华北平原11种植物种子萌发的生物学零点与积温探究

研究分析了华北平原11种植物种子萌发所需要的生物学零度和积温,结果表明:与其原产地年均气温比较,由于长期的适应,各植物的生物学零点和原产地的平均气温存在明显的正相关关系;种子萌发的积温和种子萌发的生物学零度之间存在显著地负相关关系。     

利用混合厌氧堆肥进行污水处理的研究

目的：采用堆肥技术处理城市污泥以实现城市污泥的农用资源化进行了研究。方法：重点分析了污泥与粉煤灰混合厌氧堆肥过程中重金属铜稳定化的效果,分别按照污泥与粉煤灰质量比为1∶1;3∶1和4∶1进行混合,在常温下进行厌氧堆肥17d。结果：实验表明污泥与粉煤灰3∶1混合堆肥过程中铜的稳定化效果最佳。结论：堆肥过程有利于污泥的资源化利用。     

翻堆频率对堆肥减量化、腐殖化和稳定化的影响

好氧堆肥是有机固体废弃物处理处置的有效手段之一,堆肥还田也是贫瘠土壤改良的常用措施。但好氧堆肥是一个典型的CO_2等温室气体的释放过程。如何减少堆肥过程中的CO_2释放,强化堆肥的腐殖化过程对于实现有机固体废弃物的低碳化堆肥、提高作为优良土壤改良剂的腐殖质产量具有重要意义。本文选取农林秸秆和餐厨垃圾作为堆肥原料,研究不同翻堆频率对堆肥过程中的物料减量化、腐殖化和稳定化的影响,以期发现一个较低碳的堆肥工艺,并从微生物角度初步探索了其影响机制。研究结果显示,不同的翻堆频率(分别为每2 d、4 d和6 d翻堆一次),堆料的减量化和腐殖化程度有一定差异,翻堆频率为4 d的堆肥工艺物料减量率最高为50.5%,但碳减量率最低为77.4%;而翻堆频率为2 d的堆肥工艺腐殖质产量最高;3种堆肥工艺经62 d堆肥都达到了腐熟程度,翻堆频率为4 d的堆肥工艺腐熟化程度最高。不同的翻堆频率可能通过影响堆肥过程中堆料的温度、含氧量等因素从而改变堆料中活性微生物量、种类和生物酶活性,进而影响堆料的矿化和腐殖化进程。     

城市污泥强制通风堆肥过程中的生物学和化学变化特征

采用间竭式强制通风堆肥法进行的肥堆体积约4m3,堆肥时间为53d的污泥堆肥试验表明,堆肥的第2天即达高温阶段(≥55℃)并能保持8d,平均最高温度达68℃,局部温度达74℃.粪大肠杆菌由开始时的1.41×105个·g-1降至试验结束时的2.32×101个·g-1.污泥堆肥过程中挥发性固体,总有机C、水溶性有机C、固体有机 C/N比和水溶性有机 C/有机 N比下降明显,而 N、P及重金属含量有所升高.随着堆肥的进程,在前1周堆肥过程中产生的氨氮大幅下降,硝酸盐含量随之升高.相应地,pH在第1周内升高,随后降低.堆肥40d左右,水芹(Lepidiumsativum L.)种子发芽指数即可达 80%.综合堆肥过程中堆温和化学与生物学变化特点,表明污泥堆肥在40d左右基本上接近腐熟,50d后达到完全腐熟.产品外观呈黑褐色,蓬松,无明显异味.     

华东地区热量资源的变化特征、趋势预估及农业适应对策

根据华东地区1961-2004年27个气象站日平均气温资料,研究了华东地区>0℃初终日期、持续日数、积温的变化特征和变化趋势.结果表明:华东地区>0℃积温和持续日数分别增加了5.18～9.53℃·d·a-1和0.22～0.60 d·a-1,>0℃初日提前了0.22～0.46 d·a-1,>0℃终日推迟了0.01～0.14 d·a-1(福建省除外).年平均气温每升高1℃,>0℃积温增加285～402℃·d,持续日数增加7～18 d.各季节>0 ℃积温呈增加趋势,而山东省夏季积温呈减少趋势.到2070年华东地区>0℃积温为6831.4～8585.6℃·d,增幅为283.5～1803.8℃·d;除山东省外,华东其余省市全年日平均气温稳定在0℃以上.为适应华东地区热量资源的变化,农业上应进一步调整作物品种结构、适当提高复种指数、加强病虫草害监测预测和提高农业技术水平等.     

物料预处理对堆肥减量化、腐殖化和稳定化的影响及其微生物机制

堆肥是有机固体废弃物处理与资源化的主要途径之一,包括矿化和腐殖化两个过程,且都和微生物活动有关。矿化过程会产生二氧化碳(CO2)等温室气体,是一个典型的温室气体释放过程。腐殖化过程则会产生稳定的腐殖质,则是优良的土壤改良剂。在堆肥稳定化的前提下,如何有效减少堆肥过程中的CO2释放,强化堆肥的腐殖化过程,增加作为优良土壤改良剂的腐殖质产量,对于发展低碳化堆肥技术,实现堆肥的资源化利用具有重要意义。本文选取水稻秸秆和餐厨垃圾作为堆肥原料,研究不同预处理对堆肥过程中矿化和腐殖化过程的影响,并探讨了不同预处理影响矿化和腐殖化过程的微生物机理。结果表明堆料加热预处理后,堆肥的矿化作用被明显削弱,总碳(TC)减量率仅为23.4%,并且最后形成了可观产量的稳定腐殖质(每kg堆料70 d后腐殖质含量为22.09 g±0.35 g,腐殖化系数达2.0),因此加热预处理后的堆肥过程在保证稳定腐殖质的产量前提下更低碳化。预处理通过影响堆料的性质和初始状态下堆料中微生物的种类和数量从而影响堆肥的矿化和腐殖化过程。活性微生物量与脱氢酶活性是矿化过程的主要决定因素,而多酚氧化酶活性主要影响堆肥的稳定腐殖化过程。     

美洲斑潜蝇发生的物候学模型

对美洲斑潜蝇各虫态发育与温度的关系的系统了解是利用寄生蜂防治斑潜蝇的关键。以花斑芸豆(Phaseolusvulgaris L.)为寄主 ,在 1 3、1 6、1 9、2 2、2 5、2 8、31、34℃ ,± 0 .5℃等温度下确定了美洲斑潜蝇的发育起点温度和有效积温。以 9.5℃为起点温度 ,建立了描述各虫态进程的物候学随机模型。结果表明 :各虫态占 50 %的种群数量时的有效积温量分别为 ,卵 46.97日度 ,幼虫 1 0 6.97日度 ,蛹 2 53.58日度。幼虫高峰期的积温为 75日度左右。化蛹积温在 90～ 1 2 0日度之间。成虫在 2 0 0日度开始羽化 ,30 0日度时全部个体基本羽化完成。蛹期的积温量与卵和幼虫的积温量之和相近。该模型能够很好地描述温室中变温条件下的美洲斑潜蝇种群动态过程 ,更有利于开展寄生蜂与美洲斑潜蝇之间关系的研究。     

越冬前增温对小麦生长发育和产量的影响

为了揭示越冬前积温增加对冬小麦生长发育进程和产量的影响,于2010—2012年在设施内进行人为控制增温模拟试验.以试验期室外环境实测温度值为对照,设置越冬前增温40、50、60 d,研究越冬前不同积温(≥0℃)对小麦物候期、幼穗发育进程、开花期和成熟期叶片光合生理特性及产量构成要素的影响.结果表明:设施内越冬前增加积温在越冬前对幼穗发育进程有一定影响,对拔节期幼穗发育进程和育性影响明显,孕穗后随着发育进程的加快影响减小,成熟期大部分处理间的生物学性状差异不显著.越冬前积温增加不超过25℃对幼穗影响很小;积温增加大于60℃幼穗发育进程明显加快,积温越高变化越明显.冬前积温增加到一定幅度将导致冬小麦物候期提前,积温增加超过60℃,拔节期叶龄提高0.8以上,抽穗期和成熟期分别提前1 d左右.物候期的提前和幼穗发育进程的加快使小麦整个发育期缩短,容易遭受春季低温危害,造成小花败育甚至小穗冻死;冬前积温过高还导致后期旗叶光合能力下降,灌浆期缩短,并造成减产.     

科学出版社书讯(2010-1,2)

<正>堆肥微生物学原理许修宏李洪涛张迪编著978-7-03-026451-0$48.002010年1月出版内容简介:本书内容分为上、下两篇。上篇着重介绍堆肥的生物学原理,包括堆肥的生化过程、     

城市污泥堆肥温度的空间变异性研究

利用半变异函数对城市污泥堆肥温度的空间变异特性进行了研究 ,对堆体温度进行了克里格法 ( KRIGING)插值。采用通风静态垛堆肥工艺 ,试验了 0 .79、2 .0 3m3 / ( min·m3 )两种通风量。沿着堆肥池长度方向设定 2个纵剖面 ,每个纵剖面的面积为 6 .0 m× 1 .0 m,按 0 .5 m× 0 .1 m布设网格。结果表明 ,在水平方向上堆肥温度的半变异函数用球状模型进行拟合效果较好 ,而在垂直方向上的半变异函数用线性模型进行拟合效果较好 ;在水平方向上两个剖面的温度变程 ( range)分别为 0 .90 m、1 .2 5 m,在垂直方向上的变程分别为 0 .75 m、1 .0 0 m;利用克里格法进行最优内插估值得到的温度等值线图表明 ,高温区域一般位于堆体中层 0 .4～ 0 .6 m,低温区域一般位于堆体下层 0～ 0 .4 m;从温度剖面等值线图判断 ,中试规模的城市污泥堆肥 ,其合理通风量小于 0 .79m3 / min· m3 。     

城市污泥堆肥温度动态变化过程及层次效应

对城市污泥强制通风静态垛堆肥的温度变化规律进行了研究。结果表明,当调理剂比例较低时,堆体升温速率和降温速率都较为缓慢,堆肥处理长,堆体温度较低,当调理剂比例较高时,堆体升温速率较快,堆肥温度将在较短时间内达到灭菌稳定化所要求的高温。堆体温度在高温阶段持续的时间与调理剂比例有着密切的联系,当调理剂比例太高时,高温持续时间短,如加入适当比例的回流污泥,堆温可以在50℃以上高温阶段持续足够的时间,当堆肥原料的起始温度高于15℃,堆体一般要经历升温阶段、高温持续阶段和降温阶段,但是当堆肥原料的起始温度很低时,堆体温度还要经历一个起爆阶段。堆体内不同层次的温度有着不同的变化趋势,堆肥初始阶段,堆体下层温度高于上层温度,随后上层温度逐渐高于下层温度。     

城市生活垃圾堆肥发酵中微生物菌群变化规律的研究

通过对垃圾处理厂静态堆肥不同区域的微生物菌群与数量的分析,表明了城市生活垃圾堆肥发酵中微生物菌群的变化规律,温度与微生物菌群的相关性,指出了高温微生物菌群数量影响堆肥的效率。建议在静态一次堆肥发酵周期中,增加通气量和翻堆频率,有利于增强微生物菌群的活力和提高堆肥质量。     

Testing of thermal properties of compost from municipal waste with a view to using it as a renewable, low temperature heat source

To determine how much heat may be recovered from a composting process, first it is necessary to know the heat production during the high temperature phase and characteristic values of the thermal conductivity coefficient for compost. The composting process was monitored in laboratory experiments. During the high temperature phase an average 1136kJ/kg of heat was released (but generally it was around 900kJ/kg). An average of 37.4% of that heat resulted from total bio-oxidation of organic compounds, assumed to be carbohydrates. The values of conductivity coefficient were from 0.150 to 0.309W/mK and depended on the temperature, humidity, density and age of compost.     

Temperature effect on Fusarium oxysporum f.sp. melonis survival during horticultural waste composting

AIMS: The aim of this work was to study the effect of high temperatures generated during composting process, on the phytopathogen fungus Fusarium oxysporum f.sp. melonis. This investigation was achieved by both in vivo (semipilot-scale composting of horticultural wastes) and in vitro (lab-scale thermal treatments) assays. METHODS AND RESULTS: Vegetable residues infected with F. oxysporum f.sp. melonis were included in compost piles. Studies were conducted in several compost windrows subjected to different treatments. Results showed an effective suppression of persistence and infective capacity, as this process caused complete fungal elimination after 2-3 days of composting. In order to confirm the effect of high temperature during this process, in vitro experiments were carried out. Temperature values of 45, 55 and 65 degrees C were tested. All three treatments caused the elimination of fungal persistence. Treatment at 65 degrees C was especially effective, whereas 45 degrees C eliminated fungal persistence only after 10 days. CONCLUSIONS: The composting process is an excellent alternative for the management of plant wastes after harvesting, as this procedure is able to suppress infective capacity of several harmful phytopathogens such as F. oxysporum f.sp. melonis. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: Fusarium oxysporum f.sp. melonis is a plant pathogen fungus specially important in the province of Almería (south-east Spain), where intensive greenhouse horticulture is very extended. High temperatures reached during composting of horticultural plant wastes ensure the elimination of phytopathogen microorganisms such as F. oxysporum f.sp. melonis from vegetable material, providing an adequate hygienic quality in composts obtained.     

鼓风对城市污泥好氧堆肥温度变化的影响

采用强制通风静态垛和温度反馈自动测控堆肥工艺,研究了鼓风过程对城市污泥好氧堆肥温度的影响。当城市污泥和调理剂比例为1：1时（体积比）,处于鼓风口远端（风向远点）各个层次的堆体温度基本上不会随鼓风过程而变化,处于鼓风方向中部（风向中点）、鼓风口近端（风向近点）的堆体,其中层、上层的温度将会下降,平均下降速度分别为0.05℃/min、0.04℃/min,但是温度下降的速率在整个鼓风过程中并不均匀,温度下降速度在0－10min较快,在10－40min较慢;当混合堆料中调理剂含量较低时（3：2）,堆体上层温度在鼓风过程中将会上升,上升速率约为0.022-0.05℃/min,中层温度下降,在鼓风开始阶段（0－10min）,下降速率较快,约为0.12℃/min,随后变化速率较小,约为0.01℃/min。对于不同调理剂比例的堆体,处于风向远点、中点的下层温度基本不受鼓风作用的影响;处于风向近点的堆体,其下层温度会随着鼓风过程而下降,平均下降速率约为0.025-0.03℃/min。     

On the occurrence of antimicrobial substances in the course of composting of municipal garbage

Summary Various extracts obtained from different phases of composting municipal garbage were tested for their effect on the growth of Bacillus megaterium and a mixed bacterial population. The results showed that antimicrobial substances are present in the fresh garbage. Their biocidal efficiency decreases during the rotting process and no new antimicrobial substances are produced during rotting. The evolution of heat as well as a certain kind of detoxication is important for the sanitation of garbage by the composting process.Extract from the Dissertation I. in der Schmitten, Giessen 1979     

Physical Modeling of the Composting Ecosystem

A composting physical model with an experimental chamber with a working volume of 14 × 10³ cm³ (0.5 ft³) was designed to avoid exaggerated conductive heat loss resulting from, relative to field-scale piles, a disproportionately large outer surface-area-to-volume ratio. In the physical model, conductive flux (rate of heat flow through chamber surfaces) was made constant and slight through a combination of insulation and temperature control of the surrounding air. This control was based on the instantaneous conductive flux, as calculated from temperature differentials via a conductive heat flow model. An experiment was performed over a 10-day period in which control of the composting process was based on ventilative heat removal in reference to a microbially favorable temperature ceiling (temperature feedback). By using the conduction control system (surrounding air temperature controlled), 2.4% of the total heat evolved from the chamber was through conduction, whereas the remainder was through the ventilative mechanisms of the latent heat of vaporization and the sensible temperature increase of air. By comparison, with insulation alone (the conduction control system was not used) conduction accounted for 33.5% of the total heat evolved. This difference in conduction resulted in substantial behavioral differences with respect to the temperature of the composting matrix and the amount of water removed. By emphasizing the slight conduction system (2.4% of total heat flow) as being a better representative of field conditions, a comparison was made between composting system behavior in the laboratory physical model and field-scale piles described in earlier reports. Numerous behavioral patterns were qualitatively similar in the laboratory and field (e.g., temperature gradient, O₂ content, and water removal). It was concluded that field-scale composting system behavior can be simulated reasonably faithfully in the physical model.     

湿度对堆肥理化性质的影响

水分是堆肥微生物生命活动的基础 ,也是堆肥中重要的工艺控制参数。弄清湿度对堆肥微生物及理化性质的影响 ,对于优化堆肥工艺参数、提高堆肥效率、降低投资和运行成本具有重要意义。综述了堆肥湿度研究的动态 ,指出了当前研究中存在的问题 ,并提出了未来的研究方向。大量的研究表明 ,湿度低于 4 5 %或高于 6 5 %都不利于堆肥处理。湿度太高会导致堆料的压实度增加、FAS减少、透气性能降低 ,从而导致堆体内氧气供应不足、堆肥升温困难、有机物降解速率降低、堆肥周期延长。湿度过低 ,水分会限制堆肥微生物的新陈代谢 ,导致微生物活性下降、堆肥腐熟困难。由于鼓风、散热、水蒸发等会使堆体内存在湿度的空间变异 ,也会降低堆肥效率和堆肥产品的质量。另外 ,堆肥湿度还影响堆肥的保肥能力。由各文献得出结论 ,堆肥的最佳湿度范围一般为 5 0 %～ 6 0 %左右     

基于SHAW模型对农田小气候要素的模拟

能量平衡是作物冠层水热传输的基础,气象因子(如空气温度、湿度、风速和土壤温度)是影响作物活动的外界条件,而叶温反映作物的整体健康状况。对冠层状况的理解和模拟有利于了解小气候特征并加强农田管理。采用SHAW(theSimultaneousHeatandWater)模型模拟:冠层表面能量平衡,表面辐射温度,冠层中叶温、气象要素和土壤温度廓线,模型的输入数据来源于华北平原禹城综合试验站。模型很好的模拟了表面能量平衡、冠层表面辐射温度、土壤温度、冠层2/3高度以下叶温和2/3高度以上气象要素。模型模拟净辐射(Rn)的效率达到0.97,潜热(LE)和感热通量(Hs)的模拟效率分别为0.81和0.78,模拟的表面辐射温度与实测值吻合较好,其模拟效率为0.91,冠层2/3高度以下的叶温模拟效率为0.76～0.86,但该高度以上的模拟结果不理想。除了2cm深度外,各层土壤温度模拟较好。     

中国北方主产地苹果冷热积累变化及其对始花期的影响

开展气候变化背景下苹果冷热积累变化及其对始花期的影响研究,对指导苹果种植及生产具有重要意义。本研究选取山东福山、山西万荣、甘肃西峰和新疆阿克苏代表中国北方苹果主产地,利用1996—2018年红富士苹果的始花期观测资料和逐时气温数据,采用动态模型、生长度小时模型分别计算逐日冷积累量(CP)和热积累量(GDH),并利用偏最小二乘回归法,对逐日冷、热积累量和各地苹果始花期进行相关分析,以明确各地苹果冷、热积累起止日期和积累量,以及冷、热积累期内温度变化对始花期的影响规律。结果表明: 我国北方主产地苹果冷积累时段集中于10月1日前后至2月中下旬或3月中旬,积累量为74.1～89.3 CP;热积累时段集中于1月下旬前后至始花期,积累量为4010～5770 GDH。西峰和阿克苏冷积累期内平均气温每升高1 ℃,冷积累量将分别增加3.8和5.0 CP;各地热积累期内平均气温每升高1 ℃,热积累量将增加725～967 GDH。与冷积累期内温度变化的影响效应相比,热积累期内温度变化主控我国北方主产地苹果始花期,且气候变暖总体有利于冷积累期内平均气温较低地区的苹果开花和生产。