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。     

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。     

超临界CO2喷雾干燥制备乙基纤维素微粒的实验研究

为了扩大喷雾干燥技术在生物物料微粒制备方面的应用，在自行设计的实验台上，以超临界CO₂为干燥介质进行了乙基纤维素微粒的制备。研究了喷嘴出口直径、气液比、溶液浓度、温度、压力对微粒粒径及其粒径分布的影响。实验结果表明：改变工艺参数，可在较大范围内调控微粒大小，所制微粒平均粒径为1.07～9.84 μm；气液出口为8 mm的喷嘴所得微粒粒径比4 mm的要小且分布变窄、粒度均匀；气液比对微粒粒径的影响存在一个粒径最大值；高浓度溶液所得微粒粒径比低浓度溶液大，粒径分布略有变宽；随温度升高，微粒粒径增大，高温时所得微粒的粒径分布比低温时宽；随压力增加，微粒粒径减小，高压时所得微粒的粒径分布比低压时略有变窄。     

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±100 μl/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。     

不同浓度CO2施肥对温室番茄果实积硒效应的影响

试验以"兴海12号"番茄为研究对象,在施用4种不同浓度的CO_2的基础上,又对每个CO_2浓度处理下的番茄做了4个不同浓度的硒处理。研究了不同浓度CO_2施肥对番茄积硒效应的影响。设各独立隔间CO_2浓度依次为大气浓度(CK)、(600±25)μmol·mol~(-1)(T1)、(800±25)μmol·mol~(-1)(T2)、(1 000±25)μmol·mol~(-1)(T3)。在此基础上每个隔间的番茄材料实施包括空白在内的4个硒水平的处理L0(空白)、L1(2 mg·L~(-1))、L2(4 mg·L~(-1))、 L3(6 mg·L~(-1))。在相同的CO_2条件下叶面喷硒,随着施硒浓度的升高,使番茄果实内总硒和有机硒含量均有所升高,并且当施硒浓度相同时,随着CO_2浓度升高,番茄果实内总硒及有机硒都有显著的提升,且800μmol·mol~(-1)处理下效果最佳。本次试验在研究了CO_2施肥对番茄硒积累及转化的同时也比较了不同CO_2与亚硒酸钠的不同组合配施下成熟果实主要营养物质含量,结果为单独施硒与CO_2以及硒与CO_2的配施均使番茄营养品质得到提升。果实内维生素C、番茄红素及可溶性总糖在组合T2L3(CO_2浓度为800μmol·mol~(-1),硒浓度为6 mg·kg~(-1))时含量最高,提升显著。在T3L2(CO_2浓度为1 000μmol·mol~(-1),硒浓度为4 mg·kg~(-1))时有较高的糖酸比。     

几种主要CO2施肥肥源性能的比较与评价

在空闲拱棚和黄瓜日光温室内，分别研究了化学反应法(H₂SO₄+NH₄HCO₃）、煤球燃烧法和颗粒CO₂气肥3种肥源的性能，并与液体CO₂进行成本比较，结果表明：化学反应法产气迅速，设备折旧成本较低；煤球燃烧法产气速度中等，原料成本最低；颗粒CO₂气肥产气速度较慢且不易调控，原料成本最高。考虑化学反应产物的再利用因素，化学反应法、煤球燃烧法和液体CO₂ 3种肥源总成本接近，但从生态、节能、成本和效果等方面综合评价，煤球燃烧法原料丰富、成本低廉，较符合我国目前的设施、经济、资源和技术条件。     

CO2气调防治储粮害虫试验研究

利用自行设计的试验装置，充入CO₂气体使储粮害虫(谷蠹与米象)窒息死亡，以达到杀灭粮食害虫的目的。试验分为两个部分，一是在实验室里进行，试验温度分别在15～18℃和23～28℃；试验的CO₂气体浓度分别控制在25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%和60%左右；试验时间分别为24、48、72、96、120、168 h。通过多次试验，找出了实验室试验的最佳参数：温度为(25±3)℃；CO₂气体浓度为25%～35%；谷蠹杀虫保持时间为72 h以上；米象杀虫保持时间为48 h。二是在实验仓进行试验，将传感器通过管道分别布置在仓的各个部位，并每隔12～24 h，测取温、湿度等。 实验仓的试验验证了实验室的试验结果，但杀虫的持续时间为10 d以上，研究成果为实仓应用CO₂气调防治储粮害虫提供了可靠的依据。     

大气CO2倍增对水稻生长和发育的影响

矮香糯水稻(Oryza sativa L, )插身后生长在大气（350ppm CO₂）和CO₂倍增（700 ppm CO₂）的开顶式培养室中，结果显示，在CO₂倍增的条件下，矮香糯生长旺盛，根系发达，根系干重增加23%，株高增加12%，每穗结实率增加29%，每株籽粒干重增加41%。本文对目前有关这方面的研究现状进行了讨论。     

超临界CO2流体萃取杏仁油工艺研究

该研究以单因素试验和正交试验相结合的方法对苦杏仁脂肪油的超临界CO₂萃取工艺进行了研究。确定了超临界CO₂萃取杏仁油的最佳工艺为：萃取压力35 MPa、萃取温度50℃、CO₂流量24 L/ｈ、粒径60目、萃取时间2 h。各因素影响杏仁的得率的顺序为：粒径>时间>萃取压力>CO₂流量>萃取温度。最佳工艺验证试验的杏仁油的得率为52.98％。本研究的结果为下一步综合、无毒、高效地开发利用苦杏仁奠定了基础。     

畜菜互补生态系统综合研究(Ⅱ)——CO2分布状况及传输系统试验分析

通过试验测试揭示了自然扩散状态下的畜菜互补生态系统内温室中CO₂分布不均,存在着较大的浓度梯度以及畜菜配比不当等问题。设计并试验测试了塑料风管传输装置及兼有CO₂传输功能的地下热交换系统,两者对改善系统内的CO₂分布,提高蔬菜产量起到了明显作用。     

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。     

CO2浓度升高与气候变化对农业的影响研究进展

全球气候变化过程加剧。阐述了CO_2浓度升高及气候变化对农业的影响,包括CO_2浓度升高对作物生产力的影响,CO_2浓度与温度升高相互影响以及CO_2浓度与水分利用之间相互影响。研究表明随CO_2浓度的升高,作物生产力如生物量、经济产量以及水分利用效率均将有所提高,但高温对作物生产力可能产生不利影响,并指出今后研究重点。     

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。     

二氧化碳施肥对番茄幼苗生长与养分吸收利用的影响

Exposing tomato seedlings to elevated CO2 concentrations may have potentially profound impacts on the tomato yield and quality. A growth chamber experiment was designed to estimate how different nutrient concentrations influenced the effect of elevated CO2 on the growth and nutrient uptake of tomato seedlings. Tomato (Hezuo 906) was grown in pots placed in controlled growth chambers and was subjected to ambient or elevated CO2 (360 or 720 μL L-1), and four nutrient solutions of different strengths (1/2-, 1/4-, 1/8-, and 1/16-strength Japan Yamazaki nutrient solutions) in a completely randomized design. The results indicated that some agricultural characteristics of the tomato seedlings such as the plant height, stem thickness, total dry and fresh weights of the leaves, stems and roots, the G value (G value = total plant dry weight/seedling age),and the seedling vigor index (seedling vigor index = stem thickness/(plant height × total plant dry weight) increased with the elevated CO2, and the increases were strongly dependent on the nutrient solution concentrations, being greater with higher nutrient solution concentrations. The elevated CO2 did not alter the ratio of root to shoot. The total N, P, K, and C absorbed from all the solutions except P in the 1/8- and 1/16-strength nutrient solutions increased in the elevated CO2 treatment. These results demonstrate that the nutrient demands of the tomato seedlings increased at elevated CO2 concentrations.     

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。     

大气CO2浓度的升高、施氮及土壤水分对春小麦干物质积累和氮吸收的影响

Spring wheat (Thiticum aestivum L.cv.Dingxi No.8654) was treated with two concentrations of atmospheric CO2 (350 and 700 μmol mol^-1),two levels of soil moisture (well-watered and drought) and five rates of nitrogen fertilizer(0,50,100,150,and 200 mg kg^-1 soil) to study the atmospheric CO2 concentration effect on dry matter accumulation and N uptake of spring wheat.The effects of CO2 enrichment of the shoot and total mass depended largely on soil nitrogen level,and the shoot and total mass increased significantly in the moderate to high N treatments but did not increase significantly in the low N treatment.Enriched CO2 concentration did not increase more shoot and total mass in the drought treatment than in the well-watered treatment.Thus,elevated CO2 did not ameliorate the depressive effects of drought and nitrogen stress.In addition,root mass decreased slightly and root/shoot ratio decreased significantly due to CO2 enrichment in no N treatment under well-watered condition.Enriched CO2 decreased shoot N content and shoot and total N uptake;but it reduced root N content and uptake slightly.Shoot critical N concentration was lower for spring wheat grown at 700 μmol mol^-1 CO2 than at 350μmol mol^-1 CO2 in both well-watered and drought treatments. The critical N concentrations were 16 and 19 g kg^-1 for the well-watered treatment and drought treatment at elevated CO2 and 21 and 26 g kg^-1 at ambient CO2,respectively. The reductions in the movement of nutrients to the plant roots through mass flow due to the enhancement in WUE (water use efficiency) and the increase in N use efficiency at elevated CO2 could elucidate the reduction of shoot and root N concentrations.     

番茄对二氧化碳浓度增加的反应

本文综述了生长环境和根系介质CO2浓度增加对番茄生长发育、产量、品质和生理反应的效应,以及环境因素与CO2相互作用对番茄的影响。CO2浓度增加可以促进番茄生长,提高产量和品质; 可以促进光合作用、抑制呼吸,降低蒸腾,减轻病虫害发生。环境因素可以影响番茄对CO2的反应。今后应重点加强CO2浓度增加条件下番茄养分吸收特性的研究。