近日，中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水池塘養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在養(yǎng)殖尾水處理方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究論文“evaluating denitrification performance and microbial com-munities in sorghum stalk-based systems: Optimal conditions for nitrate removal”發(fā)表在《Agricultural Water Management》（JCR一區(qū)，IF=5.9），研究生王志龍為第一作者，龔?fù)麑氀芯繂T為通訊作者。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2023YFD2400501）、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（No.2023TD62）、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-45-21）以及集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘尾水處理關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用（502022017）項(xiàng)目的資助。
碳源是限制生物脫氮速率的關(guān)鍵因素之一。養(yǎng)殖尾水具有低碳氮比的特征，將農(nóng)業(yè)廢棄物作為養(yǎng)殖尾水生物脫氮的固相碳源，不僅經(jīng)濟(jì)環(huán)保高效，還可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的循環(huán)利用。本研究基于“以廢治廢”的理念，以農(nóng)業(yè)廢棄物高粱秸稈為碳源，構(gòu)建了人工濕地和高粱秸稈反硝化反應(yīng)器（SS-DR），系統(tǒng)評估了溫度、水力停留時(shí)間（HRT）和進(jìn)水硝酸鹽濃度（INC）對其脫氮性能的影響。研究揭示，溫度、HRT和INC是影響NO3−N去除率的關(guān)鍵因素。針對人工濕地系統(tǒng)而言，最適宜的溫度為30℃，在此溫度下，NO3−N和總氮的去除率分別為75.46 ± 6.77%和69.85 ± 6.06%。對于SS-DR，最佳HRT和INC分別為32小時(shí)和50 mg/L。在此條件下，NO3−N和總氮去除率分別達(dá)到95.71 ± 1.75%和 93.46 ± 1.36%，實(shí)現(xiàn)完全反硝化。高通量測序分析顯示，人工濕地中優(yōu)勢菌門包括Proteobacteria（變形菌門），Chloroflexi（綠彎菌門），F(xiàn)irmicutes（厚壁菌門），Acidobacteriota（酸桿菌門），Desulfobacterota（脫硫桿菌門），Nitrospirota（硝化螺旋菌門），Actinobacteriota（放線菌門）和Bacteroidota（擬桿菌門）。在屬水平層面，分析結(jié)果顯示變形菌門中的大多數(shù)菌屬為兼性厭氧或?qū)Ｐ詤捬醯姆聪趸?xì)菌。擬桿菌門在生態(tài)系統(tǒng)的氮循環(huán)與能量轉(zhuǎn)化過程中扮演著關(guān)鍵角色，同時(shí)具備分解蛋白質(zhì)、纖維素以及脂質(zhì)等大分子有機(jī)物的能力。厚壁菌門參與了反硝化和纖維素的降解，這對農(nóng)業(yè)廢棄物具有水解和酸化作用。
該研究明確了利用高粱秸稈作為碳源進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水脫氮處理的最佳操作參數(shù)，為農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和養(yǎng)殖尾水處理提供了重要的理論依據(jù)和技術(shù)參考。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2025.109510
