特异功能菌氨氧化古菌（AOA）富集鉴定及其对循环水养殖系统水质修复实践研究

湖北省华中师范大学第一附属中学

作者：何寒

辅导教师：王维佳　段彬江

项目简介

1．水污染的氮、磷大量堆积引发的水体富营养化，而氮素循环则成为关注焦点。至今研究多关注于环境AOA的数量、多样性等方面。现已报道的纯化菌株仅为1株、富集培养物也仅为2例，很难开展相应研究。由此产生了富集、纯化AOA培养物，研究其氨氧化能力，并应用于水产养殖水体水质修复的想法。

2．采用real-timePCR方法，对20个常年运行的淡水循环水养殖系统AOA进行了普查：循环水养殖系统过滤棉上氨氧化微生物以AOA为主；水体中几乎检测不到AOA；长期运行的循环水养殖系统水质呈弱酸性。进一步验证：AOA的生长需要附着基质；弱酸环境更有利于AOA生长，pH=6．0时，过滤棉上AOA功能基因amoA拷贝数量为（9.20±2.83）×107copycm-3，AOB仅为AOA的0.23%。AOA转化氨氮速率与底物浓度、温度、pH及DO等环境因子关系密切，当水体氨氮[NH4+-N]=0．1molL-1、pH=7.0、水温35℃、DO=7.3~8.2mgL-1时，AOA对氨氮的转化速率最高，达3.512±0.32μmol•g-1•24h-1。

3．用自设计方法成功获得AOA髙浓度富集培养物：以聚丙烯或活性碳为过滤材料，采用循环水系统，在弱酸（pH=6.0）、富氧（DO=6.0~8.5mgL-1）和适宜底物浓度（[NH4+-N]=0.05~0.15molL-1）及温度（T=30±1℃）条件下，经28天富集，过虑棉上AOA浓度可达最大（107-108copycm-3）。

4．养殖试验证明，弱酸性条件下，AOA浓度大于107copycm-3，用过滤棉可有效降解养殖产生的氨氮，鱼类成活率较对照组高51.32%，生长速率较对照组快30.67%。

5．设想：开发适宜AOA生长的附着材料；研究AOA活性的影响因子；将AOA推广应用于循环水养殖系统等集约化养殖活动中。

微生物转化农作物秸秆制备生物肥料及应用试验

湖北省武昌实验中学

作者：蔡文昊

辅导教师：瞿双清

项目简介

1、项目摘要：以秸秆稻草为主要原料，采用多菌种混合固态发酵制备生物肥料。通过对白腐菌、固氮菌、绿色木霉、啤酒酵母、热带假丝酵母的生长特性、发酵工艺条件及产品的应用进行研究。结果表明：五株菌都能在以秸秆稻草为唯一底物的平板上生长；在最适条件下，产品粗蛋白的含量为50.66%，无机氮转化率为79.18%。产品对蔬菜和花卉盆栽苗生长指标的影响明显优于尿素。

2、选题的确定：我国秸秆资源丰富，但利用率低。化肥对农业生产的发展做出了巨大贡献，但给环境带来了危害。生物肥料，既能使土壤有机养分得到补充，又能提高土壤保肥能力，减少土壤板结，因此，开发高效生物肥料是发展趋势。

3、目的和基本思路：目的：制备高蛋白质含量的有机氮肥，替代化学肥料，减少土壤板结，促进农业增产增收和提高农产品质量。思路：以高效微生物降解农作物秸秆为小分子，以固氮菌固定空气中的氮，以酵母转化单糖为菌体蛋白；通过优化发酵工艺条件，提高产品蛋白质含量。

4、研究过程：1）通过筛选获得具有高效降解农作物秸秆的微生物；2）优化发酵工艺条件并制备产品；3）产品应用试验。

5、科学方法与原理：①微生物纯种培养及筛选方法；②复合微生物协同降解原理；③微生物代谢及蛋白质合成原理；④试验设计及数理统计方法；⑤植物盆栽苗种植方法。

6、主要贡献：①以秸秆稻草为主要原料，采用白腐菌、固氮菌、绿色木霉、啤酒酵母、热带假丝酵母混合固态发酵制备生物肥料；②系统优化了发酵工艺条件，发酵过程无机氮转化率为79.18%，生物肥料产品粗蛋白的含量为50.66%。

7、他人同类研究情况：从检索国内近十年相关文献看，有关采用白腐菌、固氮菌、绿色木霉、啤酒酵母、热带假丝酵母混合固态发酵制备生物肥料并系统开展转化效率、肥效试验的系统深入研究，国内未见报道。

8、下一步设想：①进一步优化菌株组合；②制备复合生物有机肥料。

关注百姓餐桌科学食用泡菜

山西省山西大学附属中学校

作者：段晓宇

辅导教师：赵志玲

项目简介

1．项目摘要：本文通过对百姓餐桌上经常食用的泡菜在制作过程中乳酸菌的活跃性进行观察，确定有害物质亚硝酸盐的形成时间，以及在泡菜腌制过程中加入维生素C后亚硝酸盐含量的变化，倡导人们科学食用泡菜，避免食用不当对人体造成危害。

2．选题确定：泡菜酸爽可口，是人们餐桌上经常食用的小菜，但媒体多次提醒人们要少吃，以免对人体造成危害。为此，我们研究了泡菜腌制过程中产生的亚硝酸盐浓度变化及相应时间，以及如何有效降低泡菜中亚硝酸盐含量，让百姓在享口福的同时又能避免对身体的伤害。

3．设计思路：通过对泡菜溶液脱色，利用亚硝酸盐与胺基苯磺酸发生反应，与N-1-苯基乙二胺盐溶液结合形成玫瑰红后，再与已知浓度的标准液对比，大致估算泡菜中亚硝酸盐的含量。利用维生素C的强还原性，在加入后与亚硝酸盐反应使其还原成对人体危害较小的硝酸盐。

4．研究过程：①腌制泡菜，同时配置标准显色液，②制备样品处理液（即脱色后的泡菜溶液），③制备加入维生素C后的样品处理液，④比色。

5．原理：亚硝酸盐的显色反应；维生素C的还原反应。

6．创新部分：:关注百姓餐桌，通过对泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量的检测，用数据准确地告知人们泡菜腌制20天后再食用是较为安全的并且口感较好以及使用维生素C能够安全有效的降低泡菜中的亚硝酸盐含量，减少制作泡菜的时间。