干旱胁迫对地梢瓜琥珀酸合成代谢的影响

【目的】研究干旱胁迫对地梢瓜琥珀酸合成代谢的影响,为其琥珀酸开发利用提供理论依据。【方法】以地梢瓜和雀瓢幼苗为试材,设对照(土壤含水量为田间最大持水量(24.44%)的65%～70%,下同)、轻度(45%～50%)、中度(25%～30%)和重度(5%～10%)4个干旱胁迫处理,测定不同处理根、茎、叶中琥珀酸含量和琥珀酸合成酶活性,比较不同处理各指标的变化,分析琥珀酸与其合成酶的关联性。【结果】(1)琥珀酸在地梢瓜和雀瓢的根、茎、叶中均有分布,地梢瓜不同器官中的琥珀酸含量表现为叶根茎,而雀瓢则表现为叶茎根。(2)随着干旱程度的加重,地梢瓜和雀瓢叶、根中的琥珀酸含量先增加后减少,以中度干旱胁迫处理下最大。(3)地梢瓜和雀瓢叶中α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDH)、琥珀硫激酶(STK)、琥珀酸脱氢酶(SD)、谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和γ-氨基丁酸(GABA)含量均在重度干旱胁迫处理下最大。(4)相关性分析表明,地梢瓜和雀瓢叶中琥珀酸含量与GABA和SD活性呈负相关。【结论】适度干旱胁迫能够促进地梢瓜和雀瓢琥珀酸的积累。轻度和中度干旱胁迫下,琥珀酸合成以三羧酸循环途径(TCA)为主,重度干旱胁迫下以γ-氨基丁酸代谢支路(GABA shunt)为主。     

电子束辐照杀菌对罗非鱼片冷藏期和感官品质的影响

【目的】研究电子束辐照对罗非鱼片冷藏期间相关生物学指标和感官品质的影响,为冰鲜罗非鱼片物理冷杀菌保鲜提供参考。【方法】鲜活宰杀的罗非鱼片经0,2,4,8 kGy不同剂量电子束辐照后于4℃冷藏18 d,于0,4,11,18 d测菌落总数、大肠菌群、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌、挥发性盐基氮(TVBN)、色泽、鱼肉硬度、嗅感、pH值。同时对10 kGy电子束辐照灭菌的罗非鱼肉糜接种病原菌(大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌),检测0,0.4,0.8,1.2,1.6,2 kGy电子束辐照后病原菌的存活率,确定电子束辐照D_(10)值。【结果】鲜活宰杀的罗非鱼片带菌量较高,菌落总数达1.6×10~6 CFU/g,且大肠菌群、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌都有检出。电子束辐照杀灭病原菌效果良好,大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌的D_(10)值均小于0.5 kGy。电子束辐照可显著抑制鱼片冷藏期间菌落总数增幅,减缓鱼肉硬度降幅。综合考虑感官品质因素,以4 kGy辐照保鲜罗非鱼片效果最佳。4 kGy辐照结合4℃冷藏,11 d时罗非鱼片无大肠菌群、沙门氏菌、副溶血弧菌、金黄色葡萄球菌检出,TVBN含量为20.91 mg/hg,嗅感显著优于未辐照处理和8 kGy辐照处理。【结论】用4 kGy电子束辐照可有效延长罗非鱼片冷藏时间,提高冷藏品质,4℃下可保鲜11 d。     

基于EOF的渭河流域干旱时空分布特征研究

【目的】探究渭河流域气象干旱的时空分布特征及演变规律,为该流域社会经济的可持续发展提供支持。【方法】以渭河流域1960-2016年20个气象站逐月降水量和月平均气温数据为基础,基于标准化降水蒸散指数定量描述干旱,并运用经验函数正交分析法(EOF)对渭河流域各站点组成的历史干旱指数矩阵进行分解,分离干旱场的时空分布结构;采用具有一定物理意义的互不相关的典型分布模态代替原干旱场研究流域干旱空间分布规律,采用典型分布模态对应的时间系数研究流域干旱的时间分布规律。【结果】渭河流域气象干旱场干旱指数矩阵分解得到的前5个特征值的累积方差贡献率达到86.44%,但仅前2个特征值通过了North显著性检验,累积方差贡献率接近75%;模态一时间系数的线性趋势斜率小于0,且通过了0.01显著性水平检验;模态一时间系数于1984年、1986年、1989年发生3次突变,到1996年达到0.05显著性水平。【结论】渭河流域气象干旱场存在全流域一致型和东南-西北反位相型两种空间分布模态,两种空间分布模态对应全流域干旱少雨、湿润多雨、东南湿润西北干旱、东南干旱西北湿润4种干旱表现形式;模态一时间系数有显著减小趋势,反映流域干旱化趋势日益显著,而模态二时间系数无显著变化。     

基于多能互补的光伏木耳大棚智慧控制系统设计

【目的】针对光伏木耳大棚的智能化管理和现代设施农业资源高效利用问题,设计光伏农业大棚供能系统和改造传统大棚控制方式。【方法】设计一种以光伏发电为主的光、水、热、储微能源网络和物联网智慧控制系统,建立数学模型分析能源需求和供应,同时利用控制系统为木耳生产、管理提供远程客户端服务。【结果】微能源网络系统中,光伏发电量为13 654 (kW·h)/a,占年总发电量的92%,直接用于需求侧负荷;水轮机发电量为1 108 (kW·h)/a,占年总发电量的8%,用于无光环境下的系统补能;盈余电能为5 109 (kW·h)/a,占年总发电量的34.6%,用于相变储热和蓄电池储能,或者送入配电网。控制系统采集点温度正常值设置为20～25℃,预警值设置为15～32℃,采集点空气相对湿度正常值设置为90%～95%,预警值设置为80%～98%,测试过程中通风系统、供热装置和报警系统正常工作。【结论】通过不同状态下微能源网络系统的功率调配,能够提高光伏大棚能源利用率,同时自动调控大棚环境参数,满足了木耳大棚远程遥控和预警要求。     

车前子提取物抑制扑热息痛诱导小鼠肝损伤的作用研究

【目的】研究车前子提取物干预扑热息痛(Acetaminophen,APAP)引起小鼠肝损伤的作用,并探究其潜在作用机制。【方法】运用半仿生酶法提取车前子活性成分,采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)检测其主要成分。体内研究车前子提取物对APAP肝损伤的保护作用,将60只雌性昆明小白鼠随机分为正常对照组(NC)、APAP肝损伤模型组(LD)、车前子对照组(PA)以及APAP干预的车前子提取物高、中、低剂量组(HPA+LC、MPA+LD、LPA+LD)。其中NC组和LD组小鼠灌胃生理盐水、PA组小鼠灌胃200μg/mL车前子提取物,HPA+LD,MPA+LD和LPA+LD组小鼠分别灌胃车前子提取物200,100,50μg/mL,每天2次,连续6 d;末次给药12 h后,采血并分离肝脏,检测血清谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性,评价肝脏损伤程度;检测肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)活性及谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量,评价肝脏的氧化应激程度;检测CYP2E1 mRNA和蛋白表达,并通过细胞色素P450酶2E1(Cytochrome 2E1,CYP2E1)法体外筛选车前子抗APAP肝损伤可能的有效成分。【结果】LC-MS检测发现,车前子提取物有37种主要成分;血清生化指标检测发现,不同剂量的车前子提取物明显减少APAP诱导的氧化产物,增强抗氧化防御能力,减轻肝脏损伤且呈剂量依赖性;车前子提取物显著降低CYP2E1 mRNA和蛋白表达,说明车前子抑制CYP2E1的活性;车前子提取物中抗APAP肝损伤的有效成分为车前草苷D、车前草苷E、高车前素和高车前苷。【结论】车前子提取物的有效成分为车前草苷D、车前草苷E、高车前素和高车前苷。车前子提取物对APAP诱导的肝损伤具有保护作用,其潜在作用机制可能与抑制肝脏CYP2E1的表达和活性有关。     

文冠果枝叶生长与叶幕微气候的关系研究

【目的】探索叶幕微气候因子对文冠果枝条生长发育和光合同化能力的影响,为文冠果树体的整形修剪提供理论依据。【方法】在山东东营选择20株6年生文冠果树,调查其冠层内东西南北4个方向,每方向上层和下层、外侧和内侧4个区域,共16个小区域的温度、湿度、光照等微气候因子,再分别测定各区域文冠果枝叶量及叶片光合色素、光合产物和氮含量,并将其与微气候因子进行相关性分析。【结果】文冠果叶幕内不同区域温度和湿度均无显著差异,但不同区域光照强度差异显著,除北向上层外侧光照强度略低于下层外侧外,其余各方向均有上层外侧最高、下层内侧最低的现象,两区域差异达260.0%。树冠东、南方向1年生枝条数量、长度、基径均大于西、北方向;树冠上层1年生枝条数量少于下层,而上层1年生枝条长度、基径均大于下层;树冠外侧新枝数量和叶片数量均多于内侧,下层叶片数量多于上层,但上下层新枝数量无明显差异。5月为树冠内新枝数量和叶面积增长最快的时段,树冠上层新枝数量和叶面积增长快且明显大于下层,与光照强度增长规律一致。树冠内叶片叶绿素和类胡萝卜素含量均有西、北方向高于东、南方向的规律;可溶性糖含量、淀粉含量和碳氮比均有外侧大于内侧,东、南方向大于西、北方向,且东、南方向各区域差异较大的规律。光照与文冠果树冠枝、叶生长指标和叶片生理指标相关性较大,且与多数树体枝、叶生长指标和叶片生理指标均呈显著正相关关系,但与光合色素含量无显著相关性。【结论】适当对东、南方向和上层、外侧的枝条加以疏除,可以增强透光性,能使树体生长更为均匀,为文冠果产量提高奠定基础。     

外施苹果酸对紫色小白菜生长、生理与品质的影响

【目的】探究外施苹果酸对紫色小白菜生长、生理与品质的影响,筛选最适的外施苹果酸质量浓度,为紫色小白菜的优质培育以及高产栽培奠定理论基础。【方法】以‘京研'紫色小白菜为试验材料,采用水培技术,设置外施苹果酸0 mg/L(对照,CK)、0.5 mg/L(T1)、1.5 mg/L(T2)、3.0 mg/L(T3)、5.0 mg/L(T4)、10.0 mg/L(T5)共6个处理,研究不同质量浓度外施苹果酸对紫色小白菜叶片和根系形态学指标、根系显微结构及相关品质指标的影响。【结果】(1)随苹果酸质量浓度的增大,紫色小白菜叶片和根系形态指标均呈现先上升后下降的趋势,其中T1、T2处理显著优于对照,叶片表面积、体积较大,且可促进植株根系增长、面积增大、侧根增粗,而T5处理因苹果酸质量浓度过高阻碍了根系伸展。(2)根系显微结构观察发现,T1、T2、T3处理紫色小白菜新生侧根根尖1 cm处直径均显著高于对照,维管束和木质部区域直径增大,有助于运输更多的营养物质和水分。T5处理根系皮层细胞层数较少,细胞体积较大且排列疏松。(3)紫色小白菜叶片可溶性蛋白和维生素C含量随处理时间延长逐渐增高,随苹果酸质量浓度的增大呈先上升后下降的趋势,以T2处理最优。紫色小白菜叶片可溶性糖和总有机酸含量9 d时整体下降,且随苹果酸质量浓度的增大呈先上升后下降趋势,T1、T2处理显著高于对照。(4)苹果酸、丙二酸、琥珀酸和酒石酸含量随苹果酸质量浓度的增加呈先上升后下降的趋势,而柠檬酸含量呈先下降后上升的趋势。T1、T2、T3处理苹果酸、丙二酸、琥珀酸含量较高,对照、T4、T5处理柠檬酸含量较高。【结论】外施苹果酸能够影响紫色小白菜的生长及生理状况,施用适宜质量浓度(1.5 mg/L)的苹果酸可有效促进紫色小白菜地上部和根系生长,提高苹果酸、丙二酸、琥珀酸含量,提升植株营养品质。     

水产养殖尾水初沉区中净化材料的应用对微生物酶活性的影响

通过检测除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）和火山石的内部及周围水体有关氮、磷、有机物分解的酶活性和水质指标，利用高通量测序对材料和水体中的细菌和真菌进行分析，以研究尾水处理系统初沉区中水质净化材料处理尾水营养盐的机制。结果表明，Al@TCAP-N和火山石能增加其周围水体微生物碱性磷酸酶（AKP）、硝酸盐还原酶（Nar）活性；火山石能在早期（0~6 h）提高其内部有机磷水解酶（OPH）、氨单加氧酶（AMO）的活性；Al@TCAP-N能在后期（36~48 h）增加其内部脱氢酶（DHO）的活性；净化材料相互对比发现，火山石内部的酶活性整体高于Al@TCAP-N内部的酶活性；本试验表明水质处理最佳时间为36 h，总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）的去除率分别为22.61%、9.52%和22.16%。在实际应用过程中，可通过Al@TCAP-N的吸附和火山石负载的微生物的双重作用降低水中营养盐的含量。浮霉菌门（Planctomycetes）、变形菌门（Protepbacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和壶菌门（Chytridiomycota）分别是材料表面微生物细菌和真菌中的主要门类。火山石能在净化初期促进有机磷化合物分解和硝态氮（NO₃^--N）转化为亚硝态氮（NO₂^--N），Al@TCAP-N在净化后期促进有机物的分解。Al@TCAP-N和火山石能促进水体中含磷化合物的分解和氮的转化。     

氮肥施用对直播冬油菜产量及氮肥利用率的影响

为探明安徽省直播冬油菜种植中适宜的氮肥用量、氮肥种类和施氮方式，通过田间小区试验，研究尿素不同用量及等氮量尿素和控释尿素不同施用方式对直播冬油菜产量、氮肥累积量及氮肥利用率的影响。结果表明：施氮水平和施氮方式对直播冬油菜产量具有显著影响，成株率与产量之间呈显著正相关，施氮量180 kg N·hm^-2条件下，尿素分次施用处理（N180）和控释尿素一次性施用处理（CRU180）在生育中后期能有效提高直播冬油菜密度。施氮量240 kg N·hm^-2、尿素分次施用处理（N240）角壳和茎秆氮素累积量分配比例增加，籽粒分配比例减少，氮肥表观利用率、氮肥农学效率、氮肥生理效率和氮肥偏生产力显著降低，籽粒产量不增反降，较CRU180和N180分别降低2.87%和9.67%。各施氮处理中，N180处理产量最高，较其他施氮处理显著增产7.53%~82.15%。施氮量180 kg N·hm^-2条件下，相比尿素一次性施用处理（U180），CRU180和N180显著增产8.53%和16.69%，籽粒氮素累积量显著增加8.80%和16.02%，氮肥表观利用率显著增加11.68%和14.30%，氮素农学效率显著增加12.53%和24.46%，氮素生理效率增加0.74%和9.13%，氮肥偏生产力显著增加8.59%和16.76%。综合本试验直播冬油菜产量、氮素累积量和氮肥利用率结果来看，合理的氮肥用量和氮肥品种可以有效增加直播冬油菜的成株率和氮素累积量，进而增加产量、提高氮肥利用率。安徽省直播冬油菜施氮量180 kg N·hm^-2，尿素分次施用和控释尿素一次性施用，均能达到产量和氮肥利用率的双向提升。考虑到直播冬油菜轻简化发展大趋势，建议采用控释尿素一次性基施。     

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。