梯度有机负荷下农业废弃物厌氧发酵特性及微生物群落

为了解梯度负荷对不同C/N农业废弃物厌氧发酵特性及微生物群落的影响,该试验以猪粪、金针菇菌包、稻秆和甘蔗叶等C/N差异较大的废弃物作为原料,通过逐渐提高全混合厌氧反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)的有机负荷率(organic loading rate,OLR),研究物料在4个OLR(1.11、1.67、2.22和2.78 g/(L?d),以可挥发性固体计)下的产甲烷特性和微生物群落结构变化。结果表明:4种物料的日甲烷产量均随OLR递增而增加,但单位物料甲烷产率与微生物菌群结构则因物料C/N差异而表现出不同的变化趋势。其中:猪粪的日甲烷产量最高,细菌和古菌的菌群结构与对照组相比变化不大;多样性指数先增后减,甲烷产率也在OLR达到1.67 g/(L?d)后逐渐下降。金针菇菌包甲烷产率相对稳定,细菌和古菌的多样性指数随OLR递增而增长。稻秆和甘蔗叶同属于碳质量分数高的秸秆类物料,二者的细菌和古菌的菌群结构变化明显;但在OLR达到2.78g/(L?d)时,稻秆受系统酸化(VFA/TIC>0.8)影响,甲烷产率下降明显,细菌和古菌的多样性指数也出现下降;而甘蔗叶则因VFA/TIC<0.8,其甲烷产率在发酵过程中未出现明显下降。此外,不同C/N物料对优势菌的形成存在影响。其中:Methanolobus zinderi为猪粪物料特有的优势古菌;Proteiniphilum acetatigenes,Acetivibrio cellulolyticus为金针菇菌包、甘蔗叶特有的优势细菌;Methanospirillum hungatei为稻秆物料独有的优势古菌。

微生物在果蔬贮藏保鲜中的应用研究进展

果蔬采后易腐败变质,只有进行保鲜处理才能维持品质,延长货架期。化学保鲜剂对于保持果蔬采后品质效果显著,但存在健康威胁、环境污染、抗药性等问题。以微生物为主体的生物保鲜技术作为一种安全、有效、环境友好、极具潜力的果蔬保鲜手段逐渐成为研究热点,被视为替代化学保鲜剂,满足人们对果蔬天然、安全诉求的有效手段之一。本文综述了微生物在果蔬贮藏保鲜中的应用研究现状,讨论了存在的问题及发展前景,以期为微生物在果蔬保鲜领域的应用提供参考。

全量化收集粪污厌氧发酵失稳过程中微生物群落动态变化及生态集群组装模式

通过高通量测序技术分析了全量化粪污厌氧发酵在稳定、抑制和崩溃3个阶段的微生物菌群动态变化情况,结合微生物互作网络构建,识别互作网络中关键生态集群及组装模式,以期为全量化粪污沼气工程稳定运行提供理论依据和数据支撑。结果表明:(1)在细菌门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,在各样品中相对丰度合计占比为96.0%。(2)在细菌属水平上,相对丰度较高的菌属为瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)、狭义梭菌属类群I(Clostridium_sensu_stricto_1)等。(3)在古菌属水平上,甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、甲烷球形菌属(Methanosphaera)和甲烷袋状菌属(Methanoculleus)为优势菌属,在各样品中相对丰度合计占比为96.5%。(4)微生物互作网络分析揭示,全量化粪污厌氧发酵过程中的功能集群主要划分为3个模块(模块1~模块3),微生物群落在厌氧发酵受到抑制时会产生应激性调整;在产气稳定期,模块1占据主导地位,厌氧发酵系统的水解酸化菌与产甲烷菌间的协同良好,无明显的小分子挥发酸累积现象,可稳定水解产酸;在产气崩溃期,模块2、模块3的相对丰度大幅提升,并占据了模块1的生态位;微生物通过增加乙酸、丙酸等挥发性有机酸氧化菌的相对丰度和嗜酸产甲烷能力,缓解小分子挥发酸和氨氮的胁迫。

微生物酯酶的开发及其在食品工业中的应用现状

微生物酯酶是一种在食品领域应用广泛的工业酶,开发和应用微生物酯酶资源对食品工业发展具有重要意义。借助分离纯化、宏基因组学、宏转录组学等技术手段开发具有化学试剂抗性、热稳定性或低温耐受性的高温酯酶和低温酯酶既丰富了酶学知识又扩展了潜在工业酯酶种类;将各类酯酶用于食品加工及食品农残检测,能够有效提高生产效率、产品质量,保障食品安全。该文综述了新型微生物酯酶的开发及其在食品加工、农残检测中的应用研究进展,以期为酯酶的开发及其工业化应用提供参考。

江西省农业废弃物资源化利用调查研究

为研究江西农业废弃物资源化利用的产业链延伸及关键瓶颈问题,在调研江西省农业废弃物资源化利用现状及相关典型案例基础上,分析当前存在的问题及其历史成因,提出相应的对策建议。研究认为,江西省农业废弃物资源化利用问题还比较严峻,总体利用方式粗放,减量化、无害化、资源化和综合效益低。具体工作中存在的问题主要表现在重视和认识不够,扶持激励机制不健全;源头有害成分控制不严,后端资源化利用压力大;技术配套和装备落后,转化推广乏力;收集贮运体系不健全,产业基础薄弱。在上述调查研究基础上提出对策建议,即统筹规划,抓好资源化利用顶层设计;激励补偿,加强政策支持;市场运作,推动资源化利用产业化;突出重点,完善收集贮运体系;科研攻关,推动产学研协作。

我国农业电子商务应用的现状及对策

在总结我国农业和农村现状的基础上,指出了我国农产品和农用品企业要突破传统的生产、流通分割局面、打破行业界限,就必须实行农业电子商务,并提出了发展我国农业电子商务的具体措施。

不同浓度氯嘧磺隆对土壤微生物群落和土壤呼吸强度的影响

[目的]研究不同浓度氯嘧磺隆的使用对土壤微生物群落和土壤呼吸强度的影响。[方法]通过实验室模拟,研究不同浓度氯嘧磺隆对黄棕壤微生物(细菌、真菌和放线菌)种群数量和呼吸强度的影响。[结果]氯嘧磺隆的使用刚开始抑制土壤细菌和真菌的生长,14 d后促进其生长;低浓度氯嘧磺隆促进放线菌的生长,高浓度则抑制放线菌的生长;氯嘧磺隆会显著抑制土壤呼吸作用。[结论]为研究氯嘧磺隆对土壤生态系统的影响提供理论依据。

生防微生物对植物病原线虫主要作用机制概述

植物病原线虫是为害多种作物的病原微生物,给许多作物的生产造成巨大的经济损失,已成为全球粮食和蔬菜安全生产的一个重要制约因素。长期以来对植物病原线虫的防治依赖于化学农药,产生了严重的环境污染和食品安全问题,亟需安全、绿色、高效的化学防治的替代策略。生防微生物对环境相对友好,是替代化学防治的有效途径。文章阐述了植物病原线虫的主要种类与取食机制、不同种类微生物对植物病原线虫的主要作用机制及国内外最新的研究成果,在前人研究基础上综述了生防微生物对植物病原线虫的诱捕、寄生、产生拮抗物质、竞争资源和空间、诱导植物自身防御反应等主要作用机制。提出今后的研究重点:一是实验室内筛选出的拮抗植物病原线虫生防菌株在田间环境中难免受到生物或非生物因素的影响而降低防治效果,在田间条件下应用生防菌株及相关产品的稳定性及高效性是今后的主要挑战之一;二是目前利用微生物研发的商用生物防治植物病原线虫的产品只有少数被开发出来,登记注册的产品稀少,研发高效、稳定、成熟的生防菌剂相关产品并在市场上应用是今后需要解决的问题;三是微生物对病原线虫的作用机制复杂多样,各因素之间的互作关系也错综复杂,是今后利用微生物资源防治植物病原线虫的研究重点与难点。

6种杀线剂对重茬山药土壤微生物数量、酶活性和养分含量的影响

为明确常用杀线剂对土壤环境的影响,采用土壤常规分析方法,研究2种化学杀线剂(阿维·噻唑膦和氟吡菌酰胺)和4种生物杀线剂(厚孢轮枝菌、淡紫拟青霉、辣根素和茶枯抑线生物菌肥)对土壤微生物数量、酶活性和土壤养分的影响。结果表明,与不施用杀线剂的对照相比,2种化学杀线剂对苗期土壤细菌和真菌数量均表现出显著(P<0.05)的促进作用,而至成熟期后土壤细菌和真菌数量均降至对照水平及以下。4种生物杀线剂中,茶枯抑线生物菌肥对苗期土壤细菌/真菌表现出显著(P<0.05)的抑制作用,对真菌数量表现出显著(P<0.05)的促进作用,在成熟期对土壤细菌数量和细菌/真菌表现出显著(P<0.05)的促进作用,而对真菌数量无显著影响。6种杀线剂施用后对土壤脲酶活性均无显著影响。2种化学杀线剂和生物杀线剂厚孢轮枝菌、淡紫拟青霉和辣根素对土壤酸性磷酸酶活性在苗期和成熟期分别表现出显著(P<0.05)的增强作用和抑制作用,茶枯抑线生物菌肥仅对成熟期的土壤酸性磷酸酶活性表现出显著(P<0.05)的抑制作用。茶枯抑线生物菌肥对苗期和成熟期的土壤蔗糖酶活性分别表现出显著(P<0.05)的抑制作用和促进作用,其他杀线剂则始终表现出显著(P<0.05)的抑制作用。6种杀线剂显著(P<0.05)影响土壤铵态氮、速效钾和速效磷含量。施用杀线剂后,土壤铵态氮和速效钾含量在苗期时与对照相比无显著变化,至成熟期后,除茶枯抑线生物菌肥处理的土壤铵态氮含量外,其他处理的土壤铵态氮和速效钾含量均显著(P<0.05)高于对照。苗期时,施用杀线剂各处理的土壤速效磷含量均显著(P<0.05)低于对照;但成熟期时,各处理的土壤速效磷含量无显著差异。综上,这6种杀线剂对土壤微生物、土壤脲酶和土壤养分的影响随着时间的延长可逐渐恢复,但对土壤酸性磷酸酶和蔗糖酶活性的作用效果持续时间较长,可在一定程度上干扰土壤中的有机磷矿化和碳循环。

2种用药方案对不同栽培模式下山药土壤微生物群落结构的影响

为明确不同用药方案对不同栽培模式下的山药土壤微生物群落结构的影响,2021年在江西省泰和县朱家村和洲头村分别以传统栽培模式和浅生槽栽培模式的山药为试验材料,设置不添加任何杀线剂(CK)、42%威百亩水剂(方案1)和10%噻唑膦颗粒剂+6%寡糖·噻唑膦水乳剂(方案2)3个处理,通过对土壤细菌16S rDNA扩增子V3~V4区和真菌18S rDNA ITS_V1高变区的高通量测序来检测微生物群落结构的变化。结果表明,方案1和方案2对不同栽培模式下的山药土壤微生物群落结构的影响有较大的差异性。在细菌属水平上,2种用药方案处理提高了传统栽培模式下的土壤细菌在热酸菌属、AD3、Subgroup_2和芽孢杆菌属的相对丰度,但对浅生槽栽培模式下的土壤细菌影响不大。在真菌属水平上,2种用药方案处理均严重降低了浅生槽栽培模式下的腐质霉属相对丰度,方案1和方案2的处理分别使其由46.7%降低到了9.9%和39.1%,另外方案2处理提高了枝葡萄孢属在该模式下的相对丰度(由4.2%提高到了22.1%);传统栽培模式下的山药土壤真菌主要分布在镰孢属(Fusarium)和弯孢属(Curvularia),方案2处理提高了镰孢属在该模式下的相对丰度,降低了弯孢属的相对丰度,方案1处理降低了弯孢属在该模式下的比例,却对镰孢属没有影响。在浅生槽栽培模式下,与土壤细菌的群落结构相比,2种用药方案对土壤真菌的群落结构影响更为明显;在传统栽培模式下,2种用药方案对土壤细菌和真菌的群落结构均有明显影响。但不论是浅生槽栽培模式还是传统栽培模式,2种用药方案都不会改变土壤微生物的优势微生物的组成,仅改变优势微生物的丰度。

食品微生物检验技术存在的问题及对策探讨

近些年来,食品安全问题频频发生,食品质量安全受到了人们的广泛关注。本文以此为背景,针对食品微生物检验技术所存有的主要问题进行了深入分析,并提出了有关改善对策,以期推动食品微生物检验技术实现更好的发展。

农业废弃物中重金属含量特征及农用风险评估

为了解江西省主要农业废弃物中重金属污染状况和评估其再利用产物农用的安全性,在江西省内采集了水稻秸秆、蔬菜废弃物、猪粪和牛粪等样品,对样品中铬、镍、铜、锌、砷、镉、汞和铅重金属含量进行了测定与风险评估。结果表明,动物性废弃物中重金属含量和超标率明显高于植物性废弃物,其中猪粪属于重度污染,牛粪为轻度污染,植物性废弃物尚处于安全水平。若以江西省农业废弃物为原料制成有机肥,并长期施用于设施菜地,猪粪有机肥施用8.4、15.3和23.9a后土壤中Cu、Cd和Zn将陆续超标,牛粪有机肥施用23.3a后土壤中Cu将超标,水稻秸秆、蔬菜废弃物有机肥施用约29a后土壤中Cd将超标,故农业废弃物有机肥须严格控制原料中重金属含量,其农用的长期安全性有待加强监测。

江西农村沼气物业化管理服务体系研究

发展农村沼气,对于减少温室气体排放,推动低碳农业发展有着重要意义。本文从新农村建设的背景入手,探讨了适合当前江西省农村沼气发展的物业化管理服务体系,以期为服务"三农"、建设和谐秀美乡村提供参考。

金针菇菌丝航天诱变生物学效应的研究

金针菇菌丝体经试验卫星航天搭载后,初步筛选出7个航天菌株:42-31,43-15,43-18,22-44,21-36,FV-2,FV-4.将这些航天菌株与地面对照菌株进行了比较,主要进行了拮抗试验、菌丝生长速率试验和栽培试验.研究结果表明,金针菇航天菌株与原始菌株之间存在一定程度的变异,航天菌株的产量均比原始菌株高且早熟.航天诱变为选育金针菇优良菌株提供了新途径.

富硒芦笋秆菌渣有机肥在辣椒上的应用研究

通过栽培试验,分析了富硒芦笋秆菌渣有机肥对辣椒的农艺性状、产量和营养品质的影响。结果表明:与氮磷钾复合肥料相比,芦笋秆菌渣有机肥可使辣椒的株高、单株挂果数和主分枝数等农艺性状分别提高了13.38%(P<0.05)、36.91%和44.44%(P<0.01),总产量提高67.95%;同时,辣椒果实中干物质百分数,蛋白质百分数和维生素C等营养品质得到了改善,硒的含量提高了89.44%。结论:芦笋秆菌渣有机肥可有效促进辣椒的生长发育、提高辣椒产量、改善辣椒的营养品质和促进硒元素的富集,且效果明显优于复合肥。

苹果蠹蛾颗粒体病毒应用研究进展

苹果蠹蛾(Cydia pomonella(L.))属鳞翅目(Lepidoptera),卷叶蛾科(Tortricid),小卷蛾亚科(Olethreutinae),是一种重要的世界性蛀果害虫,严重威胁了我国新疆、甘肃和宁夏等地的苹果主产区的生产安全。苹果蠹蛾颗粒体病毒(Cydia pomonella granulovirus,Cp GV)杀虫剂能够高效、专一的防治苹果蠹蛾种群的数量,在生物防治中起到了主要的控害作用,具有十分重要的经济和生态价值。从侵染过程、分子生物学研究(基因组特征)及防治、开发和应用前景等方面综述了苹果蠹蛾颗粒体病毒的研究进展。

沼液在甘蔗叶循环利用中的应用研究

研究了沼液在甘蔗叶循环利用中的应用潜力和途径。在厌氧发酵产沼气实验中，用沼液浸泡长度1～2 cm甘蔗叶5 d的效果最好，沼气总产量为1101．2 L，甲烷含量为57．8％，沼气总产量较对照提高了106．0％。在甘蔗叶快速降解实验中，采用沼液淋洒甘蔗叶＋猪粪复合物料方法的降解效果最好，物料降解率达83．15％，较对照提高了36．7个百分点。

降解菌LW3对氯嘧磺隆污染土壤的生物修复研究

为了探讨添加外源接种细菌对土壤氯嘧磺隆污染修复的影响,利用从长期污染土壤分离到的氯嘧磺隆降解菌LW3,在实验室模拟情况下,研究其对氯嘧磺隆污染土壤的修复情况及其影响因素。结果表明,降解菌接种量越高,氯嘧磺隆降解效果越好,但在接种量到达1.0×106CFU/g干土后,再增加接种量对降解率的增加效果就不太明显。土壤降解的最适温度为30℃,最适初始p H 7。在土壤含水量低于40%时,菌株对土壤氯嘧磺隆的降解率随着土壤的含水量的升高而增加;而在淹水情况下时,氯嘧磺隆的降解受到严重抑制。

江西油菜根肿菌生理小种鉴定及品种抗病性鉴定

油菜根肿病在江西省多市均有分布,尤以上饶婺源、吉安永新、九江瑞昌等地发生严重。为明确江西省油菜主产区根肿菌的生理小种,采用SCD鉴定系统对江西油菜主产区根肿菌进行了生理小种鉴定,结果共鉴定出3个生理小种类型:Pb1、Pb5和Pb12。为筛选出适于江西根肿病发病地区种植的油菜材料,开展了油菜材料对根肿菌的抗性测定。室内盆栽抗性测定表明,育种中间材料‘P360429001’‘2018362481’‘P360924009’‘P360281040’‘中油杂12’‘华油杂62R’和‘华双5R’的病情指数均低于或等于30.00,其中‘华油杂62R’和‘华双5R’表现为中抗水平。田间抗性测定结果表明,‘华油杂62R’‘秦优DK4’‘阳光50’和育种中间材料‘P360429001’‘ZS115R’的根肿病病情指数均低于30.00,但只有‘华油杂62R’对Pb1生理小种表现出中抗水平。本研究针对性地筛选出适于江西油菜根肿病发病地区种植的油菜材料,对江西油菜根肿病的防控和创制抗病性油菜资源提供了科学依据。

基于非靶向代谢组技术研究不同水力滞留时间对厌氧发酵中代谢产物的影响

采用GC-MS非靶向代谢组学技术,运用主成分分析、正交偏最小二乘分析、聚类分析、差异代谢物代谢通路分析及火山图分析等方法,对厌氧发酵过程中不同水力滞留时间的代谢产物差异性进行了分析。结果表明:共鉴定出已知命名的代谢物369种,其中有机酸、氨基酸及其衍生物和芳香族化合物三类化合物占比最高,占总代谢物的39.57%;通过构建OPLS-DA模型,设置VIP≥1且P<0.05,FC≥2.0和FC≤0.5为筛选阈值,共筛选出差异代谢产物474种,其中已知差异代谢物48种;随着水力滞留时间的缩短,正戊酸、己酸、苯甲酸和3-苯丙酸呈现显著的先下调后上调的现象。综上,研究结果可为厌氧发酵产沼气的代谢调控提供一定的科学依据。