长期不同施肥模式对大麦–双季稻田根际土壤有机氮组分的影响

根际土壤有机氮组分在土壤养分和作物氮素营养中具有重要作用。本研究依托长期(37年)定位施肥试验田,设置4个施肥处理:不施肥对照(CK)、单独施用化肥(CF)、秸秆还田+化肥(RF)和30%有机肥+70%化肥(OM),于晚稻成熟期测定大麦–双季稻田根际土壤基础理化性质、微生物生物量氮和有机氮组分(氨基酸态氮、氨基糖态氮、酸解氨态氮、酸解未知态氮、非酸解性氮)含量。研究表明:相对CK处理,RF和OM处理显著增加了稻田根际土壤有机碳、全氮、铵态氮和硝态氮的含量。RF和OM处理土壤微生物生物量氮含量分别比CK处理增加了19.8%和30.7%。酸解性氮作为根际土壤全氮的主体部分,占全氮的59.61%~72.06%;各处理根际土壤酸解性氮含量大小顺序表现为OM>RF>CF>CK。各施肥处理中,酸解有机氮中的氨基糖态氮、氨基酸态氮和酸解未知态氮含量均以OM处理最大,分别比CK处理增加139.3%、47.9%和110.0%;酸解氨态氮以RF处理最大,比CK处理增加69.9%。土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮与土壤氨基酸态氮、氨基糖态氮、酸解未知态氮以及微生物生物量氮均呈极显著(P<0.01)正相关。因此,秸秆、有机肥配施化肥均能有效提高大麦–双季稻田根际土壤的供氮能力,是改善稻田土壤肥力的有效手段。

南黄海溶解态氨基酸组成特征及DON生物可利用性研究

生物可利用性有机氮(BDON)在海洋生态系统氮循环中起着关键作用,氨基酸是BDON的重要组成部分,也是DON生物可利用性的重要指示物。本研究阐述2021年春、夏季南黄海水体中总溶解氨基酸(THAA)组成和时空分布特征,并对南黄海DON生物可利用性进行分析。南黄海DON物质的量的浓度(下文简称浓度)分布呈现近岸高、远岸低的特征,夏季THAA水平分布上呈现北高南低的特征。夏季南黄海THAA的平均浓度(1.11±0.34μmol/L)略高于春季(0.98±0.28μmol/L)而DON平均浓度春季(8.17±5.06μmol/L)明显高于夏季(5.72±2.82μmol/L)。南黄海氨基酸主要由丝氨酸、甘氨酸+苏氨酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸等构成,其占总氨基酸的比例春季(61.51%)略低于夏季(65.69%)。南黄海以硅藻为主的浮游植物群落是水体氨基酸的重要来源,浒苔绿潮暴发显著影响了水体氨基酸的组成。夏初浒苔绿潮进入消亡和降解阶段,这可能是南黄海35°N以北海域DON具有很高的生物可利用性的重要原因。

酵母专用型酶制剂的研究开发

为获得较高氨基氮得率的酵母抽提物、开发新型酵母专用型酶制剂,以氨基氮得率为评价指标,通过单因素实验考察了氯化钠加量、pH值、自溶时间、自溶温度、悬液浓度对氨基氮含量和氨基氮得率的影响,以探究啤酒废酵母的最适自溶条件;以pH值、酶加量、酶解时间为考察因素,采用正交实验探究了啤酒废酵母最适酶解条件。结果表明:最适自溶条件为:氯化钠加量1%、pH值5.5、自溶时间32 h、自溶温度45℃、悬液浓度14%,此时氨基氮得率达到最高4.23%;最适酶解方案为:调节酵母悬液pH值至8.0,加入2%的胰蛋白酶,45℃酶解2 h后,再加入4%的中性蛋白酶与1%的风味蛋白酶酶解4 h。先自溶后酶解的方式,可以更彻底地水解啤酒废酵母细胞蛋白,提高氨基氮得率,为酵母抽提物的制备提供了新思路。

用脱脂蚕蛹水解物作氮源培养裂殖壶菌生产DHA的发酵工艺及动力学研究

二十二碳六烯酸（DHA）是人体生长发育所必需的一种多不饱和脂肪酸,裂殖壶菌（Schizochytrium limacinum）因高产富含DHA的油脂而被用于人工发酵生产DHA。为了降低DHA的生产成本,以脱脂蚕蛹水解物作为裂殖壶菌SR21菌株发酵培养基的唯一氮源,并对发酵工艺条件进行优化。以3 L发酵罐培养裂殖壶菌SR21菌株,当脱脂蚕蛹水解物用量为20 g/L、培养温度为26℃、初始p H为6.0、海水晶质量浓度为40 g/L和溶氧量为20%时,菌株发酵培养120 h获得的生物量为39.27g/L,油脂产量22.44 g/L,其中DHA生产效率为62.63 mg/（L·h）。与使用商品化酵母浸粉为培养基氮源相比,以脱脂蚕蛹水解物为氮源培养裂殖壶菌SR21菌株所产油脂的脂肪酸组成保持不变,且DHA产量高达7.52 g/L。利用Logistic模型和LuedekingPiret模型（R^2〉0.99）成功拟合了裂殖壶菌在脱脂蚕蛹水解物作氮源的培养基中生长的动态过程,为后续分批补料培养提供了依据。研究结果表明,脱脂蚕蛹水解物适合作为有机氮源用于培养裂殖壶菌类微藻发酵生产DHA等高附加值油脂。

凋落物及氮添加对针阔叶林土壤氮和水解氨基酸的影响

为探究凋落物对森林土壤氮的影响及氮沉降的调节,本研究以亚热带天然阔叶林(罗浮栲林)和人工针叶林(杉木林)2种林型土壤和凋落物为对象,分别设置土壤(对照)、土壤+凋落物(3倍添加)、土壤+氮(120 mg/kg)、土壤+凋落物(3倍添加)+氮(120 mg/kg)4种处理,每种处理设置3个重复,进行为期一年的室内模拟淋溶试验,分析土壤可溶性氮和物理分级后各粒径土壤水解氨基酸变化。结果表明:与对照比较,阔叶林土壤添加凋落物处理增加土壤铵态氮和游离氨基酸,而降低硝态氮含量;氮添加降低针叶林土壤氨态氮,增加硝态氮含量,但是增加阔叶林土壤铵态氮和游离氨基酸;凋落物添加的情况下,氮添加显著增加阔叶林土壤硝态氮含量。土壤的各粒径组分分布比例差异显著,氮添加倾向于降低针叶林土壤大粒径、增加小粒径分配比例,而阔叶林相反。针叶林土壤添加凋落物显著增加土壤粒径组分2000~250μm、20~2μm、<2μm水解氨基酸含量;氮添加增加针叶林全土、2000~250μm和20~2μm粒径水解氨基酸含量;在凋落物添加或氮添加情况下,氮添加或凋落物显著降低全土、250~53μm、53~20μm粒径水解氨基酸含量。而凋落物和氮添加对阔叶林土壤水解氨基酸含量的影响基本上相反。可见,不同土壤粒径组分水解氨基酸(作为可矿化氮)响应凋落物和氮添加处理的差异,有望作为揭示针阔叶林可溶性氮变化的指标。

添加酸解氨基酸对植物源废弃物好氧堆肥品质及其应用效果的影响

【目的】探究添加酸解氨基酸(AA)对不同植物源废弃物堆肥进程、氮素损失阻控、堆肥品质和产品效果的影响。【方法】分别向3种含碳量不同的植物源废弃物(中药渣、木薯渣和蘑菇渣)中添加5%、10%和15%(体积质量比)的酸解氨基酸,以不添加酸解氨基酸处理作为对照,监测堆肥过程中的温度和理化指标。堆肥结束后,以辣椒和茄子作为供试作物进行盆栽和大田试验。盆栽试验以不施肥和施化肥为对照,试验处理包括9个堆肥产品及其添加促生菌(解淀粉芽孢杆菌SQR9)制备的生物有机肥产品,共24个,调查了不同处理辣椒和茄子的生物量和生理指标。田间试验以不施肥和施化肥为对照,以盆栽效果最佳的堆肥产品及其制备的生物有机肥单施、两个产品分别与化肥配合,共14个处理,调查了辣椒和茄子的生长状况。【结果】添加酸解氨基酸延长了中药渣和木薯渣堆肥的高温期持续时间,而蘑菇渣堆肥的高温期持续时间随酸解氨基酸添加量的增加而减少。酸解氨基酸加入后,3种原料堆体的pH均有所下降,且整体上酸解氨基酸添加量越多,pH下降越显著。酸解氨基酸明显促进了3种原料堆肥中纤维素、半纤维素和总碳的分解,且促进效果和氮磷钾养分积累量随着酸解氨基酸添加量的增加而提高。此外,酸解氨基酸加入后由于引入H^(+),使堆体的电导率有小幅上升。盆栽试验表明,3种有机物料堆肥均以添加10%AA制成的有机肥最佳,且能显著提高辣椒植株的鲜重、干重、株高、茎粗和叶绿素含量,添加促生菌后进一步提高了堆肥的效果。以10%AA处理的有机肥及其生物有机肥进行大田试验,中药渣有机肥中,生物有机肥处理为辣椒田间处理最佳,生物有机肥加化肥处理为茄子田间处理最佳;木薯渣有机肥处理中,生物有机肥处理在辣椒和茄子田间试验中均为最佳处理;蘑菇渣有机肥处理,生物有机肥加化肥处理在辣椒和茄子大田试验中各项指标均为最优;表明10%AA处理的有机肥配合功能菌株施用能促进作物生长、提高作物产量,整体效果显著优于空白和化肥处理。【结论】添加酸解氨基酸能够降低堆肥pH,减少堆肥过程中的氮素损失,延长堆肥高温期的持续时间,提高有机碳降解效率及氮磷钾相对含量;该堆肥与功能菌株配伍制成的生物有机肥,与等养分化肥处理相比,可以显著提高作物的生物量和产量。

草鱼水解氨基酸液的研制

通过双酶法水解将草鱼肉制备成水解氨基酸液。经反复实验确定出最佳作用温度、时间、pH、物液比、酶的组合、酶的用量等条件,并检测了水解液中游离氨基酸态氮的含量。

蒙山养心园风景区土壤调查分析

以蒙山养心园风景区果园土壤为研究对象,对土壤pH、有机质含量、氮含量以及磷含量进行调查分析。结果显示:所调查区域土壤为中性偏酸土壤;有机质含量较高,达到丰富水平;土壤磷含量处于中度水平;土壤氮含量水平较低。因此,在后期的管理中应注意对氮磷尤其是氮肥的补充,同时应注意防止发生土壤酸化问题。

生物炭施用5 a后对桂北桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮的影响

研究施用不同量生物炭5 a后桉树人工林土壤有机氮组分和活性氮特征,探讨土壤有机氮组分和活性氮之间的关系,明确生物炭不同施用量下土壤的供氮潜力,为桉树林业废弃物生物炭的实践应用提供科学依据.利用开始于2017年的桉树人工林生物炭中长期定位试验,选取CK(0%)、T1(0.5%)、T2(1.0%)、T3(2%)、T4(4%)和T5(6%)这6个处理,一次性施用生物炭5 a后测定不同处理下有机氮组分、微生物生物量氮和溶解性有机氮含量.结果表明:(1)与对照相比,随着生物炭施用量的增加,不同土层全氮、酸解总氮、酸解铵态氮、酸解氨基酸态氮、微生物生物量氮、溶解性有机氮和氮储量含量均呈递增趋势,增幅分别为45.48%~156.32%、44.31%~171.31%、38.06%~223.37%、39.42%~163.32%、36.72%~109%、23.27%~113.51%和29.45%~62.37%,在T5处理最大;未知态氮和非酸解态氮含量总体亦呈增加的趋势,增幅分别为88.41%~158.71%和50.24%~139.01%;酸解氨基糖态氮含量趋于降低,降幅为7.72%~32.73%.不同处理下有机氮各形态的分布趋势大小为:酸解铵态氮>酸解氨基酸态氮>非酸解态氮>酸解未知态氮>酸解氨基糖态氮,生物炭施用处理增加了酸解总氮含量及其占全氮的比例.(2)除了酸解未知态氮之外,土壤有机氮其它组分和活性氮含量均随着土层的加深而递减.(3)土壤全氮、微生物生物量氮和溶解性有机氮均与酸解总氮、非酸解态氮和氮储量之间存在显著的正相关关系.主成分分析表明:容重与酸解氨基糖态氮;全氮与酸解未知态氮;酸解氨基酸态氮与酸解总氮间的关系均较为密切.综上,林业废弃物生物炭施用5 a后,显著增加了桉树林土壤有机氮组分和活性氮含量,有利于提高土壤氮素的供应能力;酸解总氮、酸解铵态氮和酸解氨基酸态氮对土壤活性氮有重要贡献.

亚热带天然阔叶林凋落物分解过程中活性、惰性碳氮的动态特征

为最大程度模拟森林凋落物分解实际状况,探究亚热带天然阔叶林凋落物的分解动态特征,该研究采用凋落物分解“三明治”法,在野外原位分解的凋落物上,平均间隔3个月在积累的凋落物上铺设一层尼龙网(60目,1.2 m×1.95 m)。3年后共获取11层不同分解程度的凋落物,分析其活性和惰性碳、氮含量变化。结果表明:1)在整个分解过程中,活性、惰性碳参与分解的时间不同,水溶性有机碳最早开始释放,持续释放时间长(295d);惰性碳分解滞后(4层,422d);而酸水解有机碳可能在分解中受二者的影响,变化波动大。2)与碳相比,氮在整个分解阶段的动态更为复杂,表现出明显的周期性,即固持(1-3层,90-295 d)—释放(4-6层,422-670 d)—固持(7-11层,802-1200 d)。3)凋落物原状分解有利于氮的截留和保存。一方面,分解前期上层凋落物中的活性物质受淋溶作用在下层积累,从而降低淋失的风险;另一方面,分解后期惰性碳氮偏向于底层积累,利于碳氮的固存。可见,森林凋落物的自然分解状态有利于凋落物惰性碳氮更好地归还土壤。因此,在森林管理中要注重凋落物层的保护,让其在自然状态下分解,助力土壤碳氮的稳定与保留。

单酶水解羊骨粉效果比较及水解指标相关性分析

以羊骨粉为底物,对7种蛋白酶的水解效果进行比较并对4种水解指标进行相关性分析,确定制备羊骨胶原肽的最佳用酶及最优指标,为生产实际提供参考,有利于羊骨的高值利用及养羊产业链的延伸。各种蛋白酶在单因素试验所确定的较优条件下水解,结果表明碱性蛋白酶效果最好,其次为复合蛋白酶和风味蛋白酶,这3种酶的水解度、短肽得率、多肽生成量及氨基态氮均显著高于其他4种酶。各指标间的相关性分析结果表明,所有蛋白酶的短肽得率与水解度之间的相关性最强,r值位于0.926-0.983之间,且4个指标间均呈极显著相关（P〈0.01）。对于水解度和短肽得率较低的胃蛋白酶、胰蛋白酶和木瓜蛋白酶,多肽生成量和氨基态氮得率之间r〉0.90。所以水解羊骨粉,制备胶原肽时,碱性蛋白酶、复合蛋白酶和风味蛋白酶是最适工具酶,水解度或短肽得率是判断水解程度的最优指标。