生物炭对宁南山区土壤持水性能影响的定位研究

为确定生物炭作为土壤改良剂对半干旱地区土壤持水性能的影响,以中国科学院固原生态试验站为研究基地,通过添加不同种类(锯末、槐树皮)、不同比例(1％,3％,5％,以干土质量计)生物炭的小区定位试验,研究生物炭添加6个月后表层土壤容重、田间持水量及持水性能的变化.结果表明:施入生物炭可以有效地改善土壤容重,提高土壤田间持水量和土壤的导水性能.其中槐树皮生物炭的作用效果优于锯末生物炭,且土壤的持水性能与生物炭掺量呈正相关关系.     

氮添加对滇中高原森林凋落物养分残留及其持水性的影响

为揭示森林生态系统养分循环和水分循环对氮沉降的响应机制,以滇中高原华山松(Pinus armandii)和云南松(Pinus yunnanensis)为研究对象,开展野外氮添加下凋落叶、枝原位分解研究试验,设置对照、低氮、中氮和高氮共4个处理,利用尼龙网袋法和室内浸泡法,探究凋落叶、枝养分元素残留率、持水量和持水率及吸水速率对氮添加的响应。结果表明:(1)随着分解时间的持续,2种林分凋落叶、枝碳(C)、氮(N)、磷(P)分别呈释放、富集—释放、富集过程,凋落叶C、N、P残留率显著小于凋落枝(p＜0.05);(2)凋落叶最大持水量和最大吸水速率显著大于凋落枝(p＜0.05),分解24个月时,与CK相比,LN处理下2种林分凋落叶、枝C,华山松凋落叶N残留率降低1.98%~7.27%,10.79%,HN处理下2种林分凋落叶、枝C,华山松凋落叶、枝和云南松凋落枝N,华山松凋落枝P残留率则增加4.26%~9.08%,11.94%~44.51%,42.42%;(3)分解24个月时,与CK相比,LN、MN和HN处理华山松凋落叶、枝和云南松凋落叶最大持水量和最大吸水速率分别降低11.44%~25.24%,5.81%~32.23%,云南松凋落枝则增加15.48%~24.26%,17.97%~23.74%。 (4)2种林分凋落叶、枝持水量随浸泡时间延长而增加,而吸水速率则为降低,持水量与浸泡时间的关系均呈对数函数关系(m=a+bln t),吸水速率与浸泡时间的关系呈幂函数关系(v=at^-b)。(5)C与云南松凋落枝持水性呈正相关关系(p＜0.05),N与华山松凋落枝、P与华山松和云南松凋落叶持水性呈负相关关系(p＜0.05)。综上,氮添加通过改变凋落物分解过程中C、N、P养分元素残留特征进而影响其持水性。     

氮沉降下滇中高原森林凋落物分解特征对其持水性的影响

研究模拟氮沉降下凋落物分解特征对其持水性的影响,旨在为氮沉降背景下森林生态系统养分循环和水分循环相关研究提供理论依据。以滇中高原常绿阔叶林和高山栎林为研究对象,在野外开展模拟氮沉降下凋落叶、枝原位分解研究试验,设置0(对照CK),10(低氮LN),20(中氮MN),25(高氮HN) g/(m²·a)N共4种处理,利用尼龙网袋法和室内浸泡法,探究不同处理下凋落叶、枝质量残留率、持水量和持水率及吸水速率变化特征。结果表明：(1) 2种林分凋落叶、枝质量残留率随分解时间延长而减少;与CK质量残留率相比,LN处理2种林分凋落叶、枝无显著影响(p>0.05),MN和HN处理使常绿阔叶林凋落叶分解第16,19,23,24个月和HN处理高山栎林凋落叶分解第16个月分别增加5.05%～7.45%,7.88%～8.62%,4.72%。(2)与CK分解95%所需时间相比,LN处理使常绿阔叶林凋落叶、枝和高山栎林凋落枝分别增加0.549,0.366,0.402年,高山栎林凋落叶则减少1.011年,MN和HN处理使2种林分落叶、枝增加0.236～3.638年。(3)分解时间和氮沉降...     

保水剂对土壤持水性能影响的模拟研究

通过室内模拟试验,利用正交回归设计研究了丙烯酸盐类保水剂对土壤持水性能的影响,并推导出土壤有效水含量与土壤质地、保水剂粒径及其使用剂量关系的数学模型。结果表明：土壤质地、保水剂用量对土壤有效水含量的影响达到极显著水平,而保水剂粒径对土壤有效水含量的影响不显著。保水剂颗粒与土壤质地、与保水剂用量成负效应,保水剂用量与土壤质地成正效应。这一数学模型可以用于指导该类保水剂在生产的使用。     

添加剂对高水分挤压组织化复合蛋白理化性质的影响

为了改善高水分挤压组织化复合蛋白肉感不强,肉质纹理结构差的问题,该文以小麦蛋白为主要基料,采用双螺杆高水分挤压技术,研究了添加剂对高水分挤压组织化复合蛋白产品特性的改善效果,并探讨了高水分挤压组织化复合蛋白与市场上熟肉制品质构特性的差异。结果表明,不同种类添加剂对高水分挤压组织化复合蛋白产品特性的影响呈现差异性,其中,大豆磷脂、卡拉胶加入不利于高水分挤压组织化复合蛋白成型及网络状纤维结构的形成;氯化钠添加0.5%时,可改善其纤维结构,加大添加量,色泽差异较小,组织化度,硬度及咀嚼度呈下降趋势,不利于复合组织化蛋白网络状纤维结构的形成;碳酸氢钠添加0.2%～0.4%时,可改善其品质特性;L-半胱氨酸添加0.03%～0.09%时,其组织化度、硬度、咀嚼度均呈增加趋势,碳酸氢钠、L-半胱氨酸的添加均有利于复合组织化蛋白网络状纤维结构的形成。由各指标相关性评价可知,感官评分、L*值、组织化度、咀嚼度可作为其代表性评价指标。高水分复合蛋白的微观结构可直观地剖析添加剂对其组织化结构的影响效果。其中,大豆磷脂、卡拉胶加入时均未形成较多的网络状纤维结构。并与市场上熟肉制品的质构存在较大的差异性,其中硬度、弹性、聚结性、咀嚼度明显增加。适量添加氯化钠、碳酸氢钠、L-半胱氨酸,并结合市场上熟肉制品的质构特性,以感官评分、L*值、组织化度、咀嚼度为评价指标,将为创制肉感较强、具有肉质纹理的仿肉制品提供基础理论依据。     

桂北地区土地利用类型对土壤饱和导水率和持水能力的影响研究

土壤饱和导水率和田间持水量是土壤重要的物理性质,也是表征土壤入渗性能和土壤持水性能的重要参数之一。通过测定桂北地区不同土地利用类型的土壤饱和导水率和田间持水量,探究土地利用类型对土壤饱和导水率和持水能力的影响。结果表明:不同的土地利用类型下,土壤饱和导水率存在明显的差异性,饱和导水率从大到小依次为农田、天然林、人工林、人工草地、桉树林,饱和导水率的误差范围从大到小依次为:农田、人工林、人工草地、桉树林、天然林;不同的土地利用类型对土壤田间持水量的影响也不同,土壤的田间持水量从大到小依次为:天然林、桉树林、人工林、人工草地、农田,天然林的持水性能相对最好;相对于土壤有机质含量,土壤孔隙度对土壤饱和导水率的正向影响更大,而在一定范围内,土壤有机质含量增加有利于提高土壤持水性能。     

间伐对黄龙山辽东栎林下枯落物持水性的影响

[目的]对黄龙山林区辽东栎林抚育间伐与对照设置试验样地,研究其林下枯落物持水效应特征,为该地区森林抚育提供理论依据。[方法]采用重度(间伐35%)、中度(间伐25%)、轻度(间伐15%)抚育间伐,通过典型取样法、烘干法、浸泡法等开展研究。[结果]枯落物总储量大小依次表现为:CK(23.500±0.780)轻度(22.950±1.012)中度(22.708±0.365)重度(20.725±1.041),只有CK与重度有显著性;枯落物总持水量大小依次表现为:轻度(9.37)CK(8.29)中度(7.61)重度(6.39),轻度间伐下枯落物总有效拦蓄量最大;枯落物持水量与浸泡时间呈对数函数变化,R2均在0.93以上,具有显著相关性;枯落物吸水速率与浸泡时间呈幂函数变化,R2均在0.99以上,具有显著相关性。[结论]综合比较不同间伐强度下枯落物持水性,轻度间伐下枯落物持水性较好,可为黄土高原地区森林抚育提供理论依据。     

不同类型生物炭理化特性及其对土壤持水性的影响

[目的]对比分析不同原料制备的生物炭的理化性质及其对土壤持水性的影响,为选择合适的生物炭改良和修复土壤提供理论依据。[方法]以鸡粪、浒苔及稻草为原料,分高、中、低3种不同温度制备生物炭,运用元素分析、盆栽培养等试验研究其特性。[结果]稻草中C,H及灰分的含量较高,鸡粪中N含量较高,浒苔中C含量低,O含量较高;而在制备的生物炭中,鸡粪基生物炭C和N含量较高,浒苔基生物C含量却比较低。另外,3种类型生物炭的H/C摩尔比值随着热解温度的升高而逐渐降低,C/N比随着热解温度的升高而增大。不同原料制备的生物炭pH值随着热解温度的升高而增大,pH值从6.82~8.35升高至9.33~10.29;3种类型的生物炭pH值随着灰分含量的增大而增大,但增长速率不同,稻草基生物炭浒苔基生物炭鸡粪基生物炭。并且,随着热解温度的升高,鸡粪、浒苔及稻草基生物炭引起土壤持水性逐渐增强。[结论]在土壤提供营养成分方面,鸡粪基生物炭显然更具优势,而且在促进土壤持水性方面,鸡粪生物炭也相对更强一些。     

生物炭对云南典型植烟土壤持水性及烤烟产量的影响

为解决季节性干旱导致云南省烤烟减产的问题,开展了烟秆生物炭改善云南典型植烟土壤持水性的研究,进而为生物炭在烟叶生产中的推广应用提供依据。通过盆栽试验研究了穴施不同用量生物炭(0%、1%、4%、7%、11%干土重)对黄红壤(YR)、黄棕壤(YB)、赤红壤(LR)、水稻土(PD)和紫色土(PE)5种典型植烟土壤持水性的影响。结果表明:施用生物炭显著提升5种土壤持水性,一次浇水周期较对照延长1~5 d,对烤烟产量的影响因土壤类型而异。其中,1%~11%范围内,YR土壤持水性随着生物炭用量增加而降低,施用生物炭1%土壤持水性最好,与对照相比,烤烟生育期总补水量显著降低59.5%,土壤含水量平均下降速度显著下降50.4%,水分利用效率显著提高32.3%。但施用生物炭导致烤烟最高减产37.9%。YB土壤持水性随着生物炭用量增加呈升高趋势,施用生物炭11%最好,相比对照,烤烟生育期总补水量显著降低41.3%,水分利用效率显著提高93.3%,产量无显著提高。随着生物炭用量增加,LR土壤持水性先增加后降低,施用生物炭4%效果最好,烤烟产量和水分利用效率分别较对照显著提高46.2%和68.8%。随着生物炭用量增加,PD和PE的土壤持水性及烤烟产量呈现先增加后降低趋势,施用生物炭7%效果最佳,与对照相比,烤烟产量分别显著提高17.0%和55.6%,总补水量分别显著降低40.3%和26.8%,土壤含水量平均下降速度分别显著降低37.4%和36.5%,水分利用效率分别显著提高94.4%和121.7%。烟秆生物炭对于云南典型植烟土壤的保水效果明显,其最佳施用量视土壤类型而异。     

土壤特性对保水剂持水性能的影响

为研究土壤特性对保水剂持水性能的影响,测试了4种保水剂分别与砂壤土、壤砂土、砂粘壤土1和砂粘壤土2共4种土壤混合后的保水率,混合时土壤为风干土,保水剂与土壤混合的质量百分比为0.5%。结果表明:与单纯保水剂或者保水剂与砂子混合相比,保水剂与土壤混合后可明显降低保水剂的释水速度,提高保水剂的持水能力。土壤特性对保水剂释水速度有明显影响,土壤粘粒含量高,保水剂的释水速度慢,反之,则快。土壤粘粒含量高,土壤含水量高,保水剂表面水势梯度变低,使释水速度变慢;粘粒含量低,水势梯度变大,保水剂释水速率加快。经过7 h的恒温蒸发后,4种保水剂在粘粒含量较高的砂粘壤土(粘粒含量25%)中的保水率比在粘粒含量低的壤砂土(12.5%)中的保水率高43.7%~71.3%,且具有明显的差异。     

复合组织蛋白挤压加工工艺的初步研究

该文利用FTS-50型双螺杆食品挤压机，进行了复合组织蛋白挤压加工工艺的研究。试验研究了各个工艺参数对产品组织化的影响，得出了较佳的工艺条件。结果表明：适量的油脂(2%～10%)可以降低主机功耗，并稳定组织化结构；原料的pH为6.5～7.5时，产品的纤维强度较好；淀粉添加量在10%以内，产品的纤维化结构明显而且口感适中；含水率和螺杆转速对挤压产品组织化质量有着复杂的影响；挤压变性段温度提高，产品的组织化程度提高。     

冷冻方式对醛交联大豆蛋白多孔材料结构及吸附特性的影响

为制备纳米级孔径的大豆蛋白多孔材料,研究了冰箱和液氮冷冻处理的醛交联大豆蛋白多孔材料的结构及吸附性能。结果表明:戊二醛对大豆蛋白的交联效果优于甲醛和乙二醛。液氮冷冻处理的多孔材料比表面积和孔容均较大,而平均孔径较小;纳米级孔的孔径都分布在80 nm以内,介孔总孔容占比超过50%,大孔次之,微孔占比最小;冰箱冷冻样品纳米级孔的孔径主要分布在70 nm以内,且微孔和介孔孔容都小于采用液氮冷冻处理的样品。场发射扫描电镜分析表明,大豆蛋白多孔材料的孔形态为微米级圆孔和纳米级狭缝孔。冷冻处理比醛类交联剂对孔结构的影响大,合适的冷冻方式能替代或超过交联剂种类变化取得的效果。热重分析表明液氮冷冻处理的戊二醛交联大豆蛋白多孔材料热稳定性好;该多孔材料对对硝基苯酚和六价铬离子具有一定的吸附效果,是制备大豆蛋白多孔材料较合适的方法。研究结果为植物蛋白多孔材料的制备提供参考。     

挤压温度对大豆分离蛋白与原花青素复合物结构和功能特性的影响

为了探究不同挤压温度（40、60、80、100和120℃）对大豆分离蛋白（Soy Isolate Protein,SPI）与葡萄籽原花青素（Grape Seed Proanthocyanidin Extract,GSPE）复合物功能性质及结构特性的影响。该研究以溶解度、乳化性、乳化稳定性、ζ-电位、粒度为指标,利用荧光光谱、红外光谱分析该复合体系中大豆分离蛋白功能性质及结构的变化。结果表明：相较于挤压SPI,经过挤压处理的SPI-GSPE复合物的溶解度、乳化活性指数、乳化稳定性指数、ζ-电位绝对值及持水性均显著提高（P<0.05）,其表面疏水性、持油性显著下降（P<0.05）。随着挤压温度的升高,SPI-GSPE复合物的溶解度、持油性及乳化活性均先增大后减小且在80℃达到最大值,而其表面疏水性先减小后增大且最小值在80℃,ζ-电位绝对值、乳化稳定性及持水性均随温度的升高而降低。粒径分析结果表明,挤压处理后SPI与GSPE形成了更加致密的复合物;荧光光谱及红外光谱结果表明,与GSPE的复合及挤压处理使SPI氨基酸残基所处微环境发生变化,蛋白结构发生变化。以上结果表明挤压温度为80℃时SPI-GSPE复合物功能性质提高幅度最大,为GSPE与SPI复合提高SPI的功能性质提供参考。     

双螺杆挤压加工玉米面膨化食品的工艺和配方研究

研究了采用BC45型双螺杆挤压机加工玉米食品的工艺和配方。通过口感评价和膨化度等对比,得出了较优的工艺参数和食品配方,即工艺参数：螺杆转速150 r/min,模头温度160℃,供料量30 kg/h;食品配方：玉米面69.6%,大米粉17.4%,盐1%,糖4%,水8% 。     

不同贮藏期大豆蛋白对千页豆腐品质的影响

为了研究不同贮藏期大豆分离蛋白（soy protein isolate,SPI）对千页豆腐品质的影响,该文首先研究了贮藏期对大豆分离蛋白结构的影响,进而探讨贮藏期对大豆蛋白制备千页豆腐的品质的影响。对不同贮藏期的大豆蛋白分别采用了凝胶质构特性、感官评价、羰基含量、大豆蛋白亚基以及巯基的测定,并采用拉曼光谱对大豆蛋白二级结构、二硫键构型以及侧链结构进行了分析,同时采用扫描电镜观察千页豆腐的微结构。结果表明：随着贮藏期的延长,千页豆腐的感官评价变差,由88分降低至44分;其凝胶网络结构逐渐疏松;大豆蛋白羰基含量逐渐上升;巯基含量逐渐下降;二级结构含量改变;凝胶硬度呈下降趋势,硬度值低于234 g时,将无法达到千页豆腐的质量要求。这表明在贮藏期内SPI发生了氧化,导致大豆蛋白质结构发生改变,使其凝胶性质下降。     

挤压加工参数对重组米生产过程及产品膨胀度的影响

为了考察重组米生产过程中挤压加工变量对几种系统参数与产品膨胀度的影响,试验以杂交籼米（9?718品种）为原料,利用响应面模型,以螺杆转速、进料速度、进料含水率以及末端机筒温度为输入变量,以挤压系统参数（物料温度、模头压强、扭矩、比机械能和产品含水率）和重组米膨胀度为响应变量,探索在重组米生产过程中加工变量与系统参数及产品膨胀度的关系。结果表明,压强、比机械能和产品膨胀度都受到4个挤压变量的显著影响,但是物料温度受进料速度影响不显著,马达扭矩受末端机筒温度影响不显著,产品含水率仅受进料含水率的显著影响。比机械能与螺杆转速正相关,与进料速度、进料含水率和末端机筒温度负相关。所得二次回归模型均拟合良好,建立的挤压数学模型可应用于重组米生产,为重组米工业化生产的过程预测和产品性质预测提供参考。     

基于LF-NMR研究包装方式和温度对鲶鱼片保水性的影响

为了考察贮藏过程中包装方式和温度对鲶鱼片保水性的影响,该试验将新鲜鲶鱼片分别经空气包装(air-package,AP)、真空包装(vacuum package,VP)和气调包装(modified atmosphere package,MAP,60%CO_2+40%N_2)后贮藏于4℃和-0.7℃的冷库中,于贮藏第0、1、4、7、10、15、20、30天测定鲶鱼片的pH值、蒸煮损失率、离心失水率等指标变化,利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术测定鲶鱼片的水分弛豫时间(T22)、弛豫面积(P22)和质子密度成像(magnetic resonance imaging,MRI),并利用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察鲶鱼片肌纤维结构的变化,对鲶鱼片贮藏过程中保水性变化及原因进行综合判断。结果显示,随着贮藏时间的延长,各组鲶鱼片保水性均呈下降趋势,表现为蒸煮损失率和离心失水率比新鲜鲶鱼片增加,弛豫时间T22和弛豫面积P22降低。相比较而言,冰温气调(-0.7°C-MAP)样品的保水性下降最为缓慢,是鲶鱼片品质保持的较佳贮藏方法。皮尔逊相关系数分析表明弛豫面积P22与贮藏时间、蒸煮损失率及离心失水率显著相关(P0.05);MRI结果显示,鲶鱼片的水分在贮藏过程中逐渐从肌纤维内部渗出,集聚在肌束膜上;SEM表明肌纤维细胞结构发生改变,这可能是引起保水性下降的根本原因。综上所述,该研究证明利用LF-NMR技术可快速表征鲶鱼肉保水性的变化,研究结果为选择鲶鱼片的较佳贮藏条件提供了理论依据。     

槲皮素对挤压大米淀粉结构及功能特性的影响

为改善挤压大米淀粉的功能特性,以米粉（rice, R）为主要原料,探究了不同槲皮素（quercetin, Q）添加量（0 ～ 10%）在挤压场下对米粉中淀粉的水溶性、吸水性、糊化特性等功能特性的影响。在此基础上,借助扫描电子显微镜（scanning electron microscopy）、X-射线衍射、红外光谱、及紫外可见光分光光度计揭示了Q在挤压场下对淀粉结构的演变规律。试验结果表明：当Q添加量为4%时,样品的吸水指数,碘结合能力均达到了最大值,且自由水弛豫时间提前;挤压体系中Q与淀粉通过氢键结合,颗粒结构变得更加立体、紧凑。与挤压米粉相比,槲皮素的添加延缓了淀粉的回生且提高了淀粉的热稳定性。根据以上结果可知,挤压体系中Q与大米淀粉复合,促进了淀粉分子链重排,进而改变淀粉的结构及功能特性,该研究可为开发抗回生的挤压大米淀粉基产品提供理论依据。     

挤压膨化工艺参数对玉米淀粉出酒率的影响

合理的原料预处理工艺可以提高玉米淀粉出酒率,该文用单螺杆挤压膨化机对脱胚玉米进行挤压膨化,以模孔直径、套筒温度、物料含水率、螺杆转速和酵母添加量作为因素,以挤压膨化脱胚玉米淀粉出酒率为考察指标,采用5因素5水平(1/2实施)进行二次正交旋转组合试验设计,探讨了挤压膨化工艺参数和酵母添加量对挤压膨化脱胚玉米淀粉出酒率的影响规律,得到了优化的工艺参数:模孔直径为12mm,套筒温度140℃,物料含水率19%,螺杆转速200r?min-1,在酵母添加量为0.4%时,玉米淀粉出酒率可以达到55.81%。     

大豆酱油电渗析脱盐工艺参数对其脱盐率及品质的影响

为了降低大豆酱油的含盐量,该文利用电渗析技术对大豆酱油进行脱盐处理,通过单因素试验探讨了电压、流速、pH值对电渗析脱盐效果的影响,确定了较佳电渗析工艺。结果表明在电压为9 V,流速为2.4 cm/s,pH值为4.2,电渗析50 min时脱盐效果较好,氨基酸态氮损失较小,氨基酸态氮损失19.4%,脱盐率达到81.6%。利用氨基酸自动分析仪和气相色谱-质谱联用仪（gas chromatography-mass spectrometry）分析了电渗析前后游离氨基酸及挥发性风味物质的变化规律,结果表明电渗析过程中氨基酸及风味物质均有损失。几种苦味氨基酸如组氨酸、精氨酸、赖氨酸损失较大,分别损失了23.79%、26.39%和28.5%;电渗析过程中,酱油风味物质中醇类、酚类损失较大,尤其是4-乙基愈创木酚损失最多,但因其气味阈值较低,因此对酱油风味影响较小。研究结果为减盐酱油系列产品的生产提供了参考和依据。