酵,测定固体发酵菌质中的多酚含量及其抗氧化活性,研究分析固体发酵培养时间、通气培养条件与多酚含量及其抗氧化能力的关系。试验结果:固体发酵不同培养时间和满瓶后不同通气培养条件对菌质中的多酚含量及其抗氧化活性的影响显著,桑黄固体发酵最佳条件为满瓶后开盖继续培养7~14 d。     

α-葡萄糖苷酶基因在黑曲霉中的同源表达

本实验以黑曲霉(Aspergillus niger)内源α-葡萄糖苷酶为基础,对黑曲霉菌株部分序列进行了克隆,构建了能够通过农杆菌介导法整合到黑曲霉基因组中的pSZH-10-6-agd C2表达载体。在转化黑曲霉之后检测到目的基因能够合成蛋白并分泌到细胞外的发酵液中。通过测定发酵液中的重组蛋白对底物的催化能力发现此基因在改造后仍具备酶活性,并且得出此酶的最适反应温度为40℃左右,最适pH值在6左右。     

施用生物炭对红壤和潮土种植小白菜氮素利用的影响

研究了施用不同剂量(0%、0.5%、1%、2%、4%)花生壳生物炭对红壤和潮土种植小白菜(Brassica rapa L.chinensis)生长及氮素养分利用效率的影响。利用淋溶土柱装置、根系扫描仪明确各处理小白菜生物量、根系形态指标,收获后土壤残留氮素养分含量,氮素利用效率,淋溶液氮含量等指标,探讨生物炭对不同类型土壤作物生长和养分利用的影响特征和机制。结果显示:与空白对照和单施氮肥处理相比,施用生物炭在潮土上显著降低小白菜地上和地下生物量,降幅分别达59.1%～77.2%、70.6%～80.6%,但在红壤上却显著增加小白菜地上和地下生物量,增幅分别达35.7%～69.0%、63.0%～77.1%。此外,生物炭对其根系形态指标亦影响显著,随生物炭施用量的增加,在潮土中施用生物炭,小白菜主根长降低了11.5%～30.1%,根表面积降低45.6%～55.9%,根冠比呈先增加后降低的趋势;而在红壤中施用生物炭,对小白菜根长影响不显著,根表面积增加47.5%和56.7%,根冠比显著降低。说明施用生物炭在红壤上促进小白菜根系发育,而在潮土上抑制小白菜根系发育。在潮土中施用生物炭,降低小白菜氮素吸收效率64.7%～73.5%,氮肥偏生产力降低65.1%～79.3%;在红壤中施用生物炭则提高了小白菜氮素吸收效率44.7%～59.6%,氮肥偏生产力增加了32.0%～63.2%。同时,施用生物炭显著降低小白菜植株硝酸盐含量,降幅分别达40.9%～84.6%和18.8%～75.0%。在红壤中施用生物炭,通过促进小白菜根系发育,提高其产量,降低红壤氮素残留,提高氮肥的利用效率,具有良好的生态效益;而对潮土施用生物炭,则抑制小白菜根系发育,降低其产量,降低其氮肥的利用效率,生物炭对潮土的高效安全施用仍需进一步探讨。     

一种棘胸蛙新类型疾病病原分析

从患病棘胸蛙(Quasipaa spinosa)中分离到三株细菌,分别采用口服、肌肉注射、皮肤损伤浸泡、皮肤不损伤浸泡4种方式对分离株制备的菌液进行回归感染试验.结果显示,除口服方式外,其他感染途径均能使棘胸蛙发病并导致死亡,且对棘胸蛙有较强的致病性.通过形态学、生理生化试验、16S rDNA序列等方法鉴定该致病菌株为嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila).同时,通过抑菌圈法研究该菌株对12种抗生素的敏感性,结果显示:该菌对氯霉素、吡哌酸、头孢哌酮、链霉素、四环素、诺氟沙星、庆大霉素高度敏感;对青霉素、新霉素、林可霉素、先锋霉素和红霉素不敏感.     

紫花苜蓿在碱胁迫下氨基酸及其衍生物含量的变化

随着土壤盐碱化面积的增加,盐碱胁迫已经成为制约农业发展的重要因素,因为高p H值的因素碱性盐对植物造成的损伤比中性盐更为严重。紫花苜蓿(Medicago Sativa L.)作为豆科植物,可以与根瘤菌互作产生根瘤,进行生物固氮。为了阐明共生固氮提高紫花苜蓿耐碱性的代谢物质基础,本研究利用GC-TOF-MS技术研究了紫花苜蓿碱胁迫下氨基酸含量的变化,以紫花苜蓿龙牧806根部为实验材料,使用200 mmol/L NaHCO_3处理正常型植株(non-nodulized,NI)与接种根瘤菌型植株(rhizobium-nodulized,RI),对丝氨酸、天冬氨酸等23种氨基酸及其衍生物在根中的含量进行测定。数据显示,在未胁迫处理时RI植株中氨基酸及其衍生物的含量大部分都要高于NI,使RI比NI拥有更强的耐碱能力,其在抵抗逆境时拥有更强的抵抗力。所测得的氨基酸及其衍生物被映射到KEGG中,这些物质被富集到生物学通路中。我们的研究表明,RI通过与NI不同的代谢物配置来提高其抗逆能力,本研究也为根瘤共生和耐碱性之间的关系提供了新的信息和重要的理论依据。     

花生壳生物炭对潮土和红壤理化性质和温室气体排放的影响

为探讨花生壳生物炭用于农田土壤改良的效果,采用盆栽试验,结合静态箱-气相色谱法研究了施用不同剂量(0、0.5%、1%、2%、4%)花生壳生物炭对红壤和潮土的理化性质及温室气体排放变化特征的影响。结果表明,施用生物炭对潮土温室气体排放的影响较大,且两种土壤表现出不同的排放特征。总体上,潮土N_2O累积排放量显著高于红壤,与单施氮肥处理相比,随生物炭添加量的增加,潮土N_2O累积排放量显著降低,降幅达6.5%~26.6%;红壤N_2O累积排放量则随生物炭添加量的增加呈上升趋势,与单施氮肥处理相比,红壤N_2O累积排放量增幅为14.7%~54.3%。与对照相比,施用生物炭显著增加潮土CO_2排放,其累积排放量增幅最大为25.9%;而对红壤CO_2累积排放量则没有显著影响。此外,在施用不同剂量生物炭处理下,两种土壤CH_4排放无规律性变化,CH_4排放累积量总体在0左右。与空白对照和单施氮肥处理相比,随生物炭添加量的增加,两种土壤的固碳量显著增加,潮土增加了57.1%~78.7%,红壤增加了11.2%~59.9%;同时随生物炭的施用,潮土温室气体排放强度显著提高68.0%~76.8%,而生物炭添加量对红壤的温室气体排放强度无显著影响。分析认为,对潮土施用生物炭通过改变土壤容重、有机碳、无机氮等养分含量,显著提高温室气体排放强度,抑制供试作物生长,增强其净综合温室效应;而对红壤添加生物炭则可促进作物生长,其温室气体排放强度无显著增加,提升土壤固碳量,具有较好的生态效应。     

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。     

不同材料生物炭和施用量对小麦和黄瓜种子萌发和根茎生长的影响

为明确不同生物炭材料和添加量对小麦和黄瓜种子萌发和根茎生长的影响,通过分析4种不同材料制备生物炭[花生壳生物炭(PBC)、玉米秸秆生物炭(MBC)、杨木屑生物炭(ABC)和竹屑生物炭(BBC)]组分特征,及设计发芽培养试验,测定4种生物炭的不同添加量(0、20.0、40.0、80.0、160.0 g·kg~(-1))对小麦种子(须根系)和黄瓜种子(直根系)发芽率和根、茎生长的影响。结果表明:4种生物炭均呈碱性,孔隙结构明显,表面有-O-、-OH、-C=O等含氧官能团。各生物炭除含有对植物生长有利的营养元素外,其浸提液和施用土壤也测出多种PAHs有机化合物,且不同材料生物炭PAHs含量存在显著差异。与CK相比,生物炭对小麦和黄瓜种子的发芽率无显著影响,但对其根、茎生长影响显著。随着生物炭添加量的增加,两种作物根长和茎长均表现出低添加量促进、高添加量抑制的趋势,达到160.0 g·kg~(-1)生物炭对两种作物的根长和茎长均表现出明显抑制作用。PBC添加量在80.0 g·kg~(-1)时,小麦根长、茎长提高101.67%和173.82%,对黄瓜根长、茎长分别提高了31.58%和85.14%,效果最优;而MBC、ABC和BBC则在添加量为40.0 g·kg~(-1)时达到最优效果,小麦根长、茎长生长率提高了45.26%～83.49%和79.30%～133.17%,对黄瓜根长、茎长生长率提高了18.55%～39.77%和63.14%～84.00%。总体上,各生物炭处理对须根系小麦种子根长和茎长的促进效果优于直根系黄瓜种子。研究表明,不同原料生物炭组分和性质差异显著,其材料种类和投入量均极显著影响小麦和黄瓜根、茎早期生长,且交互作用显著,因此,根据生物炭制备材料,探讨其理化特性,并筛选其最适用量,对生物炭的安全应用具有重要意义。