赖氨酸修饰对梯棱羊肚菌黑色素结构和理化特性的影响

为了进一步提高梯棱羊肚菌黑色素的提取率及溶解性,本试验采用单因素、Plackett-Burman试验、响应面试验对纤维素酶-超声波协同提取梯棱羊肚菌黑色素的提取工艺进行优化研究。通过赖氨酸修饰,并对修饰前后的梯棱羊肚菌黑色素进行结构表征、理化性质及稳定性研究。结果表明,在NaOH浓度为1.54 mol/L,纤维素酶添加量为20 mg/g,纤维素酶酶解时间为78.6 min,料液比为1:30,酶解温度为40 ℃,超声时间为80 min条件下提取的梯棱羊肚菌黑色素最优。未修饰的梯棱羊肚菌黑色素不溶于水,色价值为480.24,修饰后的黑色素溶解度为1 016 g/L,色价值为1 771.18,比未修饰的黑色素在溶解性、色价值方面均有所提高。此外,在不同的温度、光照、pH条件下,修饰前后的梯棱羊肚菌黑色素均比较稳定。以上研究结果为梯棱羊肚菌黑色素的高效提取及其产品的开发利用奠定了理论基础。     

添加剂对堆肥过程中挥发性有机物（VOCs）的减排效果

为明确添加剂对堆肥挥发性有机物（Volatile organic compounds,VOCs）排放的减排效果和影响因素,通过文献筛选出吸附类添加剂（活性炭和沸石）与有机酸类添加剂（柠檬酸和草酸）开展实验研究。在鸡粪-玉米秸秆堆肥实验中,设置5个处理,分别为对照（CK）、添加活性炭、添加沸石、添加柠檬酸和添加草酸处理。研究对象包括115种VOCs、三甲胺和6种含硫有机挥发气体（二甲硫醚、二甲基二硫醚、二甲基三硫醚、甲硫醇、乙硫醇、乙硫醚）。结果表明：在28 d的好氧发酵中,所有处理均达到50 ℃并维持7 d,满足无害化标准。检出110种VOCs、三甲胺和3种含硫有机挥发气体（二甲硫醚、二甲基二硫醚,二甲基三硫醚）。VOCs的排放集中在前9 d,在第3天时VOCs达到峰值。5个处理在堆肥第3天检测到的VOCs浓度范围为169.22~548.26 mg·m^-3。4种添加剂对各类VOCs均有减排效果。在第3天,活性炭、沸石、柠檬酸和草酸对烷烃类的减排效率分别为79%、26%、77%和46%,对卤烃类的减排效率分别为96%、38%、93%和97%,对芳香烃类的减排效率分别为28%、11%、24%和53%。从堆肥第6天开始只有沸石对各类VOCs有减排效果,最高减排效率为30%。针对含硫有机挥发气体减排,减排效果依次是草酸>柠檬酸>沸石>活性炭。4种添加剂对含硫有机挥发气体均有减排效果,但是对三甲胺没有减排效果。综合堆肥前9 d VOCs的减排情况,4种添加剂中沸石对各类VOCs减排效果最好。堆肥过程中添加沸石有利于VOCs和其他气体的协同减排,并且对土壤和农作物不存在风险,所以沸石在堆肥工程中有广阔的应用前景。     

土壤调理剂对生姜硒镉积累和品质安全的影响

为明确土壤调理剂对重金属污染土壤上生姜的营养品质和安全性的影响及作用机制,采用生姜土壤盆栽试验,比较研究了3种土壤调理剂（硅酸钾、麦饭石、贝壳粉）对土壤硒镉有效性以及生姜硒镉积累、生长发育和营养品质的影响。试验结果表明：3种土壤调理剂均能显著提高生姜硒含量,同时显著降低镉含量。与对照（不添加土壤调理剂）相比,施用0.2%硅酸钾调理剂效果最佳,分别使生姜地上部位和姜块硒含量提高了165.01%和111.36%,镉含量降低了71.96%和65.15%;另外,施用3种土壤调理剂可显著提高姜块产量、品质及养分吸收。与对照相比,产量提高了23.93%~67.67%,可溶性糖、可溶性蛋白和姜黄素含量分别提高了2.34%~6.00%、154.72%~602.83%和11.05%~33.43%,氮、磷、钾养分含量分别提高了10.28%~14.42%、24.62%~34.87%、28.81%~29.01%;施用3种土壤调理剂还可提高姜块过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,降低丙二醛（MDA）含量;与对照相比,3种土壤调理剂增加土壤pH 0.35~0.53个单位,土壤有效态镉含量降低了16.92%~22.76%,有效态硒含量增加了3.60%~10.99%。研究表明,施用土壤调理剂能够降低土壤有效态镉含量、活化土壤有效态硒,从而降低生姜镉含量并提高硒含量和姜块营养品质,可实现镉污染土壤安全利用,保障生姜优质安全生产。     

不同水稻种植模式下淹水及排干期土壤性质和微生物的变化

为揭示不同水稻种植模式、不同水分管理时期对稻田土壤性质和微生物的作用效应,利用长期定位监测试验比较分析单季稻不施肥、单季稻单施化肥、烟稻轮作 3种种植模式和淹水期、排干期 2种水分管理条件下稻田土壤理化性质和微生物群落结构的变化。结果表明：烟稻轮作模式稻田土壤有机质、全氮质量分数分别比单季稻模式提高了 32.88%~34.79%和 38.22%~44.39%。淹水期稻田土壤可溶性总氮以可溶性有机氮为主,占 56.06%~62.54%;排干期以硝态氮为主,占 62.34%~74.05%。烟稻轮作模式可显著提高淹水和排干条件下稻田土壤中可溶性有机氮和铵态氮质量分数,但对硝态氮质量分数的影响不明显。相较单季稻处理,烟稻轮作模式提高了稻田细菌Sobs、Shannon和Ace指数。好氧或兼性厌氧的酸杆菌属、黄色杆菌属均是3种水稻种植模式的优势菌属。3种种植模式淹水条件下稻田脱硫弧菌属、互营杆菌属等硫酸盐还原菌类存在显著差异,排干条件下硝化螺旋菌属也存在显著差异。淹水条件下烟稻轮作模式稻田土壤甲烷氧化菌相关的甲烷氧化单加氧酶基因α-亚基（pomA）的绝对丰度比单季稻处理降低了18.45%~18.54%。可见,水稻种植的淹水期和排干期的土壤可溶性氮组成和细菌群落结构存在显著差异;而烟稻轮作模式较单季稻模式可提高土壤肥力,改善微生物群落结构,增加硫酸盐还原菌类细菌丰度,降低产甲烷菌相关的甲基辅酶M还原酶基因丰度。     

基于复杂种植结构多情景分析的灌区多目标多水源优化配置

为改善多水源灌区农业用水供需矛盾,通过合理调整种植结构,优化灌区水资源配置,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为研究对象,将农业灌溉缺水量最小和农作物经济效益最大作为目标函数,兼顾灌区生态安全约束,构建了基于种植结构优化的多目标多水源优化配置模型,针对作物熟制、作物种类、种植制度以及灌溉方式设置了8种不同的种植结构优化情景,通过自主改进的基于精英策略并协遗传算法（NSGAⅡ-S）对模型求解,获得不同情景下的水资源优化配置方案。结果表明：应用模型进行水资源配置后,各情景配水总量均有所减少,其中水库配水量高于其他水源的配水量,水库水、引黄水和引江水均达到用水总量控制目标,民有分区的各计算单元间的配水量变化明显,总配水量高于滏阳河分区;适当压减主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦的播种面积,变灌溉农业为旱作雨养农业,可以极大地减少地下水用量,增加灌区经济效益;最佳的种植结构优化方案为CS₄（削减冬小麦的种植面积,种植苜蓿,灌溉方式采取管灌或喷灌）,该方案冬小麦播种面积压减17.10%,地下水开采量减少了16.42%,灌区的经济效益增加了26.41%,在保证配水总量最小的同时,具有更高的经济效益。该研究所构建的多目标多水源优化配置模型和作物配水结果可为类似地区的水资源配置提供参考。     

不同生态区玉米自交系苞叶与穗轴同步发育特性研究

2022-2023年在河南和海南以玉米自交系驻85、驻136、ZM3358为试验材料,研究自交系苞叶与穗轴同步发育特性。结果表明,河南苞叶驻85第1～7 d伸长迅速,速增期与ZM3358一致,低于驻136;穗轴,驻85第1～11 d急剧伸长。海南苞叶ZM3358伸长速增期为13 d,比驻85、驻136延长2～3 d;穗轴ZM3358伸长渐增期最长为19 d,显著高于驻85、驻136。河南苞叶驻85宽度持续变宽,驻136苞叶宽度第11 d开始增幅变缓,ZM3358苞叶宽度速增期最短为7 d;穗轴粗度驻136第1～17 d持续变粗,第19 d稍有下降。海南ZM3358苞叶宽度速增期为13 d,驻85、驻136苞叶宽度速增期均为9 d;驻85穗轴粗度速增期最长为19 d,苞叶与穗轴可保持同步发育特性。     

挤压蒸煮大麦作啤酒辅料的糖化试验研究

采用二次正交旋转组合试验方法,研究了作啤酒辅料的大麦挤压蒸煮系统的模孔孔径、套筒温度、大麦含水率、螺杆转速和模板内表面至螺杆末端端面的距离,对醪液的主要考察指标——麦汁的过滤速度、碘值、浸出物收得率的影响规律。研究表明,挤压蒸煮大麦可以作啤酒辅料,且麦汁浸出物收得率为72．04％,高于传统不挤压大麦辅料的麦汁浸出物收得率。     

双螺杆挤压机螺杆元件类型对扭矩和压力的影响

以食用脱脂低温豆粕为原料,以Brabender DSE-25型双螺杆挤压膨化实验室工作站为加工设备,研究了不同几何参数的输送元件、捏合块和齿型盘6种螺杆元件对挤压过程中扭矩和压力的影响。结果表明:螺杆元件对扭矩和压力有显著影响;对扭矩影响的主次顺序为反向输送元件;齿型盘、捏合块、正向输送元件;有反向螺旋角或错裂角或对物料剪切强度大的元件能够显著增加扭矩;元件对压力的影响规律不明显。对系统稳定性的初步分析认为,错列角为45°和90°的捏合块具有较好的混炼效果,而齿型盘和错列角为-45°的捏合块的混炼效果较差。     

代谢酶抑制剂PX对除草剂防除稗草的增效作用

为解决除草剂防除困难的问题,采用室内盆栽试验测定了PX、PM和Mn²⁺三种代谢酶抑制剂对精喹禾灵、莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮和烯禾啶防除稗草Echinochloa crus-galli的增效作用,测定不同用量代谢酶抑制剂PX对这5种除草剂的增效作用及其与莠去津混用后稗草体内谷胱甘肽转移酶（glutathione S-transferase,GST）和细胞色素 P450（cytochrome P450,CYP450）活性的变化。结果显示,在3种代谢酶抑制剂中,代谢酶抑制剂PX对精喹禾灵、莠去津、烟嘧磺隆、硝磺草酮和烯禾啶5种除草剂的增效作用最显著。不同用量代谢酶抑制剂PX对不同除草剂的增效作用不同,其中75 g (a.i.)/hm²代谢酶抑制剂PX对莠去津的增效最佳,株防除效果和鲜重防除效果分别增加了35.33个百分点和37.33个百分点。莠去津与代谢酶抑制剂PX混用后,稗草体内GST和CYP450活性均较对照显著降低。表明除草剂与代谢酶抑制剂PX混用能增加除草剂对稗草的防除效果,可以达到减施除草剂的目的。     

黄檗无性系种子园母树生长性状评价

对黄檗种子园4个种源的26个无性系的树高当年生长量、树高和冠幅进行了分析。结果表明,黄檗不同种源间树高当年生长量、树高和冠幅差异均达到极显著水平(F值分别为7.84**、19.28**和11.62**),各性状遗传力分别为0.25、0.45和0.33,受中等遗传控制。各区无性系间树高当年生长量、树高和冠幅差异均显著或极显著。通过多指标综合评分及最优性状综合分析,选出23号、1号、2号、4号、24号、10号和25号为优良无性系,其中1号为最优无性系。