农业生产一直以来离不开土壤,种植的蔬菜瓜果成为净菜都需经过挑选清洗包装的环节,而采用新型的雾培技术,采收后即可包装成净菜销售,下厨前只需简单的漂洗即可。这种栽培模式种植的蔬菜大肠杆菌也不会超标,农残完全可以规避,只需栽培环节做好严格控制,基本可以实现免农药生产;这种生产模式是未来蔬菜走向工业化标准化最为可行的方式,随着进一步发展容易实现无人化耕作,通过基地的工厂化设计及定位栽培实施,配合智能机器人,完全可取代农耕的劳动力投入问题,所以它是代表未来方向的一种新型农耕模式;雾培方式生产的蔬菜产品矿物质及维生素含量大大超过土耕产品,也是未来健康营养型蔬菜生产的主要模式;它节省土地,充分利用空间,节省淡水实现循环零排放管理,具有投入比传统方式省,效率效益高的优势,是当前世界上任何一种耕作模式都无法比拟的优势科技。它技术简单环节少,就是根本没有农耕经验与农业知识的人也可以管理操作,是城市人群投资农业的首选。另外它也是融合观光农业及农家乐建设的重要生态元素,特别是与农家乐的结合,可以实现客人的现场点菜,确保蔬菜的最新鲜,零距离运输蔬菜的营养价值得到最充分的保证。在运输过种中维生素的损入较大,这是传统地耕蔬菜的最大缺陷。
肥皂泡保温技术创意的形成到发泡设备研发到现在的中试运用经历了近三年时间,现把研究成果作如下总结: 1、该技术的运用前景 肥皂泡保温是一项节能生态的保温方式,可以利用肥皂水循环发泡实现保温与遮阴的双重效果,而且泡所产生的隔绝热辐射效果比普通覆盖物更好,绝缘度更高,这是它的优势;夹层厚度50厘米的填充空间基本可以做到绝缘效果,这是普通草帘与保温被所不能相比的;另外泡液可以透过大量漫射光,适合高温季节强光的遮阴,通过泡折射形成温室内影棚光效果,如云朵飘过美观而动态。另外肥皂泡水老化成水后又可以循环利用,达到节能省材的效果。 2、存在问题 填育夹层内膜是采用卡于温室内框架的方式实现,在膜交接处或者膜损坏处容易漏液,另外内卡膜方式膜绷得不紧,顶处平坦处容易积水,这是当前存在硬件上的主要问题;另外就是泡的持久性问题,如何低成本的添加物就可以延缓泡的老化破裂,这也是今后要试验的重点,当然加甘油是一种方法,但这方法成本较高。还有一个问题,就是发泡液防止结冰问题,如果低成本地对肥皂水加温,防治结冰而影响发泡机发泡。还有一个问题就是延长肥皂水的循环使用周期以降低成本,最大延长泡液的使用寿命。 3、生产运用 肥皂技术一旦成熟运用于生产,将对设施农业的保温与遮阴产生革命性的变革,它隔热而且透进漫射光,这是其它覆盖物难以做到的;另外如果绝缘度做得好,可以运用于温室反季果树的低温破眠,就可以对温室进行人工致冷以完成休眠需冷量的要求,构建可移动的冷库空间。
环境调查显示,中国农业农村面源污染的比重正在上升。典型的农村面源污染包括农田径流(化肥、农药流失)、水土流失、村镇生活污水、农村固体废弃物及畜禽养殖等造成的污染。而近年来中国畜禽养殖业发展迅猛,在农业产值中的贡献率由1970年的14%翻番至2000年的30%。中国畜禽养殖已由传统的家庭副业式的生产方式向规模化、区域化和企业管理的方向转变,由自给自足的自然经济发展成为农村经济的重要支柱,加快了由传统的分散饲养向现代规模化养殖的转变,并初步形成了饲养、加工、销售于一体的产业化格局。但养殖业在迅速发展的同时也给环境带来了污染,规模化畜禽养殖畜禽废物的产生量大、过于集中,不可能完全实现合理的直接还田使用,因此,规模化畜禽养殖是畜禽养殖环境污染的主要方面。根据研究估计,我国畜禽粪便主要污染物COD、BOD、Nn3-lq、TP、TN的流失量分别为797.31万吨、580.87万吨、155.88万吨、46.76万吨和407.14万吨。1999年全国工业废水的COD捧放总量为691.74万吨,生活污水COD排放量为679万吨,则我国畜禽养殖的废水COD排放量已超过全国工业废水和生活污水的COD捧放量(国家环境保护总局自然生态保护司,2002)。 浙江省随着全省畜禽养殖业的迅速发展,养殖业产生的污染己成为农村环境的重要污染源。目前该省畜禽存栏总数超过1.5亿头(只)。据调查2000年全省规模畜禽养殖场粪便产生总量为375万吨。畜禽养殖年污水排放量己相当于全省工业废水捧放量的64%,化学需氧量排放量相当于同期全省工业化学需氧量捧放量的59%。杭州湾的污染现在主要来自长江流域的广大农村。在总的污染中,农业污染源占的比重很大,以无机氮为例,畜禽粪便占35%。所以规模化畜禽养殖环境污染将引起生态环境的破坏;严重污染地表水和地下水,影响到居民用水安全:同时由于不规范养殖,畜禽流行病不断,制约了畜禽养殖产业化进程和可持续发展。为此,不少学者和研究机构致力于寻求合适的养殖废水处理技术(StoneKC2004).近年来,国内外越来越多的研究表明人工湿地具有较好地处理养殖废水的功能(HuntPGetal,,2002;HuntPG andPoachME 2001)。例如。现在在美国至少有26个州的畜禽生产者运用人工湿地处理畜禽生产过程中所产生的废水(Hunt P Gand Poach M E 2001)。在爱尔兰圣安尼流域也有13个农场运用人工湿地处理养殖废水(Dunne E J et aL,2005)。我国学者廖新悌和骆世明(2002)也把人工湿地用于处理猪场废水。 人工湿地是近三十年来发展起来的一种废水处理新技术,它是把选定的填料(如沙砾)按一定的坡度填在一定长宽比及底面坡降的浅池内或低洼地中,在填料表层土壤中种植一些处理性能好、成活率高、生长周期长、根系发达、美观及具有经济价值的水生植物(如水葫芦、菹草、芦苇等),构成一个湿地生态系统。人工湿地技术最早起源于德国。1953年,德国的Max Planck研究所首先例采用 人工湿地净化污水,该研究所的Seidel博士在研究中发现芦苇能有效地去除无机和有机污染物。20世纪60年代,Seidel创建了第一个人工湿地,20世纪60年代末期到70年代初,该技术又被Reinhold Kickuth所改进,随后人工湿地技术在欧洲得到迅速发展,目前该技术在美国、加拿大及澳大利亚等一些发达国家得到广泛应用(Vymazal J'2005)。我国人工湿地的研究起步较晚,于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程——白泥坑人工湿地污水处理系统(见图1).自20世纪90年代以来,人工湿地技术被用于处理各种类型的废水(Kadlec and Kt/ight,1996;Vymazal J,1998;Vymazal J,2005),如垃圾渗出液(TrautmannetaL.1989)、食物加工(如葡萄酒酿造、干酪制作和奶制品生产)废水、工业(如化学药品、造纸厂和油类精练厂)废水、农业(如畜禽养殖)废水(Dnhowry and Reaves,1994;Rivera et a1.,1997;I妯ight R L et a1.,2000;廖新悌和骆世明,2002)、采矿废水(Kleinmann and Girts,1987;Brodie et a1.,1989;Howard eta1.,1989;Wenerick el口L,1989)、日常生活污水(Cooper et a1.,1997;Schreijer et a1.,1997)。而人工湿地生态工程之所以被广泛地应用于废水处理,主要有三个原因: (1)它能够利用基质一微生物一植物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水中的悬浮物、有机物、N、P和重金属等,来实现对污水的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水的资源化与无害化。(2)它具有投资低(150-800元,吨)、耗能少、操作简单、运行成本低廉(O.1-0.2元,吨)的特点,因此有较高的经济效益(其基建和运行费用仅为传统二级处理的”1/10-1/2,胡康萍和刘少宁,1991)。(3)它作为一个生态系统,能维持生物多样性及构成景观的一部分,在去除污染物的同时,具有美化环境的功能,因此有较高的生态效益。 白泥坑人工湿地污水处理系统(简图)
“三位一体”沼气池主要由沼气池、猪圈、厕所三项结合在一起,人畜粪便自动流入沼气池,自动进出料,从而达到常年使用,提高了沼气池的利用率,增加了养猪,农民增加收入,使农村环境卫生条件得到改善。 一、“三位一体”沼气池技术 1.选址池址选在院落西南部。 2.放线设计 按设计尺寸放线,根据养猪多少设计沼气池与猪舍面积,一般正常的标准猪舍20平方米,设计尺寸长5米,宽4米即可。沼气池尺寸按10立方米、直径3米、深2米即可。 3.挖池坑在挖沼气池坑时,要求挖圆,池体要平整,以代外模砌筑混凝土。 4.支模①用钢模具在挖好的池坑内按设计尺寸,留出浇筑厚度,支钢模板。②用砖砌内模,用表砖和胶泥砌砖,砌完一圈后,浇筑混凝土。 5.拌制混凝土 混凝土的比例按150号混凝土设计。水泥、沙子、石子重量比为1:2.5:3。要求必须和均匀后再浇筑。混凝土要捣实。 6.池内抹灰 池子浇筑完养护7天后拆模,清理池内,进行池内密封,先刷水泥浆,再抹水泥沙灰,比例为1:2,要求抹两遍,第二遍要求抹平轧光轧实,表面无麻面即可。 7.刷浆密封 池内抹灰凝固并达到一定强度后,用纯水泥刷4遍~5遍进行刷浆密封。水泥浆稠度要以刷在墙上,能均匀铺上层浆为宜,刷浆时要注意每遍一个方向刷,各遍之间要改变方向。 8.养护 要求把沼气池出料口和活动盖用塑料薄膜盖好,养护7天。 9.试水试气先往池内注水,水位超过进出料口10厘米,停止加水,把活动盖密封好,安装好气压表,向池内打气加压,压力表指针指向4时可停止加压,观察24d,时后,看表指针有无变化,如无变化,说明沼气池合格,可以装料使用;如有变化可打开盖后再处理即可。 二、猪舍与厕所的建造技术 1.猪舍四周墙体用砖砌成24厘米空心墙,空心内添加珍珠岩或锯末等。 2.后顶处理用钢筋混凝土现浇打成平顶。 3.墙体处理所有墙体用水泥沙灰1:4的比例抹麻面即可。 4.厕所设在猪舍内一角处进料口上,面积1平方米。 三、养猪技术 “三位一体”太阳能保温猪舍建好后,每平方米可养一头猪,猪舍内可分为两个小舍,目的为了大猪与小猪分养,以便管理。这样一年可出栏猪3批-4批,每批购猪6头-8头,饲喂3个月出栏。“三位一体”沼气池养猪,能给猪创造良好的生活条件,能达到冬暖夏凉的效果。春季在圈舍前面种爬蔓的蔬菜,给猪舍遮阳,冬季盖塑料薄膜,利用太阳能给猪舍增温,在北方猪舍内冬季最低温度能达到10℃ ,白天太阳一出来最高温度可达到20℃。给猪的生长创造很好环境,猪只生长快,出栏快,增加了经济收入。
辽宁省农业科学院玉米研究所于2004年以辽6049为母本,以辽5090为父本组配而成的单交种。母本来源于78599×美国杂交种9915选系,父本来源于(外引系65232×辽7302)×辽7302选系。2009年12月通过辽宁省品种审定委员会审定(辽审玉[2009]418号)。 特征特性 幼苗叶鞘紫色,叶片绿色,叶缘紫色,苗势强。株型半紧凑,株高286厘米,穗位99厘米,成株叶片数21—22片。花丝浅紫色,花药浅紫色,颖壳绿色。果穗筒型,穗柄短,苞叶中,穗长23.0厘米,穗行数16—20行,穗轴红色,籽粒黄色,粒型为马齿型,百粒重35.9克,出籽率87.0%。籽粒容重741.2克/升,粗蛋白含量11.58%,粗脂肪含量4.03%,粗淀粉含量71.71%,赖氨酸含量0.28%。辽宁省春播生育期133天左右,比对照郑单958晚1天,属中晚熟玉米杂交种。经2008—2009两年人工接种鉴定,中抗大斑病(1—5级),中抗灰斑病(1—5级),中抗弯子包菌叶斑病(1—5级),感茎基腐病(1—7级),感丝黑穗病(发病株率0.0—10.8%)。 产量表现 2008—2009年参加辽宁省玉米中晚熟组区域试验,12点次增产,1点次减产,两年平均亩产745.9kg,比对照郑单958增产9.5%;2009年参加同组生产试验,平均亩产733.0kg,比对照郑单958增产4.4%。 栽培技术要点 在中等肥力以上地块种植,适宜密度为3800—4000株/亩。 适宜地区 适宜在辽宁沈阳、铁岭、丹东、阜新、鞍山、锦州、朝阳等活动积温2800℃以上的中晚熟玉米区种植。
2015年9月30日,受辽宁省农村经济委员会委托,辽宁省农业科学院组织国内大豆专家对我院作物所承担的“优质、高产、抗逆大豆新品种选育及综合配套栽培技术研究”项目培育的“辽豆32”大豆新品种进行了田间产量验收;副院长隋国民、科研处处长安景文参与了整个测产过程。 测产专家小组由著名大豆专家---南京农业大学邱家训教授担任组长,小组成员由沈阳农业大学董钻教授、吉林省农业科学院大豆研究所王曙明研究员、辽宁省农业技术推广总站卓亚男正高级农艺师、铁岭农业科学院付连舜研究员等4人组成。专家组对凌海农业技术推广中心科技示范场的4亩“辽豆32”大豆超高产田采用对角线取样进行了理论测产,通过样点植株产量计算,测得该试验田理论亩产339.6kg。在此基础上,专家组选择生长较为均匀地块实收了1.12亩,获得大豆籽粒357.7 kg,按大豆标准含水量13.5%计,实际亩产高达325.3kg。超过我国北方春大豆超高产攻关目标。 测产结束后,召开了简短的测产总结会议。隋国民副院长对本次测产工作进行了总结,首先对专家组及凌海市农业技术推广中心对本次测产工作的大力支持表示感谢,高度赞扬了专家组在测产过程中认真、严谨、求实的科学态度。其次,对我院大豆超高产栽培提出进一步深入开展基础理论研究与实际相结合的多项建议,并希望我院大豆研究有更大的突破。 多年来,作物所一直从事大豆高产、超高产品种选育及配套技术研究工作,早在2000年采用大豆品系“辽21051”(辽豆14)及超高产配套栽培技术,在辽宁省海城市4.7亩超高产试验田中,实现327.2kg/亩的高产水平,是东北地区第一次超过了单产325kg/亩的攻关指标。近年来,作物所大豆科技工作者对超高产品种及配套技术的不断优化完善,形成辽宁省大豆超高产综合栽培技术,通过该项技术与超高产品种有机结合屡创高产典型,表明该项技术体系已趋于成熟,对东北地区乃至全国大豆超高产理论研究具有一定参考意义; 我院也是东北地区唯一一家采用自主选育品种及配套高产技术屡次超过325kg/亩大豆育种攻关指标的单位,标志着我院在超高产大豆品种选育及配套栽培技术研究领域处于国内领先水平。
氮是造成水体富营养化和环境污染的重要污染物质,控制排放污水中的氮、磷越来越受到重视,研究具有高效脱氮除磷功能的工艺越来越重要。根据传统的脱氮理论:氨氮的去除是通过硝化和反硝化两个独立过程实现的,由于对环境的要求不同,两过程不能同时发生。现行的生物脱氮工艺是把硝化和反硝化作为两个独立的阶段分别安排在不同的反应器中(空间上)或者利用间歇的好氧和厌氧条件(时间上)实现氮的去除,往往造成系统复杂,能耗较大,且运行管理不便。 在同一处理系统中实现同步硝化反硝化过程,硝化反应的产物可直接成为反硝化反应的底物,避免了硝化过程中NO3-的积累对硝化反应的抑制,加速了硝化反应的速度;而且,反硝化反应中所释放出的碱度可部分补偿硝化反应所消耗的碱,能使系统中的pH值相对稳定;另外,硝化反应和反硝化反应可在相同的条件和系统下进行,简化了操作的难度。实现同步硝化反硝化并达到两过程的动力学平衡,将大大简化生物脱氮工艺并提高脱氮效率,从而节省投资、提高处理效率。因此,近年来国内外对同步硝化反硝化(simultaneous nitrification and denitrification简称SND)生物脱氮开展了深入的研究。 本文将结合近年来国内外最新研究成果,从宏观环境、微观环境和微生物学角度对同步硝化反硝化形成机理加以综述。 1 实现同步硝化反硝化的机理 1.1 宏观环境理论 很早以前,在那些没有明显的缺氧及厌氧段的活性污泥工艺中,人们就多次观察到曝气系统中的氮的非同化损失,其损失量随控制条件的不同约在10%-20%左右。 一般而论,即使在好氧条件为主的活性污泥系统中,特别是采用点源性曝气装置或曝气不均匀时,往往会出现较大范围的局部缺氧的环境,此为生物反应器的大环境,即宏观环境。例如:在生物膜反应器中,由于基质浓度和膜厚变化的影响,形成膜内的缺氧区,其他如RBC、SBR反应器及氧化沟等也存在类似的现象。事实上,在生产规模的生物反应器中,完全均匀的混合状态并不存在,因此在曝气阶段出现某种程度的反硝化即同步硝化反硝化的现象是完全可能的。 1.2 微环境理论 微环境理论是从物理学角度对同步硝化反硝化现象进行解释,该理论考虑活性污泥和生物膜的微环境中各种生态因子(如溶解氧、有机物及其它营养物质)的传递与变化,各类微生物的代谢活动及其相互关系,以及微环境的物理、化学和生物条件或状态的变化。 微环境理论认为:由于氧扩散的限制,在微生物絮体或者生物膜内产生溶解氧梯度,即微生物絮体或生物膜的外表面溶解氧浓度高,以好氧硝化菌及氨化菌为主,深入絮体内部,氧传递受阻及外部氧的大量消耗,产生缺氧区,反硝化菌占优,从而形成有利于实现同步硝化反硝化的微环境。目前,此种理论解释同步生物脱氮现象已被广泛接受。 针对该理论,国内外研究人员利用固定化微生物技术对生物脱氮过程加以强化。最初,DosSantos等以海藻酸钠和K角叉菜胶为载体分层包埋硝化菌和反硝化菌,该法类似于传统先硝化后反硝化脱氮工艺。在好氧条件下,该工艺连续运行时氮的去除率高达5.1 mmol N/(m3·s)。Uemoto等对混合包埋的硝化菌和反硝化菌的研究发现,运行一段时间后在载体内会自然形成硝化菌集中于外层,反硝化菌集中于内层,中间过渡层二者共存的现象,因此,没有将二者分层包埋的必要。曹国民等以PVA(聚乙烯醇)为载体,采用冷冻-解冻法混合固定富集培养的硝化菌和反硝化菌,对其在好氧条件下同时进行硝化和反硝化进行了大量的研究,建立了底物(氨氮)去除动力学模型,并确定了模型中的相关参数。 具有一定大小尺寸(大于100 μm)的颗粒污泥,特别是好氧颗粒污泥,由于氧扩散的限制,其内部也能形成缺氧或厌氧区,同样具有实现同步硝化反硝化的微观环境。利用好氧颗粒污泥进行生物脱氮的优势在于:颗粒污泥具有的良好活性以及沉降性能,可维持生物反应器内较高的生物相浓度,从而提高生物脱氮的效率;与利用载体固定微生物方法比较,好氧颗粒污泥天然的生物层分布确保了最佳的生物反应效率,保证了高效的生物脱氮。 近几年,借鉴厌氧颗粒污泥培养的成功经验,利用水力筛分的方法,国内外均有在SBR中培养出好氧颗粒污泥的报道。研究结果表明:在SBR反应器中,NH3-N、TN的去除率高达95%和60%,氨氮负荷约0.18 kg NH3N/(m3·d)。但是,研究好氧颗粒污泥实现同步硝化反硝化的报道还很少,目前尚处于探索阶段。 1.3 微生物学理论 通常硝化细菌是自养型好氧微生物,依靠NH4-N和NO2-N的氧化获得能量生长,需要02作为呼吸的最终电子受体。20世纪80年代以来,生物科学家研究发现许多微生物如荧光假单胞菌(Pseudomonas,flurescence)、粪产碱菌(Alcaligenes facealis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginos)等都可以对有机或无机氮化合物进行异养硝化。与自养型硝化菌相比较,异养型硝化菌的生长速率快、细胞产量高;要求的溶解氧浓度低;能忍受更酸性的生长环境。 反硝化一般是反硝化细菌在缺氧和低溶解氧条件下利用有机物的氧化作为能量来源,以N03-和N02-作为无氧呼吸时的电子受体而实现的。国内外大量文献报道在实验室里进行硝化细菌纯培养和混合培养以及处理垃圾渗滤液的研究中均发现了好氧反硝化现象的存在。目前已知的好氧反硝化菌有Pseudomonas spp.,Alcaligenes,facealis, Thiosphaera pantotropha等。 好氧反硝化细菌和异养硝化细菌的发现,打破了传统理论认为的硝化反应只能由自养细菌完成和反硝化只能在厌氧条件下进行的观点。Robertson等还提出了好氧反硝化和异养硝化的工作模型。Thiosphaera pantotropha以及其他好氧反硝化菌利用硝酸盐/亚硝酸盐的呼吸作用(好氧反硝化)、氨氧化(异氧硝化)以及最后一步中聚β羟丁酸(PHB)的形成作为过量还原能量的转换。同时,指出好氧反硝化和异养硝化的反应速率随溶解氧浓度的增加而减小。Kuenen及Robertson等发现,许多异养硝化菌能进行好氧反硝化反应,在产生NO3-和NO2-的过程中将这些产物还原,即直接将NH4+-N转化为最终气态产物而去除。因此,从微生物学角度来看同步硝化反硝化生物脱氮是可能的。 2 结束语 同步硝化反硝化技术的产生为今后污水处理降低投资并简化生物脱氮过程提供了可能性,在荷兰、德国已有利用同步硝化反硝化脱氮工艺的污水处理工厂在运行。目前同步硝化反硝化的研究主要是在其形成机理上,今后在以下方面还值得作进一步深人的研究:(1)好氧颗粒污泥具有同步硝化反硝化的微观环境,可对其形成机理、微生物学特性、脱氮性能等方面加以研究;(2)研究发现兼性反硝化菌具有很强的生物摄/放磷能力,如何将脱氮除磷有机的结合起来,探索一种可持续城市污水生物处理技术正成为研究热点;(3)同步硝化反硝化中将硝化过程控制在亚硝化阶段能节省大量的能源,如何调控反应条件保持持久稳定的亚硝酸积累也是近期研究的难点。
大白菜生长量大,生育期短,需要在各个生育期保证营养的供应,才能加速生长,提高产量。根据实践经验,大白菜各生育期需肥量不同,莲座期以前占吸收总量的10%,结球期占吸收总量的90%。 1、幼苗期追提苗肥。从子叶展开到真叶露心至8—10片叶,约15—20天为幼苗期。这时生长速度较快,正是根和叶细胞及组织分化最快时期,虽说需肥不多,但缺少时对以后产量影响很大。所以,定苗后应亩施硝铵10公斤。 2、莲座期重点追肥。大白菜进入莲座期后,根系大量发生,生长易剧增,吸肥量大,结球期制造养分的叶片在此期基本长成,所以,莲座期的旺盛生长对叶球的生长有决定性作用。此期是以后包心好坏的关键时期。莲座期一般为20—25天,亩施硝铵15公斤,并配施一定量的磷、钾肥,促进外叶增长,为保好心打基础。 3、包心期追肥。包心期占生育期1/2时间,生长量占2/3,是大白菜包心形成的关键时期,如果此时脱肥,直接影响包心紧实度,影响产量和品质。包心前期靠近心叶的外叶继续生长,也是1—5片心叶生长最快时期,这时一般亩施15公斤硝铵;包心中期外叶几乎不再生长,亩追速效性肥料,硝铵10公斤;包心后期,由于光照短,温度低,植株生长缓慢,吸收营养少,追肥效果不明显,可以少追或不追肥。