C/N对蓝藻好氧堆肥腐熟及无害化进程的影响

为探索和优化脱水蓝藻藻泥好氧堆肥无害化处理工艺参数,利用堆肥反应器,研究了C/N分别为5(T1)、15(T2)和25(T3)的处理对蓝藻藻泥腐熟进程及微囊藻毒素(MC)降解速率的影响.结果表明,堆肥过程中各处理间的pH、总碳量及其形态、总氮量及其形态、总磷含量、总钾含量、种子发芽指数差异显著.与蓝藻自然堆置相比,添加辅料增加堆体C/N可提高蓝藻的腐熟速度.堆肥35d后,T2和T3处理的堆肥成品均已满足有机肥行业标准,种子发芽指数均高于80％;但MC-LR和MC-RR仍有较大的降解潜力,从无害化的角度考虑,蓝藻高温堆肥时间不应少于50d.C/N过高增加了氮素的损失,如何进一步降低氮素的损失,提高堆肥过程中MC的降解将是今后蓝藻堆肥研究的重点.     

添加不同蓝藻饲料对草金鱼生长、体色和MCs含量的影响

为探讨饲料中添加蓝藻和超声波脱毒蓝藻对草金鱼生长、体色和微囊藻毒素(MCs)含量的影响,分别用添加0(对照组)、50%蓝藻藻泥、50%脱毒蓝藻藻泥、67%蓝藻藻泥和67%脱毒蓝藻藻泥饲料饲喂草金鱼60 d。结果显示:饲料中添加蓝藻藻泥能够显著促进草金鱼生长(P0.05),而经超声脱毒蓝藻未表现出促生长作用。与对照组相比,饲喂添加67%蓝藻藻泥饲料组草金鱼皮肤a~*红度值、b~*黄度值和类胡萝卜素含量均显著升高(P0.05),饲料中添加67%蓝藻藻泥增色效果最佳。对照组草金鱼内脏和肌肉内均未检测到微囊藻毒素RR(MC-RR)和微囊藻毒素LR(MC-LR)存在。饲喂添加蓝藻藻泥饲料或脱毒蓝藻藻泥饲料后,草金鱼肌肉和内脏内均有MC-RR蓄积,且蓝藻藻泥添加组和脱毒蓝藻藻泥添加组间无显著差异(P0.05),草金鱼内脏内检测到MC-LR蓄积,二者间差异亦不显著(P0.05),仅在饲喂添加67%蓝藻藻泥草金鱼肌肉内检测到MC-LR蓄积。     

水分对蓝藻堆肥效果的影响

为探索和优化脱水藻泥大规模堆制处理工艺,以室外堆肥为平台,研究55%、65%和75%含水率条件对蓝藻堆腐过程中理化性质的影响。结果表明:堆制过程中pH值及养分含量在3个水分处理间无显著差异;含水率55%的处理中氮素损失大于高含水率的处理,堆体达到腐熟的速度更快,其种子发芽指数显著高于其他处理。堆制结束后3个水分处理的总养分含量分别为5.12%、4.90%和4.56%,有机质含量分别为34.64%、37.70%和38.80%,均已达到有机肥行业标准。含水率为55%的处理堆制后藻毒素残留最少。     

高效液相色谱法测定蓝藻发酵液及堆肥中微囊藻毒素含量

建立了高效液相色谱测定蓝藻发酵液和蓝藻堆肥中微囊藻毒素(MC-RR、MC-LR)含量的方法.样品中的MC-RR和MC-LR用5%乙酸溶液提取,离心分离后经过SPE小柱净化、富集,在C18柱上采用梯度洗脱,流动相为甲醇+0.05 mol/L磷酸二氢钾,利用二极管阵列检测器在238 nm进行检测.MC-RR、MC-LR的检测限为0.03 μg/ml,定量限为0.10 μg/ml.在50～200 μg/kg的添加范围内,MC-RR的回收率为78.0%～90.5%,MC-LR的回收率为82.0%～92.8%.     

水分含量对蓝藻堆肥腐熟及藻毒素含量的影响

为探索和优化开放环境中蓝藻堆肥的腐熟化、无害化处理工艺参数,以蓝藻为原料,菌渣和稻壳为调理剂进行好氧堆肥,研究了初始含水率为50%(W50%)、55%(W55%)和60%(W60%)的处理对堆肥腐殖化进程及微囊藻毒素(M C)降解速率的影响。结果表明:堆肥48d后,各处理成品均已满足有机肥标准,种子发芽指数高于85%;3种含水量条件下,腐殖质含量分别下降23.16%、21.71%和19.50%;胡敏酸含量分别提高69.40%、60.58%和43.89%;富里酸含量分别下降50.30%、50.09%和40.36%;腐质化系数(胡敏酸/富里酸)分别为2.85、2.94和2.23,增幅为141.27%~240.81%。堆制48d,MC-LR和MC-RR含量均低于1μg kg-1,降解率高于95%;各处理组中,MC-LR和MC-RR降解速率变化趋势相似,且MC-RR的降解速率高于MC-LR。研究表明,W 50%和W55%处理有利于形成腐殖类物质,提高堆体腐熟度,W 55%处理MC的降解效果最好。     

典型微囊藻毒素对白菜种子发芽的生态毒性

以白菜种子为实验对象,研究了微囊藻毒素(MC-LR和MC-RR)和铜绿微囊藻提取液对白菜种子发芽率、根伸长、芽伸长和生物量的影响,探讨其对白菜种子发芽的生态毒性.结果表明,在实验浓度范围内,MC-LR和MC-RR毒性与白菜种子发芽的发芽率、根伸长抑制率、芽伸长抑制率和生物量抑制率之间存在显著的剂量-效应关系,毒性敏感高低指标为根伸长＞芽伸长＞生物量＞发芽率,MC-LR的毒性大于MC-RR,其根伸长50％抑制率浓度值(IC50)分别为3.32 mg·L-1和12.68 mg·L-1.铜绿微囊藻提取液对白菜种子发芽的生态毒性远高于MC-LR和MC-RR纯品水溶液,是否由于藻液中多种微囊藻毒素共存时产生了毒性协同作用或藻液中其他毒性污染物的存在而引起的,其机理有待进一步研究.     

添加菌剂和石灰对剑麻麻渣堆肥腐熟效果及养分含量的影响

为提高剑麻麻渣的肥料化利用效果,对麻渣进行添加微生物菌剂和石灰堆肥试验,研究麻渣的腐熟效果及矿质养分损失率。结果表明,堆肥125 d后,单独添加菌剂处理剑麻麻渣堆肥气味呈泥香味,麻渣发酵液发芽指数比对照显著提高4.1倍,堆肥氮、磷、钾养分含量和损失率影响与对照差异不显著。单独添加石灰具有除臭效果,对堆肥氮、磷养分含量和损失率影响不显著,并且堆肥质量损失率和钾素损失率显著降低,但堆肥发芽指数较低,仅为1%。当菌剂与低水平石灰（石灰∶麻渣=1∶300）混合添加时,堆肥发芽指数显著提高,为对照的2.3倍;堆肥全钾含量显著增加,达3.3 g·kg-1,比对照提高10%;堆肥质量损失率和钾素损失率显著降低。因此,微生物菌剂可作为腐熟剂单独添加以促进麻渣腐熟,微生物菌剂与低水平石灰混合添加,剑麻麻渣堆肥的腐熟效果最佳,是最佳麻渣腐熟剂。     

铜绿微囊藻臭氧化以及藻毒素去除研究

[目的]研究臭氧杀藻机理和藻毒素去除效能,探索富营养化水体藻类处理的可行技术。[方法]采用臭氧氧化技术,针对太湖蓝藻中典型的产毒株——铜绿微囊藻(FACHB-912)进行了杀藻、藻毒素去除效果研究。[结果]臭氧杀藻能够破坏铜绿微囊藻细胞壁,导致胞内物质流失,很少量的臭氧就能够对藻细胞造成损伤,抑制其正常生长代谢。臭氧氧化可以去除藻毒素(MC-LR、MC-RR),10min去除率,LR为82.25%,RR为74.28%。臭氧去除藻毒素受溶液TOC影响,在同样条件下,对分离纯化后藻毒素的去除率LR为95.68%,RR为86.03%。[结论]臭氧化去除铜绿微囊藻效果显著。臭氧对于MC-LR、MC-RR去除效果明显,LR的臭氧降解效率要高于RR。     

UV-B辐射下叶绿素和微囊藻毒素的协同降解效应研究

[目的]探讨水体微囊藻毒素无二次污染的高效降解方法。[方法]通过开展国内富营养化水体中常见的藻毒素异构体MC-RR、MC-LR在叶绿素的添加与否条件下,研究UV-B对富营养化水体中叶绿素和微囊藻毒素的协同降解效应。[结果]2 mW/cm²的UV-B照射1 h, MC-RR、MC-LR降解率分别为29.8%和16.9%,而添加叶绿素后MC-RR、MC-LR的降解率分别高达99.8%和100.0%;2 mW/cm²的UV-B照射2 h, MC-RR、MC-LR均产生大量的光降解异构体产物,异构体产物与残余MC的色谱面积比分别为28.9%和21.7%,而添加叶绿素后MC-RR、MC-LR均被完全降解,MC和异构体产物均未检出。添加叶绿素后MC呈现出高效完全光降解,避免了常规光降解产生大量潜在毒性的异构体产物的缺点;2 mW/cm²的UV-B照射1 h,对Chla、Chla与MC-RR混合溶液、Chla与MC-LR混合溶液中的叶绿素a的降解率分别为86.7%、18.9%和70.3%。[结论]叶绿素能高效催化UV-B对微囊藻毒素的...     

太湖水体微囊藻毒素变化及其与理化因子的关系

2009年5～10月间采集太湖3个位点的水样,分析水体理化因子和微囊藻毒素的含量及种类。在整个采样周期,3个位点的胞外微囊藻毒素含量变化范围为ND(未检出,<0.02μg/L)至0.67μg/L,只检测到MC-RR和MC-LR两种微囊藻毒素;胞内微囊藻毒素含量变化范围为ND～53.34μg/L,MC-RR和MC-LR是主要的微囊藻毒素种类,在2009年10月的2号位点水体检测到多达6种微囊藻毒素。CODMn和叶绿素a与水体中胞内微囊藻毒素含量呈现显著正相关。在不同采样位点,胞内、胞外微囊藻毒素与理化因子的关系不完全相同,应根据不同区域开展环境条件对太湖水体中胞内、胞外微囊藻毒素含量影响的评估。     

麦秸和奶牛场废弃物联合堆肥试验

设置小麦秸秆和奶牛场废弃物联合堆肥试验,以评估其消纳养殖废水与制作商品有机肥的可行性。试验用麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥,以小麦秸秆并用尿素调节碳氮比为35∶1的处理为对照。结果表明,各处理堆体温度50℃以上持续时间分别为30 d、17 d、41 d、12 d和24 d,均已符合堆肥卫生标准要求的高温天数;堆肥过程中麦秸分别与沼渣、沼液、牛粪、粪水混合堆肥及对照的有机碳含量分别下降了14.00%、5.50%、15.80%、4.45%和10.70%;堆肥过程各处理氮、磷、钾含量逐渐增加。堆肥结束时,各处理有机质含量介于590.28 g/kg与701.86 g/kg之间;氮磷钾总养分含量介于46.54 g/kg与89.45 g/kg之间,其中麦秸与牛粪混合堆肥处理总养分含量最高(89.45 g/kg),麦秸与沼渣混合堆肥处理次之(69.61 g/kg)。秸秆与牛粪或沼渣混合堆肥时高温时间较长,且堆肥产物养分含量高;用麦秸和养殖废水(沼液或牛粪水)混合堆肥,每处理1.0 t麦秸可消纳废水1.8 t,有利于奶牛场节本增效。     

蚯蚓对牛粪中碳、氮及其他营养物质转化的影响

试验地位于安徽肥东县桂和养牛场,选择6个地块作为消解床,新鲜奶牛粪采用均匀堆垄铺在消解床上。分析了60 d内奶牛粪便自然堆制和蚯蚓堆制2种处理方式的堆制物的理化性质。结果表明,蚯蚓粪p H、总碳、有机碳、全氮、全钾含量均低于传统的牛粪自然堆制物,全磷、速效磷、速效氮和速效钾均高于牛粪自然堆制物,蚯蚓粪的速效氮和速效磷占全氮和全磷的百分比均分别逐渐升高。由此认为,与自然堆制相比,牛粪蚯蚓堆制加快了堆制物矿化速率,提高了堆制物速效养分含量。     

添加菌糠对猪粪渣堆肥过程及氨排放的影响

以规模化养猪场固液分离后的猪粪渣为试验对象,以菌糠为调理剂,设置猪粪渣和菌糠1∶0.2、1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5共4个不同质量比例(湿基)堆肥处理,以纯猪粪渣单独堆肥为对照处理,研究了菌糠作为猪粪渣堆肥调理剂对堆肥过程和NH_3排放的影响。结果表明:添加菌糠有利于各堆肥处理缩短进入高温期的时间,且有利于各处理堆肥的脱水;随着菌糠添加比例的增加,各处理的干物质降解率和有机碳损失率均降低;堆肥后,对照和处理组的全氮、全磷和全钾含量均比堆肥前有所增加,而其中全磷、全钾含量的增加量随着菌糠添加量的持续增加而相应减少;当菌糠的添加比例大于0.3时,有利于减少猪粪渣堆肥过程中NH_3的排放;堆肥36 d后,对照及各处理堆肥均达到腐熟,且总养分和有机质均符合《有机肥料》(NY 525—2012)标准。     

接种腐秆剂对香蕉茎秆堆肥养分变化的影响

以香蕉茎秆、鸡粪和花生秸秆为原料进行高温好氧堆肥。试验设不添加腐秆剂（处理Ⅰ）和添加腐秆剂（处理Ⅱ）2个处理,研究接种腐秆剂对香蕉茎秆堆肥过程中养分变化的影响,并分析堆肥过程中温度、pH、有机碳、NH4＋-N和NO3--N、全氮、全磷、全钾的变化。结果表明,接种腐秆剂处理的温度均高于对照处理,且堆肥高温期持续时间相对较长;接种腐秆剂对堆肥的有机物降解有一定的促进作用,堆肥的全氮和全钾含量明显增加,而NH4＋-N的含量降低,加快了堆肥腐熟,对pH、N03--N、全磷的影响不明显。因此,接种腐秆剂可以加快香蕉茎秆堆肥腐熟,提高堆肥的产品质量。     

不同施肥处理对小麦产量及土壤养分的影响

通过田间试验,研究了不同施肥处理对小麦产量、肥料利用率及土壤养分的影响。结果表明:氮肥是影响小麦产量的主要因素,磷、钾肥次之;氮、磷肥的回收利用率随施肥量的增加而下降,钾肥的回收利用率随施钾量的增加而呈先增加后下降的趋势;土壤全氮、有机质含量以及碳氮比均随着氮肥施用量的增加而增加,土壤有效磷和速效钾含量分别与磷肥和钾肥的施用量呈正相关。     

有机肥替代化肥对旱地小麦产量和养分利用效率的影响及其经济环境效应

【目的】通过5年连续监测有机肥、生物有机肥替代化肥对旱地小麦产量、养分利用、经济及土壤环境的影响,以期为旱地小麦科学高效生产提供施肥依据。【方法】于2013—2018年在山西省洪洞县旱地麦田试验区,通过农户施肥（FP）、测控施肥（OF）、有机肥替代化肥（OFM）和生物有机肥替代化肥（OFB）4个处理,分析有机肥替代化肥对黄土旱塬冬小麦产量构成,经济效益,养分吸收转移特征,肥料利用效率,土壤环境等的影响。【结果】（1）与FP处理相比,OFM、OFB处理5年平均减施化肥氮素35%,籽粒产量显著提高17.2%—21.4%、纯收入显著提高44.3%—54.7%;与OF处理相比,OFM、OFB处理5年平均替代化肥氮素40%,增加了公顷穗数和千粒重,籽粒产量显著提高6.0%—9.8%,纯收入显著提高12.9%—21.0%。（2）OFM、OFB处理与OF处理相比,籽粒氮含量显著提高9.6%—12.8%,磷含量显著提高12.5%—17.9%;籽粒氮、磷、钾的花前营养器官转移量与花后土壤吸收量均有所提高,特别是促进了籽粒中氮、磷素的花后土壤吸收量,分别显著提高了48.8%—50.5%,70.5%—76.2%。（3）与OF处理相比,OFM处理的钾肥农学效率和偏生产力显著提高33.9%和6.2%。OFB处理的氮、磷肥的表观回收率显著提高48.6%和65.5%,氮、钾肥的农学效率显著提高71.3%和51.3%,偏生产力显著提高20.3%和10.0%。（4）经过5年的有机肥、生物有机肥替代化肥处理,土壤肥力（有机质, 全氮, 有效磷, 速效钾）有所提高,表层土壤硝态氮残留显著减少9.6%—23.0%,且2 m土层硝态氮无明显淋溶现象。【结论】有机肥、生物有机肥替代化肥可以提高小麦籽粒对氮、磷、钾的吸收,促进氮、磷素的花后土壤吸收,提高肥料的利用效率,显著降低土壤硝态氮残留量,有助于提升土壤肥力,最终获得较高的经济和环境效益,是旱地麦田高效持续生产和发展绿色农业的一项重要措施。     

不同土地利用方式下土壤养分特征变化分析

【目的】研究不同土地利用方式下土壤有机质及土壤养分元素特征的变化规律。【方法】在阿克苏地区采集小麦地、枣园、枣麦间作园、荒地枣园和撂荒地等5种典型的土地利用方式下的土壤,运用土壤化学分析方法,测定土壤有机质及氮磷钾等含量。【结果】各土壤养分指标在不同土地利用方式下变异系数为0.92%94.00%,均为中等空间变异性。由农田更替为枣园及枣麦间作后,提高了各层土壤有机质含量,其中020 cm土层各层土壤有机质均显著提高(P<0.05)。由荒地改建为枣园后,各层土壤有机质均有提高,其中010 cm、2030 cm土层显著提高(P<0.05)。0100 cm土层各养分元素含量和有机质含量均随土壤深度的增加而逐渐减少。土壤有机质、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量均表现为枣麦间作园>枣园>小麦地>荒地枣园>荒地,全氮表现为枣园>枣麦间作园>小麦>荒地枣园>荒地。土壤有机质与土壤各养分元素之间存在着显著正相关关系。【结论】阿克苏地区农田或荒地改建为枣园或枣麦间作园后,均有利于提高土壤有机质及土壤肥力。     

宁夏干旱风沙区几种植被恢复模式下的土壤养分特性

为分析植被恢复模式对土壤养分特性的影响,对宁夏干旱沙区自然封育草地、人工种植草地、自然封育+人工补播草地、人工种植灌木林地、人工种植乔木林地5种植被恢复模式下土壤的pH值、有机碳质量分数与密度、铵态氮与速效钾质量分数等进行测定.结果表明:几种植被恢复模式下土壤的pH值介于8.00 ～8.50,盐分质量分数0.020％～...     

不同龄级橡胶林土壤有机碳组分及其影响因素

【目的】对比分析不同龄级橡胶林土壤各组分碳含量及影响因素,为云南省乃至我国植胶区土壤质量和天然橡胶产业的高效发展提供理论依据。【方法】以西双版纳景洪农场九分场为采样地,选取5种龄级（2、10、16、27和34a）橡胶林不同土层土壤样品为试验样本,测定土壤主要理化性质及土壤有机碳各组分含量,采用单因素方差分析、相关分析等方法分析不同龄级、不同土层（0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm）间土壤有机碳各组分的差异及影响因素。【结果】5种不同龄级橡胶林的土壤理化性质存在差异,土壤pH在2.59~4.47,含水量在17.48%~40.38%,土壤容重在0.99~1.40 g/cm,全氮含量在0.75~1.37 g/kg,全磷含量在0.45~1.68 g/kg,全钾含量在1.70~22.71 g/kg。不同龄级橡胶林的土壤有机碳组分含量存在差异,土壤总有机碳含量在7.51~20.13 g/kg;易氧化有机碳含量在2.81~7.20 g/kg,占土壤总有机碳含量的13.96%~95.87%;稳定态有机碳含量在1.82~4.69 g/kg,占土壤总有机碳含量的9.04%~62.45%;水溶性有机碳含量在0.23~0.52 g/kg,占土壤总有机碳含量的1.14%~6.92%。土壤有机碳组分在不同土层中的变化规律相似,即随着土层深度增加各组分碳含量下降,表现为0~10 cm>10~20 cm>20~40 cm。相关分析结果表明,土壤有机碳各组分关系密切,总有机碳含量与易氧化有机碳和稳定态有机碳含量呈极显著正相关（P<0.01,下同）,与水溶性有机碳含量相关程度不显著（P>0.05,下同）;土壤理化特性对土壤有机碳组分的影响有所不同,土壤总有机碳含量与土壤含水量、全磷含量、全钾含量均呈极显著正相关,与全氮含量呈显著正相关（P<0.05,下同）,与土壤pH、土壤容重呈显著负相关;易氧化有机碳含量与土壤含水量及全磷和全钾含量呈极显著正相关,与土壤容重、pH呈极显著负相关;稳定态有机碳含量与全磷和全钾含量呈显著正相关,与土壤容重、土壤含水量呈显著负相关;水溶性有机碳含量仅与全钾含量、土壤pH呈显著正相关,与其余指标的相关性不显著。【结论】不同龄级橡胶林土壤有机碳各组分间相关性较强,且土壤pH、土壤容重、土壤含水量及全氮、全磷和全钾含量均是影响土壤有机碳各组分含量的重要因子,各理化指标间存在密切的相互制约、相互促进关系。     

有机、特别与常规种植体系对小麦土壤养分的影响

在江苏溧阳设立了田间定位试验,对有机、特别、常规3种种植体系小麦苗期、分蘖期、拔节期及成熟期土壤养分含量进行了比较。结果表明:在小麦的生长期有机种植体系比特别和常规种植体系的土壤肥力性质稳定、变化幅度小,种植前相比,成熟期的土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量均有所增加;常规种植体系土壤pH值及基本养分在分蘖期和拔节期变化较有机和特别种植体系大,种植前相比,成熟期的土壤有机质、全氮、速效磷及速效钾均有所减少;特别种植体系各项土壤指标基本介于有机和常规种植体系之间,因此,有机种植体系在小麦生长期中维持了土壤肥力的稳定,并有效提高了土壤养分含量。