甘蔗渣生物炭吸附-还原Cr （Ⅵ）的反应研究

以甘蔗渣为原材料，在限氧条件下经600℃碳化制备生物炭RC，经800℃碳化制备生物炭HC，分别研究两者对Cr （Ⅵ）的吸附-还原反应。采用扫描电子显微镜-能谱（SEM-EDS）、比表面积和孔隙分析（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（RS）等对甘蔗渣生物炭表面性质进行表征，从吸附等温线、吸附动力学等角度探讨甘蔗渣生物炭对Cr （Ⅵ）的吸附-还原反应特征及其机理。结果表明：甘蔗渣生物炭具有丰富的孔隙结构和表面活性基团，且随着碳化温度升高，甘蔗渣生物炭表面孔隙度和芳香化程度增加，而含氧官能团OH、C O等相对含量则降低。HC对Cr （Ⅵ）的吸附-还原去除效果最好，总去除量高达117.28 mg·g^-1，较RC增加了82.42 mg·g^-1，其中吸附反应的去除量为76.00 mg·g^-1，比RC增加了67.99 mg·g^-1。随着碳化温度升高，生物炭缺陷程度降低，电子传递能力增强。HC对Cr （Ⅵ）的还原量为87.40 mg·g^-1，较RC增加了57.03 mg·g^-1。吸附等温线和吸附动力学拟合结果显示，甘蔗渣生物炭对Cr（Ⅵ）的吸附更符合拟二级动力学模型。Langmuir模型适用于HC对Cr（Ⅵ）的吸附，Freundlich模型适用于RC对Cr （Ⅵ）的吸附。XPS和FTIR分析结果显示，甘蔗渣生物炭对Cr （Ⅵ）的去除机理为静电吸附、还原和络合作用，其中RC、HC吸附作用的相对贡献率分别为22.98%、64.80%，还原反应的相对贡献率分别为87.12%、74.52%，表明甘蔗渣生物炭对Cr （Ⅵ）的去除过程以还原为主。     

玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收动力学特征及途径探讨

为探讨玉米幼苗对Cr（Ⅲ）的吸收途径,通过水培试验方法,研究了不同Cr（Ⅲ）处理浓度（0~20 mg·L^-1）对玉米幼苗Cr（Ⅲ）的吸收动力学特征的影响,以及ATP酶抑制剂、离子通道抑制剂、Fe（Ⅲ）对玉米幼苗根系Cr（Ⅲ）吸收的影响。结果表明：玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的最大吸收速率（V_max）为121.4 mg·kg^-1·d^-1,显著高于地上部的16.3 mg·kg^-1·d^-1（P<0.05）;根系吸收Cr（Ⅲ）的离子载体与离子的亲和力（K_m）为12.2 mg·L^-1,显著低于地上部分的180.8 mg·L^-1（P<0.05）。ATP酶抑制剂Na3VO4显著抑制了玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收（P<0.05）。Ca²⁺通道抑制剂LaC_l3和K⁺通道抑制剂C₈H₂₀CIN均不抑制玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收（P>0.05）。与正常营养液相比,缺Fe（Ⅲ）处理下的玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的V_max增加了20.0%,K_m数值仅减少了5.0%,但Fe（Ⅲ）处理下的玉米幼苗根系吸收Cr（Ⅲ）的V_max减少了46.0%,K_m数值减少了56.0%。研究表明,玉米幼苗吸收的Cr（Ⅲ）主要富集在玉米幼苗的根部,只有很少被转移到地上部分;玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收存在主动吸收的过程,进入细胞膜的途径与Ca²⁺和K⁺通道无关,Fe（Ⅲ）抑制了玉米幼苗根系对Cr（Ⅲ）的吸收。     

Thauera humireducens合成钯纳米颗粒及其催化除铬性能研究

为了提供制备过程环境友好、性能良好的催化剂，采用反硝化菌Thauera humireducens（T.humireducens）合成钯纳米颗粒（Pd-NPs），并评价其催化去除地下水中Cr（Ⅵ）的性能。结果表明：利用T.humireducens能够在24 h内制得尺寸集中分布在2~6nm、分散良好的Pd-NPs。提高初始Pd（Ⅱ）和HCOONa浓度、增大微生物接种量及营造弱酸性环境，均能加快T.humireducens合成Pd-NPs的速率。相比于化学方法制备的Pd-NPs，T.humireducens合成的Pd-NPs能够更高效地将Cr（Ⅵ）催化还原为不溶的Cr（Ⅲ），1.5 h内Cr（Ⅵ）的还原效率达95%。循环使用3个周期后，T.humireducens合成的Pd-NPs的催化活性仅下降13%。本研究首次证明反硝化菌T.humireducens可快速合成Pd-NPs，且合成的Pd-NPs可用于地下水的铬污染治理。     

人工湿地基质对磺胺甲恶唑和六价铬复合污染的吸附性能

为探明能够协同吸附磺胺甲恶唑（Sulfamethoxazole，SMZ）和六价铬[Cr（Ⅵ）]的人工湿地基质种类，以蛭石、沸石、河砂、泥炭、水稻土、高炉渣、硅藻土、火山岩、钾长石和砾石10种基质作为吸附剂，采用批次吸附试验，研究SMZ和Cr （Ⅵ）单吸附和共吸附的吸附动力学、吸附等温线和pH响应变化。结果表明：准二级动力学模型能更好地描述SMZ和Cr （Ⅵ）在基质上的吸附过程（R²≥0.993），同时伴随体积扩散、大孔扩散和微孔扩散三个阶段（C_i>0），SMZ和Cr（Ⅵ）互相削弱了彼此的体积扩散和大孔扩散（P>0.05），降低Cr（Ⅵ）吸附量从0.51~0.97 mg·g^-1至0.48~0.49 mg·g^-1，但增加SMZ吸附量从0.35~0.54 mg·g^-1至0.45~0.51 mg·g^-1，SMZ和Cr （Ⅵ）以水稻土和火山岩动力学聚类变化较大。Freundlich模型能更好地描述SMZ和Cr （Ⅵ）（R²≥0.839）在各基质上的吸附行为，Cr （Ⅵ）对SMZ吸附以促进作用为主，SMZ对Cr （Ⅵ）吸附的影响因基质不同而存在差异，其中SMZ和Cr （Ⅵ）互相促进彼此在钾长石、高炉渣、火山岩、砾石的吸附容量，分别提升10%、10%、21%、25%和166%、71%、104%和658%，吸附等温线聚类变化较大。SMZ和Cr（Ⅵ）在各基质上的吸附量随pH递增而递减，酸性pH下泥炭和火山岩对SMZ和Cr（Ⅵ）的吸附量均高于其他基质，pH响应聚类变化较大。研究表明，钾长石、高炉渣、火山岩、砾石和泥炭有利于SMZ和Cr（Ⅵ）的协同吸附，是人工湿地控制SMZ和Cr （Ⅵ）复合污染的潜在基质。     

外源钙对NaHCO3胁迫下油菜幼苗叶片离子平衡及光合特性的影响

为探究碱胁迫下油菜幼苗叶片离子平衡与光合特性对外源Ca²⁺的响应，深入理解添加外源Ca²⁺缓解油菜幼苗碱胁迫的作用机制，以5叶期油菜华油杂62（耐盐品种）与湘油15（盐敏感品种）为材料，在NaHCO₃（100 mmol/L）胁迫下，设置6个CaCl₂水平：CK、0%、0.25%、0.5%、1%、2%（记为CK、T1、T2、T3、T4、T5），研究CaCl₂对油菜幼苗叶片离子平衡及光合特性的影响。结果显示：NaHCO₃胁迫下，油菜幼苗将更多的Na⁺储存于叶片，将较多Ca²⁺积累于根系，其中，湘油15体内离子的失衡较华油杂62更为显著；NaHCO₃胁迫下，叶面喷施0.5% CaCl₂对幼苗质膜损伤的修复最为显著，降低了幼苗叶片Na⁺含量，提高了叶片K⁺与Ca²⁺含量，其中对华油杂62叶片K⁺/Na ⁺的提高及Ca²⁺的增加更为显著。除潜在光化学效率（F_v/F_o）与最大光化学效率（F_v/F_m）外，NaHCO₃胁迫对湘油15光合特性的抑制均大于华油杂62，外源喷施0.5% CaCl₂提高了幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、F_v/F_o、F_v/F_m、净光合速率、气孔导度及蒸腾速率，其中华油杂62对应各指标的增加量较湘油15更为显著。结果表明，叶面喷施CaCl₂能调控碱胁迫下油菜幼苗叶片离子平衡与光合特性并且对耐盐品种的改善更为显著。     

一株耐盐芽孢杆菌的筛选及其蛋白酶的酶学特性研究

从浙江舟山的盐场中分离出了一株耐盐菌,结合生理生化实验及16S rDNA基因序列鉴定结果,表明菌株CK-1为Bacillus的未定种,其系统分类学关系与花津浦芽孢杆菌（Bacillus hwajinpoensis）种最近,命名为Bacillus sp. CK-1。经研究,该菌最适生长NaCl浓度为4%,且能在20% NaCl浓度下生长,表明其为耐盐菌。对其分泌的蛋白酶进行了表征和培养条件的优化。经研究发现,该蛋白酶在pH 8.0和45℃具有最高的蛋白酶活性,并在8%NaCl浓度下仍能保持44.9%的活性。对发酵培养基的优化结果表明,蔗糖、淀粉和麦芽糖均对蛋白酶的生产有明显的促进作用。随着发酵培养基中NaCl浓度的测试表明,该菌分泌的蛋白酶活性随着NaCl浓度的变化呈现先增大后减小的趋势,并在12%NaCl浓度时该菌分泌的蛋白酶酶活达到最高。Ca²⁺对发酵液中的蛋白酶活性具有明显的促进作用,表明其为Ca²⁺依赖蛋白酶。经优化,在含有KCl 2.0 g·L^-1、NaHCO₃ 0.06 g·L^-1、FeCl₃ 0.001 g·L^-1、NaCl 120.0 g·L^-1、CaCl₂·2H₂O 1 mmol·L^-1、麦芽糖 10 g·L^-1、tryptone 10 g·L^-1和初始pH 7.5的培养基中,于40 ℃发酵培养5 h后,Bacillus sp. CK-1所产蛋白酶具有最大的活性。     

一株Cr(Ⅵ)还原菌的筛选鉴定及其还原特性研究

从山西某铬渣堆场土壤中分离得到一株能还原Cr(Ⅵ)的细菌C2L,通过形态特征、生理生化反应和分子生物学鉴定确定该菌株为霍氏肠杆菌(Enterobacterhormaechei).该菌株能在较宽的pH 值(5~9)和温度(25~45 ℃)范围内还原Cr(Ⅵ),最佳反应条件为pH8和30 ℃.在Cr(Ⅵ)初始浓度为50、100、200、400、800 mg·L^-1时,C2L菌株对Cr(Ⅵ)的还原效率分别为99.3%、94.2%、85.6%、82.1%、58.2%.实验结果表明,该菌株在高Cr(Ⅵ)浓度下仍可表现出良好的还原能力,具有独特的还原Cr(Ⅵ)性能,在处理Cr(Ⅵ)污染土壤中存在极大的应用潜力.     

膨润土改性及对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的 提高膨润土对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。方法 采用氢氧化钠和壳聚糖对膨润土进行改性，分别得到碱改性膨润土（B-NaOH）、壳化膨润土（B-CS）和壳化碱改性膨润土（B-NaOH-CS）。以钠基膨润土（B）为对照，利用红外光谱仪、扫描电镜和比表面积分析仪表征3种改性膨润土的理化性质，研究其对Cr（Ⅵ）的吸附性能。结果 B-NaOH-CS中出现了强N—H吸收峰以及增强的C—H对称弯曲峰，同时B-NaOH-CS表面片状结构卷曲分散，层间孔隙增多，比表面积是其他膨润土的1.2倍以上。当Cr（Ⅵ）质量浓度为50 mg·L^-1时，B-NaOH-CS对Cr（Ⅵ）的平衡吸附量为1.03 mg·g^-1，分别是B-CS、B-NaOH的1.26、1.84倍。描述膨润土吸附Cr（Ⅵ）的动力学过程，准二级动力学模型优于准一级动力学模型；描述膨润土吸附Cr（Ⅵ）的热力学过程，Langmuir等温模型优于Freundlich等温模型。热力学参数△H>0、△G<0、△S>0，表明膨润土吸附Cr（Ⅵ）为吸热、自发、无序反应。B-NaOH在pH=7.0时对Cr（Ⅵ）的吸附量最大，B-CS、B-NaOH-CS在pH = 3.0时对Cr（Ⅵ）的吸附量最大。结论 B-NaOH-CS对Cr（Ⅵ）的吸附效果最好，改性膨润土对去除Cr（Ⅵ）污染有重要作用。     

休耕田对水产养殖废水抗生素去除及风险评估

根据水产养殖废水集中于冬季排放和休耕田需在冬季引水调质的现实需求,提出将水产养殖废水回用休耕田的技术方案,并对废水中典型抗生素磺胺甲恶唑（SMX）在休耕田中的降解途径和效果进行研究,同时对水产养殖废水回用示范区休耕田进行健康风险分析。结果表明：土壤微生物降解是去除废水中SMX的主要途径,去除贡献率为65%~78%,土壤固定和植物吸收对SMX的去除贡献较低。在微生物群落属水平上检测到Arthrobacter （节杆菌属）、Sphingomonas （鞘氨醇单胞菌属）和Bacillus （芽孢杆菌属） 3类降解SMX的优势菌属。TN、NO₃^--N、TP和COD_Cr的去除效果均随SMX浓度升高而降低。在消纳水产养殖废水的休耕田中,残留的抗生素对人体健康和土壤生态系统的风险商值小于0.01,其潜在风险可忽略不计。     

有机解磷菌对天鹅湖潟湖沉积物中磷释放的影响

为探讨天鹅湖中有机解磷菌（OPB）的优势种属以及解磷菌对潟湖沉积物磷释放的影响,通过平板培养和16S rDNA序列分析对沉积物中 OPB进行筛选鉴定,选取 3株代表性菌株（Geobacillus stearothermophilus、Bacillus flexus、Bacillus altitudinis）在沉积物灭菌和非灭菌条件下进行模拟试验,探究 OPB 接种对上覆水总磷（TP）及沉积物碱性磷酸酶活性（APA）、磷赋存形态的影响。结果表明：芽孢杆菌属（Bacillus sp.）是天鹅湖冬季沉积物中 OPB的优势属。沉积物是否灭菌对上覆水 TP浓度影响显著,表现为灭菌组的3个接种处理的TP浓度均显著高于非灭菌组。OPB接种促进了天鹅湖沉积物中磷的释放,试验期间灭菌组各处理水体TP 浓度变幅为 0.049~0.335 mg·L^-1,其中弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus）和短小芽孢杆菌（Bacillus altitudinis）增幅较大。在试验结束时,大多数处理沉积物中APA和弱吸附态磷（NH₄Cl-P）含量明显增加,而可还原态磷（BD-P）和铁铝结合态磷（NaOH-P）含量则有所降低。研究表明,在天鹅湖潟湖沉积物中分布着大量OPB,其可通过分泌碱性磷酸酶或改变氧化还原环境等影响沉积物磷的形态转化及释放潜力,OPB对沉积物内源磷释放的贡献不容忽视。     

油菜绿肥翻压还田对新疆盐碱土壤的改良效果研究

为探讨油菜绿肥翻压对盐碱土的改良效果，在中度盐碱荒地上设置油菜绿肥翻压还田1年（T1）、翻压还田2年（T2）和无绿肥还田（CK）三个处理，研究油菜绿肥对盐碱土壤理化性状、盐组分及棉花产量的影响。结果表明：油菜绿肥翻压的效果表现为T2 > T1 > CK，与CK相比，T2和T1处理分别使棉花籽棉产量增加27.5%和13.5%（P<0.05）；T2处理土壤pH值和电导率比CK分别降低1.0个单位和0.7 mS·cm^-1，T2处理全氮、全磷、全钾和有机质比CK分别增加44.8%、9.1%、6.5%和115.2%；油菜绿肥粉碎还田显著降低盐碱离子含量，其中，与CK相比，T2处理土壤盐基阳离子Ca²⁺、K⁺、Mg²⁺和Na⁺含量显著（P<0.05）降低30.3%、42.7%、41.0%和30.5%，土壤盐基阴离子Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-和HCO₃^-含量显著（P<0.05）降低39.2%、33.0%、32.2%和32.1%。研究表明，油菜绿肥能改善土壤理化性状、增加养分含量、降低盐碱离子含量，对新疆绿洲干旱区盐碱土壤具有较好的改良效果。     

红树林人工湿地的脱氮除磷效果研究

为探究红树林人工湿地对海水池塘尾水中氮（N）、磷（P）元素的净化作用,选择秋茄（Kandelia candel）、桐花树（Aegicerascorniculatum）、红海榄（Rhizophora stylosa）3种红树植物构建人工湿地系统。在试验进行的一个月内,以海水池塘养殖尾水中的N、P为参考,浇灌5、10、15倍和25倍N、P浓度的人工海水,序时收集出水口水样,分别测定不同形态的N、P营养盐含量。研究显示,在N、P浓度升高时,人工湿地系统对氨态氮（NH₄⁺-N）的去除率下降,15倍浓度处理下秋茄对NH₄⁺-N的去除效果显著高于红海榄和桐花树（P<0.05）,红树植物处理组能使系统中硝态氮（NO₃^--N）浓度保持稳定,同时对水体中的亚硝态氮（NO₂^--N）始终有良好的去除效果。试验开始后的0~3 d,系统中磷酸盐（PO₄^3--P）浓度显著下降,表现出对PO₄^3--P良好的去除效果。综合来看,红树林人工湿地对海水池塘养殖尾水中N、P的去除效果较好,可作为海水池塘养殖尾水达标排放的修复技术应用推广。     

成型马尾松针对含铬废水中Cr（Ⅵ）的去除

以废弃的马尾松针为原材料，制备了易回收的成型马尾松针，并用于含铬（Cr）废水的吸附。通过磷酸与羧甲基纤维素钠反应将废弃马尾松针成型化，以重铬酸钾溶液作为模拟含铬废水，研究吸附剂投加量、pH、初始浓度等对成型马尾松针吸附Cr（Ⅵ）的影响。结果表明：成型马尾松针对水中Cr（Ⅵ）具有良好的去除效果，质量浓度为10 mg·L^-1的Cr（Ⅵ）溶液，吸附剂投加量为10.0 g·L^-1时，Cr（Ⅵ）去除率达到99%；成型马尾松针对Cr（Ⅵ）的吸附是一个先快速吸附、后缓慢达到平衡的过程，对于10 mg·L^-1的Cr（Ⅵ）溶液，最终吸附平衡时间为6 h。马尾松针对Cr（Ⅵ）的去除率随着pH的升高而降低，在pH 1~4时，去除率超过90%；成型马尾松针对Cr（Ⅵ）的吸附符合Freundlich模型，吸附过程可以由准一级动力学模型描述；成型马尾松针去除Cr（Ⅵ）的主要机制是静电吸附、氧化还原和络合作用。研究表明，成型马尾松针在去除Cr（Ⅵ）方面具有良好的潜力，可实现废弃生物质资源的循环利用和废水中有毒重金属去除的双重目标。     

盐单胞菌合成纳米钯催化污染物的还原

从浙江舟山盐场筛选出一株盐单胞菌Halomonas salina JX-1，能够合成金属钯纳米颗粒，并应用于催化六价铬Cr(VI)的还原及有机偶氮染料甲基橙（MO）的脱色。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）等分析证实合成了零价纳米钯颗粒。对钯纳米颗粒合成条件的优化实验的结果表明，在菌量OD₆₀₀=1.0、无氯化钠、以甲酸为电子供体时，细菌还原钯的速率最快。电子穿梭体核黄素可加快钯离子还原成钯纳米颗粒。纳米钯颗粒在24 h内对Cr(VI)的还原率高达99%，在1.5 h内对甲基橙的降解率也几乎达到100%。综上，Halomonas salina JX-1合成的纳米钯颗粒对Cr(VI)及甲基橙都有很高的催化活性。     

不同碳氮源对Paracoccus sp.QD15-1降解邻苯二甲酸二甲酯的影响

邻苯二甲酸二甲酯（Dimethyl phthalate,DMP）是一种高毒性的有机污染物,Paracoccus sp.QD15-1能够高效降解DMP,碳氮源是微生物需求量最大的生长要素。本实验以Paracoccus sp.QD15-1为研究对象,在基础无机盐（MSM）培养基中分别外加不同碳氮源（碳源分别为5 g·L^-1的葡萄糖、蔗糖、乳糖和淀粉;氮源分别为5 g·L^-1的硫酸铵、硝酸钠、硝酸铵和尿素）,研究Paracoccus sp.QD15-1生长和降解DMP能力的变化。结果表明,外加4种碳源后,菌株生物量和降解DMP能力均显著提高,其中外加淀粉处理的最大比生长率达到0.13 lg（cfu）·h^-1,36 h降解率为78.2%,DMP半衰期为15.6 h。外加4种氮源后,降解菌的生物量均有所上升,其中外加尿素,36 h降解率为62.8%。研究表明,Paracoccus sp.QD15-1在不同碳氮源中均能够较好地降解DMP,且外加淀粉作为碳源和外加尿素作为氮源的降解效果更佳,在实际工程应用中具有良好前景。     

球孢白僵菌Bb070817菌株对番石榴实蝇的室内毒力

为研究球孢白僵菌(Beauveria bassiana) Bb070817菌株对番石榴实蝇Bactrocera correcta ( Bezzi )的毒力效果,采用喷雾法和浸渍法以不同密度球孢白僵菌(Beauveria bassiana) Bb070817菌株的分生孢子液处理番石榴实蝇Bactrocera correcta ( Bezzi )的成虫、幼虫和蛹,并分别测定对成虫、幼虫和蛹的室内毒力。结果表明,成虫的累积校正死亡率最高,为 86.12%,其致死中时间（LT₅₀）为 4.66 d,致死中密度（LCT₅₀）为2.948 5×10⁵ mL^-1。幼虫的累积校正死亡率为 88.42%,其LT₅₀为4.47 d, LCT₅₀为2.769 5×10⁵ mL^-1。蛹的累积校正死亡率是 83.91%,其LT₅₀为5.16 d,LCT₅₀ 为3.155 7×10⁵ mL^-1,说明该菌株对番石榴实蝇具有较强的毒力。     

红树根际解磷真菌筛选及其对桐花树生长的影响

为了获取具有解磷、促生作用的红树根际解磷真菌,采用NBRIP（National Botanical Research Institute''s phosphate）培养基初筛法从红树根际土壤筛选得到解磷真菌,并分析菌株对不同难溶性磷酸盐的溶解差异和高效解磷真菌对桐花树的促生效果。结果表明：解磷能力最强的PSF-FJ1、PSF-FJ2和PSF-FJ3菌株对该生境中具有代表性的难溶性磷酸盐的溶解顺序为Ca₃（PO₄）₂>AlPO₄>FePO₄>卵磷脂,菌株PSF-FJ1对Ca₃（PO₄）₂的溶解能力可达773.36 mg·L^-1,培养液酸化是溶解Ca₃（PO₄）₂的关键机制之一。通过ITS基因序列分析方法,将具有吲哚-3-乙酸（IAA）和铁载体合成潜力的高效解磷真菌PSF-FJ1鉴定为Penicillium sp.。与未接菌相比,接种PSF-FJ1使得桐花树幼苗的总生物量提高了23.13%,植株根系活力增强了64.91%,叶片Pn、Tr和Gs分别显著提高37.92%、40.04%和41.70%,叶片光合色素含量显著增加,更多的磷元素和氮元素被植株吸收。研究表明,解磷真菌Penicillium sp.PSF-FJ1可有效促进桐花树幼苗的生长,该菌株可开发为新型生物菌肥并可尝试应用于滨海红树造林工程。     

围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响

稻田湿地生态系统的N₂O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义，而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N₂O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0），比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N₂O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明，土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加，而土壤pH值、SO₄^2-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N₂O还原速率随围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N₂O·g^-1·d^-1，与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现，功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×10⁸ copies·g^-1和4.36×10⁸ copies· g^-1，比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N₂O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关，而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ；N₂O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO₄^2-）均呈负相关。因此，围垦造田促进了滨海湿地土壤N₂O还原过程，而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N₂O还原速率增加的重要原因。     

甲酸盐和葡萄糖对两种土壤N2O排放的刺激作用

为初步探究某些根系分泌物对土壤N₂O排放的影响,采用室内培养的方法,以甲酸盐和葡萄糖为外加碳源（0、0.5、1 μmolC·g^-1）,测定了其对菜地和稻田土壤N₂O排放的影响。结果表明,无外加有机碳源情况下,菜地土壤的N₂O-N（2.65~2.69 μg·kg^-1）排放量显著小于稻田土壤（6.19~11.79 μg·kg^-1）（P<0.01）;添加葡萄糖的情况下,菜地土壤的N₂O-N（2.47~3.44 μg·kg^-1）排放量也显著小于稻田土壤（9.55~13.34 μg·kg^-1）（P<0.01）;但在甲酸盐（1 μmol C·g^-1）的刺激下菜地土壤N₂O-N排放量（54.86 μg·kg^-1）显著高于稻田土壤（42.40 μg·kg^-1）（P<0.01）;增加施氮量并没有显著增加土壤中N₂O排放。荧光定量PCR结果表明,稻田土壤微生物拷贝数（包括真菌、细菌、反硝化细菌）是菜地的3~8倍。进一步通过高通量测序分析发现,反硝化真菌在菜地中的相对丰度（53.8%）,远远高于其在稻田土壤中的丰度（6.6%）。有报道指出,反硝化真菌能够有效地利用甲酸盐产生N₂O,我们的研究也发现小分子有机物质的微量添加可以显著刺激土壤N₂O排放;微生物群落结构可以显著地影响土壤N₂O排放对不同有机碳源添加响应;甲酸盐添加下的菜地土壤中,大量反硝化真菌很可能是N₂O的主要贡献者。     

柿脱涩过程中褐变及相关酶活性的变化规律

【目的】研究涩柿果实CO₂脱涩过程中的褐变现象,了解褐变相关生理生化指标及酶活性的变化规律,为扩大CO₂脱涩技术的适用范围、提高涩柿产业经济效益提供理论支持。【方法】以极易褐变品种‘中柿1号’为试材,采用CO₂脱涩法对商熟期果实进行脱涩处理,根据褐变面积分为T1（25%~49%）、T2（50%~75%）和T3（≥75%）3个褐变等级,以未处理果实为对照（CK）,对不同褐变等级柿果生理生化指标及褐变相关酶活性变化规律进行研究。【结果】随着褐变程度加重,‘中柿1号’果实硬度、L^*、a^*、b^*、可溶性单宁和总酚含量逐渐下降,MDA和不溶性单宁含量呈上升趋势,总黄酮和抗坏血酸含量及SOD、POD、CAT和PPO活性均呈先上升后下降的变化规律。相关性分析表明,可溶性单宁与不溶性单宁含量呈显著负相关关系,果实硬度、L^*和b^*值均与可溶性单宁含量呈显著正相关关系,a^*值与总酚含量呈显著正相关关系,抗坏血酸含量与POD、CAT活性呈显著正相关关系。【结论】用CO₂脱涩法处理柿果实时,高CO₂低O₂环境破坏了柿果实内部氧化还原的平衡状态,导致果实褐变。