牛粪堆肥中高效菌株的筛选与应用效果

为了探索牛粪快速腐熟原理及方法,以糖、淀粉、蛋白质、纤维素、油脂培养基为筛选培养基,以菌株增殖倍数、菌株性能等为筛选条件,从牛粪常温堆肥中筛选不同原料高效功能菌,并组成功能菌剂;以不同原料菌及单菌株发酵试验对发酵机制进行研究。结果表明,芽孢杆菌、假单胞菌、木霉及曲霉等为重要功能菌,组成功能菌剂发酵升温快,进入高温期仅需4 d,发酵腐熟时间可缩短至19~20 d;发酵及升温效果依次为糖原料功能菌淀粉原料功能菌蛋白质原料功能菌纤维素原料功能菌;芽孢杆菌、假单胞菌、木霉、曲霉利用糖、淀粉、蛋白质及纤维素能力强,升温及腐熟效果好。各菌株充分利用基质各成分,紧密协同生长及代谢,迅速进入高温期,是堆肥快速发酵及腐熟的主要作用机制。     

低温下复合发酵剂对牛粪与鸡粪混合堆肥有机氮变化的影响

从低温条件下牛粪、鸡粪混合堆肥过程中有机氮组分变化入手,研究接种不同的复合发酵剂对堆肥有机氮素形态转化的影响.结果表明,各处理全氮、酸水解有机氮、氨基酸态氮含量均呈先降低后升高的趋势;堆肥结束时接种复合发酵剂的处理全氮量较不接种的对照提高30.81%;接种含纤维素分解菌发酵剂的处理全氮量较接种复合发酵剂的处理提高6.54%.表明接种含纤维素分解菌的复合发酵剂能有效减少堆肥氮损失,提高产品肥效.     

低温复合发酵剂对冬季牛粪堆肥微生物多样性的影响

在-20℃下进行冬季牛粪堆肥,研究其温度、可培养微生物数量及细菌种群多样性的变化。堆肥处理的第6 d进入高温期并持续10 d,最高温度67.4℃;对照温度始终在-11～-13℃。处理的可培养细菌、放线菌、真菌数量分别高于对照0.018～1.368、0.040～0.966、-0.778～0.547个数量级;微生物总的变化趋势是细菌最多,放线菌次之,真菌最少。处理不同时期细菌DGGE图谱有着明显的差异性,对照不同时期图谱无明显差异;UPGAMA聚类分析,处理的相似性在0.54～0.70,对照的在0.95～0.98。处理的优势菌:初期为Clostridium ther-mopalmarium、Psychrobacter spp,升温期为Psychrobacter spp,高温期为Hydrogenobacter hydrogenophilus、Clostridiumspp、Psychrobacter spp、Saccharococcus thermophilus等,降温期为Clostridium thermolacticum、Psychrobacter spp;对照的各个时期优势菌相同,为Clostridium spp、Pseudomonas spp、Psychrobacter spp等;整个堆肥过程中Psychrobacterspp为处理和对照的共同优势菌。     

低温复合菌系对玉米秸秆与牛粪堆肥的影响

玉米秸秆与牛粪混合堆肥是实现秸秆与粪便资源化利用的有效途径之一。将本实验室筛选的一组低温复合菌系接入堆肥中,研究结果表明:在8℃低温条件下,秸秆用量大时升温快、温度高,处理1与处理2堆温在第4 d和第3 d分别为50.8和53.4℃,最高温度分别达到58.4、64.8℃,50℃以上持续了6 d,而不加复合菌系的对照,最高温度为40.9℃,未达到堆肥无害化要求。堆肥结束时,处理1、处理2和对照有机质含量较初始时分别下降了37.54%、33.58%、13.50%;全碳含量分别为26.05%、27.80%、36.55%,较初始分别下降了43.18%、41.54%和19.69%;C/N分别下降了42.83%、41.54%和14.95%;处理1处理2纤维素降解率分别达到37.54%、32.80%,较对照分别提高2.24倍、1.83倍。表明本实验室筛选的低温复合菌系能够使堆肥快速升温,缩短堆肥周期,促进堆肥的腐熟。     

强化堆肥中木质纤维素降解的功能菌株筛选鉴定

采用多种筛选相结合的方法,从土壤、秸秆、牛粪等不同来源的样品中分离得到3株具有木质纤维素降解能力的细菌,其同时具有使堆肥快速升温和有效除臭潜力。经菌体形态观察、生理生化分析及16S r DNA鉴定,此3株细菌均属于Bacillus sp.。堆肥功能验证试验结果表明,添加此3株功能菌可使堆肥中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别比对照提高31.31%、19.57%和14.33%;堆肥结束时的发芽率达到93.3%,高出对照36.6%。此3株功能细菌具有很好的促进堆肥中木质纤维素降解和提高堆肥腐熟度的能力,可以考虑将其应用于较大规模的牛粪或其他畜禽粪便的堆肥处理。     

低温下不同发酵剂对牛粪与鸡粪混合堆肥养分变化的影响

试验在室外0℃以下,牛粪和鸡粪混合后接种复合发酵剂好氧堆肥,研究复合发酵剂对堆肥养分的影响。结果表明,添加复合发酵剂堆肥的全氮和速效氮含量较对照分别提高24.01%和18.79%,起到了保氮作用。全磷(P)、全钾(K)、速效磷(P2O5)和速效钾(K2O)含量较对照分别提高3.69%、5.24%、7.56%和8.87%。     

污泥堆肥施用对土壤单位有机碳矿化及温度敏感性的影响

[目的]揭示污泥堆肥施用后土壤单位有机碳矿化及温度敏感性(Q₁₀)对于市政污泥资源化利用和土壤碳库稳定性的主控因素,并进而为市政污泥处理及土壤有机碳固持提供理论支撑。[方法]以黄土丘陵区退化草地土壤为研究对象,测定了不同污泥堆肥添加比例(0,2.0%,5.0%,10.0%,15.0%,20.0%)和培养温度(15℃,25℃和35℃)下土壤有机碳矿化速率,探讨了污泥堆肥添加对土壤有机碳矿化特征和Q₁₀的影响。[结果](1)与CK相比,不同污泥堆肥添加在培养初期土壤单位有机碳矿化速率显著增加(p<0.01),之后迅速下降直至趋于稳定;而施用污泥处理组的土壤单位累积矿化量是CK的1.6～4.2倍,在施用比例达到10.0%～20.0%时其有机碳矿化速率与累积矿化量均差异不显著。(2)运用一级动力学方程,拟合不同温度不同污泥添加土壤单位有机碳矿化动态均达到较好效果(R²>0.95),潜在矿化势(C₀)值在6.92～39.60 mg C/g差异显著(p<0.05),土壤有机碳矿化速率常数(k)...     

石化污泥堆肥过程中的温度层次效应及动态变化

温度是影响微生物活性的最显著因子.通过分析自然通风三角形长垄堆肥工艺处理石油化工污泥的堆体温度的层次效应及动态变化,结果表明,堆体剖面自上而下存在温度梯度,堆肥过程是好氧微生物降解有机质作用范围由上至下动态变化过程.堆肥初期,表层升温速率最快,是好氧微生物作用的主要区域.堆肥进入中、后期,次表层温度最高,成为好氧微生物作用的主要作用区域.由于核心区容重较高,整个堆肥过程中基本处于厌氧状态.不同污泥比例的堆肥对比分析表明,堆肥原料中污泥配比和高效微生物复合菌剂的投加也会对堆体的不同层次的温度变化形态具有显著影响,提高堆肥对环境变化的抵抗能力.     

条垛堆肥 -蚯蚓堆肥联合处理对堆肥产品性状的影响

蚯蚓粪逐渐成为一种优质的有机肥,然而蚯蚓处理对有机肥属性影响的机制和过程并不清楚。本文选用Rw发酵菌对牛粪和蘑菇渣先进行高温好氧堆肥预处理,然后接种蚯蚓,监测了蚯蚓处理前后堆肥中关键质量属性的变化。结果表明:联合堆肥温度、NH4+-N含量、NH4+-N/NO3--N、T值、pH值、EC值、种子发芽指数均符合堆肥腐熟要求。联合堆肥显著提高了全磷含量、NO3--N含量(P0.05),增幅分别达到16.8%、1 286.1%;显著降低了有机质含量、全钾含量、pH值、EC值(P0.05),分别降低35.9%、77.4%、12.6%、56.1%;但未显著降低NH4+-N含量、全氮含量;显著提高了堆肥的品质,如T值从0.64降低到0.58,种子发芽指数从82.6%提高到90.6%(P0.05)。     

堆肥废气余热回用对寒区好氧堆肥的影响

黑龙江地处高寒地区,好氧堆肥存在自然升温、高温维持困难、增温设备能耗高、堆肥周期长等问题。该研究在传统好氧堆肥设备中增设板翅余热换热系统,利用堆肥废气热能预热通风空气,系统研究不同环境温度时堆肥废气余热回用对好氧堆肥增温效果及堆肥品质的影响。结果表明：通风量、通风频率分别为16 L/min、每间隔2 h 通风20 min时更有利于堆体升温;回收堆体排出废气的余热预热通风空气能够显著提升好氧堆肥堆体的温度（P<0.05）,环境温度分别为11.4～13.4 ℃和7.1～8.6 ℃时,堆体最高温度可分别达到63.8和62.4 ℃,50 ℃以上可分别维持7.15和5.61 d,而且在含水率、有机质、C/N、pH值、电导率（Electrical Conductivity,EC）等堆肥效果方面也更具优势,有机质含量可分别降到53.28%和55.06%。该余热回收系统实际可行,且当环境温度为7.1～8.6 ℃及以下时,好氧堆肥必须采取余热回用措施才能维持正常的堆体温度,达到无害化标准要求。研究结果可为北方高寒地区好氧堆肥技术的应用及推广提供支撑。     

不同禽畜粪便静态高温堆肥过程中蔗糖酶活性的变化

在静态通气条件下,以养殖场鸡粪、猪粪、牛粪为材料,小麦秸秆作为堆肥调节物质,分别研究了接种微生物菌剂（接种菌剂处理）和不加菌剂（对照处理）堆肥过程中蔗糖酶活性的变化特征及其与温度的关系。结果表明,接种菌剂处理与对照处理在堆肥过程中蔗糖酶活性的变化趋势基本一致,即在高温腐解期蔗糖酶活性持续较高,在低温腐殖化期蔗糖酶活性急剧下降,且维持较低水平。接种菌剂能明显地提高堆肥过程蔗糖酶的活性,酶活性峰值高且出现时间较对照早4～8d。供试的3种物料蔗糖酶活性差异不显著,接种菌剂处理鸡粪、猪粪和牛粪蔗糖酶活性的最高值分别为87．84、81．3和86．8mg·（g·d）^-1,对照处理分别为62．9、60．9和63．79mg·（g·d）^-1,但3种物料接种菌剂和对照处理酶活性峰值出现的时间不尽相同,鸡粪的两种处理相同,猪粪加菌剂比对照提早8d,牛粪加菌剂较对照早4d出现。整个堆肥过程中蔗糖酶活性与堆体温度变化关系密切,对照处理堆体温度与蔗糖酶活性的关系为一元二次方程,表现为高温腐解期为显著性直线负相关,低温腐殖化期为显著性直线正相关,而加菌剂处理堆体温度和蔗糖酶活性间为极显著直线正相关。     

复硝酚钠对低温下黄瓜种子萌发和幼苗耐寒性的影响

为缓解低温胁迫对黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗的伤害,以黄瓜中农106为试验材料,研究不同浓度复硝酚钠(CSN)浸种对低温胁迫下黄瓜种子萌发及萌发后生长的影响,以及CSN灌根处理对黄瓜幼苗壮苗效果及幼苗耐寒性的影响。结果表明,适宜浓度的CSN浸种能显著提高低温胁迫下黄瓜种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、侧根数和鲜重,以50 mg·L^-1浓度效果最佳。在黄瓜育苗过程中,100 mg·L^-1的CSN灌根处理能显著提高穴盘苗质量和壮苗指数,低温胁迫下CSN通过促进矿质元素吸收,提高幼苗叶绿素含量、净光合速率、根系活力、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性,提高生长素(IAA)和油菜素内酯(BR)含量,降低活性氧和丙二醛(MDA)含量以提高幼苗的耐寒性。本研究为培育黄瓜壮苗和提高黄瓜幼苗耐寒性提供了新方法,也为复硝酚钠在设施蔬菜上的应用提供了技术支持。     

微生物菌剂对油枯堆肥过程中理化性质的影响研究

以油枯为基本原料,采用好氧堆肥方式进行堆肥试验,研究了添加4种不同微生物菌剂的条件下,油枯-稻壳-甘蔗渣堆肥体系中pH、C/N、水溶性NO3--N、水溶性NH4＋-N中的动态变化规律及菌剂对高温堆肥腐熟进程的影响。结果表明,添加菌剂能有效缩短堆肥到达高温的时间,延长高温分解阶段,加快物料水溶性NH4＋-N和C/N降低,pH和水溶性NO3--N含量升高,加快了油枯堆肥腐熟化进程。添加VT菌剂的堆肥处理相比其他在堆肥15d后最先进入高温分解阶段,高温持续时间为10d,提早5d腐熟,水溶性NO3--N含量从71.41mg.kg-1增加到887.4mg.kg-1,C/N的降低有效促进了NH4＋-N向NO3--N的转化,加快了油枯堆肥化进程,有助于提高堆肥腐熟化程度,说明添加VT菌剂的堆肥腐熟效果相对显著。     

不同类型脱水素在植物低温胁迫应答中的作用

低温是影响植物生长发育和作物产量的非生物胁迫因子之一。植物在长期的进化过程中,通过调节自身的生理及分子变化,形成了对低温胁迫的适应能力。脱水素是一类晚期胚胎丰富蛋白,可保护植物细胞内蛋白质和膜结构等不被低温破坏。不同植物中脱水素的过量表达能够提高植物的低温抗性,植物脱水素的表达和蛋白质的积累与植物耐低温能力密切相关。本文对SKn、Kn、YnSKn、KnS和Yn Kn型脱水素在植物抵御低温胁迫过程中的作用进行综述,旨在为进一步利用脱水素进行植物抗低温分子育种研究提供参考。     

添加木质素降解菌对堆肥中酶活性的影响

以奶牛粪便和稻草为堆腐材料,采用静态好氧堆肥的方式研究接种木质素降解菌对堆肥过程中的温度、pH等理化性质以及木质素降解酶活性动态变化的特征,从生物酶学角度考察人工接入外源菌剂对堆肥的影响。结果表明,接菌后的堆肥处理较CK早2 d进入高温期,并且维持时间多于CK 12 d。发酵前8 d pH值的上升幅度大且高于CK,而且接种处理比对照的C/N提前5 d达到20∶1,提早达到腐熟指标,加快堆肥腐熟化进程。堆肥中酶活分析结果表明,加入菌剂后,β-葡萄糖苷水解酶在堆置第6 d达到第一个峰值14.7μmol,较CK早6 d;羧甲基纤维素钠酶在第12 d达到峰值3 270 U,同比CK高出1 220 U;漆酶酶活峰值高达93.5U,而CK峰值只有82.8 U;锰过氧化物酶进入高温期后酶活最高为75.25 U,CK最高为54.8 U。由此可见,加入微生物菌剂后可使相关酶活性提高并提高堆体温度,加快堆肥腐熟,加速堆料中各种有机质的降解,提高微生物对底物的利用,从而提高好氧堆肥的效率。     

小麦冷温群体研究

通过对小麦群体温度的多年观测，发现自然界存在冷温群体，其冠层温度偏低，叶片功能期较长，源较充足，对灌浆甚为有利。尤其这类群体中的冷型小麦，冷域发达，蒸腾旺盛，净光合率较高，更是利于子位充实。这种类型小支的发现为优良株系、品系、品种的选择提供了重要的理论和实践依据。     

植物对低温胁迫响应的分子机理

本研究在讨论植物对低温的抗性及其调控基因的研究基础上，探讨了植物对低温抗性的分子调控途径，即通过利用转录激活子或者植物激素调控元件改变单个或成组基因的表达来改进主要农作物对低温的抗性；结合我们在细胞骨架参与植物对低温抗性及其调控机理方面的工作，提出了植物激素或低温锻炼诱导的冷反应基因表达可能影响细胞骨架的动态特性，进而调节植物对低温的抗性。     

猕猴桃低温动态高湿过饱和态贮藏工艺的试验研究

为了延长猕猴桃的贮藏寿命，提出了随着贮藏期的不同，对猕猴桃实行低温动态跟踪和高湿度过饱和态贮藏，依此原理进行了实验。结果表明，在低温动态和高湿过饱和态条件下贮藏的猕猴桃与常规贮藏工艺相比，果实的硬度比传统贮藏法高出50.96 N/cm²，保持良好，使猕猴桃的商品寿命延长30 d以上；霉果率下降3～5个百分点；果实失重率下降8个百分点。     

农业废弃物静态高温堆腐过程中微生物变化的研究

在静态通气条件下,研究了农业废弃物堆腐过程中微生物的动态变化。结果表明,以猪粪和小麦秸秆为原料,加入微生物菌剂堆腐,细菌数在堆腐3 d达到高峰值3.85×1012CFU/g,放线菌在第5 d达到高峰值6.25×108CFU/g,真菌数在堆肥第3 d就达到高峰值8.29×106CFU/g;未加菌剂的堆腐处理细菌数在第8 d达到高峰值7.54×1010CFU/g,放线菌数在第5 d达到高峰值4.22×108CFU/g,真菌数随着温度上升而下降,在堆腐后期上升。在以牛粪和小麦秸秆为原料,加入微生物菌剂堆腐,细菌数在第2 d达到高峰值5.62×1012CFU/g,放线菌数在堆腐第3 d达到高峰值1.46×1010CFU/g,真菌数在堆腐第1 d达到高峰值1.13×109CFU/g;未加菌剂的堆腐处理,细菌数在第4 d达到高峰值2.01×1011CFU/g,放线菌数在第3 d达到高峰值1.46×1010CFU/g,真菌数在堆腐第1 d达到高峰值8.51×108CFU/g。在整个堆腐过程中,真菌数一直较低,细菌和放线菌相对较高。