水培经济植物对污水中磷的吸收利用及去除效果

对13种经济植物在污水水培条件下净化污水中磷的能力进行了研究。结果表明,黑麦草(Lolium multiflorum)、水芹(Oenanthe stolonifera)、莴苣(Lactuca sativavar.angustana)、酸模(Poly-gonum iapathifolium)、生菜(Lactuca sativa)、小葱(Allium ascalonicum)、五月慢青菜(Brassica chinen-sis)等品种具有较高的净化能力。在4个半月的水培中,TP的去除量分别达到10.27、10.35、6.5~6.896、.91、5.72、5.46和6.19 g.m-2;TP的去除率分别达到94.5%、95.2%、93.6%~99.3%、99.6%、99.5%、95%和89.2%。植物吸收作用是最主要的污水磷去除机制,沉淀在污水磷净化中的作用较小。污水中磷的去除与植物的生长期密切相关。黑麦草、水芹等7种植物适宜作为苏南地区冬季化粪池污水水培植物。     

疏勒河流域气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响评价

气候变化和人类活动是对陆地生态系统碳循环产生重要影响的两个因素,定量评估气候变化与人类活动对植被净初级生产力(NPP)的相对影响,对深入理解其驱动机制和控制荒漠化发展具有重要意义。以疏勒河流域为研究区,利用遥感和气象数据计算潜在NPP(PNPP)及其与实际NPP(ANPP)之间的差值,分别衡量了气候变化和人类活动对流域NPP的相对影响。研究结果表明:(1)2001—2015年疏勒河流域年ANPP整体呈缓慢增加趋势,与全国和西北地区相比,普遍较低,流域植被整体生产力水平不高。流域年ANPP空间分布呈现上游祁连山区和中下游绿洲区ANPP较高,而中下游荒漠戈壁区ANPP较低的分布格局。(2)2001—2015年流域年PNPP的变化趋势表明,降水量的变化是导致疏勒河流域植被退化加剧或缓解的主要气候驱动因素,但气温的变化对植被的影响较为复杂。(3)2001—2015年流域大部分地区植被退化系人类活动造成的,但人类活动的负向影响力在减弱。(4)气候变化和人类活动对植被NPP的相对影响均表现出明显的空间异质性,其中人类活动是疏勒河流域植被变化的主要驱动因素。     

石龙芮在城市生活污水净化中的应用潜力

采用水培技术,研究了石龙芮(Ranunculus sceleratus L.)在净化城市生活污水中的应用潜力.经5 d培养,石龙芮处理组总氮(K-N)、总磷(TP)浓度分别降低到2.93和0.097 6 mg·L-1,总去除率分别达到97.47%和98.44%;氧化还原电位(Eh)迅速提高; pH值得到一定的改善; 浊度迅速下降, 72 h后达到5度. 而对照组K-N、TP浓度分别为35.42和1.27 mg·L-1, 总去除率仅为52.29%和61.31%; 氧化还原电位上升缓慢; 浊度下降缓慢,72 h后仍为 57.8度.结果表明石龙芮在富营养化水体控制及水生生态修复中具有很大的应用潜力.     

湖羊瘤胃微生物GH9家族葡聚糖酶基因IDSGLUC9-25的表达与功能表征

【目的】葡聚糖酶是饲用添加剂的重要成分,本研究旨在从湖羊消化道微生物中挖掘性质优良的GH9家族葡聚糖酶基因,用于研发新型饲用酶制剂。【方法】从湖羊瘤胃微生物cDNA中扩增IDSGLUC9-25基因,在大肠杆菌中进行异源表达,对重组蛋白进行诱导表达和纯化,研究重组蛋白的酶学性质和底物水解模式。【结果】IDSGLUC9-25基因编码527个氨基酸,包含一个CelD_N结构和一个GH9家族催化结构域;重组蛋白rIDSGLUC9-25分子量约为62.7 kDa,最适反应温度和pH分别为40℃和6.0,在30-50℃下活性较高,在pH 4.0-8.0范围内能够保持较高的稳定性,经pH 4.0-8.0缓冲液处理1 h后残余活性均大于90%;底物谱分析表明,rIDSGLUC9-25能催化大麦β-葡聚糖、苔藓地衣多糖、魔芋胶和木葡聚糖,比活性分别为(443.55±24.48)、(65.56±5.98)、(122.37±2.85)和(159.16±7.73) U/mg;利用薄层色谱法(thin layer chromatography, TLC)和高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)分析水解产物发现,rIDSGLUC9-25降解大麦葡聚糖主要生成纤维三糖(占总还原糖64.19%±1.19%)和纤维四糖(占总还原糖26.24%±0.12%),催化地衣多糖主要生成纤维三糖(占总还原糖78.46%±0.89%)。【结论】本研究报道了一种来自密螺旋体属细菌的内切β-1,4-葡聚糖酶IDSGLUC9-25 (EC 3.2.1.4),能高效催化多糖底物生成纤维三糖和纤维四糖,为研发饲用酶制剂和制备低聚寡糖建立基础。     

一株乙二醇氧化酶菌株的筛选及催化特性的初步研究

利用富集培养技术从土壤中筛选获得1株高活性二醇氧化活性菌株Brevibacterium sp.CCZU12-1。以Brevibacterium sp.CCZU12-1静息细胞为催化剂,最适催化反应温度、反应pH和金属离子添加量分别为30℃、6.5和Mn2＋0.1 mmol/L。在最佳条件下,转化200 mmol/L乙二醇24 h,羟基乙酸的产率为94.6%,分批补料乙二醇5批,羟基乙酸的累积浓度为972 mmol/L。     

黑麦草水培系统对化粪池粪污滤液中氮磷净化效果

利用黑麦草水培技术,研究粪污滤液低、中、高、超高4种施用量和1次、4次两种施用次数对黑麦草产量及黑麦草水培净化系统(RHS)N、P净化效率的影响.结果表明,黑麦草生物量以中施用量处理最高,RHS的N、P去除量则随施用量的增加而增加,但在超高施用量处理下,水质下降.黑麦草N、P吸收量在中、高和超高处理下差异不显著(黑麦草N、P最大吸收量分别为13.6 g·m^-2和3.17 g·m^-2).随施用量增加,通过黑麦草吸收去除的N、P比例下降.总负荷相同的情况下,施用次数增加有利于提高黑麦草产量和RHS的N、P净化效率.粪污滤液施用量与施用次数对黑麦草产量和RHS的N、P净化效率具有显著影响.选择适宜的施用量和施用次数是提高RHS净化效率和生产效率的关键.     

宁夏地区春季奶牛场牛舍土壤细菌群落特征

【背景】现代规模化生产模式下,牛舍环境管理是影响奶牛高效健康生产的重要因素。【目的】探讨牛场不同牛舍土壤细菌群落特征,为奶牛健康生产提供理论依据。【方法】采集宁夏某规模化奶牛场的哺乳犊牛岛、断奶犊牛舍、育成牛舍、低产泌乳牛舍、高产头胎泌乳牛舍、高产经产泌乳牛舍、干奶牛舍和病牛舍这8个不同牛舍的土样,每个牛舍6个重复,共48份土样。利用16S rRNA基因扩增子测序分析细菌群落结构与多样性,并对细菌群落的功能进行预测。【结果】不同牛舍土样细菌群落组成存在差异,并且8个牛舍中高产头胎泌乳牛舍土样的细菌群落多样性最高。哺乳犊牛岛土壤与其他牛舍土壤细菌群落在门水平上差异较大;泌乳期牛舍土样之间的细菌群落结构相似度较高。在门的水平上,拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)是这8个牛舍土样共有的优势菌门。在属的水平上,嗜盐碱的盐单胞菌属(Halomonas)、具有潜在降解特性的Fermentimonas和栖海面菌属(Aequorivita)及致病菌的鸟杆菌属(Ornithobacterium)是犊牛期牛舍土样的优势菌属;嗜盐碱的Truepera是育成牛舍土样的优势菌属;致病菌的不动杆菌属(Acinetobacter)和Parapedobacter、耐药菌的Pedobacter是泌乳期牛舍土样的优势菌属。【结论】致病菌和参与硝酸盐呼吸的细菌主要分布在哺乳犊牛岛,嗜盐碱菌主要分布在断奶犊牛舍和育成牛舍,产甲烷的细菌主要分布在高产头胎泌乳牛舍。本研究分析了不同牛舍土壤细菌群落多样性,为奶牛健康生产提供理论依据。     

基于CA-Markov模型的石羊河流域生态承载力时空格局预测

生态承载力是区域可持续发展的重要物质基础。为了探讨我国干旱区内陆河流域未来生态承载力的时空格局变化,以石羊河流域为研究区,基于该流域1992、2002年和2012年3期Landsat TM遥感影像,选取10个影响生态承载力变化的主要驱动因素,利用元胞自动机-马尔科夫模型(CA-Markov),以土地利用预测为切入点,对该流域2022年的生态承载力时空格局进行了模拟预测。首先基于1992—2002年数据预测了2012年石羊河流域土地利用状况,并与当年实际土地利用状况进行对比和验证,结果显示:Kappa系数为0.7956,说明本文所选用的预测方法预测结果可靠,可以用于该流域土地利用预测;其次,以2012年为起始年,模拟预测了2022年土地利用空间数据,并计算生态承载力时空格局,结果显示:2022年石羊河流域单位面积生态承载力与1992年、2002年和2012年相比整体空间分布格局变化不大,但区域内部变化却呈明显的空间分异特征;1992—2022年流域生态承载力总量以2002年为拐点呈先减少后增加的趋势,其中建设用地的生态承载力增加最为显著;预测可知,较2012年,2022年流域上游山区的林地、中游绿洲的建筑用地生态承载力均增加较快,且呈现较明显的斑块聚集,而中、下游绿洲区耕地、草地生态承载力增、减变化复杂,斑块分布较为离散和破碎;2012—2022年土地利用类型将发生频繁转换,导致流域生态承载力结构组成变化较大,其中未利用地的转出对2022年流域生态承载力的增加贡献突出。研究结果表明自2002年以后,该流域实施的退耕还林还草、关井压田等生态工程已经并将继续对该流域生态效益的提高起到积极的作用。