生物絮凝高活性菌株筛选及发酵优化

【目的】从种植野生稻的稻田土壤中分离筛选对环境无污染、具有高效生物絮凝活性的菌株.【方法】采用VM培养基从药用野生稻中分离135个菌株,以发酵液对高岭土悬液絮凝效果为指标,筛选到絮凝活性高的菌株YH39.【结果和结论】16S rDNA序列分析表明,该菌株与越南伯克霍尔德菌Burkholderia vietnamiensis有98.6%的相似性.YH39产絮凝剂最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为硝酸钾.发酵动力学研究表明,菌株YH39发酵培养16 h,菌体浓度和絮凝活性达到最高值.对絮凝剂成分分析表明,絮凝剂为多糖,具有很好的耐热性,在60℃下加热30min,絮凝活性不改变.应用研究结果表明,此絮凝剂对3种印染废水均有很好的絮凝效果,不仅可以高效地降低废水的CODCr,还有很好的脱色效果.     

基于TDT原理的灌木水分传感器探头设计与实验

根据时域传输TDT法,设计了灌木茎体含水率测量装置。装置由高频信号源、同轴传输线、缠绕式探头及相位比较电路4部分组成。高频电磁波在不同介质中的传播速度不同,表现为在不同介质中的传播相位不同,而含水灌木介电常数的大小主要取决于其含水率的大小,因此通过测量电磁波在同轴电缆上A和缠绕于灌木茎体上探头B的相位差来获取灌木的含水率。选择吸水棉棒来模拟不同含水率的灌木,研究高频信号源工作频率、探头结构对相位差的影响。实验表明,当探针长度为60 cm,信号源频率为50 MHz和100 MHz时,A、B两路电磁波信号的相位差与棉棒吸水率变化呈单调性,且具有良好的相关性。     

基于流场特性的液力缓速器叶栅角度优化设计

为了提高液力缓速器制动转矩系数,对液力缓速器内湍流流动进行了三维瞬态多相流数值模拟。通过对其内流场特性分析,发现液力缓速器工作流道的壁面脱离现象以及弦面内产生的涡旋区不利于恒定制动转矩的输出。针对这一问题,考虑到液力缓速器各结构参数之间的相关性,对多参数共同作用的内流场进行数值分析,优化叶栅参数。结果表明,通过分析多参数共同作用的流场来优化缓速器叶栅参数的方法比较合理;对液力缓速器叶片前倾角和叶片前缘倒角进行优化后,叶轮流道内存在的涡团和流动分离现象基本消失,制动转矩系数提高6%。     

不同淋洗剂对污染土娄土中Cu、Pb的淋洗修复研究

【目的】研究不同条件下螯合剂乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)、柠檬酸(CIT)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、生物表面活性剂鼠李糖脂(RL2)对污染土娄土中铜、铅的淋洗效果,并对淋洗机制进行探讨。【方法】以铜、铅单一污染的土娄土为研究对象,分别加入2种螯合剂(EDTA、CIT)和2种表面活性剂(SDS、RL2),采用批次试验方法,分析淋洗剂浓度、pH、背景电解质(NaNO3和NaCl)、水(mL)土(g)比、淋洗次数对污染土娄土中Cu和Pb的淋洗百分率的影响,探索不同淋洗剂淋洗污染土娄土中Cu和Pb的最佳条件。【结果】在相同浓度下,EDTA和CIT对污染土娄土中Cu的淋洗百分率明显高于其他淋洗剂,EDTA对Pb的淋洗百分率明显高于其他淋洗剂。淋洗4次后,4种淋洗剂对污染土娄土中Cu的淋洗能力由大到小为CITEDTARL2SDS,对污染土娄土中Pb的淋洗能力为EDTARL2CITSDS。EDTA和CIT溶液淋洗土娄土中Cu和Pb的最适条件为:水土比20(mL)∶1(g)、淋洗剂浓度0.01mol/L、pH=7、无背景电解质;当水土比为20(mL)∶1(g)、RL2溶液浓度为0.02mol/L、pH=8、无背景电解质条件下,RL2对污染土娄土中Cu、Pb的淋洗效果最佳。【结论】EDTA、CIT和RL2可以有效去除污染土娄土中的Cu,EDTA可作为石灰性污染土娄土中Pb的最佳淋洗剂,而SDS不宜作为污染性土壤的淋洗剂。     

病险水库除险加固方案决策研究

【目的】针对当前病险水库大坝除险加固方案优选理论方法的缺失和不足,提出基于区间数GRA决策与AHP-Entropy主客观综合赋权的除险加固方案决策方法。【方法】考虑决策信息的模糊不确定性,采用区间数表达决策信息,结合GRA决策方法,求解各备选方案对理想最优方案与临界最优方案的灰色关联系数,通过建立最优化模型得出考虑理想最优与临界最优方案的综合关联系数;综合AHP主观赋权与Entropy客观赋权方法对各属性指标进行赋权,对主客观权重建立相对熵最小化优化模型,得出主客观综合权重,进而求解各指标的加权综合关联度,以此对各备选方案进行排序决策,并通过实际算例验证决策方法的合理性。【结果】建立了基于区间数GRA决策和AHP-Entropy主客观综合赋权的病险水库除险加固方案的灰色关联度优选决策方法。实例计算表明,该方法有效地解决了病险水库除险加固方案优选中属性值为区间数的灰色多属性决策及AHP-Entropy主客观综合赋权问题。【结论】所构建的基于区间数GRA与AHP-Entropy主客观综合赋权的除险加固方案决策方法具有一定的合理性,为水库大坝除险加固方案决策提供了一条有效途径。     

亚热带常绿阔叶林11个树种的细根形态及碳氮含量研究

【目的】研究江西大岗山常绿阔叶次生林中11个树种的细根形态、组织化学元素含量与根序之间的关系。【方法】以大岗山次生林内6个受外生菌根侵染的树种(刨花润楠、小叶青冈、拟赤杨、丝栗栲、檵木和梓木)和5个受内生菌根侵染的树种(山乌桕、深山含笑、杉木、木荷和油桐)为研究对象,采用根序分级法对根系进行分级后,测量并比较各树种前5级根之间根长、比根长及C、N含量的差异。【结果】在细根形态方面,11个树种的根长均表现出随序级升高而增大的趋势,而比根长的表现则相反;在细根C、N含量方面,除3个树种(山乌桕、檵木和梓木)5级根C含量小于4级根、1个树种(油桐)2级根C含量小于1级根外,其余7个树种根组织的C含量均表现为随序级升高而增加;11个树种中除山乌桕外,其余10个树种根组织的N含量均表现为随序级升高而降低;在C/N上,有9个树种的C/N随序级升高而增加,其余2个树种(山乌桕和梓木)4级根的C/N略高于5级根。在不同树种间,同一序级的细根在细根形态和C、N含量上差异明显。6个受外生菌根侵染树种的根长和C、N含量均较5个内生菌根侵染树种大,而比根长以外生菌根侵染树种相对较小。【结论】11个树种前5级根根长、比根长、C含量、N含量和C/N随着序级增加而表现出相似的变化规律,生长在根系先端的1级根根长、C含量和C/N最小,比根长和N含量最大,随着序级的增加,根长、C含量和C/N增加,而比根长和N含量降低。受外生菌根侵染的树种,其根长、C含量和N含量均大于受内生菌根侵染的树种。11个树种之间细根形态和C、N含量存在明显差异,表明不同树种对地下环境的适应策略及对土壤养分的利用效率存在差异。     

中华补血草和德国补血草的耐盐性比较

【目的】比较中华补血草(Limonium sinense Kuntze)和德国补血草（Limonnium tataricum）的耐盐能力。【方法】以中华补血草和德国补血草为试材,设置1.66 （对照CK）,4,6,8,10,12,14 mg/g NaCl胁迫处理,分析不同处理下2种补血草的生长情况及叶片中丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和电解质外渗率等指标变化,并比较2种补血草叶片的盐腺分布特征。【结果】在1.66～8 mg/g NaCl胁迫下,2种补血草植株外部形态无明显变化;在10～14 mg/g NaCl胁迫下,随盐胁迫程度的加剧,2种补血草盐害症状加重,且德国补血草比中华补血草盐害程度深,出现盐害症状时间早。在 1.66～10 mg/g NaCl胁迫下,2种补血草叶片中的MDA含量变化小,德国补血草在NaCl含量为12 mg/g时、中华补血草在NaCl含量为14 mg/g时,MDA含量上升;SOD活性均随NaCl含量的增加而先升后降,中华补血草增幅大,而德国补血草降幅大;2种补血草细胞电解质外渗率均随NaCl含量的增加而总体呈上升趋势,德国补血草上升幅度大。中华补血草叶表皮分布的盐腺直径极显著小于德国补血草,分布密度极显著大于德国补血草,盐腺面积所占比例较德国补血草大。【结论】中华补血草能耐NaCl含量为14 mg/g的土壤,德国补血草能耐NaCl含量为12 mg/g的土壤,中华补血草的耐盐性强于德国补血草。     

秸秆还田的土壤酶效应初探

【目的】研究不同秸秆还田模式对土壤有机碳含量及酶活性的影响,探讨秸秆还田适宜模式。【方法】试验地位于陕西关中平原的三原县,在小麦-夏玉米一年二熟轮作模式下,采用田间试验,进行2因素3水平试验设计,分别设置小麦、玉米秸秆还田2个因素,每个因素下设3个水平(小麦秸秆还田:小麦秸秆高留茬覆盖还田模式、小麦秸秆粉碎还田模式和小麦秸秆不还田模式;玉米秸秆还田:玉米秸秆粉碎还田模式、玉米秸秆粉碎深松还田模式和玉米秸秆不还田模式),共组成9种模式,分析不同秸秆还田模式下5~30和30~60cm土层土壤有机碳、易氧化碳含量及β-葡萄糖苷酶、FDA水解酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶、脱氢酶活性和总体酶活性(TEI)的变化特征。【结果】与对照(玉米秸秆不还田+小麦秸秆不还田)相比,8种秸秆还田模式有机碳、易氧化碳含量均明显增加,其中小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式5~30cm土层土壤有机碳含量增幅最大,达到34.72%;小麦秸秆粉碎还田+玉米秸秆不还田模式5~30cm土层土壤易氧化碳含量增幅最大,达到27.02%。与对照相比,秸秆还田模式总体上提高了5~60cm土层β-葡萄糖苷酶、FDA水解酶、蔗糖酶、多酚氧化酶、碱性磷酸酶和脱氢酶6种酶的活性,除脱氢酶外差异均达到了显著水平;在5~60cm土层,所有秸秆还田模式TEI均高于对照,总体上差异达显著水平,其中小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式5~30cm土层TEI增幅最大,达到40.23%。土壤FDA水解酶、蔗糖酶和TEI可在一定程度上用于表征秸秆还田模式的优劣。【结论】综合考虑可知,小麦秸秆不还田+玉米秸秆粉碎还田模式是陕西关中地区适宜的秸秆还田模式。     

外源维生素浸种对甜玉米种子萌发和幼苗生长的影响

【目的】明确不同外源维生素对甜玉米种子萌发及幼苗生长的影响,探讨提高甜玉米种子萌发率及培育壮苗的方法,为生产中选用维生素浸种提供参考。【方法】以储存1年以上的甜玉米品种"中甜1号"为试验材料,用不同质量浓度(10,50,100,200mg/L)的VB1、VB2、VB6、VB12、VPP、VM和VC在25℃条件下浸种24h后播种,研究甜玉米种子萌发期和幼苗期对VB1、VB2、VB6、VB12、VPP、VM和VC处理的生理响应。【结果】除维生素B6(VB6)外,VB1、VB2、VB12、VPP、VM和VC处理都有一个或者几个质量浓度浸种处理对甜玉米种子的萌发和幼苗生长表现出不同程度的促进作用,其中以50~100mg/L VC、VPP处理效果较好,显著提高了甜玉米种子萌发率和幼苗苗高、根长、根冠比及根系活力,幼苗质量高。VC浸种可以显著提高甜玉米幼苗的超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,降低MDA的含量。【结论】外源VC和VPP可以作为研制甜玉米种子处理剂的材料。     

长期不同施肥条件下红壤水稻产量可持续性特征

【目的】研究长期不同施肥处理对红壤性水稻土持续生产及可持续性的影响,为水稻的持续性生产提供参考。【方法】在江西进贤红壤性水稻土长期定位施肥试验点,选取不施肥(CK)、施用氮钾肥(NK)、施用氮磷肥(NP)、施用氮磷钾肥(NPK)和氮磷钾肥与有机肥配施(NPKM)5个长期施肥处理,分析不同施肥处理下早稻和晚稻产量的变化,并计算水稻产量可持续性指数(Sustainable yield index,SYI),探究长期不同施肥处理对水稻产量演变的影响。【结果】1981-2005年,与CK相比,NK、NP、NPK、NPKM处理均可明显提高早、晚稻的产量,其中NPKM处理的产量均明显高于其他处理。1981-2005年,除NK处理的早稻产量呈极显著下降(70.8kg/(hm2·年))外,其他施肥处理早、晚稻的产量变化均不显著。不同施肥处理下,早、晚稻的SYI值不同,其中NPK、NPKM处理早、晚稻的SYI值均较高,而其他处理的早、晚稻SYI值较低。水稻SYI值与各处理的平均产量呈极显著正相关,而与产量变异系数呈不显著负相关。【结论】可以通过提高水稻产量及其稳定性来提高水稻生产的可持续性,利用SYI评价水稻高产稳产可持续性还需对其进行改进。