透气隔水埋体对土壤水分入渗与溶质运移的影响

为分析透气隔水(弱透水)埋体促进水分入渗与溶质运移功效,开展了不同容重(1.40,1.45,1.50,1.60 g/cm~3)透气隔水(弱透水)埋体的一维垂直土柱入渗试验,分析了不同容重的透气隔水(弱透水)埋体对土壤水分入渗与溶质分布的影响。结果表明,透气隔水(弱透水)埋体能够增加土壤累积入渗量,推动湿润锋运移,在一定范围内,随着透气隔水(弱透水)埋体容重增加,湿润锋推进速度与土壤入渗率均增加。600 min时,土壤累积入渗量相对增加7.42%～29.17%,湿润锋深度达到27 cm,入渗时间相对减少26.97%～64.27%。相比于对照组,不同容重的透气隔水(弱透水)埋体均能降低溶质向深层土壤迁移数量。Philip模型和代数模型均能描述透气隔水(弱透水)埋体土壤水分入渗过程,且Philip模型中吸渗率S和代数模型中综合形状系数α均与透气隔水(弱透水)埋体内外容重比呈正相关关系。研究结果表明透气隔水(弱透水)埋体能够通过改变上层土壤吸力分布提高水分入渗能力与溶质传输效率,实现对城市雨水径流调控和净化。     

高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株，并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样，以水稻秸秆粉为唯一碳源，通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌，结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株，采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位，通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性，解析其高温适应性机制，评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌，其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强，而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力，将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似，分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低，其最适温度范围不同，分别为55~65℃和70~80℃，其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明，菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌，其具有不同高温偏好性，纤维素酶热稳定性强，在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。     

纤维素降解菌的分离筛选及其对水稻秸秆的降解效果分析

采用平板涂布法从湖南省望城区水稻田土壤样品中分离真菌;通过刚果红平板培养实验筛选出具有纤维素降解功能的6个真菌菌株;应用DNS法测定了各菌株产CMCase的活力,并分析了它们对水稻秸秆的降解效果。研究结果表明,在筛选出的6个真菌菌株中,WAF6对水稻秸秆的降解率最高,达45.72%;经形态学及分子生物学鉴定,WAF6被鉴定为草酸青霉(Penicillium oxalicum)。     

菜地土壤中纤维素降解菌的筛选及其产酶条件优化

利用传统的微生物学方法,从菜地土壤中筛选出高产纤维素酶的菌株,并对其产酶条件进行优化。结果表明,从4种菜地土壤中共分离获得16株纤维素降解菌,其中生菜地土壤中获得的菌株最多,白菜地土壤中获得的菌株最少;在16个菌株中,从油菜地中分离纯化的1个菌株具有最强的纤维素降解能力;对该菌株的产酶条件优化发现,以麸皮作为唯一碳源、培养温度35℃、培养时间96 h时酶活力最高。     

木质素磺酸盐碱性过氧化氢降解及结构表征

通过表征受碱性过氧化氢降解的木质素磺酸盐,探索高效低耗的木质素降解条件。木质素磺酸盐与含有H2O2的0.5、1.0、2.0 mol/L的NaOH溶液分别在90、170℃下反应2 h。结果表明:碱性过氧化氢处理后木质素磺酸盐的Mw(重均相对分子质量)和Mn(数均相对分子质量)降低,而在170℃,1 mol/L NaOH溶液条件下获得最大程度的降解。木质素磺酸盐的相对分子质量在降解后分布相对集中,这表明木质素磺酸盐可直接用于开发木质素基材料而无需进一步分离。用碱性过氧化氢降解后,甲氧基摩尔分数降低。在170℃、2 mol/L NaOH溶液条件下4步加入过氧化氢,降解得到的木质素甲氧基摩尔分数下降57.4%。碱性硝基苯氧化的结果也表明在170℃下用2 mol/L NaOH溶液和4步添加H2O2处理后会得到最低的香草醛和香草酸产率,表明该条件下非浓缩的木质素结构被有效破坏。FTIR结果显示木质素的芳香结构消失。木质素磺酸盐利用碱性过氧化物降解,最佳条件是在2 mol/L NaOH溶液和170℃条件下,分4步添加H2O2。     

基于PyroSim的林区道路防火阻隔功能研究

  目的  林道网络及其宽度是林业生产、交通和旅游的需求，在发挥其最大经济效益的同时，兼顾林火巡护监测、应急救援，以及发生火灾时快速运送扑救人员和装备，阻隔森林火灾蔓延和发挥防火隔离功能。  方法  运用火灾动态仿真模拟软件PyroSim分别以坡度25°、35°、45°，风速1、2.5、4.5 m/s，林道宽度2、4.5、6 m构建云南松林微观山体模型，施加长12 m、宽1 m、热释放速率4.6 × 104 kW/m2的带状火源，模拟中等强度林火研究不同林道宽度的防火阻隔功能。  结果  林道宽度2 m无法满足防火隔离需求。林道宽度4.5 m的防火阻隔功能一般，当坡度超过35°、风速大于4.5 m/s时易失效。林道宽度6 m拥有较强的防火隔离功能，能较好阻隔中等强度的林火蔓延，可满足坡度小于45°、风速小于4.5 m/s的情况，当风速大于4.5 m/s时该林道宽度的隔离功能可能失效。中等强度的森林火灾火场中心温度在700 ~ 1 200 ℃左右，热释放功率可达3.0 × 105 ~ 9.0 × 105 kW，蔓延山坡10 m只需约1 min，可燃物燃烧速率60 s可达到40 kg/s以上。  结论  云南省云南松林区道路宽度建议设置为6 m，能够取得较好的防火效益。常年处于高风速，坡度大于45°，树种高大的林区建议增加林道宽度至8 ~ 10 m。此外本研究应用PyroSim建立火场模型仿真模拟林道阻火功能是可行的，可为林区道路建设的合理设计、确定林道密度和宽度的阻火功能指标与经济效益相适应的最大限度阈值、降低森林火灾破坏力具有一定的指导意义。      

不同保水处理下苏丹草光合特性研究

为了研究矿区生态修复过程中植物对不同保水措施的生理响应,以常用修复植物苏丹草为研究对象,利用CIRAS-2型(PP-Systems)光合仪测定苏丹草的光合指标,探讨高温下苏丹草对不同保水措施的生理响应,以期为矿区生态修复中的保水措施提供理论依据。结果表明：不同保水处理下苏丹草的光合速率Pn和瞬间水分利用效率WUE日变化均呈“W”型曲线,蒸腾速率Tr日变化呈“M”型曲线。苏丹草的Pn有“午休”现象存在,主要受非气孔因素的影响。影响苏丹草Pn、Tr的主要环境因子为大气CO₂浓度Ca、大气温度Tc、大气相对湿度RH。在土壤上覆盖火烧石和添加粉煤灰均显著增大了苏丹草的Pn和WUE,增强了苏丹草适应高温环境的能力。从Pn的指标来看,土壤表面覆盖火烧石处理比土壤中添加粉煤灰处理的效果好,但两者同时作用效果略低于单独用火烧石处理,原因有待进一步研究。     

水分胁迫对不同抗旱型玉米自交系苗期生长的影响

通过水分胁迫处理对不同抗旱型玉米自交系苗期的影响研究,为抗旱育种选择自交系提供选择参考。采用人工控水的方法,研究干旱胁迫对夏玉米抗旱型和对敏感型自交系苗期株高、地上部和地下部分干重、叶面积、比叶重、叶绿素和净光合速等的影响。结果表明：不同抗旱型自交系苗期对水分胁迫的响应不同。抗旱玉米自交系从5叶期开始在干旱胁迫期间的株高、地上部和地下部分干重、叶面积、叶绿素和净光合速率等指标均高于对水分敏感的玉米自交系,且比叶重相对稳定。这表明干旱条件下,抗旱型自交系较普通自交系在苗期能够表现出更好的适应性,本研究对加强抗旱自交系的筛选和选育,进一步提高耐旱节水玉米新品种选择效率具有一定参考价值。