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成都假单胞菌处理畜禽养殖污水的效果研究

环境科学与技术 2024年第4期47卷 71-79页

作者：杨铭晖郑燕玲彭焕龙解开治周超贤徐培智顾文杰卢钰升石超宏甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 广东省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室广东广州510640 广东省农业环境与耕地质量保护中心广东广州510030

成都假单胞菌WD211是一株从养殖污水中筛选得到的具有良好脱氮性能、良好抗逆性的菌株。文章从畜禽养殖污水原液处理、模拟污水处理和微生物群落结构变化分析等方向对WD211菌污水处理效果进行了初步研究。研究结果表明,外源添加WD211菌... 详细信息

成都假单胞菌WD211是一株从养殖污水中筛选得到的具有良好脱氮性能、良好抗逆性的菌株。文章从畜禽养殖污水原液处理、模拟污水处理和微生物群落结构变化分析等方向对WD211菌污水处理效果进行了初步研究。研究结果表明,外源添加WD211菌对畜禽养殖污水的TN和NH_(4)^(+)-N的去除效率有明显提升,可达25.03%和27.30%,高于空白对照;外源添加WD211菌对畜禽养殖污水的NH_(4)^(+)-N的生化去除能力有促进作用,且这种促进作用在2%添加剂量时更为明显。模拟污水中WD211菌对COD、TN、NH_(4)^(+)-N的去除率分别为83.16%、28.35%、44.58%,仅积累少量的NO_(3)^(-)-N(0.907 mg/L)和NO_(2)^(-)-N(0.047 mg/L)。WD211菌在NH_(4)^(+)-N浓度较高的条件下能发挥较好的性能;外源添加WD211菌后,水样中假单胞菌属、类产碱菌属和副球菌属等脱氮相关菌属丰度上升。

关键词：畜禽养殖污水成都假单胞菌生物强化氨氮

不同废弃物对黑水虻幼虫生长、营养组成及生产性能影响研究

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环境昆虫学报 2024年第3期46卷 753-764页

作者：石超宏王凤英卢钰升顾文杰杨革玲李俊俊徐培智解开治王丹彭焕龙李雅莹广东省农业科学院农业资源与环境研究所/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室广州510640 广州安芮洁环保科技有限公司广州510640 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

本文以黑水虻Hermetia illucens为研究对象,探索不同废弃物对其幼虫生长、营养组成及生产性能的影响。结果表明,黑水虻幼虫可将餐厨垃圾(FW)、厨余垃圾(KW)、蔬菜废弃物(VW)、猪粪(PM)、牛粪(DM)、鸡粪(CM)等转化成优质蛋白质和脂肪。... 详细信息

本文以黑水虻Hermetia illucens为研究对象,探索不同废弃物对其幼虫生长、营养组成及生产性能的影响。结果表明,黑水虻幼虫可将餐厨垃圾(FW)、厨余垃圾(KW)、蔬菜废弃物(VW)、猪粪(PM)、牛粪(DM)、鸡粪(CM)等转化成优质蛋白质和脂肪。以FW和KW作为基质养殖10 d后,幼虫体长(19.0 mm、17.1 mm)与单头重(171.54 mg、136.82 mg)显著高于其它处理。虫粉粗蛋白含量受废弃物种类影响相对较小。不同废弃物处理虫粉均显示出良好氨基酸谱。尽管各处理虫粉总必需氨基酸含量低于鱼粉和豆粕,但FW、KW和CM处理虫粉缬氨酸含量高于鱼粉和豆粕,VW处理虫粉异亮氨酸和缬氨酸含量高于鱼粉和豆粕,PM处理虫粉组氨酸和缬氨酸含量高于鱼粉和豆粕。以FW和KW作为基质养殖10 d后,尽管虫粉不饱和脂肪酸和必需脂肪酸比例低于采食PM和DM的处理,但远高于其它处理的虫粉粗脂肪含量(42.13%、37.49%),虫粉不饱和脂肪酸和必需脂肪酸含量也最高;料虫比(6.06、7.90)显著低于其它处理,幼虫转化率(59.40%、52.07%)显著高于其它处理;废弃物减量化率(89.53%、84.46%)仅低于VW处理(94.86%)。利用黑水虻幼虫处理FW和KW,幼虫生长性能和营养组成优于其它废弃物处理,且生产性能最好。

关键词：有机废弃物黑水虻生物转化营养组成生产性能

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实现生猪低碳养殖的营养调控研究进展

粮食与饲料工业 2024年第1期 46-52页

作者：宋敏邓盾刘志昌余苗崔艺燕马现永卢钰升广东省农业科学院动物科学研究所//畜禽育种国家重点实验室//农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室//广东省畜禽育种与营养研究重点实验室//广东畜禽肉品质量安全控制与评定工程技术研究中心广东广州510640 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000 广东省农业科学院农业资源与环境研究所广东广州510640

生猪养殖业是我国畜牧业的重要支柱产业,其产生的碳排放量巨大,对我国乃至全球气候变化都有着不可忽视的影响。因此,生猪低碳养殖是实现我国养猪业绿色可持续发展的重要途径,探索生猪低碳养殖的技术措施迫在眉睫。饲料生产环节是生猪养... 详细信息

生猪养殖业是我国畜牧业的重要支柱产业,其产生的碳排放量巨大,对我国乃至全球气候变化都有着不可忽视的影响。因此,生猪低碳养殖是实现我国养猪业绿色可持续发展的重要途径,探索生猪低碳养殖的技术措施迫在眉睫。饲料生产环节是生猪养殖系统碳排放的源头,也是最重要的碳排放环节。采用适当的营养调控技术不仅能从源头减少饲料生产环节的温室气体的排放,还能减少后续猪肠道发酵和粪便发酵产生的温室气体的产量,对于减少生猪养殖碳排放意义重大。全文从营养调控的角度出发,综述了饲料的科学配制、饲料的生物处理、添加剂的使用和应用非常规饲料原料等途径实现生猪低碳养殖的科学与可行性,并对生猪养殖碳减排的未来发展进行了展望。

关键词：生猪养殖温室气体低碳饲料营养调控源头减排

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氧化硫硫杆菌固定化菌球制备及其耦合填料去除H_(2)S

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中国环境科学 2022年第5期42卷 2331-2338页

作者：石超宏卢钰升顾文杰解开治徐培智王丹彭焕龙李雅莹孙丽丽广东省农业科学院农业资源与环境研究所农业部南方植物营养与肥料重点实验室广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室广东省土壤微生物与耕地保育工程技术研究中心广东广州510640 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

以海藻酸钠(SA)为包埋载体,对氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)进行固定化制备菌球,优化菌球制备条件,在生物滤塔内验证其对H_(2)S的去除能力.以前期驯化获得的富含硫系恶臭降解微生物菌群的污泥为菌源进行生物滤塔填料筛选... 详细信息

以海藻酸钠(SA)为包埋载体,对氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)进行固定化制备菌球,优化菌球制备条件,在生物滤塔内验证其对H_(2)S的去除能力.以前期驯化获得的富含硫系恶臭降解微生物菌群的污泥为菌源进行生物滤塔填料筛选,耦合***菌球和填料进行生物除臭.结果表明,优选的固定化条件为:SA浓度3.0%､吸附剂CNT､***菌悬液与混合液比例20%､CaCl_(2)浓度4.0%､改性剂己二胺溶液,获得的菌球机械强度､传质性能､硫氧化能力最好.将***菌球填装于生物滤塔,H_(2)S最大去除率和去除能力为70%和1.06g H_(2)S/m^(3)·h.以混合挂膜方式进行填料挂膜后,在聚氨酯泡沫､活性碳布和陶粒中优选出最佳填料活性碳布,获得H_(2)S最大去除率和去除能力为88%和0.84g H_(2)S/m^(3)·h.以混合填装方式将***菌球与活性碳布填装于生物滤塔,获得H_(2)S最大去除率和去除能力为86%和1.00g H_(2)S/m^(3)·h.

关键词：微生物固定化氧化硫硫杆菌 H_(2)S 生物滴滤

长期培肥降低稻田土壤硝化和反硝化细菌功能基因丰度并减缓氮素周转

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植物营养与肥料学报 2023年第9期29卷 1630-1642页

作者：陈会巧马慧霞张桥孙丽丽周昌敏顾文杰卢钰升徐培智解开治甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室/广东省土壤微生物与耕地保育工程技术研究中心广东广州510640 广东省农业环境与耕地质量保护中心广东广州510500 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

【目的】硝化和反硝化细菌在稻田土壤氮循环中起着十分重要的作用。研究长期有机物料还田条件下红壤区稻田土壤硝化和反硝化细菌群落及功能基因丰度,有助于揭示土壤硝化和反硝化过程中的微生物机制,为红壤区稻田氮高效利用和管理提供参... 详细信息

【目的】硝化和反硝化细菌在稻田土壤氮循环中起着十分重要的作用。研究长期有机物料还田条件下红壤区稻田土壤硝化和反硝化细菌群落及功能基因丰度,有助于揭示土壤硝化和反硝化过程中的微生物机制,为红壤区稻田氮高效利用和管理提供参考。【方法】基于40年水稻长期施肥定位试验,选择其中的不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、早稻施绿肥紫云英(M1)和早稻施绿肥紫云英+晚稻秸秆还田(M2)处理小区采集土壤样品,利用宏基因组测序和荧光定量PCR技术,通过对典型反硝化细菌nirK、nirS和硝化细菌amoA、hao进行基因标记,分析了土壤硝化和反硝化细菌群落结构和多样性。【结果】nirK、nirS型反硝化细菌和AOB(amoA)、hao细菌主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)。所有处理中nirK型反硝化细菌的优势属为Ardenticatena菌属、硝化螺菌属(Nitrospira)和罗河杆菌属(Rhodanobacter),且M2处理土壤中罗河杆菌属相对丰度显著高于其他处理(P<0.05)。nirS型反硝化细菌中类固醇杆菌属(Steroidobacter)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)分别在M2和NPK处理中占比最高,分别达到33%和29%。AOB(amoA)细菌中慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)在CK和M1处理中占比最高,分别为30%和32%;变形菌门中的甲基单胞菌属(Methylomonas)在M2处理中占比最大;硝化螺菌属(Nitrospira)在CK处理中的占比显著高于其他处理。hao细菌中地杆菌属(Geobacter)相对丰度在各处理中占比最高。冗余分析显示,土壤速效氮(P=0.002)、有效磷(P=0.006)和有机碳(P=0.002)是nirK型和nirS型反硝化细菌群落组成变化的主导因子,土壤有机碳(P=0.008)、有效磷(P=0.01)、速效钾(P=0.008)是hao细菌群落结构变化的关键因子,速效氮(P=0.004)、有效磷(P=0.004)和全磷(P=0.002)是AOB(amoA)群落结构产生变化的关键因子。Spearman相关性分析表明,土壤有机碳、全氮和铵态氮与功能基因amoA、hao和反硝化功能基因nirK、nirS的丰度都呈现极显著(P<0.01)负相关关系。【结论】土壤有效磷、速效氮和有机碳是影响细菌群落结构的主要环境因子。长期培肥降低了土壤硝化和反硝化功能基因的丰度,减缓了土壤氮素循环的周转,提高了土壤氮素的稳定性。

关键词：长期施肥稻田土壤硝化微生物反硝化微生物功能基因

长期秸秆还田对双季稻土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

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福建农业学报 2022年第9期37卷 1216-1224页

作者：方凯孙丽丽周昌敏张桥顾文杰卢钰升解开治徐培智甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 广东省农业科学院农业资源与环境研究所广东广州510640 广东省农业环境与耕地质量保护中心广东广州510500

【目的】以我国南方典型红壤水稻土为研究对象,研究双季稻田土壤肥力和有机碳组分的变化特征。【方法】以2005年布置的定位试验为研究平台,设计3个处理:不施肥处理(CK)、化肥处理(NPK)和秸秆还田配施化肥处理(M)。于2020年晚稻收获后,... 详细信息

【目的】以我国南方典型红壤水稻土为研究对象,研究双季稻田土壤肥力和有机碳组分的变化特征。【方法】以2005年布置的定位试验为研究平台,设计3个处理:不施肥处理(CK)、化肥处理(NPK)和秸秆还田配施化肥处理(M)。于2020年晚稻收获后,采集耕作层土壤样本,测定土壤有机碳组分和微生物量碳氮等肥力指数。【结果】长期秸秆还田配施化肥处理显著改善了双季稻田土壤肥力。长期秸秆还田配施化肥改变了土壤有机碳组分,M处理较CK处理显著提高有机碳(SOC)、游离态颗粒碳(FPOC)、可溶性颗粒碳(DOC)含量(P<0.05)。同时,M处理有机碳各组分含量均高于NPK处理,其中颗粒态有机碳含量M处理(2.32 g·kg^(-1))显著高于NPK处理(1.94 g·kg^(-1))。NPK处理和M处理土壤微生物量碳(SMBC)较CK相比分别提高了21.94%和25.98%。此外,秸秆还田配施化肥提高了碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK)等养分指标。【结论】秸秆还田配施化肥可以增加土壤碳库,提高碳库管理指数,调控土壤有机碳组分。土壤速效磷(AP)是影响有机碳组分的最为关键的环境因子,其次是pH和全磷(TP)。

关键词：秸秆还田双季稻有机碳组分碳库管理指数活性有机碳

畜禽养殖场典型臭味成分吲哚和3⁃甲基吲哚形成及消解机制

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广东畜牧兽医科技 2023年第3期48卷 18-23,41页

作者：邓盾余琴翁光英马新燕卢钰升马现永广东省农业科学院动物科学研究所/畜禽育种国家重点实验室/农业农村部华南动物营养与饲料重点实验室/广东省畜禽育种与营养研究重点实验室/广东畜禽肉品质量安全控制与评定工程技术研究中心广东广州510640 广东省农业科学院农业资源与环境研究所广东广州510640

因养殖恶臭味引发的环境案件频发,养殖场强化臭气减排工作日益紧迫。该文主要对畜禽养殖场典型臭味成分吲哚和3⁃甲基吲哚的形成机制、降解方法以及防控过程中存在的问题进行详细阐述。色氨酸是吲哚和3⁃甲基吲哚形成的源头,采用发酵饲料... 详细信息

因养殖恶臭味引发的环境案件频发,养殖场强化臭气减排工作日益紧迫。该文主要对畜禽养殖场典型臭味成分吲哚和3⁃甲基吲哚的形成机制、降解方法以及防控过程中存在的问题进行详细阐述。色氨酸是吲哚和3⁃甲基吲哚形成的源头,采用发酵饲料、酸化剂和益生菌能够从源头控制吲哚的形成。改变肠道pH值也能够显著减少3⁃甲基吲哚的生成;添加微生物及一些酶制剂能够很好控制粪污储存过程中吲哚和3⁃甲基吲哚的形成;在猪舍设计时,考虑使用环控设备,强化物理除臭手段,对吲哚和3⁃甲基吲哚进行进一步消减,从而实现系统性控制吲哚类恶臭物形成和传播。该文为科学防控养殖场恶臭物污染提供了参考依据。

关键词：臭气:吲哚 3⁃甲基吲哚降解养殖环境

秸秆还田对南方稻田土壤N_(2)O排放及硝化和反硝化微生物群落的影响

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福建农业学报 2023年第11期38卷 1344-1357页

作者：韩兴华张桥李季张嘉欣黎婉玲孙丽丽顾文杰卢钰升徐培智解开治甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室/广东省土壤微生物与耕地保育工程技术研究中心广东广州510640 广东省农业环境与耕地质量保护中心广东广州510500 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

【目的】以我国南方典型赤红壤水稻土为研究对象,探究不同秸秆还田量对双季稻区晚稻季土壤N_(2)O排放特征及硝化和反硝化微生物的影响,旨在为南方稻田N_(2)O减排提供科学依据。【方法】以2015年设置的定位试验为研究平台,设计5个处理:(1... 详细信息

【目的】以我国南方典型赤红壤水稻土为研究对象,探究不同秸秆还田量对双季稻区晚稻季土壤N_(2)O排放特征及硝化和反硝化微生物的影响,旨在为南方稻田N_(2)O减排提供科学依据。【方法】以2015年设置的定位试验为研究平台,设计5个处理:(1)CK,化肥+无秸秆还田;(2)CKS,化肥+当季秸秆全量还田;(3)S10,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代10%钾肥;(4)S20,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代20%钾肥;(5)S30,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代30%钾肥。采用密闭静态暗箱-气相色谱法及宏基因组测序对气体和土壤微生物进行检测。【结果】稻田土壤N_(2)O排放主要集中在水稻分蘖期;较CK处理,秸秆还田各处理显著降低了稻田土壤N_(2)O累计排放量,其中,S30处理的N_(2)O累计排放量最低,为0.09 kg·hm^(-2),其全球增温潜势也最低;硝化过程中,氨氧化细菌(amoA和amoB)在分蘖期和成熟期的优势菌属均为甲基孢囊菌属;反硝化过程中,nirK型反硝化细菌的芽单胞菌属、罗河杆菌属、丰祐菌属在分蘖期和成熟期细菌属中均占据主导地位;nirS型反硝化细菌的嗜甲基菌属和甲基营养型反硝化菌属在分蘖期和成熟期细菌属中均占据主导地位;分蘖期,土壤N_(2)O排放量与nirS型反硝化细菌的甲基营养型反硝化菌属呈显著负相关、与nirS型反硝化细菌的沙壤土杆菌属呈显著正相关;成熟期,土壤N_(2)O排放量与nirS型反硝化细菌的水生细菌属呈极显著正相关关系。【结论】秸秆还田显著降低了稻田土壤N_(2)O排放,AOB(amoA)和AOB(amoB)的甲基孢囊菌属是氨氧化过程的优势菌属,nirK型反硝化细菌的芽单胞菌属、罗河杆菌属、丰祐菌属,和nirS型反硝化细菌的嗜甲基菌属及甲基营养型反硝化菌属是反硝化过程的优势菌属。

关键词：秸秆还田稻田土壤硝化和反硝化微生物功能基因 N_(2)O排放

秸秆还田对稻田土壤磷素形态及磷循环微生物功能基因的影响

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福建农业学报 2023年第10期38卷 1230-1241页

作者：李季张桥张嘉欣韩兴华黎婉玲孙丽丽顾文杰卢钰升解开治徐培智甘肃农业大学资源与环境学院甘肃兰州730070 广东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业农村部南方植物营养与肥料重点实验室/广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室/广东省土壤微生物与耕地保育工程技术研究中心广东广州510640 广东省农业环境与耕地质量保护中心广东广州510500 岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心广东茂名525000

【目的】以南方酸性土壤连续8年秸秆还田定位试验田为研究对象,探究秸秆还田对水稻分蘖期与成熟期土壤磷循环微生物功能基因的影响。【方法】定位试验共设置5个处理:化肥+无秸秆还田(CK)、化肥+当季秸秆全量还田(CKS)、化肥+当季秸秆全... 详细信息

【目的】以南方酸性土壤连续8年秸秆还田定位试验田为研究对象,探究秸秆还田对水稻分蘖期与成熟期土壤磷循环微生物功能基因的影响。【方法】定位试验共设置5个处理:化肥+无秸秆还田(CK)、化肥+当季秸秆全量还田(CKS)、化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代10%钾肥(S10)、化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代20%钾肥(S20)和化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代30%钾肥(S30)。利用Guppy土壤磷素连续浸提法和宏基因组测序技术,分别测定土壤磷素组分和磷循环微生物功能基因数据。【结果】秸秆还田处理显著提高了Guppy土壤磷分级中可利用磷组分NaHCO_(3)-Pi的含量(P升了5.88%~8.73%;中等可利用磷组分中NaOH-Pi为南方酸性稻田土壤最主要的磷素形态,含量为154.03~202.11 mg·kg^(-1)。同时,秸秆还田还显著影响了土壤磷循环微生物功能基因的丰度,其中无机磷溶解基因pqqC对秸秆全量还田处理的响应更为明显。秸秆还田条件下磷循环功能基因(如phnW、phnO、pqqB、pqqC)促进了盐酸磷和残余磷向可利用磷库的活化,appA、phnX、ppx基因参与了稳定态磷的活化过程,NaOH-Pi为关键的过渡态磷素,参与长期的磷素转化过程。此外,土壤有机碳和pH是决定功能基因丰度的主要影响因子。【结论】秸秆还田通过影响土壤理化性质,改变了稻田土壤磷循环功能基因丰度,促进了南方酸性稻田土壤磷素转化过程。

关键词：秸秆还田土壤磷素分级磷循环基因宏基因组学