二相UASB反应器中产酸颗粒污泥和产甲烷颗粒污泥的物理性质和化学成分

本文对二相UASB反应器中产酸和产甲烷颗粒污泥的物理性质和化学成分进行了初步的研究。结果表明:(1)二种颗粒污泥均具有良好的沉降性能,并且产酸颗粒污泥的湿密度、强度和稳定性均优于产甲烷颗粒污泥。(2)二种颗粒污泥的表面元素基本相同,但内部Ca,Si含量相差较大,并且均未发现有FeS存在。(3)产酸和产甲烷颗粒污泥中胞外多聚物(ECP)的含量分别为0.57％和1.46％(以污泥干重计)。ECP中的主要成分为糖和糖醛酸。     

国外沙棘良种引种之管见

经过对从国外引进的沙棘优良品种的生长、结实和病虫害等的调查，为从总体上准确把握我国沙棘的引种和推广，建议做好以下工作，(1)要做好引进沙棘品种的区域试验，有针对性地选择适宜品种；(2)培育适于我国自然特点的沙棘良种；(3)开展集约经营，提高经济效益，加强对引种沙棘病虫害防治的研究；(4)进行引种沙棘的生态适宜性分区，绘制我国沙棘引种的生态区图。     

An examination of the total analysis of major elements in soil samples

Recently conventional chemical analyses were mostly replaced by instrumental analysis. Although results from both methods were examined in details after the samples had been solubilized or extracted by appropriate techniques, the solubilization method was considerably altered so as to be convenient for the following analysis. In atomic absorption spectrophotometry (AAS), for example, fusion technique was mostly inadequate because of the higher salts concentration in the obtained solution. The use of H₂SO₄ must also be avoided in acid digestion for SO₄ ^2- precipitates with Sr²⁺ or La³⁺ which must be added to eliminate interferences in the succeeding procedure. Therefore, it is essential to consider the whole scheme including sample treatments to evaluate the suitability of instrumental analysis. In this experiment, the suitability of the methods which have been employed in our laboratory was examined by analyzing 9 rock standards.     

Use efficiency of nitrogen from biodigested plant material by ryegrass

Apparent nitrogen‐use efficiency of the applied mineral N (NUE_min) in effluent from biodigested plant material (BE; C : N_org ratio 14:1; mineral N–to–total N ratio 0.5:1) and a nitrate‐based inorganic fertilizer (IF), both applied at two rates was investigated in a six‐month pot experiment with Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.). Dry‐matter (DM) production was 7% lower and total amount of N in aboveground biomass was 8% lower in BE than in IF at 40 d after sowing (DAS), equal at 81 DAS, and higher in BE than in IF at 136 and 172 DAS. NUE_min calculated on the basis of accumulated N in aboveground biomass of ryegrass in fertilized treatments compared to a control without N application was significantly lower in BE than in IF up to the third cut (136 DAS). Total NUE_min, total N recovery, and amount of foliage DM were similar for both fertilizers at the end of the experiment. Root biomass, total DM produced including roots and stubble, the fraction of root N to total plant N, and soil mineral N at 172 DAS were higher for BE than for IF. Mineral N applied with biogas‐reactor effluent was almost as effective as the nitrate‐based mineral fertilizer used for comparison. Within the six‐month experimental period net N mineralization, estimated at 12% of organic N in effluent, was not substantial. Hence, the organic compounds in the effluent were relatively recalcitrant.     

畜禽粪便厌氧发酵过程抗生素抗性基因归趋及驱动因子分析

针对畜禽养殖业抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes, ARGs)污染问题,该文选取厌氧发酵技术,对比不同厌氧发酵体系内ARGs消长与潜在宿主菌,挖掘不同因子与ARGs的相互关系。结果表明,厌氧发酵体系内微生物群落变化是ARGs消长的主要驱动因子,确定ARGs的潜在宿主菌是目前研究的难点;抗生素和重金属也是ARGs消长的重要驱动因子,控制抗生素污染和重金属污染可有效减缓ARGs污染;可移动遗传元件在ARGs水平传播过程中起着重要作用。综合而言,厌氧发酵体系内各个因子直接或间接影响ARGs消长,其中工艺参数是控制整个厌氧发酵体系的先决因素,在特定工艺参数下,微生物群落与体系物化指标相互影响与制约;微生物通过分子内部可移动遗传元件实现ARGs在不同微生物之间的水平传播。综上所述,通过综合协调各类因子实现厌氧发酵体系内ARGs消控是今后研究重点。     

存储时间对玉米秸秆理化性状及产甲烷潜力的影响

收割后的秸秆需要经过时间不等的存储后进入到厌氧系统生产沼气,而秸秆的存储时间不同对产甲烷潜力有一定的影响。该文对收割后的玉米秸秆分别经过0、2、5、10、20、30和45 d自然堆放存储,分析不同存储时间秸秆的理化性质变化以及对产甲烷潜力的影响。通过分析不同存储时间秸秆的感官性状、总固体(totalsolid,TS)、挥发性固体(volatile solid,VS)、pH值、木质纤维素、叶绿素、挥发性脂肪酸(volatile fat acid,VFA)等理化性质,发现秸秆存储20 d后各个性状趋于稳定。对不同存储时间处理的秸秆进行产甲烷潜力(biochemical methane potential,BMP)测试,结果显示,存储0、2、5、10、20、30、45 d的BMP分别为325.49、315.35、297.85、296.71、295.25、287.83、291.01 mL/g(以VS计)),随着存储时间的增加,BMP总体上呈下降趋势,且存储0～5 d的下降较快,存储大于5 d的秸秆BMP结果相近。试验得出,秸秆存储时间不同对产甲烷潜力有明显影响,主要由于受到多种原料性质的影响,尤其是木质纤维素、可溶性化学需氧量、还原糖、挥发性脂肪酸。研究结果可为工程化秸秆沼气项目和生物天然气项目的运行提供参考。     

昆虫病原线虫生物防控草地贪夜蛾的室内及田间效果和影响因素

联合国粮食及农业组织2018年向全球发布草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是重要的预警害虫。据报道,2019年我国已有26个省（区、市）的作物受到草地贪夜蛾为害。目前已经发现草地贪夜蛾幼虫对某些化学农药产生抗性的现象,为缓解其抗药性产生,具有主动寻找寄主害虫的昆虫病原线虫为草地贪夜蛾的生物防治提供了应用潜能。该文从昆虫病原线虫高效侵染种（品系）及其浓度、共生菌、草地贪夜蛾幼虫易感龄期、田间致死力及影响防控效果的因素等方面进行综述,以期为田间有效利用昆虫病原线虫防治草地贪夜蛾提供参考。     

基于近红外光谱的沼液挥发性脂肪酸含量快速检测

挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFA)作为厌氧发酵过程的重要中间产物,其在厌氧反应器中的累积能够反映出产甲烷菌的不活跃状态或厌氧发酵条件的恶化。为了实现对农牧废弃物厌氧发酵进行过程分析和状态监控,将近红外光谱(Near Infrared Spectroscopy,NIRS)与偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS)相结合构建玉米秸秆和畜禽粪便厌氧发酵液乙酸、丙酸和总酸含量快速检测模型。将竞争自适应重加权采样法(Competitive Adaptive Reweighted Sampling,CARS)与遗传模拟退火(Genetic Simulated Annealing,GSA)算法相结合构建CARS-GSA算法对沼液中的乙酸、丙酸和总酸进行特征波长优选,原始光谱数据1 557个波长点经预处理和波长优选后,得到乙酸、丙酸和总酸特征波长变量分别为135、101和245个,建立的回归模型验证决定系数分别为0.988、0.923和0.886,预测均方根误差(Root Mean Squared Error of Prediction,RMSEP...     

水热预处理对猪粪厌氧消化系统中磺胺嘧啶降解的影响

为进一步了解水热预处理对猪粪连续厌氧消化过程中磺胺嘧啶（sulfadiazine, SDZ）降解机制的影响,以及对厌氧消化系统性能的影响效果。该研究以猪粪为对象,对比研究了水热预处理对厌氧发酵模式下SDZ的降解变化规律与途径及其对猪粪产气性能的影响。研究结果表明：水热预处理（150 ℃）使中温连续厌氧反应器中的SDZ的综合去除率显著提升（P <0.05）,由40.5%～58.5%提高到54.4%～75.2%;并且通过中间降解产物推测SDZ的生物降解途径主要包括SDZ水解、羟基化、硫脱氧、氨基氧化、嘧啶环裂解等;在厌氧消化性能方面,水热预处理使稳定运行后反应器的日产沼气量提高了约34.05%（P <0.05）。此外,对反应器中微生物群落分析后,发现Syntrophomonas、Sedimentibacter与SDZ的降解高度相关,并且经过水热预处理后Sedimentibacter的相对丰度较未水热预处理显著提升。因此,水热预处理耦合厌氧消化工艺具有同步提高SDZ降解和厌氧消化性能的作用,有助于进一步提高沼液的生态安全性。     

菌根化育苗对玉米生长和养分吸收的影响

【目的】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)侵染作物根系形成菌根共生体系对于作物吸收磷具有重要作用,但该结果大多来源于室内受控试验,有限的田间试验因环境条件、试验材料与接种技术等差异致使AMF菌剂应用效果不一。本研究通过玉米菌根化育苗和田间移栽,分析了接种AMF对玉米生长、养分吸收、籽粒产量及养分含量的影响,以期推进菌根技术的实际生产应用。【方法】以自交品系玉米B73为供试作物,于2018年5月至10月在北京市延庆区进行了田间试验。田间小区设置基施磷(+P)和不施磷(–P)处理。供试AMF为Rhizophagus irregularis Schenck&Smith BGC AH01。玉米种子催芽后,分别播入加入AMF菌剂(+M)和菌剂过滤液(–M)的育苗钵内,培养两周后移栽至田间。玉米在田间条件下生长至拔节期时,使用便携式光合仪测定叶片光合速率与气孔导度,取样测定地上部与根部干重和养分元素含量,同时测定菌根侵染率;在玉米完熟期取样,测定籽粒百粒重、籽粒产量及养分含量。【结果】无论田间施磷与否,接菌植株根系的菌根侵染强度和丛枝丰度均显著高于不接菌植株。不施磷情况下,+M处理显著提高了玉米根系干重,玉米生长的菌根依赖性(163.7%)显著高于施磷情形(124.1%)。–P–M处理玉米叶片的光合速率和气孔导度显著低于其他3个处理。–P+M处理玉米叶片的光合参数、玉米地上部和根部磷含量与+P+M均无显著差异。与–P–M处理相比,–P+M显著提高了玉米籽粒产量和百粒重,同时也提高了籽粒中锌、锰、镁等矿质养分的含量,且与+P+M处理相比均无显著差异。【结论】玉米幼苗接种AMF后再移栽到田间,可以显著提高拔节期玉米根系的菌根侵染率,促进玉米地上部和根部对磷及锌、锰和镁的吸收,进而促进玉米的生长,提高籽粒产量和养分含量。本试验条件下,菌根化育苗可以达到与施磷同样的效果,在保障作物不减产的前提下减少磷肥施用量。