厌氧氨氧化工艺在废水脱氮领域中的应用进展

厌氧氨氧化是一种全新的生物脱氮工艺。对于处理低碳氮比废水,与传统方法相比,它具有节省氧耗、无需外加有机碳源、污泥产量低等优点。近年来,随着基础研究的逐渐深入,各国学者开始将研究视角转向厌氧氨氧化工艺的实际应用。本文对该工艺在消化污泥上清液、垃圾渗滤液等实际废水脱氮研究中的进展进行了综述,并指出了目前存在的问题和今后的研究方向。     

一种可降解黄原胶的鞘氨醇单胞菌的凝集活性

采用血凝测试及血凝活性糖抑制测试方法,测定了一种可降解黄原胶的鞘氨醇单胞菌XT-11Sphingom onassp.对红细胞的凝集活性及糖抑制专一性,同时进行了温度、pH及Ca2 对红细胞凝集活性影响的试验。结果表明:XT-11菌悬液能凝集家兔、家鸡两种红细胞,其凝集效价分别为26和24;菌悬液对兔红细胞的凝集作用可以被肝素所抑制;鞘氨醇单胞菌的凝集活性不依赖于Ca2 ,且在pH为6.0~10.0时较稳定,在温度为60℃时完全丧失凝集活性。这说明该菌含有能凝集红细胞的活性物质。     

斜发沸石节水控氮及增产效应的研究进展

沸石是良好的土壤改良剂,研究斜发沸石的节水控氮及增产效应对实现粮食安全、水安全和生态文明具有重要意义。在广泛收集了国内外专家学者有关研究成果的基础上,分析了斜发沸石的节水效应,综述了斜发沸石对氨挥发和氮素淋失的影响,总结了斜发沸石对各类农作物的增产效果,为未来进一步加强定量研究和有针对性的研究提供了理论依据。     

日粮中添加NCG对妊娠前期鄂尔多斯细毛羊血液、尿囊液和羊水中氨基酸浓度的影响

为了研究日粮中添加NCG(N-氨甲酰谷氨酸)对妊娠前期鄂尔多斯细毛羊血液、尿囊液和羊水中氨基酸浓度的影响,试验选择年龄、胎次和体况相近、平均体重为50.62±0.52 kg的受孕鄂尔多斯细毛羊母羊40只,随机分为3组(NCG1组饲喂基础日粮+0.30 g NCG/d(n=13),NCG2组饲喂基础日粮+0.40 g N...     

典型旱作农田土壤氧化亚氮排放的氨氧化微生物相对贡献

氨氧化过程对氧化亚氮（N2O）排放具有重要贡献。在不同土壤类型和农田管理下,氨氧化微生物类群对N2O排放的相对贡献组成规律还缺乏系统的研究。本研究选取典型农田耕层土壤（潮土、黑土、砖红壤）,以及有机肥改良的砖红壤剖面土壤,采用选择性抑制法（乙炔和辛炔）研究氨氧化细菌（AOB）、氨氧化古菌和全程硝化菌（AOA+comammox）以及异养硝化菌对土壤硝化潜势、净硝化速率及N2O排放的相对贡献。结果表明,在耕层土壤中,潮土、黑土和砖红壤的pH分别是8.0、6.7和5.7,硝化潜势分别是N 32.5、6.6和4.8 mg?kg-1?d-1,净硝化速率分别是N 7.1、3.0和0.5 mg?kg-1?d-1,7天N2O累积排放量分别是N 38.0、35.4和8.7 μg?kg-1。AOB主导耕层土壤的硝化潜势,对硝化潜势的贡献分别是82%、58%和100%。对于净硝化速率,在潮土和砖红壤中,AOB和AOA+comammox贡献相当（均在30%~40%）,而黑土中由AOB主导（72%）。AOB主导耕层土壤的N2O排放,对N2O排放的贡献分别是72%、92%和58%。在改良的砖红壤剖面土壤中,在0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm,pH分别是7.0、5.5和4.9,硝化潜势分别是N 6.6、2.0和1.1 mg?kg-1?d-1,净硝化速率分别是N 4.1、0.9和0.2 mg?kg-1?d-1,N2O排放分别是N 16.3、6.5和2.8 mg?kg-1?d-1。随土壤由深层至表层,硝化潜势、净硝化速率及N2O排放显著提高。AOA+comammox主导表层硝化潜势及净硝化速率的提高（分别贡献63%和54%）,AOB主导N2O排放的增加（贡献54%）。本研究为制定与土壤氨氧化特性及土壤性质相匹配的N2O减排措施提供了新的科学依据。     

海水养殖池塘底泥异养硝化作用的研究

以两种不同养殖对象池塘中的浅层底泥为样品,研究其在外加有机碳源(乙酸钠)的情况下硝化作用所受的影响,包括了NO2--N累积量的变化和培养液pH值的变化。结果表明,在外加有机碳源(乙酸钠)的情况下,供试底泥的硝化作用虽然受到了一定的影响,但仍然存在,且保持了较高的硝化能力。并进一步考察了上述两种底泥对水体中有机质、氨态氮和亚硝酸盐的去除能力,探寻了利用异养硝化作用改善水质环境的潜力。     

色氨酰-tRNA合成酶基因WRS1调控水稻种子发育

【目的】氨酰-tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetases, aaRSs）与遗传信息传递密切相关,已发现植物中aaRSs家族蛋白在维持翻译功能之余,还参与配子发生与胚发育、质体的早期发育以及免疫信号的感知与病害防御等生物学过程。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体,分析水稻色氨酰-tRNA合成酶（WRS1）在胚乳发育中的作用,证明WRS1基因编码一个影响水稻胚乳发育的关键因子。【方法】本研究通过甲烷磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate, EMS）诱变籼稻（Oryza sativa subsp. indica）品种N22,筛选到一个稳定遗传的水稻粉质胚乳突变体（wrs1）,图位克隆获得目标基因。对wrs1成熟种子进行形态学观察以及淀粉相关理化性质测定,利用细胞学切片分析wrs1发育中胚乳的结构,利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）和GUS活性染色分析基因表达模式,通过qRT-PCR比较野生型与突变体花后12 d胚乳中淀粉合成相关基因表达情况,免疫印迹检测野生型与突变体成熟种子中淀粉合成酶蛋白积累情况,使用全自动氨基酸分析仪测定游离氨基酸含量。【结果】 wrs1突变体幼苗表现出明显的发育滞后且逐渐蔫萎死亡,从杂合突变体（WRS1wrs1）中分离到的粉质籽粒呈现明显的腹部皱缩,粒厚、千粒重下降,同时总淀粉含量下降,糊化淀粉的峰值黏度和崩解值均低于野生型。wrs1突变体发育胚乳中复合淀粉颗粒变小,排列疏松。WRS1定位于第12染色体长臂约183 kb的区间内,测序发现编码色氨酰-tRNA合成酶（tryptophanyl-tRNA synthetase, WRS）基因的第6外显子上发生单碱基替换,导致一个保守位置上的甲硫氨酸被替换。wrs1突变体中大部分淀粉合成相关基因表达量下调,且野生型与突变体间基因表达的变化与相应蛋白积累的差异存在不一致的趋势。wrs1突变体籽粒中蛋白质积累降低,而游离氨基酸含量显著升高。【结论】 WRS1编码色氨酰-tRNA合成酶,该基因突变后通过影响氨基酸稳态和蛋白质合成,造成淀粉合成相关基因异常表达从而影响淀粉的合成与积累,导致种子发育缺陷。     

养殖场粪污堆存中3种氨挥发测定技术比较研究

养殖场粪污堆放存储中的氨挥发损失是粪肥N素养分损失的重要环节。采取控氨措施能够降低粪污堆存过程中的氨排放、保存粪肥养分。从现有的可用于测定粪污堆存过程氨挥发的技术中筛选出简单易行且可靠的技术手段可为我国养殖场氨排放测定技术标准的完善提供重要依据。本研究采用通气法(VCT)、间歇式密闭室抽气法(DCT)和被动采样法(PST)同步测定牛粪堆存过程中未经处理、表面覆盖(醋糟、CZ)及施用外源添加剂(磷酸二氢钾+氯化镁、TJ)的氨挥发特征及排放通量。结果表明:(1)试验期间VCT、PST测定的氨挥发总量均低于DCT测定结果。VCT法下CK、CZ和TJ处理的氨挥发量仅为DCT法测定值的20.46%、10.09%和11.17%,而PST法下CK、CZ和TJ处理的氨挥发量为DCT法测定值的64.38%、68.64%和61.67%;(2)采用VCT、DCT、PST 3种方法测定两类减排措施的减排效果一致,覆盖醋糟(CZ)及施用外源添加剂(TJ)均可起到抑制氨挥发的作用,CZ的减排率为35.83%～70.33%,TJ的减排率为35.89%～65.01%;(3)利用PST法测定所得的氨排放量及减排率与基准方法 DCT测定结果基本一致,表明PST法可作为检验农业源氨减排措施效果的测定技术,但仍需进行更多的田间验证,为后续推广提供数据支撑。     

辽河平原玉米田不同施肥下的土壤氨挥发特征

【目的】通过不同施肥措施对氨气排放贡献的研究,获得辽河平原化肥施用本地化的氨排放因子,为大气环境和生态等领域的相关研究提供参考借鉴。【方法】于2018年5—10月在沈阳农业大学试验基地开展不同施肥措施下的氨气排放的大田试验,以基肥施树脂包衣缓释化肥、拔节期追施尿素为常规施肥方式,设置无氮处理（T0）、常规施肥减半（T1）、常规施肥+生物炭（T2）、常规施肥一次性施入（T3）、常规施肥（T4）5个处理。采用通气法在玉米全生育期内定时收集氨气,利用流动分析仪检测计算氨排放通量,同时测定土壤铵态氮含量。【结果】施基肥后氨挥发速率呈现双峰趋势,各处理分别于施基肥后第1—2天或第5—7天达到氨挥发速率最大值,施基肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥减半（T1）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥（T4）>无氮处理（T0）;施追肥后各处理均于第1—2天达到氨挥发速率最大值,追肥后各处理氨挥发速率最大值表现为：常规施肥（T4）>常规施肥+生物炭（T2）>常规施肥减半（T1）>常规施肥一次性施入（T3）>无氮处理（T0）。氨挥发损失累积量表现为常规施肥+生物炭（T2)>常规施肥（T4）>常规施肥一次性施入（T3）>常规施肥减半（T1）>无氮处理（T0）。各时期各处理间的土壤铵态氮含量差异并不显著,但土壤铵态氮含量和同时期土壤氨挥发速率呈现出相似的变化趋势,施追肥后两者的变化趋势比施基肥后更加相似。由于T1、T2、T4追肥期施尿素,尿素释放铵态氮比缓释化肥更加迅速,同时氨挥发也相对较快。整体来看,减少50%施氮量,氨挥发损失累积量只减少20%。各处理间生长季内氨挥发损失累积量差异显著,常规施肥+生物炭（T2）的氨挥发损失累积量最多,在施氮量相同的情况下,加施生物炭氨挥发损失累积量增加22%。全生长季施氮量相同的情况下,一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥的措施比以尿素作为追肥的措施的氨挥发累积量减少12%。【结论】氨挥发随着施氮量增加呈现边际递减效应。生物炭促进了农田氨挥发,玉米秸秆生物炭呈碱性,导致了氨挥发累积量的增加,但其具有孔隙度和比表面积大、吸附效果强的特点,可改良土壤和减少其他温室气体。一次性施入缓释化肥而不采取尿素追肥显著降低了氨挥发。     

抗生素重要片段侧链酸的高效合成工艺

单环β-内酰胺类抗生素是抗生素新药研发的重要热点领域,在氨基噻唑的C5位引入甲基为重要技术方案之一。在原有合成路线基础上,通过反应机理深度分析,以3-氧戊酸乙酯为起始原料,经5步反应,高效合成了C5位引入甲基的氨基噻唑侧链酸,为候选药物目标化合物DPI-2016的临床前期研究奠定了基础。