2个生长时期5种植物单根抗拉力学特性比较

以黑岱沟露天矿排土场内5种4龄人工植物紫花苜蓿(Medicago sativa)、沙打旺(Astragalusadsurgens)、杨柴(Hedysarummongolicum),沙棘(Hippophaerhamnoides)、柠条(Caragana Korshinskii)的单根为研究对象,采用室内单根瞬时极限拉伸试验方法,研究生长初期、生长旺盛期及直径对5种植物单根的抗拉力学特性的影响。研究结果表明:在测试根径级0~6 mm之间,生长季初期和生长旺盛期5种植物单根平均极限抗拉力均随着直径的增大而增大;单根平均极限抗拉强度均随着直径的增大而减小。相同植物种在2个不同生长时期各自代表根径级下的单根平均极限抗拉力、极限抗拉强度值相比,均为生长季初期大于生长旺盛期。5种植物在生长季初期和旺盛期各自代表根径级下的单根平均极限抗拉力、极限抗拉强度大小顺序均为柠条沙棘杨柴沙打旺紫花苜蓿。从植物生活型的角度分析为:灌木优于半灌木、半灌木优于草本植物。     

沙地柏根系抗拉力学特性研究

对河北省张家口市沙地柏(Sabina vulgaris Ant.)根系进行抗拉试验,结果表明,沙地柏单根抗拉力随着根系直径的增大呈幂函数形式增大,单根抗拉强度随着根系直径的增加呈近似幂函数的关系递减,且相关系数都较高,沙地柏根系直径较大的根对边坡土体的加固作用有限,而根系直径较小的根抗拉强度较大,对根系护坡起主要作用;沙地柏单根伸长率、截面收缩率随着根系直径的增大呈直线形式减小,且相关系数都较高,根系直径较小,根系伸长率较大,从侧面反映出随着根系直径的增加,韧性减小。沙地柏根系直径范围在1.00～6.00 mm,抗拉力在25.0～369.0 N,抗拉强度在13.00～17.00 MPa,伸长率在8.00%～12.00%,截面收缩率在8.00%～12.00%,平均抗拉力为170.7 N,平均抗拉强度为14.89 MPa,平均伸长率为10.76%,平均截面收缩率为9.82%。     

固沙先锋树种沙柳枝条力学特性及其影响因素

以内蒙古干旱半干旱沙区固沙先锋树种沙柳(Salix psammophila)枝条为对象,研究其冬季休眠期抗拉、抗剪与抗弯力学特性,分析枝条长度、直径及其化学组分等对其力学特性的影响,为丰富植物固沙能力的评估指标体系,也为沙柳平茬机具的研制提供生物力学依据。结果显示:在测试径级0.5~2.5 mm时,沙柳枝条的极限抗拉力为14.05~52.02 N、抗剪力为16.26~80.04 N、抗弯力为1.02~3.54 N,均随着直径的增大而增大,应力直径递增函数不同;极限抗拉强度为8.96~66.19 MPa、抗剪强度为8.04~39.87 MPa、抗弯强度为1 566.46~46.71 MPa,均随直径的增大而减小,应力强度-直径递减函数不同。表明直径是影响枝条力学特性的重要影响因子。随着枝条长度的增长,其抗弯强度呈增大的趋势,而抗拉强度和抗剪强度无明显的变化规律;沙柳枝条极限抗拉力均值36.19±3.29 N>抗剪力均值 50.04±4.54 N,枝条极限抗拉强度均值31.01±2.81 MPa>抗剪强度均值16.98±1.54 MPa,说明枝条易破坏外力类型为剪切力。沙柳枝条抗拉强度、剪切强度和抗弯强度与纤维素、半纤维素含量呈显著(P<0.05)和极显著(P<0.01)正相关,与木质素含量呈显著正相关(P<0.05)。试验结果表明影响枝条抗拉、抗剪和抗弯强度的因素中纤维素和半纤维素起主要作用,其次是木质素含量。     

尖萼金丝桃根系特征对其抗拉特性的影响研究

以西南地区2年生野生乡土植物尖萼金丝桃为研究对象,采用室内拉拔试验,选取拉拔位移、抗拉拔力、抗拉强度以及弹性模量作为抗拉拔特性指标,探讨根径、根长对其抗拉拔特性的影响。结果表明,根系拉拔位移与直径显著相关;抗拉拔力与直径间表现为正向相关,根系极限抗拉拔力随根径的增大而增长;抗拉强度与直径呈负相关,极限抗拉强度随根径的增大而减小。弹性模量随着根径的增加呈现不断减小的趋势,弹性模量为2.695～432.230 MPa。该研究结果可为更好地定量评价尖萼金丝桃根系增强边坡固土抗蚀性能的贡献提供试验数据支撑,为进一步深入探讨植物根系增强边坡土体的稳定性机理提供参考。     

中亚热带常绿阔叶林中主要灌木根系力学特性

为研究中亚热带常绿阔叶林中优势灌木植物根系的固土护坡力学机制,在浙江南部的山体滑坡、泥石流易发区内选择3种主要的灌木(檵木、麂角杜鹃和香港黄檀)进行野外和室内力学试验。结果表明,须根相对丰富的植物能明显提高表层土壤的抗剪强度;根系抗拉力和抗剪力均与根径呈幂函数正相关关系;檵木和麂角杜鹃根系抗拉强度与根径呈幂函数负相关关系,而香港黄檀则无明显相关性;细根比粗根更有利于土壤加固和抗剪强度的提高。     

3种植物枝条抗拉和抗弯特性研究

本文采用轴向拉伸试验和悬臂梁试验,研究3a～ 4a生的白沙蒿、柠条和沙棘枝条的抗拉特性和抗弯特性.结果表明:3种植物枝条的抗拉特性相似,其抗拉力均随直径的变化呈幂函数增大的趋势,抗拉强度随直径的增大呈幂函数减小的趋势,3种植物枝条的抗拉力和抗拉强度比较均为柠条＞白沙蒿＞沙棘.3种植物枝条的抗弯特性为:柠条和沙棘枝条的抗弯力与直径呈幂函数正相关关系,白沙蒿枝条的抗弯力与直径呈线性关系.3种植物抗弯强度均随直径的增大而减小.     

豫南丘陵地区乡土植物群落特征及其根系力学特性分析

本文针对豫南丘陵地区乡土植物群落特征及其根系力学特性进行分析，并对植物生长特征以及多样性，根系长度、单根抗拉特性以及力学相关性分析。研究结果表明，紫花首蓿、黑麦草、紫穗槐和荆条具有较好的景观效果。灌木植物的平均均匀度指数较高，草本植物平均多样性指数和丰富度指数较高。灌木植物的根系长度、平均直径、平均抗拉力和平均根系抗拉强度均高于草本植物。植物根系的平均抗拉力与其直径正相关，平均根系抗拉强度与其直径正相关。     

白桦单根的抗拉力学特性研究

为研究根系力学特性,对华北地区白桦(Betula platyphylla)进行单根拉伸,系统分析白桦根系材料的力学特性。结果表明:在同一标距、同一拉伸速率下,抗拉强度与直径存在着负相关关系,且表现为幂函数关系,极限延伸率与直径呈负相关关系,最大抗拉力与直径存在正相关关系;同一拉伸速率下,标距较小的单根有较小的弹性模量和较大的平均抗拉力、平均抗拉强度及平均极限延伸率;以400 mm/min和10 mm/min不同速率拉伸根系,根系在400 mm/min下大多为脆性断裂,易拉断破坏,拉伸速率的变化对抗拉强度和最大抗拉力的影响不显著。对白桦根系的应力应变曲线分析表明,根系直径较小时,随应变增加应力呈线性增大,表现出较好的线弹性关系,直径增大后,应力应变曲线递增缓慢,没有明显的线性区间。根据白桦应力应变曲线的特征,建立并拟合得出了白桦单根本构关系的经验模型,检验表明模型的拟合结果与试验数据基本吻合。     

三峡库区几种耐水淹植物根系力学特征与土壤抗剪强度

为明确耐水淹植物根系的力学特征及其对土壤抗剪强度的增强效应,研究了10种耐水淹植物根系的根体积密度、不同径级的最大抗拉力,计算了各物种根系的平均抗剪强度、对土壤的抗剪强度理论增强值,并测量了根系对土壤的抗剪强度实际增强值。研究发现:1不同耐水淹物种根系的平均最大抗拉力和平均抗剪强度差异较大,它们的值分别在4.25~14.81 N及6.55~28.94 MPa之间,其中,甜根子草的平均最大抗拉力最大,达到了14.81 N,显著高于其他所有物种;狗牙根和香附子有较大的平均抗剪强度,分别为28.94和22.06 MPa,显著高于其他物种,而空心莲子草最低。2不同物种根系的最大抗拉力随根系径级的增加而增大,其关系均符合幂函数方程y=axb(P0.001);3不同物种根系的抗剪强度随径级的变化而变化,除卡开芦、牛鞭草和秋华柳外,其变化特征符合方程y=a+bx+cx2(P0.05);4不同物种的根系对土壤抗剪强度的增强值不一样,就理论值而言,香附子增加值最大,其值为1.16 MPa,显著高于其他物种,其次为荻和香根草等;从实际测量值来看,香附子对土壤抗剪强度增加值也最大,其值达到了27.52 MPa,显著高于其他物种,其次为荻和香根草等。结果表明,植物根系的最大抗拉力及抗剪强度与根系的径级关系密切;根系对土壤抗剪强度的增强值与根系的抗剪强度密切相关,实际应用Wu-Waldron模型还需考虑其他因素的影响;香附子具有较强的增强土壤抗剪能力,其次为荻和香根草等,空心莲子草和狗牙根的增强作用相对较弱。     

信南高速不同类型坡面下边坡植物根系抗拉特性

通过对信(阳)南(阳)高速公路不同坡位、坡向植物根系在不同生长阶段及主根与侧根处的根系力学特性的研究,对于了解根系固土机理及水土保持具有理论实践意义。采用相关分析和回归分析的方法,分析不同类型坡面下植物根系的抗拉特性。结果表明:在不同的生长阶段,多年生草本进入夏季抗拉力达到最大值,冬季呈明显递减趋势;灌木进入冬季则呈缓慢递增趋势;中、下坡植物抗拉力多大于上坡;阳坡植物根系的抗拉强度、根系直径均大于阴坡;阴坡植物根系抗拉力均大于阳坡,根系发育良好;草本植物的主根抗拉力均大于侧根;根系抗拉力和直径呈显著的正幂函数关系,根系抗拉强度和直径呈显著的负幂函数关系。研究结果对根系固土力学机制的研究提供了理论基础。     

大肠杆菌cysE和cysM基因的克隆、原核表达及多克隆抗体的制备

【目的】克隆大肠杆菌半胱氨酸合成酶(包括丝氨酸乙酰转移酶(cysE)和O-乙酰丝氨酸硫化氢解酶(cysM))的基因,对其进行原核表达,并制备相应蛋白的抗体。【方法】用PCR方法从大肠杆菌BL21(DE3)中扩增cysE和cysM基因,构建其原核表达载体pET32a(+)-cysE和pET32a(+)-cysM,对其进行BamHⅠ和SacⅠ双酶切鉴定和测序验证后转入大肠杆菌中进行诱导表达,对表达产物进行SDS-PAGE和Western blot(以His抗体作为一抗)检测。用纯化的cysE和cysM蛋白作为抗原免疫新西兰大耳白兔,制备多克隆抗体,并通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测抗体效价。【结果】PCR获得了822bp的cysE基因和912bp的cysM基因。原核表达质粒pET32a(+)-cysE和pET32a(+)-cysM构建成功,并可在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,表达的cysE和cysM重组蛋白分子质量分别为56和58ku。制备的多克隆抗体具有较强的免疫结合活性,抗体滴度均达到1∶102 400。【结论】成功克隆了大肠杆菌cysE和cysM基因,并实现了原核表达,同时制备出了相应的多克隆抗体。     

2株邻苯二甲酸酯高效降解菌的筛选鉴定及其降解性能

为获得用于修复邻苯二甲酸酯(PAEs)污染的高效降解菌,通过富集培养的方法从土壤中筛选出2株PAEs降解菌(RXX-2、RXX-3),经形态观察、生化鉴定和16S r DNA序列分析对菌株进行了鉴定,并对其降解性能进行了分析。结果表明:菌株RXX-2和RXX-3初步鉴定为食异源物鞘氨醇菌(Sphingobium xenophagum)和鳗败血假单胞菌(Pseudomonas anguilliseptica)。菌株RXX-2降解PAEs的最佳条件为p H 8、温度30℃、转速175 r·min~(-1)、接种量1.5%;菌株RXX-3降解PAEs的最佳条件为p H 7、温度30℃、转速175 r·min~(-1)、接种量1.0%。在最佳降解条件下,经过5 d的培养,菌株RXX-2对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的降解率分别达到71.43%和52.85%,RXX-3对DBP和DEHP的降解率分别达到98.98%和62.96%,表明2株降解菌在PAEs污染环境的生物修复方面具有良好的应用前景。     

孟加拉鲥、美洲鲥和中国鲥形态学比较分析

观察、解剖107尾孟加拉鲥Tenualosa ilisha、美洲鲥Alosa sapidissima和中国鲥Tenualosa reevesii,详细记叙了孟加拉鲥外部形态和内部结构,运用传统形态学方法比较分析了3种鲥鱼的形态差异.三者形态7项可量性状比值的聚类分析结果显示,孟加拉鲥和中国鲥先聚为一类,再和美洲鲥聚为一类,这与它们的分类地位相一致.外观上,孟加拉鲥臀鳍鳍条短,被1层薄鳞覆盖;美洲鲥的纵列鳞数及体长/体高、体长/头长都大于其他2种鲥鱼.可数性状上,第一外鳃弓鳃耙和脊椎骨数目能明显区分3种鲥鱼.孟加拉鲥、中国鲥和美洲鲥的第一外鳃弓鳃耙数分别为181～219+153～224、95～131+170～175和24～31+47～55;脊椎骨数分别为46～48、37～39和55～57.在内部结构上,根据胃的形状、盲囊部的大小、幽门垂的长短和数量、肠道的弯曲数目及相对长度可以准确鉴定这3种鲥鱼.孟加拉鲥肠道最长,中国鲥次之,美洲鲥肠道最短.3种鲥鱼在消化道结构的差异,预示食性已产生分化.     

濒危药用植物珊瑚菜遗传多样性的RAPD分析

采用RAPD分子标记对全国11个居群的291个珊瑚菜样本进行了遗传多样性研究。结果显示,10个引物共检测到79条清晰的谱带,其中多样性条带65条,多样性条带百分率(PPB)为82.28%;POPGENE32分析显示,其物种水平平均有效等位基因数(Ne)平均值为2.12;Nei’s遗传多样性指数(h*)平均值为0.35;Shannon多样性指数(I*)平均值为0.56;居群水平总的遗传多样性指数(Ht)为0.51,其中68.63%(Hs=0.35)的遗传分化来自于居群内,31.37%的遗传分化来自于居群间(GST=0.31),居群间基因流(Nm)为1.10。本研究表明野生珊瑚菜具有较高的遗传多样性,且居群内变异大于居群间变异。由此推断珊瑚菜的濒危原因主要来源于野生生态环境的破坏,应当加强种质资源的保护。     

超富集植物与能源植物间作对Cd、Pb、Zn累积的影响

间作模式是实现重金属污染土壤边修复边生产的重要措施。通过盆栽实验,研究了超富集植物(少花龙葵、翅果菊)与能源植物(皇草、甜高粱)间作对Cd、Pb、Zn污染土壤修复的影响。结果表明,间作对土壤有机质没有显著影响,但能提高土壤中有效态Cd、Pb、Zn含量。与单作相比,间作显著增加了少花龙葵和翅果菊的生物量,而显著降低了两能源植物生物量。所有处理中,少花龙葵与皇草间作处理显著提高了皇草地上部Cd和Zn含量,翅果菊与皇草间作显著提高了两植物地上部Cd和Zn含量。此外,翅果菊与皇草间作显著增加了单株植物地上部Cd和Zn的累积。单盆中Cd和Zn累积量最大的是翅果菊与皇草间作处理(Cd为397.65μg·盆~(-1),Zn为4 169.42μg·盆~(-1)),其次为少花龙葵与皇草间作;少花龙葵与皇草间作对Pb累积量最大(Pb为158.28μg·盆~(-1)),翅果菊与皇草间作对Pb累积量为98.17μg·盆~(-1)。研究表明,翅果菊与皇草间作和少花龙葵与皇草间作可以显著提高Cd、Pb、Zn污染土壤的植物修复潜力。     

阿特拉津降解菌CS3的分离鉴定及其降解特性的研究

为了适应不同环境污染修复需要,分离更多有效的阿特拉津降解菌是十分必要的。鉴于此,本研究从河北省某农药厂排污河中的废水中分离出一株以阿特拉津为唯一氮源生长的高效降解阿特拉津降解菌CS3。经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列分析,最终鉴定其为产脲节杆菌(Arthrobacter ureafaciens)。在30℃和pH 7的最适条件下,菌株CS3能在48 h内完全降解50 mg·L~(-1)的阿特拉津,甚至能够在6 d内将500 mg·L~(-1)的阿特拉津完全降解,表明该菌株对阿特拉津具有较好的降解性。菌株CS3含有trzN,atzB,atzC 3个阿特拉津降解基因。菌株CS3具有较宽的温度(10~37℃)和p H(5~11)范围,且具有很好的耐碱性,为未来偏碱环境中阿特拉津污染修复提供了良好的候选菌株。     

广西沙塘林场马尾松和杉木人工林的碳储量研究

【目的】量化广西沙塘林场马尾松(Pinus massoniana)和杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林碳储量,为评价其碳汇功能和可持续经营提供依据。【方法】 在广西沙塘林场选择处于中龄和成熟期的马尾松和杉木人工林,设置样地测算乔木、林下植被和枯落物的生物量,按20 cm分层挖取样地0～60 cm土层土样,最后依据有关方程,计算马尾松和杉木中龄和成熟人工林生态系统的含碳率和碳储量。【结果】 马尾松、杉木人工林林下植被含碳率变化于40.06%～45.23%, 枯落物含碳率为40.79%～46.06%,0～60 cm土层含碳率变化于0.34%～1.26%。马尾松和杉木人工林生态系统平均碳储量分别为168.36和128.08 t/hm²,其乔木层的平均碳储量分别为106.33和54.8 t/hm²,分别占总碳储量的63.15%和42.79%;土壤平均碳储量分别为54.96和67.33 t/hm²,其分别占总碳储量的32.64%和52.57%;其林下植被和枯落物平均碳储量分别占总碳储量的1.28%,1.02%和2.93%,3.63%。【结论】 马尾松人工林总碳储量以成熟林显著高于中龄林,杉木则以中龄林略高于成熟林;土壤和乔木层碳储量是马尾松和杉木人工林生态系统碳储量的主体部分,而林下植被和枯落物对碳储量的贡献较小。     

岚皋魔芋软腐病病原细菌生物多样性研究

【目的】研究岚皋魔芋软腐病病原细菌生物多样性。【方法】采用组织分离法分离纯化魔芋软腐病球茎及叶柄中的致病菌,通过魔芋球茎、胡萝卜及马铃薯块的侵染试验初步确定其致病性,再利用魔芋球茎侵染致病及盆栽致病性试验确认其致病性;经菌落与细胞形态、生理生化特性及16SrRNA序列测定确定病原菌的类型。【结果】从魔芋软腐病球茎及叶柄中共分离获得16株细菌,侵染试验表明,其中CDS1-B1、CDS1-B2、CDS2-B1、CDS2-B2、CZS-B4和CZS-B6共6株细菌可使魔芋球茎表现软腐症状,并导致盆栽魔芋发病;6株细菌的菌落与细胞形态均存在差异;在魔芋、胡萝卜及马铃薯块上的侵染能力不同;16SrRNA序列分析表明,菌株CDS1-B1、CDS1-B2、CDS2-B1及CDS2-B2均与菊欧氏杆菌(Erwinia chrysanthemi)亲缘关系最近,菌株CZS-B4与菊欧文氏菌(Dickeya dadantii)亲缘关系最近,相似度为98.8%,菌株CZS-B6与菊果胶杆菌(Pectobacterium chrysanthemi)的相似度达99.9%。【结论】导致岚皋县魔芋软腐病的致病细菌存在生物多样性,其致病性也存在差异,其中新发现的魔芋软腐病原菌菊果胶杆菌(Pecto-bacterium chrysanthemi)致病性最强,菊欧氏杆菌(Erwinia chrysanthemi)和菊欧文氏菌(Dickeya dadantii)致病性较弱。     

养猪发酵床垫料微生物及其猪细菌性病原群落动态的研究

微生物发酵床养猪是一种新型环保养殖技术。开展了微生物发酵床垫料微生物及其猪细菌性病原群落动态的研究,通过分离不同使用时间和层次基质垫层中的细菌、真菌和放线菌,分析微生物发酵床垫料微生物群落动态;分离基质垫料中大肠杆菌和沙门氏菌,研究其在发酵床垫料中的时间、空间分布动态,分析微生物发酵床对这两种病原细菌的抑制效果。结果表明,微生物发酵床中细菌分布数量最大,在各使用时间和层次的分布量均达到10⁷cfu·g^-1数量级以上,放线菌分布数量次之,真菌分布数量最小;细菌的分布数量呈现随着垫料使用时间的增加先上升后下降的趋势,而真菌和放线菌分布量随着垫料使用时间的增加而减少。基质垫料有一定量大肠杆菌和沙门氏菌的分布,分布数量与细菌呈显著的负相关,与真菌和放线菌呈显著正相关,在垫料使用的后期（使用5个月）比使用前期（使用1个月）分布数量明显减少,减少幅度分别为95.34%和44.41%,说明微生物发酵床对猪舍大肠杆菌和沙门氏菌病原能起到显著的抑制作用,控制由大肠杆菌和沙门氏菌病原引起的猪病害。     

多杀性巴氏杆菌分离鉴定及序列分析

旨在了解新疆地区多杀性巴氏杆菌主要流行株的特性。通过病原的分离纯化、PCR扩增及测序,分析8株多杀性巴氏杆菌的血清型,16S rDNA基因、ompH基因和ompA基因的差异。结果表明,3株羊源、2株牛源和1株禽源分离株为荚膜A型,1株牦牛源分离株为荚膜B型,1株标准株为荚膜E型,均具有很强的致病性。分离株与GenBank公布的代表株的16S rDNA基因、ompH及ompA基因同源性分别为93%~100%、93%~100%、98%~100%。ompH基因的ORF氨基酸C端最后10个氨基酸变化较大,分离到5株ompA基因的ORF氨基酸序列N端多出6个氨基酸（M-K-R-I-I-Q）替代原先的起始位置。可见：新疆主要流行株为强致病性的荚膜A型,且有出现变异趋势。