纤维素降解菌对农业有机废弃物发酵进行CO2施肥的作用

采用室内培养和大棚试验相结合,对分离的3种纤维素降解菌在有机废弃物发酵释放CO₂中的作用及其对增加大棚CO₂浓度的效果进行了研究。结果表明,分离获得的三种菌均能明显促进有机废弃物发酵CO₂的释放,其中菌A和菌C的效果优于菌B;3种菌混合接种时效果最佳。在大棚栽培条件下,昼间CO₂浓度大部分时间低于300μL/L,处于亏缺状态;采用棚中不接种直接发酵也可大幅提高大棚的CO₂浓度,但释放的时间只有9.d左右;采用3种菌混合接种的方法棚内全天维持CO₂浓度800μL/L以上的时间可达14.d以上。     

有机废弃物生物发酵法CO2施肥对大棚草莓的效果

试验结果表明,在塑料大棚中有机废弃物生物发酵法产生的CO2气体能在较长的一段时间内稳定在较高的水平,从而促进大棚草莓植株生长和发育,提早上市期,提高草莓的产量、品质。应用该CO2施肥技术后,草莓果实口感好,Vc含量提高11.25 mg.100 g-1,可溶性固形物和可溶性糖分别提高1.0和2.06个百分点,有机酸含量降低了0.10个百分点,硝酸盐含量下降了126.45μg.g-1。平均单果重比对照增加14.32 g,约提高67%,每公顷产量提高29.9%,增产、增效明显。     

农业有机废弃物发酵CO2施肥在大棚生产上的应用及其环境效应

利用作物秸秆与畜禽粪便发酵产生CO2的原理,设计了适合农业生产用的简易发酵装置。通过接种3种高效产气菌及堆料pH的调节,发酵大棚内CO2浓度可提高1倍以上,且一次堆料的发酵时间可维持3周左右。该农业有机废弃物发酵CO2施肥技术,可使大棚内的芹菜、生菜、莴苣、油麦菜和青菜5种蔬菜可食部分的生物量分别提高260%、135%、115%、140%和322%。因此,利用农业有机废弃物发酵进行大棚CO2施肥,不仅可以提高作物产量、增加农民收入,而且有望为农业固废合理处置提供新的策略。     

利用工业尾气进行大棚蔬菜CO2施肥技术体系研究

对不同气候条件下蔬菜大棚内小气候观测和CO2施肥试验研究结果进行分析，改进了大棚 蔬菜CO2施肥技术，建立了CO2施肥经济决策公式和1套从工业尾气中采集CO2→CO2 产品运输流通→蔬菜大棚内CO2气肥施放的综合技术体系，为减少工业污染，补偿蔬菜大 棚CO2匮乏，提高大棚蔬菜产量和品质寻求了有效途径     

采用白腐菌对难降解有机污染物的生物净化

白腐菌对难降解污染物的生物降解作用已引起世界范围内的普遍关注，它可通过其分泌的特殊的降解酶系或其他机制将各种难降解的有机污染物彻底降解为CO₂和H₂O。该文介绍了白腐真菌的生物学特性及其分泌的酶系，阐述了白腐菌所分泌的酶在降解各种难降解有机物中的作用机制，分析了提高白腐菌降解能力的方法，总结了白腐菌在治理环境污染方面的应用现状与研究进展，探讨了白腐菌在实际应用方面的不足以及今后的研究方向，对白腐菌在解决环境污染方面的问题具有实际意义。     

堆肥中纤维素降解菌的筛选及复配菌降解性能研究

为加快堆肥过程中秸秆纤维素的降解速率,本研究从玉米秸秆堆肥中分离纤维素分解菌,并通过测定羧甲基纤维素酶(CMCase)活力、滤纸条崩解能力及兼容性,筛选出优良菌株,进而构建复合菌系,并对降解性能进行评价。结果共获得29株纤维素分解菌,对其中的高效菌株进行配伍,构建了6组复合菌系。除复合菌系F外,其他复合菌系的滤纸酶活力均显著高于单一菌株(P<0.05),尤以复合菌系B(xw1、xw3、xw8)、D(xw16、xw21、xw31)的酶活力最高,分别为22.8、20.4 U·mL^-1,比其中的最强单菌株xw3、xw21高出58.3%、68.6%,且所产酶具有耐高温(40～55℃)性。复合菌系B、D培养5 d可将滤纸条崩解为糊状,10 d内对秸秆的降解率达24.5%、21.9%,较单菌株xw8、xw31增加9.4和4.7个百分点。经16S rDNA分子鉴定,复合菌系B由微杆菌属(Microbacterium sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)组成,复合菌系D由芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillu ...     

高效纤维素降解菌的筛选及复合菌系的构建

本研究旨在筛选高效纤维素降解菌,组建复合菌系,用于堆肥接种剂的开发。通过纤维素刚果红选择性培养基,从腐殖土、堆肥样品中分离高效纤维素降解常温菌和耐高温菌。经过羧甲基纤维素酶活(carboxymethyl cellulase,CMCase)、滤纸条崩解能力、对稻杆及苦参(Sophora flavescens Ait.)残渣在液态和固态发酵条件下的降解能力测定逐级淘汰,筛选高效菌株组建复合菌系。研究结果表明,通过拮抗作用、单一菌株在复合菌系中作用测定,最终构建了由3株细菌(弗留明拜叶林克氏菌(Beijerinckia fluminensis)、微杆菌(Microbacterium sp.)和芽胞杆菌(Bacillus sp.)),1株链霉菌(Streptomyces sp.)和1株毛壳菌(Chaetomium sp.)组成的木质纤维素降解高效复合菌系。供试菌株在液态发酵条件下对稻杆和苦参残渣的降解效果明显强于固态发酵,稻杆比苦参残渣更容易被大多数微生物降解,供试真菌在稻杆和苦参残渣的降解中普遍表现出较高的降解效果。筛选得到弗留明拜叶林克氏菌XM-3可以在48 h内将滤纸条完全崩解,复合菌系在固态发酵20 d后对苦参残渣和稻秆的降解率分别达到31.4%和63.1%。本研究对堆肥接种剂的开发具有参考和借鉴意义。     

氧浓度对复合菌系MC1纤维素降解能力的影响

堆肥系统内氧浓度一直是影响堆肥进程的重要因子,它决定了堆肥系统中微生物活动的强弱,从而影响堆肥中复杂有机物的分解速率.该文研究了氧浓度对纤维素降解复合菌系MC1功能的影响.通过不同封口方式与不同大小容器培养实验,揭示静置培养条件下复合菌系MC1在纤维素降解过程中,氧浓度对该复合菌系分解纤维素能力的影响.得出复合菌系MC1在微耗氧条件下(＜0.05 mg/L)分解纤维素,分解纤维素最佳的氧浓度范围在0.01～0.02 mg/L,氧浓度过高或过低均不利于纤维素的分解.特定氧浓度有利于复合菌系MC1执行分解功能.     

木质纤维素降解菌剂DN-1促进堆肥腐熟度的评估

为提高堆肥中木质纤维素降解效率,促进堆肥腐熟进程,主要采用红外光谱法(FTIR),同时结合堆肥温度、种子发芽率及木质纤维素含量变化,研究了添加木质纤维素降解菌剂DN-1对堆肥腐熟的促进作用。结果表明,加入菌剂使堆肥在45℃以上高温期持续20 d,比自然堆肥高温期延长6 d;堆肥结束时,添加菌剂堆肥的种子发芽指数为93.3%,自然堆肥仅为56.7%;菌剂堆肥中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别为42.54%、62.57%和67.14%,分别高出自然堆肥14.33、31.31、19.57个百分点。红外光谱变化反映了堆肥过程中木质纤维素、多糖、脂肪和酰胺等成分的减少及芳香结构成分的增加,为菌剂DN-1促进堆肥中有机成分的转化和腐熟进程提供了有力的直接证据。菌剂DN-1具有很好地促进堆肥中木质纤维素降解和提高堆肥腐熟度的潜力,可以将其进一步应用于较大规模的堆肥处理。     

白酒糟纤维素降解菌的优选及酒糟降解工艺

白酒酿造行业产生的酒糟含有大量纤维素,不仅原料利用率低,而且丢弃的酒糟会对环境产生污染。为了获得酒糟纤维素降解能力强的微生物并进行应用,从酱香型酒醅、清香型酒醅、浓香型大曲、竹林里的土壤腐殖质中分离筛选酒糟纤维素降解菌,并对菌种分类、理化特征和降解酒糟的特性进行研究。pH值、温度和酒精胁迫性试验进一步确定了最佳酒糟纤维素降解菌为B2菌株,该菌株在pH值3.0、温度44 ℃、酒精含量为体积分数4%环境中生长良好。基于形态学、生理生化和分子生物学分析,鉴定B2菌株为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。在单因素试验结果的基础上,采用Box-Benhnken响应面法进行优化,确定了B2菌株降解酒糟的最佳工艺条件为酒糟添加量71 g/L、温度37 ℃、pH值6.4、接种量8%,此时酒糟降解率为15.23%。该研究丰富了酒糟纤维素降解菌的微生物资源库,同时为酒糟的资源化利用提供技术参考。     

稻田CO2排放对大气CO2浓度升高的响应

利用FACE (free-air carbon dioxide enrichment)平台,采用静态暗箱-气相色谱法,研究了大气CO2浓度升高对稻田土壤CO2通过土壤-大气(土气)和植被-大气(植气)界面排放的影响.在整个水稻生长季中,土气界面CO2排放通量与土壤表面水层深度指数负相关,且在中期烤田和收获前排水阶段出现较大值;而植气界面CO2排放通量与根系生物量的变化趋势基本一致.在低氮(N 125 kg/hm2)和常氮(N 250 kg/hm2)水平上,高浓度CO2(对照大气CO2浓度+200 μmol/mol)有提高水稻生物量、降低土气和植气界面CO2累积排放量的趋势.在水稻的拔节、抽穗和成熟期,较高的施氮量显著增加水稻地上部分生物量,促进植气界面CO2的排放.研究结果表明,未来大气CO2浓度升高的环境下,稻田生态系统有增加CO2的固定(增加水稻生物量),减少CO2的排放(土气和植气界面CO2的排放)的趋势,可能发挥着碳汇的作用.     

农业有机废弃物还田的生态经济效益研究

通过大田试验,将稻草及其利用后的有机废弃物(菌渣、牛粪、沼渣)替代部分无机化肥应用于水稻生产,研究了其对土壤养分、微生物数量、酶活性、水稻产量及经济效益的影响。结果表明,与不施肥处理(CK)和纯施用化肥处理(NPK)相比,4种有机废弃物还田均能一定程度地增加土壤有机质、速效养分的含量,增加细菌、放线菌和真菌的数量,增加微生物总活性及脲酶、磷酸酶及脱氢酶的活性;与常规纯化肥处理相比,早稻增加实际收入15.0~2690.0元/hm2(0.2%~29.7%),晚稻增加实际收入180.0~1737.5元/hm2(1.3%~12.2%),其中沼渣还田效果最佳,同时能减少10%~20%的无机化肥用量和处理农业有机废弃物6250~22500 kg/hm2,获得了生态、经济效益的双赢。但是,稻草焚烧处理在上述方面均未取得理想效果,且焚烧污染大气环境,是不可取的还田方式。     

生活垃圾堆肥过程中有机态氮形态的动态变化

利用接种不同外源微生物进行城市生活垃圾的堆肥试验,研究在堆肥过程中不同形态有机态氮组分的变化规律。结果表明,随着堆肥的进行,全氮与酸水解性氮含量均呈下降的趋势,其中外源微生物处理能加速全氮与酸水解性氮含量的降低,但至堆肥结束时,与不加外源微生物处理相比,并没有引起氮素的损失。氨基酸态氮含量则呈现先降低后增加的趋势,堆肥结束时,外源微生物处理氨基酸态氮含量明显高于不加微生物处理,表明外源微生物处理可促进氨基酸态的形成;酰胺态氮与氨基糖态氮含量有相同的变化趋势,各处理都是在堆肥的升温期、高温期增加,随着堆肥温度的下降而降低,在堆肥的腐熟阶段,则呈现较为平稳的走势。但相对于堆肥的不同时期,由于处理不同,酰胺态氮与氨基糖态氮含量有明显的差异,其中外源微生物处理酰胺态氮含量明显低于不加微生物处理,而氨基糖态氮则相反。     

适宜猪粪与菌渣配比提高堆肥效率

为摸索猪粪和菌渣堆肥生产有机肥技术,在自然发酵条件下,设计猪粪和菌渣9:1、8:2、7:3、6:44种不同比例(湿质量比)进行高温堆肥试验,研究了堆肥过程中温度、pH值、有机碳、发芽指数及养分氮、磷、钾的动态变化。结果表明,堆体温度在第3天即达50"C以上,保持高温25~32 d后开始下降,其中6:4处理高温期比9:1处理长7 d;4个处理pH值都呈先快速上升、之后下降并趋于稳定的趋势,pH值在6.83~8.62间变化;有机碳(质量分数)总体上呈下降之势,至堆肥结束4个处理分别下降了16_3%、14.5%、13.6%和11.9%,菌渣比例提高可减少堆体有机碳的损失:除6:4处理外,其他处理发芽指数分别于23、33和47 d达80%以上,同一时期菌渣比例越高堆体提取液对植物的毒害作用越强;氮磷钾总养分(质量分数)前期(约19 d)呈基本持平或少量下降,随后持续上升,堆肥结束4个处理分别为5.93%、5.57%、5.64%和5.13%。6:4处理氮磷钾总养分在堆肥大部分时期(45 d内)≤5.0%,其他处理在21~25 d后均≥5.0%。综合考虑堆肥质量和堆期等因素,利用猪粪和菌渣为原料规模化生产机肥,猪粪和菌渣适宜的比例为8:2。同时,因猪粪和菌渣C/N均较低,建议适当增加米糠等C/N高的添加料,进一步提高堆肥效率。     

CO2浓度升高、氮与土壤水分对春小麦生长及干物质积累的效应

大型人工气候室条件下进行了350μmol/mol和700μmol/mol 2种CO_2浓度,湿润及干旱2种水分处理和0mg/kg_土、50mg/kg_土、100mg/kg_土、150mg/kg_土和200mg/kg_土5种N肥施用量试验结果表明,高CO_2浓度下春小麦分蘖并未增加,低N时分蘖明显降低,因而高CO_2浓度下春小麦分蘖必须补充足够N素。CO_2浓度增高下播后55d施用N肥,春小麦叶宽、叶面积指数均增加,而不施N肥叶宽、叶面积指数未增加。充足N肥和水分有利于促进春小麦叶片生长,明显提高叶面积和分蘖。CO_2浓度增高,春小麦地上部干物质量增加与N肥施用量有关,中N和高N处理地上部干物质量明显增加,而不施N和低N时则增加不明显。干旱条件且高CO_2浓度下地上部干物质量增幅低于湿润条件,因而CO_2浓度升高对N素和水分胁迫无明显补偿作用。且CO_2浓度升高其根干物质量和根冠比未增加,相反湿润条件下不施N处理根干物质量略有降低,而根冠比明显降低。     

CO2施肥对黄瓜幼苗矿质营养吸收与分配的影响

以土培和砂培黄瓜幼苗为试材,研究CO2施肥对植株矿质营养吸收和分配的影响。结果表明:每天上午以1100±100μl/L CO2浓度施肥3 h或上、下午各施肥3 h明显降低植株各部位多数矿质元素的含量,CO2施肥时间延长,降幅增大。CO2施肥增强了黄瓜对矿质元素的吸收能力,使单株吸收总量显著增加,且施肥时间越长,吸收数量越多。因此,在CO2施肥的同时应增加矿质营养的供给。     

CO2加富处理甜瓜幼苗光合特性的研究

以甜瓜幼苗为试材,研究不同浓度CO2对其光合特性的影响.结果表明与对照相比,经800,1000,1200,1400 μL/L加富的甜瓜幼苗的最大净光合速率的增幅分别为39.59%、70.52%、80.64%和131.21%.蒸腾速率分别下降12.16%、27.18%、37.34%和54.65%,同时叶气温差也呈上升趋势.胞间CO2浓度上升12.04%～14.25%.高浓度CO2在降低甜瓜幼苗光补偿点的同时,还使光饱和点升高.甜瓜幼苗CO2加富的适宜浓度为1200 μL/L左右.