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中国水产科学研究院珠江所在水产养殖尾水处理方面取得新进展
2025-06-03
中国水产科学研究院
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近日，中国水产科学研究院淡水池塘养殖生态环境调控创新团队在养殖尾水处理方面取得进展，相关研究论文“e
valuating denitrification performance and microbial com-munities in sorghum stalk-b
ased systems: Optimal co
nditions for nitrate removal”发表在《Agricultural Water Management》（JCR一区，IF=5.9），研究生王志龙为第一作者，龚望宝研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划（2023YFD2400501）、中国水产科学研究院基本科研业务费（No.2023TD62）、国家现代农业产业技术体系（CARS-45-21）以及集约化水产养殖池塘尾水处理关键技术研究与应用（502022017）项目的资助。
碳源是限制生物脱氮速率的关键因素之一。养殖尾水具有低碳氮比的特征，将农业废弃物作为养殖尾水生物脱氮的固相碳源，不仅经济环保高效，还可以实现农业资源的循环利用。本研究基于“以废治废”的理念，以农业废弃物高粱秸秆为碳源，构建了人工湿地和高粱秸秆反硝化反应器（SS-DR），系统评估了温度、水力停留时间（HRT）和进水硝酸盐浓度（INC）对其脱氮性能的影响。研究揭示，温度、HRT和INC是影响NO3N去除率的关键因素。针对人工湿地系统而言，最适宜的温度为30℃，在此温度下，NO3N和总氮的去除率分别为75.46 6.77%和风暴69.85 6.06%。对于SS-DR，最佳HRT和INC分别为32小时和50 mg/L。在此条件下，NO3N和总氮去除率分别达到95.71 1.75%和 93.46 1.36%，实现完全反硝化。高通量测序分析显示，人工湿地中优势菌门包括Proteobacteria（变形菌门），Chloroflexi（绿弯菌门），Firmicutes（厚壁菌门），Acidobacteriota（酸杆菌门），Desulfobacterota（脱硫杆菌门），Nitrospirota（硝化螺旋菌门），Actinobacteriota（放线菌门）和Bacteroidota（拟杆菌门）。在属水平层面，分析结果显示变形菌门中的大多数菌属为兼性厌氧或专性厌氧的反硝化细菌。拟杆菌门在生态系统的氮循环与能量转化过程中扮演着关键角色，同时具备分解蛋白质、纤维素以及脂质等大分子有机物的能力。厚壁菌门参与了反硝化和纤维素的降解，这对农业废弃物具有水解和酸化作用。
该研究明确了利用高粱秸秆作为碳源进行水产养殖尾水脱氮处理的最佳操作参数，为农业废弃物资源化利用和养殖尾水处理提供了重要的理论依据和技术参考。
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