低压静电场下不同隔距冻结-解冻对牛肉品质的影响

为研究低压静电场(low voltage electrostatic field,LVEF)辅助冻结-解冻对牛肉品质的影响,采用牛背最长肌作为试验材料,探究与静电场发生板隔距分别为15、30、45、60 cm处(试验组,冻结温度为?18℃,解冻温度为4℃)和自然冻结-解冻(未施加静电场,对照组,条件同上)肉样冻结-解冻过程中的品质变化。对比分析了温度曲线、色泽、解冻汁液流失、汁液中蛋白含量、蒸煮损失及质构特性等指标变化,显微观察肌肉纤维组织中的冰晶形态和肌肉微观结构。结果表明:与对照相比,试验组牛肉在冻结过程中通过最大冰晶生成带时间较短,组织中的冰晶较对照组体积小、数目多、分布均匀;肉样解冻速度较快,解冻后肉色更新鲜,咀嚼性、嫩度较高,解冻汁液流失率、汁液中蛋白含量及蒸煮损失率均显著降低(P0.05);扫描、透射电镜结果表明,试验组肉样解冻后肌肉微观结构遭破坏程度较轻,肌纤维束排列相对紧密。其中,与静电板隔距为30 cm处冻结-解冻的肉样亮度值、红度值和色彩饱和度值分别为39.47、21.77和23.71,显著高于对照组的31.74、17.76和20.73(P0.05);解冻汁液流失率、蒸煮损失率及解冻汁液中蛋白质量分数较对照分别降低4.18、8.28、0.7个百分点,咀嚼性增加32.68 N,差异显著(P0.05)。试验结果表明低压静电场辅助能显著缓解牛肉在冻结和解冻过程中的品质劣变,提高解冻牛肉品质,肉样在与静电板隔距为30 cm处冻结-解冻较为适宜。     

适宜冻结温度保持牛肉蛋白稳定性抑制水分态变

为进一步明确肉品工业中不同冷冻温度对肉品品质的影响,探究了?18、?23及?38℃冻结后解冻（4℃）对牛肉蛋白稳定性及水分态变的影响。采用差示扫描量热（differential scanning calorimeter,DSC）、傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared,FTIR）、低场核磁共振波谱（low filed nuclear magnetic resonance,LF-NMR）及H质子成像（magnetic resonance imaging,MRI）等技术,对比分析了?18、?23及?38℃冻结后解冻（4℃）过程中牛肉冻结-解冻曲线、蛋白质热稳定性、蛋白质二级结构、蛋白质表面疏水性、水分态变、解冻汁液流失等指标,研究了3种温度条件下冻结-解冻过程中蛋白质稳定性与水分态变规律。结果表明,牛肉的冻结点温度为?1.1℃,冻结温度越低,通过最大冰晶生成带所用的时间就越短,而肉样解冻至中心温度为4℃时所需时间也越长;?38℃冻结过程中肌原纤维蛋白的抗变性能力与热稳定性较好;冻结后牛肉肌原纤维蛋白发生部分程度的变性,而解冻后牛肉蛋白又会发生复性;冻结导致牛肉蛋白质表面疏水性显著升高（P<0.05）,而解冻后牛肉蛋白质表面疏水性显著降低（P<0.05）。FTIR、LF-NMR及MRI等结果相互佐证,表明?38℃冻结牛肉蛋白质二级结构的稳定性最好,解冻后蛋白质复性、水分回吸,不易流动水态变成自由水的趋势显著低于?23℃和?18℃冻结（P<0.05）,解冻汁液流失也最少（P<0.05）。试验结果揭示了冻结温度对牛肉蛋白质稳定性及水分态变的影响。     

不同冻结速率对脆肉鲩鱼片冻结特性的影响研究

为了研究不同冻结速率对鱼片冻结品质的影响程度、产生原因及其机理,该文以脆肉鲩鱼片为对象,研究了4种不同冻结速率(3.69、2.64、0.60、0.34 cm/h)对鱼片冻结曲线及其品质(理化特性和质构特性)的影响.试验结果表明,脆肉鲩鱼片的冻结点为(-0.6±0.1)℃;随着冻结速率的增加,汁液流失率减少,盐溶蛋白含量的降低率以及Ca2 -ATPase活性的损失率都有不同程度的降低,但冻结过程提高风速则导致干耗增加;与新鲜鱼片相比,速冻样解冻后硬度与耐咀性无变化,而慢冻样解冻后硬度与耐咀性却有所下降;4种冻结速率下解冻样的回复性均有不同程度的下降.综合理化指标和质构特性的检测结果,在注意减少干耗影响的前提下,提高冻结速率有利于保持脆肉鲩鱼片的品质.     

解冻方式对调理猪肉饼品质的影响

为探索不同解冻方式对猪肉饼品质和蛋白质氧化程度的影响,本试验将-18℃冻藏的调理猪肉饼分别采用室温解冻、冷藏解冻、流水解冻以及盐水解冻4种方式进行解冻,通过测定解冻后肉饼的保水性(解冻损失率、离心损失率)、pH值、TBARS值、TVB-N值,并测定猪肉饼肌原纤维蛋白羰基含量、巯基含量、蛋白溶解等,分析不同解冻方式对其蛋白氧化程度的影响。结果表明,解冻对调理猪肉饼保水性有较大影响,其中空气解冻与冷藏解冻组的保水性最好,解冻损失维持在5.03%~5.75%之间,离心损失率在31.02%~32.19%之间;同时与新鲜肉饼组相比,空气解冻、盐水解冻和流水解冻组猪肉饼TVB-N值显著上升(P<0.05),盐水解冻组TVB-N值上升至3.17 mg·100g^-1;但解冻对调理肉饼pH值、TBARS值、色泽的影响均不显著(P>0.05);通过对肌原纤维蛋白氧化程度的测定发现,解冻会引起肌原纤维蛋白羰基含量上升、巯基含量和溶解度下降,SDS-PAGE试验也证明解冻会引起蛋白质发生不同程度的降解。本研究为实际生产中冻结肉制品解冻工艺的选择与优化提供了一定的理论依据。     

小麦胚芽红外干燥工艺优化及其对贮藏品质的影响

为降低小麦胚芽脂肪酶和脂肪氧化酶的活性,提高贮藏稳定性,优化小麦胚芽红外干燥的工艺,采用单因素试验研究红外干燥温度、载量和距离对小麦胚芽干燥特性的影响,利用响应面分析法优化得到最佳工艺为干燥温度100℃、干燥载量1 kg·m~(-2)、干燥距离15 cm;结合微观结构、脂肪酶活动度、脂肪氧化酶活性、酸价、过氧化值和TBA值等指标,比较新鲜、红外干燥和热风干燥小麦胚芽在贮藏过程中的品质变化。结果表明,干燥处理可以大幅度地钝化脂肪酶和脂肪氧化酶的活性;当贮藏天数达到75 d时,红外干燥处理后的小麦胚芽酸价为52.49 mg·g~(-1),过氧化值为18.75 meq·kg~(-1),TBA值为4.58 mg·g~(-1),各个指标均显著低于热风处理组和新鲜组小麦胚芽(P0.05)。由此说明,红外干燥处理比热风干燥能够更好地保持小麦胚芽的品质。本研究结果为小麦胚芽的贮藏及生产提供了相关的理论依据。     

蜉金龟堆肥和自然堆肥类富里酸的表征及特性研究

分别用焦磷酸钠和氢氧化钠浸提新鲜牛粪、蜉金龟堆肥(APCM)和自然堆肥(腐熟牛粪)产物中的类富里酸,采用元素分析、红外光谱及差热分析研究其结构特征.元素分析结果表明,自然堆肥焦磷酸钠浸提物类富里酸(NaFLA)的芳香性、碳水化合物及含氮化合物的含量均高于新鲜牛粪和蜉金龟堆肥.新鲜牛粪氢氧化钠浸提物类富里酸(PAFLA)的芳香性、碳水化合物均高于自然堆肥和蜉金龟堆肥;而自然堆肥PAFLA的含氮化合物含量高于新鲜牛粪.红外光谱分析表明蜉金龟堆肥NaFLA的羧酸脂类化合物及酮类化合物有所增加;自然堆肥和蜉金龟堆肥PAFLA的氢键强度、芳化度高于新鲜牛粪PAFLA.差热分析结果表明,与新鲜牛粪和自然堆肥相比,蜉金龟堆肥NaFLA分子中脂族化合物分解及外围官能团的脱羧和彻底氧化,分子内部芳香结构分解.与新鲜牛粪PAFLA相比,蜉金龟堆肥及自然堆肥PAFLA的脂族性较强,芳香性较弱.     

解冻方式对羊肉品质及微观结构的影响

为探究不同解冻方式对羊肉理化品质和微观结构的影响,本研究将冻结的羊半膜肌及背最长肌分别采用室温空气解冻、静水解冻、冷藏解冻、超声波解冻及微波解冻5种方式进行解冻,通过测定相关品质指标,分析各解冻方式对肌肉品质的影响。结果表明,冷藏解冻后羊半膜肌及背最长肌的解冻损失(1.08%、3.10%)、蒸煮损失(21.18%、21.97%)、高铁肌红蛋白含量(36.1%、43.6%)及挥发性盐基氮值(7.02、7.45 mg·100g^-1)均显著低于其他解冻方式(P<0.05),微观结构破坏程度较小;超声波解冻、微波解冻后半膜肌与背最长肌的解冻损失(3.34%、7.01%及7.63%、9.59%)、蒸煮损失(25.54%、26.17%及26.45%、28.46%)高于其他解冻方式(P<0.05);室温空气解冻、静水解冻后两种肌肉的挥发性盐基氮(27.5、21.4及21、23.51 mg·100g^-1)、菌落总数[3.52、3.89及3.46、3.9 lg(CFU·mL^-1)]显著高于其他解冻方式(P<0.05);微波解冻后肌肉纤维发生严重卷曲和断裂。综上,冷藏解冻的羊肉品质较好,这为实际生产中冻结羊肉的解冻方式选择提供了理论依据。     

低温高湿变温解冻库的研制与应用

为解决现有冻肉解冻库解冻速率慢、营养流失大、解冻过程氧化劣变严重等问题,研制了一种新型的低温高湿变温解冻库,该解冻库由绝热库体、蒸汽加热加湿系统、变频制冷系统和控制系统组成。通过各系统的协调运作,使库内温度始终维持在2~8℃,相对湿度始终保持在90%以上,从而实现冻肉解冻过程中的有效保鲜。同时通过低温高湿变温解冻库解冻20 t冷冻牛肉的加热负荷、制冷负荷、加湿蒸汽量及总蒸汽量等工艺参数的优化计算,研制出用于冷冻肉解冻的20 t低温高湿变温解冻库,并进行了生产验证试验,比较分析了该解冻库与常规4℃解冻库对解冻牛肉品质的影响。结果表明,该低温高湿变温解冻库解冻入库平均温度为-18℃的20 t冷冻牛肉耗时约12 h,加热负荷为95.94 kW,制冷负荷为18.77 kW,加湿蒸汽量为8.78 g/s,需要总蒸汽量为49.19 g/s;与常规4℃解冻库相比,低温高湿变温解冻库解冻汁液流失率、汁液蛋白含量及解冻牛肉蒸煮损失率分别显著降低了44.17%,21.61%及20.30%,解冻牛肉肌红蛋白含量显著增加了41.04%,高铁肌红蛋白含量显著降低了58.69%,硬度及咀嚼性分别显著增加了39.86 N及15.11 N,实现了冷冻牛肉的保鲜解冻。该研究为低温高湿变温解冻库的研制提供了参考,有利于解决冷冻肉解冻过程中的品质劣变问题。     

低温高湿变温解冻提高羊肉的品质

为了研究低温高湿变温解冻对羊肉品质的影响,该文研究了低温高湿变温解冻工艺(试验组,解冻温度为2℃→6℃→2℃,相对湿度RH>90%)和空气自然解冻工艺(对照组,控温4℃)对羊肉解冻过程中品质变化的影响。分析试验组与对照组羊肉在解冻过程中的色泽、蒸煮损失、解冻汁液流失、汁液蛋白含量、肌肉蛋白表面疏水性以及质构特性等的变化,应用扫描电镜(scanning electron micrograph,SEM)研究不同解冻工艺对肌肉微观结构的影响,结合SDS-PAGE电泳分析不同解冻工艺对肌原纤维蛋白组分变化影响及蛋白的交联、降解效应。结果表明:试验组与对照组相比,羊肉解冻后蒸煮损失率、解冻汁液流失率、汁液中蛋白含量及肌肉蛋白表面疏水性分别降低了3.59%,4.0%,8.98%,97.44(P<0.05),肉色更新鲜,硬度及咀嚼性也高于对照组;SDS-PAGE及SEM观察研究结果表明,不同的解冻方法都会导致解冻过程中肌肉蛋白的交联与降解,但试验组解冻羊肉与对照组相比,肌肉的微观结构遭破坏程度较轻,肌纤维束较对照组完整。与生产中常规使用的空气自然解冻相比,低温高湿变温解冻法能显著降低羊肉解冻过程中的品质劣变,提高解冻羊肉的品质。     

不同预处理对杏鲍菇片真空冻结品质的影响

为探索切片厚度、烫漂处理、外源水添加量等不同预处理条件对真空冻结杏鲍菇品质的影响,分析切片厚度与真空冻结失水率的关系,对烫漂、不烫漂两组物料添加不同比例的外源水后进行真空冻结对比试验。结果表明,随着切片厚度增加,杏鲍菇片真空冻结失水率呈递减趋势,为保证物料不失水而所需的外源水添加量与切片厚度之间呈现极显著的负线性关系(R2=0.98,P0.01)。不烫漂组杏鲍菇片解冻汁液流失率均显著高于烫漂组(P0.01),主要是由于其解冻前相对较高的含水率所致。烫漂组杏鲍菇片总损失率和相对电导率均显著高于不烫漂组,且均整体上随外源水添加量的增加而逐渐减小。外源水添加量可显著降低杏鲍菇片真空冻结失水率(P0.05),当外源水添加量低于20%时,不烫漂组杏鲍菇片真空冻结失水率显著高于烫漂组(P0.05),当外源水添加量高于25%时则相反。随着外源水添加量的增加,不烫漂组杏鲍菇片解冻汁液流失率整体呈增加趋势,而烫漂组解冻汁液流失率当外源水添加量高于10%时无显著性差异(P0.01)。显微结构观察表明,烫漂处理对杏鲍菇细胞网络结构产生一定破坏作用,而真空冻结前添加外源水可不同程度上降低物料组织内部水分蒸腾作用,减少对细胞组织结构的破坏。生产真空速冻杏鲍菇片时,推荐预处理条件为:切片厚度3 mm,90℃热水烫漂1 min,冻结前外源水添加量为30%。该研究结果可为食品真空冻结技术实践应用提供参考。     

蜉金龟堆肥和自然堆肥类胡敏酸的表征及特性研究

分别用焦磷酸钠和氢氧化钠浸提新鲜牛粪、蜉金龟堆肥(APCM)和自然堆肥(腐熟牛粪)产物中的类胡敏酸,采用元素组成、红外光谱及差热分析研究了其结构特征。元素分析结果表明,蜉金龟堆肥焦磷酸钠浸提物——类胡敏酸(NaHLA)的芳香性低于新鲜牛粪和自然堆肥,而碳水化合物及氮元素含量增加。蜉金龟堆肥氢氧化钠浸提物——类胡敏酸(PAHLA)的碳水化合物和氮元素含量也高于新鲜牛粪和自然堆肥,而自然堆肥PAHLA的芳香性略低于新鲜牛粪和蜉金龟堆肥。红外光谱分析结果表明,与自然堆肥NaHLA相比,蜉金龟堆肥NaHLA中羧酸脂类化合物、酮类化合物、脂肪族化合物及碳水化合物有所增加。与新鲜牛粪PAHLA相比,蜉金龟堆肥和自然堆肥PAHLA的碳水化合物、脂肪族化合物、酚类化合物及纤维素酯类减少,同时蜉金龟堆肥PAHLA的酰胺化合物在蜉金龟消化过程中被其吸收。差热分析结果表明,自然堆肥NaHLA的热稳定性高于新鲜牛粪和蜉金龟堆肥,而蜉金龟堆肥NaHLA的脂族化合物、外围官能团和分子内部芳香结构含量较高,分子结构较复杂。蜉金龟堆肥PAHLA存在两个放热峰,而新鲜牛粪和自然堆肥的中温放热峰消失。综上,蜉金龟堆肥和自然堆肥采用两种提取液浸提出类胡敏酸的结构特征存在差异性。     

基于生物散斑图像和惯性矩谱分析的牛肉掺腐检测

牛肉掺假严重危害消费者的健康与经济利益,因此对牛肉掺假进行无损检测具有重要意义。该文基于生物散斑技术对牛肉掺假进行定量检测。试验将新鲜牛肉和非新鲜牛肉按不同比例(0、1%、3%、5%~60%(5%梯度)和100%)混合制备掺假样本,并采集样本的生物散斑图像。针对单列惯性矩(inertia moment,IM)表征样本生物活性存在稳定性差的问题,首次提出惯性矩谱(IM谱)分析的方法并用于建立基于支持向量回归机(support vector regression machine,SVR)的牛肉掺假检测模型。结果表明基于IM谱建立的SVR模型能较为准确预测牛肉中掺假物含量,校正集和测试集的决定系数分别为0.85和0.81,均方根误差分别为0.12和0.11。该研究证明了利用生物散斑技术和惯性矩谱分析方法对新鲜牛肉中掺杂腐败牛肉进行定量检测是可行的。     

开垦对黑土有机质化学结构的影响

基于傅里叶红外光谱研究东北黑土开垦对土壤有机质化学结构特征的影响,探明各粒级团聚体及密度组分中有机质化学结构变化特征,为开垦黑土农田土壤有机质结构变化提供理论参考。依托中国科学院海伦农业生态试验站长期定位试验研究平台,以试验开垦前自然草地土壤为对照,选取开垦8年、没有有机物料投入的耕层(0～20 cm)土壤为研究对象,采用湿筛法、密度分组将土壤有机质分成不同组分,用傅里叶红外光谱仪测定原土及各组分有机质红外光谱,分析开垦对土壤有机质化学结构的影响。结果表明:开垦前后,有机质红外结构特征峰相似,均以多糖C—O和醇酚—OH为主。全土芳香族CC含量较开垦前显著减少4.77%,有机质稳定性下降6.32%。在>0.25 mm团聚体中芳香族CC和羰基CO相对强度较开垦前分别显著降低29.91%和27.16%,醇酚—OH相对强度显著增加15.60%;0.25～0.053 mm团聚体中,多糖C—O相对强度增加4.57%,脂肪族—CH相对强度显著减少23.85%。<0.053 mm团聚体中,脂肪族—CH相对强度显著减少16.33%。有机质游离态轻组(LF)、闭蓄态组分(OF)中多糖C—O特征峰相对强度分别显著增加15.82%和18.15%,在矿质态组分(MF)中变化不显著。主成分分析表明,开垦对>0.053 mm粒级团聚体和LF、OF组分有机质结构影响最大,各官能团中多糖C—O相对强度增加最明显。综上,开垦使黑土大团聚体和LF的有机质芳香族组分减少,有机质结构趋于简单化,有机质结构稳定性下降。     

中红外光谱土壤有机质含量估测研究进展

中红外光谱波段(2.5 ～ 25 μm)对土壤有机质内部分子振动高度敏感,基于中红外光谱技术的土壤有机质含量估测是土壤学科新兴的研究方向和热点。文章采用文献综述的方法,全面总结了土壤有机质含量中红外光谱估测方法的发展和应用,简述了中红外光谱响应与土壤有机质分子结构的相关性研究,对比分析了室内台式、手持式和机载中红外光谱设备估测土壤有机质含量的优势和局限性,比较分析了中红外、近红外、可见光 - 近红外光谱及其光谱组合估测土壤有机质含量的模型精度和稳定性,总结分析了基于中红外光谱技术的土壤有机质含量建模方法研究进展,以及土样制备、光谱数学变换、敏感波段选择等前处理对土壤有机质含量估测精度的影响研究,最后提出了土壤有机质含量中红外光谱估测存在的问题及发展趋势,为土壤有机质含量的测定工作提供参考。     

粉垄耕作对甜高粱农田土壤耕层特性及产量的影响

为了探究粉垄耕作对甜高粱土壤耕层理化性质及微生物数量的影响机理,以宁夏银川市贺兰山农牧场甜高粱农田作为试验区,设置传统耕作(CK)、粉垄30 cm(F30)、粉垄50 cm(F50)、深翻40 cm(DT40)4个耕作模式,研究甜高粱农田土壤耕层各物理性质、速效性养分含量及微生物数量在不同耕作方式下的变化规律,并对不同耕作模式下土壤耕层质量做出综合分析。结果表明:(1)F30、F50相比CK与DT40处理能更好地协调土壤三相比,显著降低土壤容重,显著增加土壤含水量及土壤孔隙度,有效改良土壤耕层的物理性质(P<0.05)。(2)与CK处理相比,F30、F50及DT40处理在0～15、15～30、30～45 cm 3个土层中土壤速效养分含量均增加,但CK仅与F30和F50处理有显著性差异(P<0.05):碱解氮含量增幅分别为5.3%～14.5%、13.1%～15.9%、3.2%～4.1%;速效钾含量增幅分别为13.0%～19.1%、15.7%～20.2%、2.8%～6.7%;有效磷含量增幅分别为5.2%～21.1%、5.7%～23.3%、0.8%～5.0%。(3)与CK处理相比,F30、F50及DT40处理在0～15、15～30、30～45 cm 3个土层中微生物数量显著增加,但CK仅与F30和F50处理有显著性差异(P<0.05):细菌数量增幅为6.3%～118.7%、18.8%～111.1%、9.4%～30.0%,真菌数量增幅为40%、33.3%～100.0%、20%,放线菌数量增幅为7.0%～40.0%、23.9%～86.7%、4.4%～26.7%。通过主成分综合分析得出,粉垄耕作模式下甜高粱农田生态系统土壤耕层质量高于CK和DT40处理,甜高粱产量在粉垄耕作下显著提高,其中F30耕作在生产上的应用性更广泛。     

草甸草原土壤不同组分有机碳含量及化学结构对长期氮输入的响应

为探究长期氮输入对草甸草原土壤不同组分有机碳含量及化学结构影响，以内蒙古东北草甸草原为研究对象，于2010年设置0(CK)、30(N30)、50(N50)、100(N100)、150(N150)、200(N200)kg/(hm~2·a) 6个不同施氮水平处理，测定土壤不同组分有机碳含量及红外光谱特征。结果表明：(1)相比CK，长期氮输入条件下可提高土壤总有机碳(SOC)含量(增幅0.3%～13.6%)，且主要表现为颗粒有机碳(POC)含量的增加(9.22%～16.39%)，但降低土壤轻组有机碳(LOC)含量。(2)红外光谱主成分分析(PCA)结果表明，土壤LOC主要来源于脂肪碳、芳香碳、酚醇化合物，POC主要来源于芳香碳和酚醇化合物，矿物结合有机碳(MOC)主要来源于烷基碳和多糖。(3)相比CK，施氮处理凋落物和LOC官能团中烷氧碳(单糖+多糖)的相对强度降低，烷基碳、芳香碳相对强度增加；土壤POC和MOC官能团中烷氧碳、烷基碳及芳香碳相对强度增加，酚醇化合物相对强度降低；且施氮处理下凋落物及其不同土壤碳组分有机碳结构稳定性(芳香碳/脂肪碳)均高于CK。(4)结构方程模型(SEM)结果...     

没食子酸对海鳗肌原纤维蛋白氧化及凝胶特性的影响

为研究没食子酸(GA)对海鳗肌原纤维蛋白(MP)氧化抑制作用和凝胶特性的影响,采用羟自由基氧化体系及不同质量分数GA对海鳗MP进行处理,考察不同浓度GA对海鳗MP氧化抑制作用,采用扫描电镜技术结合凝胶特性分析GA对MP的交联作用。结果表明,氧化使海鳗MP羰基含量、表面疏水性显著上升(P<0.05),总巯基含量、凝胶持水性显著降低(P<0.05)。不同浓度GA对MP氧化均有抑制作用,质量分数分别为0.10%、0.15%的GA抑制效果最佳,且凝胶持水性显著增强(P<0.05)。圆二色谱结果表明,质量分数分别为0.10%、0.15%的GA可使MP的α-螺旋、β-折叠含量有所增加。扫描电镜结果显示,添加质量分数为0.15%的GA后形成的MP凝胶结构更加致密、光滑。综上,质量分数为0.15%的GA能有效抑制海鳗MP氧化,并改善MP凝胶持水性和微观结构。本研究为GA在水产品加工及贮藏过程中的应用提供了理论依据和数据支撑。     

应用拉曼和中红外衰减全反射光谱测定溶液和土壤中的硝酸盐

为比较拉曼光谱和红外光谱在溶液和土壤中硝酸盐含量定量分析的适用性,采用两种光谱对溶液和土壤中的NO3–-N含量(0~200 mg/L)进行快速测定。结果表明,溶液中硝酸盐的拉曼特征峰在1 047 cm–1处,该特征峰强度与NO3–-N浓度成正比,对1 035~1 060 cm-1波段拉曼光谱峰面积和NO3–-N含量进行线性回归,决定系数R2为0.995 4;溶液中硝酸盐的中红外衰减全反射光谱特征吸收峰在1 350 cm–1,吸收峰与NO3–-N含量成正比,特征吸收区1 200~1 500 cm–1峰面积与NO3–-N含量的决定系数R2为0.991 1,表明两种光谱都可用于溶液中硝酸盐的测定。对于土壤样品,红外光谱在1 250~1 500 cm–1处有硝酸盐吸收峰,且吸收峰与NO3–-N含量成正比,峰面积与NO3–-N含量之间的决定系数R2为0.968 4;而对于拉曼光谱,硝酸盐的拉曼峰因受较强干扰导致吸收峰不明显,峰面积与NO3–-N含量之间的决定系数R2仅为0.000 9,表明中红外衰减全反射光谱可用于土壤中硝酸盐的测定,而拉曼光谱则很困难。因此,拉曼光谱和中红外衰减全反射光谱都可用于溶液中硝酸盐的测定,且前者灵敏度要高于后者;中红外衰减全反射光谱可用于土壤中硝酸盐的测定,而拉曼光谱难以用于土壤中硝酸盐定量分析,这为硝酸盐的快速测定提供理论依据和技术支持。     

半干旱黄土丘陵区不同植被类型的土壤水分特征及其稳定性

[目的]研究5种不同植被类型土壤水分动态特征,为区域内优化配植模式提供理论依据。[方法]以甘肃省定西市半干旱黄土丘陵区5种典型的植被类型为研究对象,使用土壤水分速测仪对2017,2018年0—200 cm土层土壤含水量进行观测,并对不同植被类型土壤水分特征及其稳定性进行分析。[结果]①不同植被类型土壤水分呈现出:山杏×侧柏混交林地(11.24%)退耕苜蓿草地(10.97%)自然荒地(10.66%)退耕林地(9.99%)柠条林地(9.55%)。②5种植被类型在0—200 cm土层依据有序聚类法可分为动态变化层(0—40 cm),利用层(40—100 cm)和弱利用层(100—200 cm)3个层次。在动态变化层(0—40 cm),土壤水分呈现出:自然荒地(14.23%)最高,柠条林地(11.04%)最低;在利用层(40—100 cm):退耕苜蓿草地(12.16%)最高,柠条林地(9.15%)最低;在弱利用层(100—200 cm):自然荒地(10.81%)最高,退耕林地(8.61%)最低。③不同植被类型土壤水分土层稳定性(变异系数)呈现出:退耕林地(19.9%)山杏×侧柏混交林地(21.3%)自然荒地(21.9%)退耕苜蓿草地(22.6%)柠条林地(23.6%)。④不同植被类型土壤水分时间稳定性(变异系数)呈现出:自然荒地(25%)退耕林地(25.2%)山杏×侧柏混交林地(26.5%)柠条林地(27.1%)退耕苜蓿草地(31.9%)。[结论]柠条林地土壤水分含量最低,在土层和时间上不稳定,山杏×侧柏混交林地较其他植被类型土壤水分含量更高,更具有稳定性。     

种还分离模式下玉米秸秆还田对土壤磷有效性及其有机磷形态的影响

采用尼龙网袋法对种还分离模式下的玉米秸秆还田进行田间原位模拟,比较不同秸秆还田量在不同还田深度下对土壤全磷、速效磷和不同形态有机磷的影响。试验设置4个水平秸秆添加比例R0(0%)、R1(0.44%)、R2(0.88%)、R3(1.32%)和3个不同还田深度0—15,15—30,30—45cm交叉处理。结果表明,秸杆还田1a后,各土层中土壤全磷含量随秸秆还田量的增加均无显著改变;在0—15cm土层中,与R0相比,R1、R2、R3处理下的土壤速效磷分别增加了27.0%,49.3%,64.1%,在15—30cm和30—45cm土层速效磷随着秸秆还田量的增加也呈显著增加,增加量大小依次为0—15cm15—30cm30—45cm;有机磷组分在0—15cm土层中表现为,相比于R0,R1、R2、R3处理的活性有机磷和高稳定性有机磷含量无显著差异,中等活性有机磷分别减少了12.8%,26.2%,36.3%,中稳定性有机磷分别增加了25.1%,53.5%,61.6%,15—30cm和30—45cm土层各有机磷组分含量变化也均表现为随着秸秆还田量的增加,中等活性有机磷含量升高,中稳定性有机磷含量降低,活性有机磷和高稳定性有机磷无显著差异。研究表明,种还分离模式下的玉米秸秆还田主要通过促进土壤其它形态的磷转化为速效磷而增加土壤速效磷含量,为下季作物提供可以直接吸收利用的磷源,同时提高了土壤中稳定性有机磷的含量,降低了中等活性有机磷的含量。