6种淡水绿藻产氢的比较

在无光照时,6种淡水绿藻在有硫缺硫培养条件下都可以产生氢气,产生氢气最多的是缺硫培养液内的斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus),最少的是缺硫培养液内的小球藻(Chlorellavnlgaris)。在随后的持续光照(165μmol.m-2.s-1)条件下,斜生栅藻、1969(Chlamydomonas augustae)、雪衣藻(Chlamydomonasnivalis)、小球藻在有硫培养液内释放的氢气量比在缺硫培养液内释放的氢气多。莱茵衣藻(Chlamydo-monas reinhardtii)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)在缺硫培养液内释放氢气量比较多。在光照缺硫培养条件下莱茵衣藻释放氢气量最多,在光照有硫培养条件下蛋白核小球藻释放氢气量最多。     

单壁碳纳米管对莱茵衣藻光合产氢的影响

[目的]研究单链DNA包裹前、后的单壁碳纳米管(SWCNT)对莱茵衣藻光合作用和光合产氢的影响,为利用藻类高效产氢提供新思路。[方法]对单壁碳纳米管进行单链DNA修饰,利用光谱学等方法表征其理化性质。将单链DNA包裹前、后的单壁碳纳米管引入莱茵衣藻培养体系共孵育,观察单壁碳纳米管在衣藻细胞中的分布及其对衣藻光合作用和光合产氢的影响。[结果]单链DNA修饰可以增加单壁碳纳米管在溶液中的稳定性,减少纳米管团聚引起的衣藻细胞聚集。单链DNA包裹前、后的单壁碳纳米管对莱茵衣藻生长仅有轻微抑制。在缺硫条件下,与对照相比,2种形态单壁碳纳米管(ss DNA/SWCNT、SWCNT)均造成衣藻PSⅡ活性下降,呼吸速率显著高于光合速率,从而诱导衣藻细胞更快进入缺氧状态。2种形态单壁碳纳米管均可促进莱茵衣藻光合产氢,但未经包裹的单壁碳纳米管效果更加明显,可提高产氢量5倍以上。[结论]单链DNA包裹可提高单壁碳纳米管在溶液中的稳定性和分散性。单壁碳纳米管可通过影响PSⅡ活性和增强呼吸代谢的方式促进莱茵衣藻光合产氢。     

氧化石墨烯和多壁碳纳米管对莱茵衣藻光合产氢的影响

[目的]比较不同纳米材料对莱茵衣藻光合产氢的影响,为纳米材料在生物产氢中的应用奠定基础。[方法]在前期对单链DNA修饰单壁碳纳米管(ssDNA/SWCNT)的研究基础上,将羟基修饰多壁碳纳米管(MWCNT)和氧化石墨烯(GO)导入莱茵衣藻细胞,研究它们对衣藻细胞生长、光合生理和产氢的影响。[结果]ssDNA/SWCNT尺寸为0.1～1.0μm; MWCNT小于50μm, GO横向尺寸为0.5～3.0μm。MWCNT、GO和ssDNA/SWCNT的zeta电位分别为(-32.97±1.19)、(-43.20±0.56)和(-56.85±0.93)mV,拉曼光谱I_D/I_G比值分别为0.17、0.81和0.79。GO的纯度和溶液分散性优于MWCNT,但二者的纯度和分散性均小于ssDNA/SWCNT。与衣藻细胞共培养后,GO、MWCNT与ssDNA/SWCNT均定位在细胞质,并轻微抑制细胞生长。在缺硫培养条件下,与2种碳纳米管相比,氧化石墨烯(GO)可显著抑制藻细胞的PSⅡ最大光化学效率、电子传递速率和净光合放氧速率,从而加速细胞缺氧状态的建立。纳米材料处理后,氢化酶活性峰值的出现从缺硫培养11 d提前到7 d。添加GO的衣藻共培养物的产氢量是对照的4.5倍,显著高于MWCNT(1.2倍)和ssDNA/SWCNT(2.2倍)。[结论]氧化石墨烯和羟基修饰多壁碳纳米管可通过抑制PSⅡ光合活性、在细胞内提前建立缺氧状态、尽快诱导氢化酶活性的方式促进莱茵衣藻光合产氢,其中氧化石墨烯可显著提高光合产氢量,为对照的4倍以上。     

利用啤酒废水发酵产氢试验研究

以广西某啤酒厂废水为基质,有效体积10L的UASB为反应器,利用驯化后的污水厂脱水污泥为种泥进行发酵产氢。批式试验结果表明,温度和p H值对发酵产氢影响显著,产氢的最佳温度为37℃,最佳pH=5.5,最大产氢速率达到3.41m L/(L·h),产气中氢气的含量达到50.2%。连续流试验表明,在T=37℃、pH=5.5条件下,最佳HRT=8.0h,最大产氢速率达到3.29 m L/(L·h),最大氢含量达49.3%。     

棉花秸秆厌氧发酵制氢研究

为获得可再生清洁能源氢气,以棉花秸秆为发酵产氢底物,污水处理厂活性污泥为产氢菌源,通过厌氧发酵产生可再生能源氢气。主要研究发酵底物质量浓度、发酵初始pH、预处理盐酸和氢氧化钠的浓度对棉花秸秆产氢性能的影响,同时探讨棉花秸秆发酵产氢气的类型。结果表明:底物质量浓度为10g/L,初始发酵pH为7.0时,用0.4mol/L盐酸在90℃下浸泡棉花秸秆2h,底物发酵产氢潜势最高,其累积产氢量为76.78mL/g,最大平均产氢速率为4.79mL/(g·h),混合气中氢气摩尔分数达63.38%,棉花秸秆产氢类型为乙醇型发酵产氢。     

缺硫胁迫对水稻叶绿素荧光动力学的影响

采用水培的方法,对缺硫水稻叶片的光合特性进行了研究。结果表明,在缺硫情况下,水稻叶片的光合色素含量、净光合速率(Pn)、初始荧光(Fo)、光化学效率(Fv/Fm)、有效光化学效率(F′v/F′m)、实际光化学效率ФPSⅡ和电子传递速率(ETR)显著下降,非光化学能量耗散(NPQ)增加,缺硫水稻的光合能力降低。PSⅡ反应中心破坏或可逆性失活没有造成水稻叶绿素PSⅡ活性降低,而非光化学能量耗散增加造成了缺硫水稻Fo下降,这很可能是水稻植株适应缺硫逆境的一种机制。     

红千层叶片光合速率和叶绿素荧光参数日变化

以柳枝红千层为材料,研究其在不同天气条件下叶绿素荧光动力学参数和净光合速率的日变化及其与光合有效辐射、温度、空气相对湿度、蒸腾速率等环境因子的关系.结果表明:晴天红千层净光合速率日变化呈不对称的双峰曲线,有明显的"午休"现象;第1个峰值出现在9:00时,净光合速率达到4.12μmol/(m2·s),第2个峰值出现在14:00时,净光合速率达到2.84 μmol/(m2·s);而阴天净光合速率日变化呈不对称的单峰曲线,波峰出现在11:00时,峰值为2.42 μmol/(m2·s).晴天PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均表现出随着光强增加而逐渐降低;说明光合机构受到部分损伤,PSⅡ原初光能转换效率逐渐下降.而阴天Fv/Fm和Fv/Fo均表现出先下降后上升的趋势,光合活性受到暂时抑制,光合器官并没有受到损伤.影响光合作用的主导环境因子为光合有效辐射、气孔导度和空气相对湿度.     

黄海海域漂浮浒苔的生理特性

研究温度、盐度、光强等重要环境因子对黄海海域漂浮浒苔PSⅡ活性(有效光化学效率ΔF/Fm’,Yield;最大光化学效率Fv/Fm)和光合放氧速率的影响。对藻体的光合生理活性而言,20~30℃是最适范围,25℃下PSⅡ活性和光合放氧速率都较平稳;在高温(35℃)下培养时,漂浮浒苔很敏感,不能正常生长。当盐度为0时,藻体的PSⅡ活性和光合放氧速率均大幅下降,转入正常盐度3%后,藻体的PSⅡ活性都有所回升;大多数样品对本试验的高盐度(4%)都有较好的耐受性。在试验光强范围内,漂浮浒苔PSⅡ活性在400μmol/(m2·s)下的降幅较大,而160μmol/(m2·s)下的活性较强且较平稳;光合放氧速率表现出随培养光强增大而增大的趋势。     

低温弱光胁迫对棉花幼苗叶绿素荧光特性及能量分配的影响

[目的]探讨低温弱光胁迫下不同基因型棉花幼苗叶绿素荧光特性及能量分配的响应机制,为棉花耐低温品种选育及筛选耐低温鉴定指标和方法提供理论依据.[方法]以6种不同基因型棉花幼苗为试材,通过5℃、100 μmol/( m2·s)低温弱光处理,测定12 h内叶绿素荧光相关参数.[结果]低温弱光胁迫提高了初始荧光Fo、光合功能相对限制值L(PFD),显著降低了PSⅡ最大光化学效率Fv/Fm、PSⅡ实际光化学效率φPSⅡ、光合电子传递速率ETR、光化学猝灭系数qP等指标,非光化学猝灭系数NPQ则呈现先升后降的趋势;同时,PSⅠ激发能分配系数σ、天线热耗散速率Drate增大,PSⅡ激发能分配系数β、光化学速率Prate降低.[结论]低温弱光胁迫导致棉花幼苗叶片PSⅡ光化学活性降低,光合电子传递过程受抑,更多的光能用于天线热耗散,且干扰了PSⅠ和PSⅡ间的激发能分配和传递.综合各指标分析,新陆中28号与中棉所50号在低温弱光胁迫下表现出良好的光能分配、利用能力,耐低温能力较强,新陆早42号与中棉所43号次之,新陆早33号和新陆早19号较差.     

花龟竹与龟甲竹的光合荧光特性比较

【目的】通过比较分析花龟竹和龟甲竹光合荧光特性的差异,为其栽培提供科学依据.【方法】采用Li-6400XT光合仪和IMAGING-PAM荧光仪对其光合荧光指标进行测定.【结果】1)花龟竹的光补偿点(LCP)为7.54μmol/(m~2·s),光饱和点(LSP)为1 213.25μmol/(m~2·s),最大净光合速率(P_(nmax))为9.19μmol/(m~2·s),暗呼吸速率(R_d)为0.354,而其CO_2补偿点(Γ)、饱和胞间CO_2浓度(C_(isat))、光合能力(A_(max))和初始羧化效率(CE)分别为79.39μmol/mol、2 283.39μmol/mol、21.14μmol/(m~2·s)和0.057 9;叶绿素荧光参数最大量子产额(F_v/F_m)为0.667 1,PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)为0.401 3,最大电子传递速率(ETR_(max))为49.79.表明花龟竹光合能力一般.2)与当地龟甲竹作对照,花龟竹的光响应曲线(P_n-PAR)、胞间CO_2响应曲线、叶绿素荧光响应曲线(ФPSⅡ-PAR)和快速光响应曲线(ETR-PAR)与龟甲竹的变化趋势基本保持一致,关键性光合生理参数(P_(nmax)、A_(max)、F_v/F_m、ФPSⅡ、ETR_(max)等)两者之间亦无显著差异.【结论】花龟竹与龟甲竹的光合荧光特性差异不明显,光合能力接近,且都具有较强的弱光利用能力,栽培时可适当密植,以达到竹林综合利用价值的最大化.     

农业废弃物静态高温堆腐过程中的生物化学变化

 以养鸡场鸡粪、小麦秸秆为原料，在静态通气条件下研究了堆腐过程中有机物料温度、微生物及酶活性变化。结果表明，发酵罐底部有机物料温度较低，中上部较高；罐内有机物料在7～8 h可以从环境温度上升到50℃，并在50℃以上持续198～483 h。持续高温时间符合消灭病原微生物标准。有机物料温度处于55℃左右的高温阶段，纤维素酶活性[0.457 mg glucose /(g·24h)]和蔗糖酶活性[87.836 mg glucose/(g·24h)]最高，脱氢酶和脲酶活性分别达到高峰值21.62 μl H＋/(g·24h) 和0.932 mg NH3/(g·24h)。堆腐后期降温阶段，多酚氧化酶活性达到最高值6.23 mg gallicin/(g·2h)。细菌和放线菌数在堆肥2 d达到高峰值，分别为2.51×1012 CFU/g和3.68×108 CFU/g，之后缓慢下降；放线菌数变化较平缓。真菌数在堆腐开始较高，随着堆体温度上升而下降；堆腐后期随着温度下降而缓慢上升。整个堆腐过程中，真菌数一直较低，而细菌和放线菌相对较高。     

矮生杉木光合特性及叶绿素荧光参数研究

为揭示杉木矮生的原因,以矮生杉木、正常杉木为材料,对其光合特性和叶绿素荧光参数进行了比较研究。结果表明:矮生型叶片的光补偿点和光饱和点分别为18.44和500 μmol/（m2·s）,正常型叶片相应值分别为7.32和1 500 μmol/（m2·s）,表明矮生型的光能利用能力明显不如正常型;在光合参数方面,矮生型叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及蒸腾速率（Tr）均低于正常型,但两者胞间二氧化碳浓度（Ci）差异不大,表明矮生型较低的净光合速率可能是非气孔限制的结果;对于叶绿素荧光参数,矮生型经充分暗驯化后的初始荧光（F0）、最大荧光（Fm）、PSⅡ内禀光能转换效率（Fv/Fm）及PSⅡ潜在活性（Fv/F0）几乎均小于正常型。因此,矮生杉木光合能力上的缺陷可能是造成低生长势的重要生理生态原因之一。      

抗菌新兽药“菌灭”在兔体内的动力学研究

[目的]研究“菌灭”在健康免体内的药物动力学规律,为该药的合理应用提供依据。[方法]以苯甲酰环丙沙星为内标,建立检测菌灭浓度的HPLC方法。给健康家兔分别静脉注射和肌肉注射菌灭,按照所建立的HPLC方法检测注射后血浆茵灭浓度的变化,选定最佳药代动力学模型。[结果]所建立的HPLc条件：流动相为100ml 60％（V／V）的甲醇溶液（pH3.0）;流速1.0ml／min;柱温：（25.0±0.5）℃;检测波长：278nm。静脉注射和肌肉注射的兔血样的血样药时数据分别符合一级吸收二室和一室开放模型,其血样中主要药动学参数,静脉注射：T1/2α=0.07h,T1／2β=0.82h,AUC=3.51mg／（L·h）,CLB=4.57L／（mg·h）;肌肉注射：T1／2Kα=0.33h,T1／2K=0.33h,Tp=0.6h,Cmax=2.55μg／ml,AUC=4.87mg／（L·h）,生物利用度约为110％。[结论]菌灭经肌肉给药吸收快,生物利用度高,分布广泛,消除快。     

东北红豆杉幼苗光合和荧光特性对不同光照条件的响应

以4 年生东北红豆杉为材料,研究了全光照(FL)、50% 全光照(L1)、30% 全光照(L2)和15% 全光照(L3)4 种光照条件下东北红豆杉幼苗的光合作用和叶绿素荧光特性的差异。结果表明:L2 条件下的叶绿素a、叶绿素b 含量和总叶绿素含量都最高,全光照使幼苗叶绿素a、叶绿素b 含量和总叶绿素含量都显著减少;L3 条件下的叶绿 素a/ b 值最低为2郾203,显著低于正常值。3 种遮荫条件下的东北红豆杉幼苗的光响应曲线趋势基本一致,随光合 有效辐射(PAR)的增加净光合速率(Pn )先快速增加后趋于平缓,L2 幼苗的Pn 最高,L3 次之,L1 最低;FL 幼苗在 PAR 1 000 滋mol/ (m2·s)时Pn出现明显下降。L2 条件下叶片最大净光合速率(Pmax)、平均净光合速率(Pa )、光饱 和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、气孔导度(Gs)最高,光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd )相对较低;FL 条件下, LSP、AQY 最低,LCP、Rd最高。FL 条件下幼苗荧光参数与遮荫条件相比,初始荧光(F0 )显著升高,最大荧光(Fm )、 可变荧光(Fv)、PS域潜在活性(Fv / F0 )和PS域原初光能转换效率(Fv / Fm )显著降低,非光化学猝灭系数(qN)略 高,光化学猝灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)略低;L2 和L3 条件下幼苗的叶绿素荧光参数相差不大,也都比L1 适宜。结果表明,全光照破坏了幼苗的光合机构,30%左右的全光照条件对幼苗更适宜。      

低温胁迫后不同光强对小黑杨幼苗叶片叶绿素荧光和能量分配的影响

[目的]研究低温胁迫后不同光强对小黑杨幼苗叶片叶绿素荧光和能量分配的影响,提高幼苗移栽成活率。[方法]以小黑杨幼苗为试验材料,利用叶绿素荧光技术研究了低温(4～6℃)胁迫3 h后不同光强(200、1 200μmol/(m2.s)对小黑杨幼苗叶片光合特性的影响。[结果]200μmol/(m2.s)的弱光下,低温胁迫后小黑杨幼苗叶片的各叶绿素荧光参数与常温处理之间差异较小,但1 200μmol/(m2.s)的强光下,低温胁迫后小黑杨幼苗叶片的实际光化学效率(ФPSⅡ)和电子传递速率性(ETR)明显低于常温处理,并且叶片的最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和潜在光化学活性(Fv/Fo)也明显降低。另外,低温胁迫后弱光处理对小黑杨幼苗叶片的光能分配参数影响不大,但强光引起了低温胁迫后小黑杨幼苗叶片光能分配的紊乱,PSⅡ反应中心吸收光能用于光化学反应的比例明显降低,失活反应中心耗散的光能比例明显增加,说明强光是引起低温胁迫后小黑杨幼苗叶片发生光抑制的重要原因之一。[结论]春季小黑杨幼苗移栽时,低温逆境发生后要注意采取措施进行遮阴处理,降低叶片的光抑制程度,以提高幼苗移栽的成活率。     

羊栖菜对氮、磷的吸收速率研究

在实验室条件下,研究了羊栖菜对不同浓度N、P及其不同形态的N的吸收速率.结果表明:不同N、P浓度下,羊栖菜吸收N、P的速率存在显著差异(P＜0.05),羊栖菜对N、P的吸收速率随各处理组N、P浓度的升高而增加,并在N、P分别为50/μmol/L和5μmol/L时达到饱和吸收速率,其分别为1.369/μmol/(g·h)...     

设施栽培欧李光合特性的研究

以欧李3号为试材,对设施内外及露地条件下欧李的光合特性进行了研究,并对影响欧李光合速率的有关生理因素及环境因素进行了综合分析。结果表明:设施栽培条件下,欧李3号叶绿素含量增加;欧李3号净光合速率日变化均呈明显的双峰型曲线。设施条件下净光合速率分别于9:00、15:00达到高峰,分别为19.989、.59μmol/(m2.s)。而在露地,光合速率分别于10:00、15:00达到高峰,且其值明显低于设施内。综合分析各因素认为:欧李设施栽培时应避免湿度大幅度下降而导致的光合速率下降。     

氮素用量对设施韭菜气体交换及叶绿素荧光参数的影响

【目的】研究不同氮素用量对设施韭菜气体交换及叶绿素荧光参数的影响。【方法】以1年生韭菜作为材料,通过U₁(CK,0)、U₂9.2 kg/(667m²·y)、U₃18.4 kg/(667m²·y)、U₄27.6 kg/(667m²·y)、U₅36.8 kg/(667m²·y)、U₆46.0 kg/(667m²·y)、U₇55.2 kg/(667m²·y)、U₈64.4 kg/(667m²·y)8个处理,测定气体交换参数(净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、气孔导度)、叶绿素荧光动力学参数(光下稳态荧光、电子传递速率、光适应下PSII反应中心激发能捕获效率、CO₂同化的量子效率、非光化学淬灭系数和光化学淬灭系数)。【结果】韭菜叶片气体交换及叶绿素荧光动力学参数均随着氮素浓度的增加均表现出先增加后减少的趋势,光合参数的最施氮素用量为13.40~33.73 kg/(667m²·y),叶绿素荧光参数的最施氮素用量在27.72~40.76 kg/(667m²·y)。【结论】综合光合参数与叶绿素荧光参数,宁夏地区设施韭菜氮素用量为27.72~33.73 kg/(667m²·y)(即尿素施用量为60.25~73.33 kg/(667m²·y)。     

Hg~(2+)胁迫对菠菜幼苗叶绿素含量及抗氧化酶活性的影响

[目的]探讨Hg2+胁迫与植物体内抗氧化酶变化的关系。[方法]将菠菜种植于Hg2+浓度为5、152、5、35、45 mg/L的处理液中,研究Hg2+胁迫对菠菜幼苗叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性的影响。[结果]随着Hg2+浓度的增加,菠菜幼苗叶绿素含量总体呈减少趋势,当Hg2+浓度为5 mg/L时,叶绿素含量最大,为0.79 mg/g。随着Hg2+浓度的增加,SOD、POD、CAT活性呈先升后降趋势,当Hg2+浓度为15 mg/L时,SOD、POD、CAT活性达到最大值,分别为95.2 U/ml、0.24△OD470/(g.min)、0.11△OD240/(g.min)。[结论]在逆境环境因子作用下,植物体通过自身的酶机制,可以对外界不良环境作出保护性反应。     

生物滤塔处理恶臭气体H_2S的研究

[目的]研究脱硫细菌的培养驯化、影响脱硫效果的主要因素以及生物滤塔的抗冲击负荷能力。[方法]采用生物滤塔处理恶臭气体H2S。[结果]在进气流量为5 L/min,停留时间为60 s,H2S进气浓度不高于130 mg/m3,生物滤塔最高容积负荷低于188.2 g/(m3.d)时,H2S的去除率基本稳定在98%以上,生物滤塔对H2S进气容积负荷变化的缓冲能力较强,在偶尔超负荷条件下运行,短时间内并不能使系统崩溃,pH值的降低并没有影响H2S的去除效率。[结论]生物滤塔对恶臭气体H2S的处理是完全可行的,效果良好。