弧形筛及生物净化池净化陆基工厂化海水养殖废水的效果

为了研究陆基工厂化海水养殖废水理想的净化工艺,对山东省烟台市1个大型海水养殖厂的“弧形筛＋4级生物净化池”的废水净化系统进行了各项水质指标的定量检测。结果表明：系统对悬浮物与无机氮和无机磷的去除效果明显;经该系统处理后,养殖废水的溶解氧、pH值、电导率、温度和盐度在排放前已经达到自然海水的常规值;系统中的细菌总量和弧菌总量依废水流入的次序,在各级净化池之间呈现了下降趋势;净化池中底栖单胞藻则体现了丰富的生物多样性。利用废水净化池进行刺参养殖,还可创造显著的经济效益。研究结果证明,该套系统易于建造、废水处理能力强,是一种适合中国国情的理想的陆基工厂化海水养殖废水处理模式。     

土壤栽培系统处理人工养鳖废水和生活污水

通过土壤栽培系统处理人工养鳖废水和生活污水。结果表明，废水的ＣＯＤＣｒ；与ＢＯＤ５去除率达到５０％以上，ＮＨ４＾＋－Ｎ去除率约为７０％￣８０％，但是没有除磷效果。本文对污染物的净化机理进行了分析，并提出了影响处理效率的主要因素，为进一步研究提供了条件。     

水培番茄对甲鱼养殖废水的净化和滤清

采用温室内水培试验方法，研究了水培番茄对甲鱼养殖废水的净化和滤清作用。结果表明，水培番茄栽培系统对甲鱼养殖废水中的COD，NO2.3-N,NH4-N,P等有较高的净化率，其值分别为77％，33％，97％，100％。水培番茄植株根须和根毛对养殖废水中的悬浮物和固体残渣有良好的吸附和过滤性能，平均每棵植株部可吸附和沉淀大约10－12g固形物。     

国内外利用藻类技术处理废水、净化水体研究现状

论述了利用藻类处理废水和净化富营养化水体技术的国内外研究现状和发展趋势。利用藻类处理废水、净化富营养水体 ,既能保护环境 ,又能节约资源 ,具有良好的生态效益和社会经济效益。未来藻类处理废水、净化水质应和生物基因技术、藻菌体、驯化微生物技术、人工神经网络及生物控制技术相结合 ,充分利用食物链中能流和物质转化关系。     

养殖固体废弃物作碳源的海水养殖废水反硝化净化效果

由于养殖废水C/N低且溶解氧（DO）含量高,需要补充碳源并有效脱氧,才能保证高效反硝化。该文开展了以养殖固体废弃物作碳源,海水养殖废水水解、反硝化净化工艺的试验研究。结果表明,养殖废水（水解种污泥与养殖固体废弃物体积比为1︰1、水温20℃）经过10 h水解,水解液DO质量浓度降至0.2 mg/L,NH4+-N、NO3--N、总有机物（TCOD）和总固体（TS）的去除率分别为62.8%、43.5%、24.0%和13.6%。当水解种污泥与养殖固体废弃物体积比为1︰1.5～1︰2.5时,养殖废水在20℃条件下水解6 h,水解液中挥发性脂肪酸（VFA）质量浓度和溶解性有机物/总有机物（SCOD/TCOD） 分别增加32.0%～49.3%和3.5%～9.1%。利用厌氧活性污泥对养殖废水的水解液（体积比为1︰4、水温20℃）进行反硝化净化,NO3--N和TCOD的3 h去除率分别达99.6%和88.3%,而养殖废水直接反硝化10 h, NO3--N和TCOD的去除速率分别为36.5%和75.9%。这表明,在海水循环水养殖系统中,利用养殖固体废弃物作碳源,养殖废水水解、反硝化工艺,能有效脱氧和补充有机碳源,养殖废水反硝化净化效果显著。     

粪污资源化技术研究

试验设计了由储存池、水培池两段结构组成的污水净化系统,该系统可有效净化粪污,处理后水培液中N、P浓度低,水培期间废水排放少,可用于水培黑麦草、水芹、莴苣、青菜、生菜、小葱等植物并获得高产。该粪污净化系统技术简单,投资及运行费用低,管理方便,可以满足冬季污水处理的需要,以及实现粪污的资源化回收利用,尤其适宜小城镇和农村的粪污处理。该系统目前尚存在需改进之处,主要包括储存池存储阶段的净化潜力未得到开发及水培技术有待进一步提高等。     

海涂海水灌溉对鲁梅克斯植物生长的影响

为高效持续利用海水与滨海盐土资源,缓解海水养殖废水直接排放对海洋的污染,课题组从1995年开始,收集、引进和筛选了一些具有经济开发前景的耐盐植物,对其生物学、生态学特性进行了研究[1],并在我国海南乐东、江苏大丰、山东莱州三个典型气候带海涂进行海水灌溉试验,探索海水灌溉对耐盐植物生长发育、滨海盐土演变的影响及其对海水养殖废水的净化能力.本文仅就山东莱州田间小区海水灌溉鲁梅克斯(Rumex patientiax R. Tianschanicus, cv. Rumex K-1)的试验结果进行讨论.     

茄子基因组DNA提取及ISSR-PCR反应体系的优化

为了应用ISSR分子标记对茄子(Solanum melongena L)种资源进行种质鉴定、分类及亲缘关系等方面的研究，本试验以茄子叶片为材料，探索茄子DNA的提取及ISSR反应的最佳体系。结果表明利用改良CTAB法提取DNA，可以消除茄子叶片多糖、多酚、色素等物质的干扰，得到高质量的DNA，完全符合ISSR反应需要。以茄子基因组DNA为模板，通过正交试验设计，从Taq酶、dNTP、引物、模板4种因素3个水平对茄子ISSR反应体系进行优化，建立了一套适宜于茄子的ISSR优化反应体系及程序，为进行茄子遗传多样性的研究奠定了基础。在20μL的反应体系包括：Taq酶1 U，Mg2+2. 5mmol/ L，dNTP 375μmol/ L , 引物浓度0.4μmol/ L，模板DNA 4ng，2μL 10×PCR Buffer（Mg2+）。     

去污和苗圃功能兼具的美人蕉漂浮植物修复系统研究

利用泡沫塑料作为漂浮栽培系统在猪场氧化塘废水中种植美人蕉,通过根系的吸收和吸附等作用,去除废水中的N、P元素,降低废水中的CODC r浓度,并通过美人蕉在猪场废水中快速生长的特性,来探讨美人蕉对废水的净化效果和修复系统作为快速育苗的苗圃的可行性。结果表明,美人蕉在猪场废水中生长良好,生物量大,根系发达,经美人蕉漂浮栽培之后废水中的N、P元素去除效果显著,废水中总氮、总磷和CODC r的去除率均在90%左右,每株美人蕉在废水中生长35 d的平均分蘖数为2.5个,每年的分蘖数可达20~25个,是作为苗圃快速育苗的良好方法。     

三种植物对COD的耐受极限与净化效果

为使水生植物能在待处理的有机废水中正常生长，并有最佳效果，以ＣＯＤ为主要研究指标，利用水葫芦、水花生和蕹菜进行了水培试验。测定了培养液中ＣＯＤ、悬浮物、色度、全氮量和植株中的全氮量。结果表明，有机废水中ＣＯＤ１０００ｍｇ／Ｌ左右是水葫芦和水花生正常生长的上限，而蕹菜在１３００ｍｇ／Ｌ以上，３种植物对有机废水都有较好的净化效果：不但去除ＣＯＤ和氮素的能力与对照有显差异，而且对悬浮物也有一定去除效果     

Bioaccumulation and Distribution of Lead,Zinc, and Cadmium in Crops of Solanaceae Family

Comparative research has been carried out to determine the quantities and accumulation of lead (Pb), zinc (Zn), and cadmium (Cd) in the vegetative and reproductive organs of crops of the Solanaceae family (tomato, pepper, and aubergine) as well as to identify the possibilities of growing them on soils contaminated by heavy metals. The analyses were carried out by inductively coupled plasma–atomic emission spectrometry after dry ashing. Heavy metals have an impact on the development and productivity of the crops of the Solanaceae family. The high anthropogenic contamination impedes the normal development and fruit‐bearing ability of the pepper and aubergine plants, and in the case of tomatoes, it led to an increased assimilation of heavy metals without reducing the yield and the quality of the production of tomatoes. Crops from the Solanaceae family, tomato, pepper, and aubergine plants, could be cultivated on soils having low and medium levels of contamination of heavy metals, because they do not show a tendency to accumulating Pb, Zn, and Cd in their fruits, which could still be used for consumption.     

近30年阴山南北麓农牧交错带标准耕作制度变化研究

标准耕作制度作为农用地分等定级的基础,是衡量区域农业可持续发展的重要因素。本文基于2012—2013年调研的农户数据、1980—2010年作物播种面积与农业气象数据,从种植结构变化、标准耕作制度类型的空间变化研究了阴山南北麓农牧交错带标准耕作制度的变化规律,并从气候与经济效益两方面进行了变化原因分析。结果表明,1980—2010年,阴山北麓小麦种植面积比例从1980年40.00%下降至2010年的11.48%;莜麦种植面积比例从1980年30%左右下降到2010年的13%左右;马铃薯种植面积逐年增加,种植比重逐渐上升至2010年的47.32%。1980—1990年,阴山南麓小麦种植面积比例逐年增加至1990年21.70%,杂粮种植面积比例稳定在35%左右,同期玉米与马铃薯种植比例较小;1990—2010年,麦类作物种植面积比例逐年下降,2010年小麦种植比例仅为8.55%,杂粮种植面积所剩无几,同期玉米与马铃薯种植面积逐年扩大。标准耕作制度的空间变化特征表现为:阴山南北麓标准耕作制度由小麦、杂粮、小麦与杂粮类型变化为马铃薯、玉米、马铃薯与玉米、小麦与马铃薯类型。气候变化与经济效益共同影响着标准耕作制度的变化,气候暖干化及经济效益低导致麦类作物种植面积大幅度减小,经济效益明显是马铃薯与玉米种植面积迅速增加的主要原因。     

潜流人工湿地对畜禽养殖废水的净化效果

为了提高潜流人工湿地对畜禽养殖废水中污染物的去除效果,该试验通过改变湿地内部结构构建了4个潜流人工湿地单元,选用灰砖块和碎石做湿地填料,冬夏季轮作栽培齿果酸模和大狼把草,考察湿地运行期间对厌氧消化后猪场废水的净化效果。结果表明：湿地单元经过80 d的启动,运行稳定,有植物湿地比无植物对照湿地提前10 d左右进入稳定期。运行期间,各湿地单元对废水中氨氮（ammonia nitrogen,NH4+-N）、总氮（total nitrogen, TN）、总磷（total phosphorus,TP）和化学需氧量（chemical oxygen demand,CODCr）的去除率与气温变化均呈现显著线性正相关。在水力停留时间（hydraulic retention time,HRT）为4 d,进水中CODCr、NH4+-N、TN、TP浓度分别为520、110、120、10 mg/L左右时,4个湿地单元对CODCr、TP的去除率分别在60%和70%以上,对NH4+-N和TN的去除率分别为28%～67%和32%～58%,植物对CODCr及TP去除的贡献分别稳定在10%和4%左右,植物对氮的去除效果受气温影响较大,夏季对NH4+-N和TN去除的贡献分别可达13%和12%。与一般潜流人工湿地比较,改进的波形潜流人工湿地对NH4+-N、TN和CODCr的平均去除率提高均在3%以上,对TP去除效果差异不显著（P＞0.05）。该研究可为构建大规模的潜流人工湿地处理畜禽养殖废水提供理论依据和技术支持。     

Treatment of Domestic Wastewater by Enhanced Primary Decantation and Subsequent Naturally Ventilated Trickling Filtration

To treat household wastewater, a sequence of ‘primary decantation–trickling filter percolation’ was applied in a lab-scale designed treatment system. Poly-electrolyte was used as coagulant to enhance the primary treatment and charcoal was used as carrier material in the trickling filters. Oxygen was supplied to the trickling filters by means of natural ventilation. In the lab-scale system, the enhanced primary stage removed more than 91% of the suspended solids (SS), and 79% of the total chemical oxygen demand (CODt). The subsequent trickling filtration brought a complete nitrification to the wastewaters at a volumetric loading rate (Bv) of 0.7–1.0 g CODt L^-1 d^-1. On average, the concentrations of the CODt and SS in the final effluents were about 55 and 15 mg L^-1 respectively. With respect to phosphate, physico-chemical removal was the dominant process. About 46–62% of total P was removed from the tested wastewaters. The integrated treatment system also achieved a fair degree of hygienisation. The numbers of total coliforms, fecal coliforms and fecal streptococci were decreased by 2–4 log units. The sludge production of the entire treatment system was about 1.7% (v/v) of the treated wastewater. Only primary sludge was produced; secondary sludge produced in the trickling filters was negligible. The cost savings in terms of minimization of sludge production and aeration energy are estimated to be substantial (i.e. some 50%) relative to a conventional activated sludge system.     

猪场废水厌氧消化液后处理技术研究及工程应用

猪场废水经过厌氧消化后，可生化性变差，BOD₅/COD仅为0.19，并且碳、氮倒置，比例严重失调，给后续好氧处理带来很大困难。采用序批式活性污泥法(SBR)工艺直接处理厌氧消化液，污染物的去除效果很差，COD仅去除8.31%，NH₃-N去除78.7％。通过改善厌氧消化液的可生化性和培养高效脱氮菌种等措施，COD、NH₃-N去除率改善显著，COD、BOD₅与SS的去除分别达到89.6%～93.4%、97.9%，95.6%，特别是对NH₃-N，达到了99%以上去除效率。将实验室结果应用于实际工程，也取得了好的效果，工程上SBR系统对猪场废水厌氧消化液的COD去除90%左右，出水COD基本上在300 mg/L以下。NH₃-N去除率大于99%，出水NH₃-N小于10 mg/L。BOD₅去除率大于98%，出水BOD₅小于20 mg/L。TN去除率大于90%。     

Assessment of Cryptosporidium Removal from Domestic Wastewater Via Constructed Wetland Systems

Constructed wetlands have been recognized as offering a removal treatment option for high concentrations removal of chemical and biological contaminants in domestic wastewater. The enteric protozoan parasite Cryptosporidium is considered one of the highly resistant to treatment and highly infectious organisms to humans and animals. Moreover, some species of Cryptosporidium are known to have a zoonotic nature. In this investigation a pilot scale for domestic wastewater treatment system was used, consisting of the following steps in series: (1) up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, (2) free water surface (FWS) wetland unit, and (3) sub-surface flow (SSF) wetland unit. This treatment system was fed with domestic wastewater to assess its efficiency in removing Cryptosporidium oocysts. The obtained Cryptosporidium oocysts were detected and enumerated by two different staining techniques ‘acid fast trichrome (AFT) and modified Ziehl Neelsen (MZN) stains’. Polymerase chain reaction (PCR) technique was also used to detect Cryptosporidium DNA in wastewater samples. Results revealed that anaerobic treatment (using UASB reactor) could remove about 53.1% of Cryptosporidium oocysts present in raw wastewater. The in-series connection between the two wetland units allowed complete elimination of Cryptosporidium oocysts as the first (FWS) wetland unit removed 95.9% of the oocysts present in anaerobically treated wastewater and the remaining portion of oocysts was completely removed by the second (SSF) wetland unit. Cryptosporidium oocysts were detected in 95.8% of raw wastewater samples with a mean count of 43.8 oocysts/l when AFT stain was used while they were detected in only 87.5% of raw wastewater samples with a mean count of 35.6 oocysts/l when MZN stain was used. Polymerase chain reaction (PCR) technique was able to detect Cryptosporidium DNA in only 45.8% of raw wastewater samples. Positive PCR results were only achieved in wastewater samples containing 52 oocysts or more per liter.     

绿狐尾藻湿地对养殖废水中不同污染负荷氮去除效应

为研究绿狐尾藻湿地对不同污染负荷养殖废水氮去除效应和影响因素,该研究在野外建立了9条表面流绿狐尾藻湿地,以低负荷（60 L/d废水+120 L/d清水）、中负荷（120 L/d废水+60 L/d清水/d）和高负荷（180 L/d废水）养殖废水为处理对象,研究了不同污染负荷下绿狐尾藻湿地水体氮素时间变化规律;结合线性混合模型,进一步探究了影响绿狐尾藻湿地氮去除的关键环境因子。结果表明,整个试验期间（2014-07－2015-05）,绿狐尾藻湿地对低、中、高负荷废水铵氮（NH4+-N）和总氮（Total Nitrogen,TN）去除率均较高,其中NH4+-N平均去除率为85.0%～98.6%,TN平均去除率为83.6%～97.1%。线性混合模型分析结果表明,影响绿狐尾藻湿地NH4+-N去除的关键环境因子是水体溶解氧和硝态氮以及底泥NH4+-N含量,其中水体溶解氧对绿狐尾藻湿地NH4+-N去除影响最大。由于绿狐尾藻湿地对不同污染负荷废水NH4+-N和TN去除率均达到80.0%以上,因此绿狐尾藻可作为耐铵植物处理高负荷养殖废水。该研究结果可为绿狐尾藻湿地在规模养殖场的实际应用提供参考。     

陕西县域苹果种植风险评估与保险费率厘定

苹果是陕西农业特色经济的支柱产业,但在种植过程中面临着严重的气象灾害风险,农业保险在分散和转移其风险方面未能充分发挥效能。根据陕西省30个苹果基地县1981−2019年苹果种植面积、产量和单产数据,采用数理统计、产量损失分布模型和最优分布模型筛选等方法,评估各基地县苹果种植风险并厘定苹果种植保险费率。结果表明：1981−2019年,陕西省30个苹果基地县苹果种植面积、产量和单产均呈波动上升趋势,洛川、礼泉和淳化种植面积和产量位居前列,多年平均种植面积分别为2.12万hm²、2.01万hm²和1.94万hm²,平均产量分别为33.19万t、51.26万t和34.28万t;礼泉和扶风县单产较高,多年平均单产分别为19.71t•hm⁻²和16.89t•hm⁻²。30个基地县苹果发生灾害的平均概率为29.72%,轻、中、重和巨灾发生的平均概率分别为17.41%、7.21%、2.99%和2.11%;延川和千阳县巨灾发生概率最高,分别为24.18%和20.79%。研究区域重灾和巨灾发生概率与种植面积呈负相关,其相关系数均为−0.50。30个基地县苹果种植的平均费率为5.23%,费率最高的是延川县的18.37%,其次是千阳县的16.61%;礼泉、洛川和淳化县三大苹果种植基地县的费率则相对较低,分别为7.12%、7.35%和8.63%。因此,延川和千阳等高风险种植区“北进西扩”需谨慎,洛川、礼泉和淳化的种植优势可继续保持,凤翔等低风险地区应考虑扩种。在自然灾害风险较低的地区增加苹果种植面积能在空间上有效分散风险,在推进苹果农业保险时,建议因地制宜实行差异化费率,保证费率的科学性,提高农业保险的效能。     

Timing of planting is crucial for cotton yield

Abstract

A field study has been conducted to evaluate the importance of planting dates on earliness and second crop seed cotton yield in two cotton cultivars (Gossypium hirsutum L.). The experiment was designed as a split-plot with three replications in which planting dates were the main plots and cotton cultivars were subplots. Five planting dates were established at about 15-day intervals from mid-April to mid-June (15 April, 1 May, 15 May, 1 June, and 15 June). Data collected in both years indicated that planting on 15 April increased the seed cotton yield by 15%. 1 June planting resulted in lower yield (28%), micronaire (15%) and strength (10%) compared to 1 May. Short fibre content was 35% higher for the 15 June planting than for 1 May planting. Cultivar responses differed with planting date. The existence of cultivar×planting date interaction on yield highlights the importance of selecting the right cultivar for the specified planting date. An early planting production system for cotton has the potential to increase yield and quality. Planting cotton as a second crop after cereals could also be feasible for the regions which have an expanding textile industry, although yield and quality are not as high as in crops grown at optimum planting date.     

日光温室草莓立体栽培智能控制系统

立体栽培是将原地面的种植提升到温室内空间高度层面,这不仅使作物生长的感温层发生改变、接收到更多的日光照射,还解决了日光温室中的草莓生产管理、观光、摘菜的难题,是传统草莓种植的一次改革。但对于这样一种新的种植模式,目前还未有成熟的集高架栽培设施、滴灌、营养液配比、光照、通风、施药、温湿度等控制为一体的集成体系出现。该文介绍了一种电动式立体栽培机构,研究了一种日光温室草莓立体栽培智能控制系统。其核心内容论述了基于复杂农业大系统控制理念下,突破传统意义上的温室环境控制概念,考虑被控制量的解耦,将以往温室环境参量和作物生长参量分开,建立温室环境控制和作物生长控制2个并列的子控制系统,并在协调控制器作用下、以作物生长模型输出作为控制约束之一对各子系统进行调控。给出了基于Q学习的多Agent体协调算法,并以草莓采光随动控制和草莓根部加温控制进行了验证。该控制系统已在北京市第七届世界草莓大会日光温室草莓立体栽培中得到了成功应用。试验表明在控制草莓生长方面取得了满意的效果,草莓的挂果期比传统种植平均提前40 d,草莓的果实体积平均增大22%,出产量平均提高33%。