生物活性水技术机理及应用研究

发布时间：2020-09-08 13:01

　　本论文研究的是一种畜禽粪便废水资源化利用技术，该技术处理畜禽粪便废水的出水具有“生物活性”，应用在种植业可以促进农作物生长，并可抑制病虫害，从而减少甚至避免了农药的施用，不仅减少了环境污染，还能在区域内形成循环型农业，促进农业可持续发展。首先，研究了生物活性水对水稻、小麦在种子萌发阶段的影响，结果表明，生物活性水能显著提高水稻、小麦种子发芽率、发芽势以及幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量。通过大田试验探索生物活性水应用于有机水稻的种植方法。多次重复试验验证生物活性水浸种处理能有效的促进了种子萌发，稀释100倍生物活性水(浸种12小时条件下)效果最好，可以作为实际水稻种植的参考依据。在育秧期生物活性水有壮秧作用。移栽后，不同种植密度条件下生物活性水都能增加叶龄，而且对纹枯病有一定抑制作用，但对叶面积指数、平均每株绿叶数呈现负面影响。虽然生物活性水处理对产量增加不是很明显，但增加了大米食味值。为了解释生物活性水的机理，研究了工艺过程中主要有机物的降解，并用凝胶色谱分析了工艺过程中有机物数均分子量Mn、重均分子量Mw和分子量分布。工艺过程中Mn和Mw呈增加趋势，而分子量分布系数Mw／Mn比值却从223．2降到6．1。进一步研究表明，工艺过程中胡敏酸HA、富里酸FA含量呈逐步增加趋势，HA／TOC与FA／TOC分别从最初的34．80％和15．22％增加到52．12％和26．89％。对腐殖化指标和主要易降解有机物含量进行了相关性分析，发现多糖含量与各腐殖化指标(HS／TOC、HA／TOC、FA／TOC)没有相关性(P0．05)，但蛋白质、油脂、单糖、氨基酸含量与HS／TOC、HA／TOC、FA／TOC存在强负相关性(P0．01)，氨基酸与HA／HS存在相关性(P0．05)，与FA／HS存在负相关性(P0．05)。利用紫外一可见光谱和荧光光谱分析了工艺各段分离的HA、FA样品，测定了E_4／E_6、E_ET／E_BZ、Zsolnay指数、Kalbitz指数、Milori指数等指标。通过高效反向液相色谱分析，发现生物活性水中含有生物胺(腐胺、精胺、亚精胺)，可能是其“活性”的原因之一。轻石作为工艺中填料起了重要作用，通过场发射环境扫描电子显微镜SEM观察发现，轻石在使用过程中“坑蚀”现象显著，而且X射线粉末多晶衍射XRD分析表明轻石相结构发生了变化、表观结晶度降低，这与SEM观察结果一致，都表明轻石在损耗，有矿物质营养溶出。SEM—EDS表明，轻石含Fe、Na、Mg、Al、Si、K等元素，这些元素当中Mg、K是植物必需矿物质营养。轻石比表面积大、多孔，是微生物吸附栖息的场所；同时轻石释放出矿物质可以刺激微生物生长，并提供了矿物质营养，特别是植物需要的必需元素和有益元素，这可能是生物活性水“活性”的另外一个原因。
【学位单位】：同济大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2008
【中图分类】：X703
【部分图文】：

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循环和能量流动规律来重构农业系统，使传统的农业系统逐步纳入自然生态的循环过程之中，实现人与自然的和谐发展。它遵循循环经济思想，不仅仅是一种简单的环境保护技术，而是一种生态技术，一种典型的农业循环经济范式(见图1.1)。它是根据自然界中自然净化系统(见图1.2)的原理，借助于自然中原有的微生物、矿物质及水的力量，创造出类似于自然净化系统的人工循环系统(见图1.3)，以此来净化农业、畜牧业中产生的废弃物，区域内形成循环型农业，促进绿色农业以及有机农业的发展。

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应用及其机理的研究十分必要。 1.2.2生物活性水工艺描述利用生物活性水技术构建循环性农业示意图如图1.4。生物活性水制作与循环型农业畜舍堆肥饮用水改善一不丢二物性活水生饲料生物活性水生物活性水处理卜艺图1.4生物活性水技术构建循环型农业示意图Figure1.4Thesketchofeireularagrieultureundereonstruetionwithbioaetivewaterteehnology生物活性水技术工艺流程图见图1.5和图1.6。

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图1.4生物活性水技术构建循环型农业示意图Figure1.4Thesketchofeireularagrieultureundereonstruetionwithbioaetivewaterteehnology生物活性水技术工艺流程图见图1.5和图1.6。

【引证文献】