青蒿素对山羊瘤胃发酵和微生物氮素微循环的影响

[目的]青蒿素是天然青蒿属植物的提取物,它很早就在中国传统中药中被用作抗疟疾、抗肿瘤和驱虫等药物。为探讨青蒿素对反刍动物瘤胃发酵、瘤胃内环境及其瘤胃微生物蛋白质循环的影响,确定青蒿素的对瘤胃发酵调控的效果和适宜添加量,为青蒿素作为一种新的瘤胃调控剂在反刍动物生产中应用提供依据。[方法]采用4只带有瘤胃瘘管的徐淮白山羊为试验动物,饲喂以玉米、豆粕和羊草为主组成的基础日粮,在基础日粮中分别添加占日粮干物质0,0.2%,0.4%和0.6%的青蒿素,进行4×4拉丁方设计试验,研究对山羊瘤胃发酵参数、瘤胃微生物种群变化;采用DTAF荧光染料标记细菌(FLB)的一种新方法测定瘤胃原虫吞噬细菌速率和吞噬量的影响。[结果]山羊瘤胃液中p H值平均值的范围在6.85—7.16,在瘤胃的正常范围内;青蒿素能够降低NH3-N浓度,其中0.4%和0.6%两个处理组的瘤胃液中NH3-N浓度与对照组差异显著。青蒿素能够提高乙酸、丙酸及、总挥发性脂肪酸(TVFA)的摩尔浓度及丙酸的摩尔浓度百分比,能降低乙酸/丙酸比,各添加组的乙酸/丙酸比显著或极显著低于对照组(P<0.05);随着青蒿素添加量的增加,细菌蛋白产量增加,其中,以0.6%添加组最高,与对照组差异极显著(P<0.01);0.4%和0.6%添加组的原虫蛋白产量极显著低于对照组(P<0.01);青蒿素对瘤胃液肽浓度的均值没有显著影响。同时,添加青蒿素后,瘤胃中细菌总数增加而原虫总数减少,使瘤胃原虫种属结构变化。添加青蒿素能显著影响原虫对细菌的吞噬速率,对照组和添加0.2%、0.4%和0.6%青蒿素处理组的吞噬速率分别为:320.11 cells/(cell·h)、313.94 cells/(cell·h)、305.00 cells/(cell·h)、278.14 cells/(cell·h)。[结论]添加青蒿素能显著影响瘤胃发酵类型,具有降低瘤胃中氨态氮浓度的趋势;同时可显著降低瘤胃中原虫密度,增加了细菌密度,改变瘤胃中原虫的种属构成比例;使瘤胃内毛虫比例显著降低,使双毛虫和等毛虫比例显著提高。添加0.6%青蒿素能显著降低山羊瘤胃内菌体蛋白的微循环,使山羊瘤胃原虫吞噬速率和微生物氮循环量减少而提高饲料蛋白质的潜在利用效率。

生物氮素在头孢菌素C发酵生产上的替代应用

目的:选择不同氮素对头孢菌素 C 发酵的影响。方法:在相同的工艺条件下,用不同的氮素代替玉米浆,改变配比寻找最佳方案。结果:只有生物氮素能够满足条件,进行部分替代。结论:通过生物氮素在头孢菌素 C 发酵生产上的替代,能够大幅度提高发酵单位,降低成本。

生物氮素在黄霉素发酵生产上的替代应用

研究了生物氮素等不同氮源对黄霉素发酵的影响。在发酵摇瓶中添加不同氮源,并且对氮源配比进行优化,结果显示在黄霉素发酵生产上利用生物氮素作为补充氮源,其发酵水平优于其他氮源。不同的氮源配合使用有助于提高黄霉素发酵单位。

生物氮素在青霉素发酵生产上的应用

生物氮素作为微生物发酵的一种新型氮源，我们首次在青霉素发酵生产上应用。通过实验结果分析表明，利用生物氮素作为青霉素发酵生产上的补充氮源。其发酵水平优于其它氮源。

生物氮素在土霉素发酵生产中的应用

在土霉素发酵生产过程中,氮源的优劣起到了关键的作用,因此对于氮源的选择及优化,也就成了土霉素生产过程中的重要工作,本文针对生物氮素在土霉素发酵生产中的应用进行了研究。

生物氮素在红霉素发酵中的应用研究

生物氮素可以替代红霉素工业发酵中的有机氮源,由于其质量稳定、可以提高发酵单位且价格相对较低,因此,生物氮素用于红霉素发酵,在提高发酵水平、降低原材料成本方面是有潜力的,具有推广应用的价值。

生物氮素在红霉素发酵中的应用研究

本文对生物氮素在红霉素发酵中的应用进行研究。对生物氮素替代黄豆饼粉比例、黄豆饼粉与生物氮素的比例、不同厂家生产的生物氮素进行了考察。生物氮素比例为1:0.8时效价提高率最高;代替比例为百分之五十五时效价提高率最高;使用生物氮素可以减少原料的使用量。生物氮素应用于红霉素发酵过程中可以降低成本并提高发酵水平。

生物氮素在阿维菌素发酵中的应用研究

生物氮素是近几年才开始应用于阿维菌素发酵生产的一种新型氮源物质,可以在发酵培养基中部分或全部替代传统的氮源物质,如黄豆饼粉、酵母粉等。通过进行摇瓶实验,寻找合适的生物氮素添加比例。结果显示,生物氮素替代60%的黄豆饼粉时效果最好,摇瓶效价提高8.5%。

初花后土壤碱解氮浓度对棉花生物量和氮素累积特征的影响

试验于2009—2010年分别在江苏省棉花科技示范基地东台市(120°19'E,32°52'N)和大丰市(120°28'E,33°12'N)进行。设置6个水平(0、150、300、375、450和600kghm-2)施氮量,研究土壤碱解氮浓度变化特征及对棉花生物量和氮素累积特征的影响。结果表明,棉花初花后土壤碱解氮浓度的动态变化可用三次函数方程模拟,棉花生物量、氮素累积动态可用Logistic方程拟合;土壤碱解氮浓度快速下降期的平均速率、持续时间分别与棉株生物量、氮素快速累积期的最大相对累积速率、持续时间有较高的相关性;在375kghm-2施氮量下,土壤碱解氮浓度快速下降期具最佳平均速率和持续时间,棉株生物量和氮素快速累积期有最优的累积特征值,棉花具有最优的生物量、氮素累积特征值,棉花产量最高、综合品质最优。高施氮量和低施氮量皆不利于棉花生物量和氮素的累积。因此,适宜的施氮量及施氮运筹可调节棉花初花后土壤碱解氮浓度的动态变化,优化棉花生物量和氮素的累积以及提高棉花产量和品质。

氮肥运筹对麦后直播棉光合性能、生物量、氮素累积及产量的影响

以早熟棉中棉所50为材料,采用裂区设计,研究施氮量(0 kg/hm^2、75 kg/hm^2、150 kg/hm^2、225 kg/hm^2和300 kg/hm^2)和施用次数(1次和2次)对麦后直播棉光合性能、生物量、氮素累积及产量性状的影响。结果表明,麦后直播棉功能叶SPAD值、净光合速率、生物量和氮素累积量及果枝数、果节数和节枝比均随施氮量增加而增加;功能叶SPAD值和净光合速率、果枝数、果节数和节枝比在初花期以施用1次处理较高,吐絮期则以施用2次处理较高;生物量在盛花期前以施用1次处理较高,其后以施用2次处理较高;氮素累积量初花期以施用1次处理较高,初花后以施用2次处理较高。施氮量与施用次数互作分析结果显示,吐絮期功能叶SPAD值与净光合速率、果枝数、果节数及皮棉产量均以150~300 kg/hm^2、施用2次处理较高。理论生物量和最大累积速率随施氮量的增加而增加,以施用2次处理较高,且以施氮量150 kg/hm^2、施用2次处理生物量快速累积起始期较早、持续期较短而速率较高。相关性分析结果表明,初花后氮素累积有利于提高生物量快速累积期的最大速率和最终的生物量,初花后生物量和氮素累积量与吐絮期果枝数、果节数及产量呈极显著正相关。综上所述,氮肥运筹显著影响麦后直播棉光合性能、生物量和氮素累积,以施氮量150 kg/hm^2,施用2次处理生物量累积特征值较优,有利最终产量的形成。

牛粪堆肥化中氮素形态与微生物生理群的动态变化和耦合关系

在强制通风静态垛装置中研究了牛粪堆肥化中氮素形态和微生物生理群的动态变化。在堆制的56d里,根据堆温变化分阶段采集堆肥样品,测定各种氮素组分的含量和氮素微生物生理群的数量。结果表明,堆肥过程中,总氮减少了21.6%;有机氮是堆肥中的主要氮素形态,其含量降低了19.1%;氨基酸态氮和氨态氮的含量分别降低了20.9%和86.4%,在有机氮和总氮中的比例分别降低了2.2%和5.2%;氨基糖态氮和硝态氮含量分别增加了147%和79%,在有机氮和总氮中的比例分别增加了2倍和1.3倍。氨气的挥发占总损失的63%,高温期的释放量占总挥发量的69%。堆肥中氨化细菌数量较高,在高温期大幅度增加,其数量变化与堆肥中氨气和氨态氮含量都呈极显著正相关关系。在堆肥过程中,硝化细菌数量总体较小,在降温期增加幅度较大;反硝化细菌数量逐渐增加,堆制结束时达到堆肥初期的2.45倍;固氮菌数量总体增加1.8倍,其中降温期数量较多。堆肥过程中存在的反硝化作用,是氮素损失的另一个重要原因。

氮素形态对中后期小麦根际土壤氮转化微生物及酶活性的影响

采用盆栽方法研究了硝态氮、铵态氮和酰胺态氮对豫麦34不同生育期根际土壤氮素转化相关微生物及酶活性的影响。结果表明,土壤氮素转化不同微生物生理类群活性及酶活性差异显著,其活性大小顺序为:反硝化细菌>硝化细菌>脲酶>蛋白酶>亚硝化细菌>氨化细菌。反硝化细菌、硝化细菌、蛋白酶、亚硝化细菌及氨化细菌活性从拔节期开始逐渐升高,于花后14天达到最大值,之后开始下降;脲酶活性在拔节期最高,逐渐降低,至花后14天最低,之后又略有回升。氮素形态对小麦根际土壤氮素转化微生物及酶活性的影响因生育期、微生物生理类群而异。综合比较分析表明,铵态氮促进土壤有机氮的分解利用,促进氨转化为NO3-,抑制反硝化作用引起的氮素损失,酰胺态氮次之,硝态氮最差。

不同退耕还草方式下宁夏南部山区土壤氮素转化速率与微生物变化的耦合关系

为了明确不同退耕还草方式下土壤养分转化的机理及其影响因素,以宁夏南部山区（下称宁南山区）天然草地、人工草地和撂荒地土壤为研究对象,运用PVC顶盖埋管法对3种类型草地土壤中氮素的净转化速率、微生物区系和氮素微生物生理群进行了研究,探讨土壤氮素净转化速率与微生物的关系.结果表明：1在培养过程中,3种草地类型土壤中细菌、放线菌和真菌数量平均值分别为9.6×105、3.8×104和4.0×101CFU/g（以干土计）,氮素微生物生理群数量表现为氨化细菌（4.5×104CFU/g）〉自生固氮菌（4.3×103CFU/g）〉硝化细菌（6.5×102CFU/g）〉反硝化细菌（3.9×102CFU/g）〉亚硝化细菌（1.7×102CFU/g）,其中,人工草地土壤中微生物数量最高;2细菌、真菌、反硝化细菌与亚硝化细菌数量的峰值均出现在培养第120天,放线菌和自生固氮菌数量的峰值均出现在第240天,硝化细菌数量的峰值出现在第60天,而氨化细菌数量在各类型草地土壤中出现峰值的时间不统一;3各类型草地土壤氮素的净矿化速率、净氨化速率、净硝化速率均在61~120 d内最低,净矿化速率与净硝化速率在181~240 d内最高,净氨化速率在241~360 d内最高,微生物固氮速率的峰值出现在121~180 d,最低值出现在241~360 d.在该区土壤氮素转化速率与微生物数量紧密相关,土壤温度、土壤水分通过影响微生物数量而成为影响土壤氮素矿化的主要因素;土壤氮素的生物固持过程比有机氮矿化过程更为活跃;种植苜蓿的人工草地比天然草地和撂荒地更有利于微生物的繁殖与土壤氮素的矿化.

衡水湖湿地土壤氮素利用微生物区系初探

衡水湖湿地土壤氮素利用细菌区系的分布调查结果表明:总体分布情况为氨化细菌>脱氮细菌>反硝化细菌>亚硝酸氧化细菌>氨氧化细菌>固氮细菌;水平分布数量为氨化细菌、固氮细菌及硝化细菌是东湖芦苇湿地>西湖芦苇香蒲沼泽,反硝化细菌与脱氮细菌分布则相反;垂直分布数量为氨化细菌及硝化细菌随土层加深而减少,固氮细菌、反硝化细菌及脱氮细菌随土层加深先上升后下降。

盐碱地农田土壤氮素转化微生物及其影响因素研究进展

氮是植物生长必需的大量元素之一,土壤氮素转化主要过程包括氮素矿化-生物固持作用、生物固氮作用、硝化作用、反硝化作用等,土壤中所有的氮素转化过程均由微生物驱动。土壤微生物是农田植物养料转化、代谢的驱动力。盐碱地农田土壤微生物的存在,能够影响农田作物生长发育及改良土壤状况。土壤氮素微生物生理群能将生物残体水解为氨基酸和氨,将氨氧化为硝酸,还原硝酸盐以及固定大气中气态氮素。因此,土壤微生物氮素生理群具有为植物根际环境提供氮素、调节氮素平衡及氮素循环的作用。本文系统介绍了盐碱地土壤优势菌群、氮素微生物生理群、氮素转化微生物功能基因、培肥及秸秆还田对土壤氮素相关微生物的影响研究进展,并针对宁夏盐碱地微生物研究现状提出了研究展望。

浅谈再生水灌溉对氮素生物有效性影响的微生物机制

再生水灌溉技术的应用可以在很大程度上缓解水资源压力,但受再生水处理技术所限,水质问题可能会对氮素生物及土壤微生物产生不利影响。本文首先对再生水灌溉技术指标进行简单介绍,在此基础上,研究再生水灌溉对氮素生物有效性影响的微生物机制,包括对土壤理化性质影响、氮素植物影响和微生物影响机制等。

施用氨基酸有机肥对黄瓜产量及土壤生物学性状的影响

[目的]养殖场病死畜禽的无害化、资源化处理是减少环境污染、保障养殖业良性发展而亟需解决的关键问题之一。高温酸解病死畜禽制成的氨基酸液与普通有机肥复配制成氨基酸有机肥是实现病死畜禽无害化、资源化利用的重要途径之一。本研究旨在评估氨基酸有机肥对黄瓜产量及土壤生物学性质的影响。[方法]采用实时荧光定量PCR等技术手段,研究连续施用氨基酸有机肥对设施黄瓜产量、土壤理化性质、氮素循环微生物数量及土壤酶活性的影响。[结果]田间试验结果表明:与不施肥对照相比,氨基酸有机肥处理、单施化肥、施用鸡粪有机肥处理黄瓜分别增产48.2%、29.5%和30.6%。与不施肥对照相比,氨基酸有机肥处理能显著提高土壤pH值和铵态氮、硝态氮、有效磷的含量,而与其他施肥处理间差异较小。氨基酸有机肥处理土壤的氨氧化细菌数量显著高于不施肥对照,但显著低于其他施肥处理;反硝化nirK基因数量显著高于不施肥对照,而显著低于施用鸡粪有机肥处理;nirS基因数量显著高于不施肥对照及单施化肥处理。氨基酸有机肥处理土壤的过氧化氢酶及磷酸酶活性显著高于其他施肥处理和不施肥对照;脲酶活性显著高于不施肥对照但低于其他施肥处理;蔗糖酶活性显著高于不施肥对照且与其他施肥处理无显著差异。[结论]施用氨基酸有机肥可改善土壤理化性质,增强土壤生物肥力,提高根系可吸收利用的速效养分及游离氨基酸含量,增加黄瓜产量。

模拟大气氮沉降对中国森林生态系统影响的研究进展

人类活动加剧了活性氮的生产和排放,并导致氮沉降日益增加并全球化。目前,人类活动对全球氮循环的干扰已经超出了地球系统安全运行的界限。中国已成为全球氮沉降的高发区域,高氮沉降已经威胁到生态系统的健康和安全,并成为生态文明建设过程中亟待理清和解决的热点问题。对国际上和中国森林生态系统模拟氮沉降研究的概况进行了综述,并从生物学和非生物学两大过程重点阐述模拟氮沉降增加对中国主要森林生态系统影响的研究进展。中国自2000年以后才开始重视大气氮沉降产生的生态环境问题,中国科学院华南植物园在国内森林生态系统模拟氮沉降试验研究上做出了开创性的贡献。模拟氮沉降研究表明,持续高氮输入将会显著改变森林生态系统的结构和功能,并威胁生态系统的健康发展,特别是处于氮沉降热点区域的中国中南部。森林生态系统的氮沉降效应依赖于系统的氮状态、土地利用历史、气候特征、林型和林龄等。最后,对未来的研究提出了一些建议,包括加强长期跟踪研究和不同气候带站点之间的联网研究,特别是在森林生态系统对长期氮沉降响应与适应的过程机制、地下碳氮吸存潜力研究、以及与其他全球变化因子的耦合研究等方面,以期为森林生态系统的可持续发展提供理论基础和管理依据。

中药渣堆肥过程中氮素转化及相关微生物菌群变化的研究

为了促进中药渣废弃物资源化利用,以中药渣、芦苇渣和酱油渣为原材料,采用不同配比和添加有机物料腐熟菌剂进行堆肥处理,分析堆肥过程中的温度、微生物总数(细菌、放线菌和真菌)、氮素相关微生物菌群(自生固氮菌、氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌)、全氮、铵态氮、硝态氮和种子发芽指数的变化,探讨不同处理堆肥前后养分变化差异的原因。结果表明,在中药渣不同配比堆肥过程中,细菌数量最多,是放线菌和真菌至少10 000倍,细菌、氨化细菌数量变化是"高—低—高—低"走势,而自身固氮菌、硝化细菌、反硝化细菌数量变化是"高—低—高"走势。中药渣∶芦苇渣∶酱油渣的配比为45∶30∶25时,升温快,温度基本上维持在62℃左右,堆肥前后氮素损失率为4.0%,堆肥结束时发芽指数为74.4%;而中药渣∶酱油渣的配比为75∶25时,升温慢,氮素损失率为53.3%,堆肥结束时发芽指数仅为34.4%。中药渣中的抑菌物质影响了不同处理堆肥过程中微生物总数和氮素相关微生物菌群的变化,导致了堆肥前后养分变化的差异。研究表明,中药渣∶芦苇渣∶酱油渣的配比为45∶30∶25时,氮素损失少,腐熟快。该研究为中药渣废弃物高温好氧快速堆肥、减少氮素损失提供参考和借鉴。

青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特征以及影响因素研究

为了明确青藏高原退化高寒草地土壤氮矿化特点以及影响因素,以高寒草甸和高寒草原为研究对象,运用原位培养法对健康与退化条件下2类型草地中土壤硝化速率、氨化速率以及氮素转化微生物、植物和土壤等因子进行了研究。结果表明:1)草地退化显著降低了高寒草甸和草原土壤净硝化速率和净氨化速率;2)草地退化降低了2类高寒草地土壤硝化细菌和氨化细菌数量,降低了土壤蛋白酶、脲酶活性;3)草地退化显著降低了NH4-N和NO3-N含量,降低了微生物生物量氮含量。相关分析表明,高寒草地中土壤硝化速率和氨化速率与土壤硝化细菌和氨化细菌的数量以及蛋白酶和脲酶密切相关。植物生物量、土壤含水量、有机碳、全氮含量通过影响微生物数量、微生物生物量及酶活性而成为影响土壤氮素转化的主要因素。因此,草地退化通过降低高寒草地硝化细菌和氨化细菌、土壤酶活性而降低土壤氮素转化速率和土壤有效氮的供给。