户用太阳能恒温沼气生产系统全年产气性能试验

为满足北方农户全年生活燃气需求和研究户用恒温沼气池的产气特性,研发了发酵容积为3 m3的地上式太阳能恒温沼气生产系统。从沼气池的产气稳定性,不同发酵温度、不同发酵原料下的产气性能,全年产气特性4个方面对该系统做了试验研究。在兰州地区气象条件下,厌氧发酵试验结果发现:该太阳能恒温产气系统可全年稳定连续运行,全年累计产气398.52 m3;当最低环境温度分别高于-19.9、0.7和6.9℃时,系统可以实现26、28和37℃恒温厌氧发酵;当猪粪与农户常见的玉米秸秆、蒿草、莲花菜叶按一定比例混合发酵后,可显著提高沼气中甲烷体积分数并延长或缩短发酵周期。     

不同金属离子对生物质发酵产氢的影响

为揭示不同金属离子在生物质发酵产氢中的作用规律,以混合菌群发酵产氢为研究对象,采用正交试验设计的方法,考察了7种金属离子对生物质发酵产氢的影响。通过对不同金属离子质量浓度及相互关系对发酵产氢影响的综合比较,获得以下结论：促进混合菌群发酵产氢的金属离子组成为：Fe2+ 20 mg/L,Zn2+ 0 mg/L,Ni2+ 1 mg/L,Mg2+ 10 mg/L,K+ 100 mg/L,Fe3+ 100 mg/L,Mn2+ 1 mg/L;H2与CO2、总产气量存在显著的正比关系,与糖利用率无直接关系;以PDB（马     

温度及总固体浓度对粪秆混合发酵产气特性的影响

为探索温度、发酵料液总固体浓度和产气量之间的关系,确定最佳发酵温度以及进料量,通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以5℃为梯度在20～40℃温度范围内,设置以4%为梯度,质量分数为4%～20%的5个总固体浓度,以鸡粪和玉米秆2∶1（干物质量比）混合物为发酵原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,进行批量厌氧消化试验,研究不同总固体浓度的发酵原料在不同温度下的厌氧发酵效果。结果显示,各总固体浓度发酵料液的产气速率均随着发酵温度的升高而加快;随总固体浓度增大,发酵料液产沼气的最适温度范围也随之扩大;各总固体浓度发酵料液的干物质产气率在5个温度的平均值依次为料液总固体质量分数8%＞20%＞16%＞12%＞4%;鸡粪和玉米秆2∶1混合原料厌氧发酵的理论最优总固体质量分数及发酵温度值分别为14.6%,32.8℃。可以看出,发酵料液浓度并不是越高越好,不同的温度有其最适的浓度或浓度范围。     

二次增效发酵菌糠基质对黄桃品质和产量的影响

蘑菇菌糠含有丰富的有机质,且有良好的持水和透气能力。通过对蘑菇菌糠进行二次增效发酵,其作为园艺栽培基质的性能和肥效均有了较大的提高:粗纤维含量下降了5.8%,粗蛋白和粗脂肪分别提高了1.3%和0.7%,总有机质含量下降了0.6%,碳氮比下降了6.2%。将经过二次增效发酵的蘑菇菌糠用于黄桃栽培中作为基肥,黄桃品质和产量均有显著改善,其中优果率提高了5%。蘑菇菌糠发酵料经二次增效发酵处理后是一种优良的园艺基质原料。     

猪粪中温半干法连续厌氧发酵产气性能

为改善猪粪在连续型沼气工程中的容积产气效率和降低其进出料过程的热损失,该研究拟采用高浓度和小体积喂料方式进行,将新鲜猪粪分别稀释成总固体质量分数(total solid,TS)为10%、12%和14%3个水平,通过逐级缩短水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)(HRT:25 d→20 d→18.5 d)的方式来改变各组反应器的负荷。试验结果表明,当HRT:25 d时,各组平均日产气量均表现最高,约为460 m L/g,此阶段可获得85%以上的沼气转化效率;当HRT:20d时,各组均获得最大容积产气率,最高达到2.29 L/(L·d)(TS:14%);当HRT下降至18.5 d时,各组产气量均呈下降趋势,表明有机负荷已超出反应器的最大转化能力。通过综合原料产气转化效率和容积产气效率2个指标,发现进料TS为14%和HRT为25 d为较优组合条件。该研究可为在实际沼气工程中如何协调进料浓度和HRT的关系提供参考。     

河道淤泥和堆肥蛭石混合发酵制备基质及其育苗效果

农村河道清淤产生的淤泥,体量大、有机物浓度高,处置不当会造成二次污染。现代农业的工厂化育苗需求大量的营养土,就地取土导致耕地退化。该研究利用功能微生物发酵淤泥制备育苗基质,研究不同菌株发酵基质的物理和生物学性状,基质培育西瓜苗的生长、生理参数和抗逆性能。结果表明:微生物处理均能够提升淤泥基质物理和生物学性能,同时能够提升育苗质量。其中Trichoderma harzianum T83(T83)、Bacillus amyloliquefaciens IAE(BIAE)菌株发酵基质性能最好。相较于对照处理基质的最大持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、通气孔隙度,T83处理分别增加了64.25%、52.65%、45.05%、56.11%;BIAE处理分别增加了101.17%、45.43%、61.43%、38.14%。相较于对照处理西瓜苗的株高、鲜质量、干质量、叶绿素含量、根系活力、根际真菌、细菌数量,T83处理分别增加了66.85%、52.07%、72.16%、43.13%、54.93%、110.62倍、1.63倍;BIAE处理分别增加了80.40%、57.34%、82.37%、54.88%、46.40%、67.26%、2.60倍、2.94倍。T83和BIAE处理西瓜苗叶片过氧化氢酶和超氧化物歧化酶酶活显著增加,根系丙二醛含量显著降低。真菌菌株T. harzianum T83和细菌菌株B. amyloliquefaciens IAE发酵淤泥,能够显著提升其农用品质,为淤泥高附加值化农用提供一条可行的途径。     

红茶感官品质及成分近红外光谱快速检测模型建立

以在发酵过程中小叶种工夫红茶为研究对象,分别建立了基于近红外光谱检测技术的感官品质评分和理化品质指标(茶黄素、茶红素、茶褐素、儿茶素和酚氨比)的定量分析模型。在模型建立过程中,探讨了特征变量优选方法对预测模型的影响。首先,对获取的近红外光谱数据进行标准正态变量变换法(standard normal Z transformation,SNV)预处理,进而采用联合区间偏最小二乘回归(synergy interval PLS,Si-PLS)、随机蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)、竞争性自适应权重取样法(competitiveadaptivereweightedsampling,CARS)和连续投影(successive projections algorithm,SPA),筛选出各品质指标的最优特征波长变量;最后基于优选波长分别建立各发酵品质指标的偏最小二乘法(partial least squares regression,PLS)线性预测模型和支持向量机(support vector regression,SVR)非线性预测模型。模型结果比较表明,Si、CARS、SFLA和SPA等变量筛选方法可有效压缩变量,以及进一步提高模型精度。非线性模型的预测均方根误差值(root-mean-square error of prediction,RMSEP)均明显小于PLS模型,相关性系数(correlation coefficient,R)和相对分析误差(relative percent deviation,RPD)均高于PLS模型。对于红茶发酵品质的检测上,非线性模型性能优于线性模型。感官品质、茶褐素和儿茶素的最优变量SVR预测模型的RPD值分别为3.923、3.234和5.462,酚氨比和茶红素模型的RPD值分别为2.815和2.223。除茶黄素的评价模型外(RPD为1.77),基于最优特征波长的各品质指标SVR模型的RPD值均大于2,表明模型具有极好的预测性能。研究结果为实现工夫红茶发酵品质的近红外光谱快速检测的实际应用奠定理论基础。     

发酵法制备蛤蜊ACE抑制肽的菌种筛选

为筛选适用于发酵蛤蜊制备降血压活性多肽的纳豆芽孢杆菌,本试验从7种日本纳豆中初筛6株具有较高蛋白酶活性的纳豆芽孢杆菌株用于发酵蛤蜊,以体外血管紧张素转化酶(ACE)抑制率及多肽含量为评价指标筛选目的菌株。结果表明,共筛选出3株目的菌株(GL-5、GL~(-1)2和GL-25),其发酵产物对ACE抑制率分别为71.55%、78.31%、75.08%,多肽含量分别可达8.12、9.62、8.79mg·m L~(-1)。其中,GL~(-1)2发酵产物经消化酶水解后仍保持68.31%的ACE抑制率,表明其具有较强的抗消化能力。本研究结果为蛤蜊高值化利用开发具有降血压作用的功能食品提供了一定的理论依据。     

玉米秸秆与污泥的腐解物对盐碱地化学指标的影响

为探索发酵后的玉米秸秆对内蒙古地区盐碱化土壤化学性质(有机质、ESP,pH值、EC、土壤代换性Na~+)的影响,在实验室条件下以污泥作为接种物,将玉米秸秆在不同发酵的条件下以不同梯度的秸秆还田量施加到盐碱化土壤中,以施加未发酵的玉米秸秆为对照。结果显示:(1)施加玉米秸秆对土壤的部分化学性质有着一定的改善,且发酵后的玉米秸秆比未发酵的玉米秸秆效果要好;(2)当玉米秸秆与污泥的配比为2∶1且秸秆还田量为75%时,土壤的有机质含量上升幅度最大,土壤的ESP、pH值、土壤代换性Na~+降低幅度最大;(3)施加玉米秸秆对土壤的EC作用不明显,反而使EC的含量有所上升,施用发酵后的玉米秸秆尤为明显。综合考虑,在本试验条件下针对该土壤最佳参数为:玉米秸秆与污泥配比为2∶1,发酵后的玉米秸秆还田量为75%。     

酶制剂对水稻秸秆青贮发酵品质及体外消化特性的影响

为探讨纤维素酶、木聚糖酶及两种酶组合添加对水稻秸秆青贮过程中结构性、水溶性碳水化合物组分含量及体外消化特性和发酵品质的影响,试验设4个处理组:1)0.3%蒸馏水(对照组,CO);2)0.3%纤维素酶(CE);3)0.3%木聚糖酶(XE);4)0.15%纤维素酶+0.15%木聚糖酶(组合酶组,CX),分别于青贮3、7、14、30 d后取样分析。结果表明,与CO相比,CE、XE和CX组显著提高了乳酸、葡萄糖、果糖和蔗糖含量,显著降低了pH值、氨态氮、总挥发性脂肪酸、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、纤维素和半纤维素含量,减少了干物质损失(P<0.05)。酶制剂显著提高了水稻秸秆青贮饲料24、48和72 h时的累积产气量和干物质体外消化率(P<0.05)。青贮末期CX组有最高的乳酸含量(34.13 g·kg^-1DM)、体外产气量(68.27 mL)、干物质体外消化率(61.31%)和最低的pH值(4.36)。与CE和XE相比,CX组水溶性碳水化合物(葡萄糖、果糖和蔗糖)含量更高。综上所述,添加酶制剂可促进结构性碳水化合物的降解,提高水溶性碳水化合物的含量,改善水稻...