中国燃料乙醇生产用原料的多元化探索

该文分析了中国燃料乙醇生产原料多元化的必要性,阐述了可用于燃料乙醇生产的淀粉质、糖质和纤维质3大类非粮原料的种类、性质、利用及研究现状,对这些非粮原料的种植情况、燃料乙醇生产性能等进行了对比分析,归纳了中国非粮原料用于生产燃料乙醇时所存在的问题,提出了相应的解决对策,最后对中国可用于燃料乙醇生产的非粮原料的供应前景作出了展望.     

苎麻纤维不同发育时期差异表达miRNAs的表达谱分析

miRNA在植物生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究从苎麻纤维伸长期和胞壁加厚、端壁溶合期的中苎1号苎麻韧皮组织为材料的miRNA芯片中筛选出3个差异表达的miRNAs：miRl450、miRl56h和miRl72bl。利用半定量RT—PCR技术对3个差异表达miRNAs在4个苎麻纤维发育时期（苎麻纤维分生期,纤维伸长期,胞壁加厚端壁融合期和纤维成熟期）的韧皮组织以及花、叶、根和地下茎等组织和器官中的表达情况进行研究。结果表明供试的3个miRNA在苎麻纤维伸长期和胞壁加厚端壁融合期的表达量均为差异表达,进一步验证了芯片结果,其中mi1450在纤维成熟期表达量最高,在纤维伸长期的表达量最低;mi156h在花、地下茎、根和叶中的表达量显著高于4个苎麻纤维发育时期;mi172bl在纤维分生期的表达量最高,在花中的表达量最低。本研究建立了苎麻miRNA的茎环RT．PCR检测体系,为进一步研究miRNA在苎麻纤维发育过程中的作用奠定了基础。     

乐果降解酶产生菌的筛选及酶条件的优化

采用室内培养室验方法,从农药长期污染的土样中分离到一株铜绿假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）Ｐ－１,该菌株可以利用乐果为唯一碳源和能源进行生长,生长的最适ｐＨ为７．０～７．５,最适温度为３０～３５℃。在组分为０．３％蛋白胨,,０．０５％牛肉膏,０．０５％乐果,０．５％ＮａＣＬ的培养基中摇床（３５℃,１５０ｔ／ｍｉｎ）培养２４ｈ,可产生最高乐果降酶活性,达到约８ｕ／ｍＬ。     

新型生物可降解PLA沙袋沙障降解特性及其影响因子探究

为了延长新型生物可降解聚乳酸（PLA）纤维材料在防沙治沙中的使用寿命,通过对野外铺设5 a的PLA沙袋沙障材料采样测试,结合室内控制温度、湿度单因子试验分析了PLA沙袋沙障的降解特性及影响因子。结果表明:高温高湿条件能够促使PLA沙障材料在短时间内降解。在沙区迎风坡中部的PLA纤维机械性能损失最大;沙障暴露面PLA纤维的机械性能损失率比贴地面大,相差可达12.29%,沙障障体迎风面机械性能损失率最大。夏季雨后高温及频繁剧烈地风沙活动是影响PLA沙障材料降解的主要因子。     

碳氮源对复合木质素降解菌木质素降解能力及相关酶活的影响

白腐真菌所具有的降解木质素能力源于其所产生的酶系统,碳源和氮源是其降解木质素和产酶的一个极为重要的影响因素。通过室内小麦秸秆固态发酵试验,研究了不同的碳、氮源对两株侧耳属真菌Tf1（P.pulmonarius）和JG1（P.cornucopiae）产酶活力、木质素降解和粗蛋白含量的影响。结果表明,Lip和MnP是参与复合木质素降解菌Tf1＋JG1降解小麦秸秆重要的木质素降解酶。以葡萄糖为碳源,酒石酸铵为氮源能显著提高复合木质素降解菌对木质素的降解能力,发酵9 d后小麦秸秆的失重率为14.87%,木质素含量为8.68%,木质素降解率为22.95%;粗蛋白含量为7.28%,比未发酵麦秸提高了36.84%（P〈0.05）;Lip和MnP活力分别为629.11 U.g-1和622.22 U.g-1。     

聚丙烯二氧化钛负载膜固定化农药降解酶的研究

利用聚丙烯负载二氧化钛膜固定农药降解酶(EC3.1. 8. 2),研究了酶固定化的条件,选择农药甲基对硫磷进行了降解试验。结果表明,酶固定化最佳时间为1.5 h,最适固定温度为20℃,最佳固定化酶液浓度为1.6 mg/mL。吸附农药降解酶的聚丙烯负载二氧化钛酶膜,通过与游离酶的比较,固定化酶最适反应温度有所偏移,提高了5℃,酶降解农药的最适pH值为8.5,对农药甲基对硫磷的降解率30 min内达到70%以上,并且固定后的二氧化钛酶膜具有良好的稳定性。     

菌酶共降解玉米秸秆的工艺研究

该文研究玉米秸秆菌酶共降解工艺,利用黄孢原毛平革菌固体发酵去除部分木质素,再添加外源纤维素酶、木聚糖酶降解纤维素和半纤维素.黄孢原毛平革菌培养12 d时木素过氧化物酶(LiP)酶活达到最大值11.3 u/g,15d时漆酶(Lac)酶活达到最大值0.0992 u/g,秸秆降解集中在10～20 d,第25d时菌解结束,干基总损失率为18.94%;再经过6 d的酶解,纤维素、半纤维素的相对含量分别从27.1%、20.3%下降到13.1%、11.9%.玉米秸秆经菌酶共降解,木质素、纤维素、半纤维素的降解率分别达到67.0%、60.4%、33.0%,每克秸秆还原糖含量达0.507 g.结果表明,菌酶共降解为玉米秸秆的生物利用提供了一种新方法.     

用加压热水预处理山毛榉树粉生产燃料乙醇的初步研究

采用间歇式加压热水实验装置,研究了加压热水用于山毛榉树粉的分离规律,探讨了不同温度、处理时间对生物质分离的影响。当温度低于200℃时,随着温度升高和反应时间延长,木粉溶解量、木糖浓度和糠醛浓度均逐渐升高,而葡萄糖浓度和5-羟甲基糠醛浓度则较低。但当温度高于200℃时,生物质溶解量基本不随反应时间的变化而变化,葡萄糖浓度随反应时间延长逐渐增加,木糖浓度则随着反应时间的延长而下降,糠醛浓度则随着反应时间的延长基本不变甚至略有下降,5-羟甲基糠醛浓度则随着反应时间的延长而增大。     

壳聚糖酶生产菌的产酶工艺条件研究

壳聚糖是自然界中唯一一种带阳离子的能生物降解的高分子材料，已广泛应用于农业、医药、食品等领域。其降解产物甲壳低聚糖具有比壳聚糖更好的溶解性和生理活性，采用酶法降解具有反应条件易于控制、产物安全性高和环境污染少等独特的优越性，因此，筛选壳聚糖降解酶的方法和条件有重要意义。对壳聚糖酶生产菌所产壳聚糖酶的培养条件进行了初步研究，并对测定壳聚糖酶酶活力的DNS法进行了研究。结果表明，DNS法的最大吸收波长在495 nm。该实验所用菌种产壳聚糖酶的培养条件以培养时间为60 h，初始pH值为5.0，装液量为50 mL     

多菌种分步降解玉米秸秆生产蛋白饲料的工艺

研究了多菌种分步降解玉米秸秆产蛋白饲料的工艺条件,选用黄孢原毛平革菌固体发酵去除部分木质素,接入木霉菌进一步降解木质纤维素,加入酵母发酵产蛋白饲料。木霉菌最佳接种时间为第10 天,经12 d的共发酵,按秸秆与麸皮配比3.0∶1加入麸皮、酵母接种量8%、固液比1∶3.0、硫酸铵用量2.5%,继续共发酵72 h,粗蛋白质量分数可达25.3%。结果表明,多菌种分步降解产蛋白饲料工艺为玉米秸秆生物利用提供了一种新途径。     

苎麻根际土壤水浸提液化感潜力评价

【目的】通过苎麻根际土壤水浸提液有机化合物的分离鉴定及生物学实验,探讨了苎麻败蔸与化感作用的关系。【方法】运用气相色谱-质谱联用技术 (GC-MS),对苎麻根际土壤的不同极性有机溶剂萃取液进行了物质成分分析;采用室内生物测定方法,研究了不同浓度苎麻根际土壤水浸提液对萝卜、油菜、拟南芥 3 种植物的化感效应;并应用实时定量 PCR 技术 (QPCR),测定了不同浓度根际土壤水浸液处理后拟南芥其抗逆基因 RD29A (AT5G52310) 和 RD29B (AT5G52300) 及生长素合成相关基因 YUC1 (AT4G32540) 的相对表达水平。【结果】四种不同极性有机溶剂萃取液经 GC-MS 检测共鉴定出 51 种有机化学物质,包括烃类及其衍生物、甾类化合物、苯甲酸及其衍生物、酚类、萜类、含氮类等已被报道具有化感活性的化合物。不同浓度苎麻根际土壤水浸液对 3 种不同植物的下胚轴长及根长的化感效应具有差异性,随着浸提液浓度增加,对油菜及拟南芥抑制作用越显著,但对萝卜的影响不显著。QPCR 检测结果表明,拟南芥的 RD29A、RD29B、YUC1 这 3 种基因的表达量随水浸提液浓度增加均降低。【结论】苎麻根际土壤中含有抑制自身生长的潜在化感物质豆甾-4-烯-3,6-二酮,2,5-二叔丁基苯酚,邻苯二甲酸二乙酯,6,6-二甲基-1,3-庚二烯-5-醇,羊毛甾-8,24-二烯-3,22-二醇。高浓度苎麻根际土壤水浸提液对供试三种植物下胚轴长及根长具有抑制效果,因此,连作导致的化感物质累积可能是连作导致苎麻败蔸的原因之一。     

高温射流冲击苎麻开纤脱胶的压力和温度场数值模拟与试验

为了研究苎麻纤维残留胶质的射流冲击分纤脱胶机理,设计试制了高温射流冲洗试验装置,开展了单喷嘴和双喷嘴开纤脱胶试验,数值模拟了单喷嘴和双喷嘴射流冲击壁面的表面温度场、压力场分布及有效的作用区域。结果表明,当喷嘴直径为2.0 mm,进口温度为373 K时,单喷嘴射流冲击试验的较佳组合参数喷距为30 mm,进口压强为1.2 MPa,时间为16 min,测得残胶率为3.1%;以单喷嘴相同设定参数模拟了双喷嘴较佳喷嘴间距为30 mm,冲击压力范围为0.2~0.3 MPa,温度范围为320~334 K,该试验测试的喷嘴间距与数值模拟相符合,测试残胶率为3.1%,单纤维断裂强力为51.71 c N。该技术为开发新型苎麻纤维分纤洗脱设备提供技术参数。     

自动反拉式换位夹持苎麻剥麻机设计与参数优化

针对目前普遍使用且依靠人力喂入及反拉的苎麻剥麻机劳动强度大、安全性差、剥麻质量不稳定等问题,该研究以“川苎11号”苎麻为研究对象,设计了一种自动反拉式换位夹持苎麻剥麻机。首先对苎麻茎秆物理尺寸和力学性能参数进行测量,确定采用双夹持机构与同步带夹持输送、电机驱动夹持机构翻转换位、双滚筒反向剥麻的技术方案。进而对剥麻装置、夹持机构等主要部件进行结构设计和理论分析,确定苎麻剥麻机结构和剥麻滚筒转速、反拉速度、喂入角度等工作参数。然后分析苎麻茎秆剥打过程并建立仿真模型,运用ANSYS/LS-DYNA模块对剥麻过程进行单因素仿真试验,分析了木质部去除量、韧皮部损失量等,仿真结果表明,剥麻滚筒转速、反拉速度、喂入角度分别在350～650 r/min、0.2～0.4 m/s、5°～15°范围内时的剥麻效果较好。根据Box-Behnken试验设计方法,开展三因素三水平正交试验,通过方差分析和响应面分析,得出反拉式换位夹持苎麻剥麻机的最优工作参数为：剥麻滚筒转速451.047 r/min,反拉速度0.319 m/s,喂入角度10.728°;样机试验表明最优工作参数下的平均鲜茎出麻率为5.03%,平均原麻含杂率为1.14%,满足苎麻剥麻机技术标准。该换位夹持装置能够实现苎麻夹持喂入与自动反拉,简化剥麻机结构,提高剥麻机作业性能和剥麻质量,研究结果可为轻简型苎麻自动剥麻机的研发提供技术参考。     

强化堆肥中木质纤维素降解的功能菌株筛选鉴定

采用多种筛选相结合的方法,从土壤、秸秆、牛粪等不同来源的样品中分离得到3株具有木质纤维素降解能力的细菌,其同时具有使堆肥快速升温和有效除臭潜力。经菌体形态观察、生理生化分析及16S r DNA鉴定,此3株细菌均属于Bacillus sp.。堆肥功能验证试验结果表明,添加此3株功能菌可使堆肥中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别比对照提高31.31%、19.57%和14.33%;堆肥结束时的发芽率达到93.3%,高出对照36.6%。此3株功能细菌具有很好的促进堆肥中木质纤维素降解和提高堆肥腐熟度的能力,可以考虑将其应用于较大规模的牛粪或其他畜禽粪便的堆肥处理。     

石油污染土壤中正十六烷降解菌的效果研究

从山东东营石油污染土壤中驯化筛选出一株正十六烷降解菌TZSX2,经生理生化和16S r DNA基因测序,通过构建细菌系统发育树确定其为红球菌属(Rhodococcus)。通过不同环境因子对TZSX2的生长情况和其对正十六烷的降解率的影响研究,确定菌株TZSX2的最适生长和降解温度为28~36℃,对正十六烷的降解率超过30%;TZSX2能够耐受较高浓度的正十六烷,在正十六烷浓度为2 m L·L~(-1)时,降解率为79%,正十六烷浓度为20 m L·L~(-1)时,降解率仍可达到12%;在碱性条件(pH=9)下对初始浓度为10m L·L~(-1)的正十六烷的降解率高达91%。综上,所筛选的TZSX2菌株可以耐碱性,适用于极端环境中石油污染的修复,对高浓度的正十六烷具有优异的降解效果。     

菌/酶添加对甜高粱渣青贮预处理作用的强化效果

为实现生物质甜高粱渣的青贮强化预处理和能源化利用,该研究探究了不同添加剂对其青贮质量和酶解糖化效果的影响。试验设置对照组（CK组）、植物乳杆菌组（L组）、纤维复合酶组（E组）和复合添加剂组（LE组）,系统考察甜高粱渣在21 d青贮预处理期间的营养成分、木质纤维组分和发酵品质的动态变化,采用隶属函数法评价青贮质量,利用高通量测序技术分析青贮预处理过程的微生物菌群动态演绎。结合酶解糖化性能评价青贮预处理作用的强化效果,从而筛选适宜的添加剂。结果表明：青贮预处理后甜高粱渣的粗蛋白、淀粉、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、半纤维素和纤维素等能量组分含量显著高于原料（P<0.05）。青贮21d时,3个添加剂组的干物质、可溶性碳水化合物和粗蛋白含量显著高于CK组（P<0.05）,综纤维素含量显著低于CK组（P<0.05）,且E组的干物质含量最高,L组的粗蛋白含量最高,E组和LE组的可溶性碳水化合物含量最高。青贮预处理期间,3 个添加剂组的pH值均低于4.2,L组的乳酸和乙酸含量明显高于CK组（P<0.05）,E组的乳酸/乙酸和乳酸/总有机酸比值显著高于CK组（P<0.05）。隶属函数法综合评价E组的青贮发酵质量最高。微生物菌群结果显示,甜高粱渣经青贮预处理后,3个添加剂组的细菌菌群丰富度和多样性都明显下降,门水平细菌主要以变形菌为主,属水平细菌主要包含肠杆菌、泛菌、明串珠菌、魏斯氏菌、拉恩氏菌和葡糖杆菌等,这些微生物与青贮质量密切相关。甜高粱渣经青贮预处理后的还原糖得率显著提升,尤其E组得率比原料提高了117%。结合成本效益法分析,利用纤维复合酶对甜高粱渣进行青贮强化处理的E组纯收益最高,较甜高粱渣原料提高了近三倍。总之,单独添加纤维复合酶不仅能明显改善甜高粱渣的青贮发酵质量,实现稳定保存,还能使其青贮预处理作用得到强化,进而提高甜高粱渣的生物降解性能,是一种经济合理、技术可行的青贮预处理强化方法。     

土壤理化性质和微生物活性对水田改果园的动态响应

[目的]探讨土壤微生物特性及环境因子对水田改果园的动态响应规律,为进一步研究土地利用变化对土壤生态环境的影响,预测水田改果园后土壤质量的长期变化趋势提供科学依据。[方法]在浙江省范围内选择1个代表性的水田改果园土壤系列,采用后切时间序列法,分析水田改果园后土壤理化性质、土壤微生物生物量及酶活性等指标的动态响应规律。[结果]水田改果园后,土壤含水率、0.25 mm水稳定性团聚体、pH值、有机质、盐基饱和度、全氮、碱解氮含量显著(p0.01)下降,全钾、有效钾、全磷和有效磷含量分别增加了21.9%,54.7%,42.0%和6.65倍,并且这些指标都与植树年限呈极显著(p0.01)相关。改果园后,土壤微生物生物量碳和氮平均含量分别下降了74.4%和73.3%,土壤脲酶和酸性磷酸酶活性平均值分别增加了40.0%和41.8%,土壤过氧化氢酶活性平均值下降69.3%,并都与植树年限呈极显著相关(p0.01)。[结论]水田改果园后土壤环境因子发生阶段性变化,且土地利用方式的影响要大于利用年限的影响。水田改果园后土壤综合肥力下降,并对生态环境和土地可持续利用带来不利影响。     

超声预处理大米蛋白制备抗氧化肽

为优化中性蛋白酶酶解大米蛋白制备抗氧化肽的工艺条件,采用超声波预处理大米蛋白.以1,1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH)清除率为响应值,用响应面分析法研究超声功率、超声处理时间和超声处理初始温度对制备抗氧化肽工艺的影响.同时研究了其抗氧化肽清除超氧自由基、DPPH、羟自由基能力及螯合Fe2 和还原能力.结果表明:最佳超声预处理大米蛋白的工艺为:超声功率1500 W、超声处理时间20 min、超声处理初始温度40℃,该条件下的抗氧化肽(2.2057 g/L)清除DPPH可达到74.8%,抗氧化肽得率为33.2%.与未经超声预处理比较,抗氧化肽得率提高了43.7%,DPPH的半抑制率(IC50)降低了17.7%.抗氧化试验表明,大米蛋白抗氧化肽清除超氧自由基、DPPH和羟自由基的IC50值分别为0.0678、0.9315和0.1173 g/L,分别是维生素C的IC50值的1.8、175.8和1.4倍;其螯合Fe2 的IC50值是乙二胺四乙酸的42.2倍,还原能力是维生素C的0.7倍.     

Production of lignocellulose-degrading enzymes and degradation of leaf litter by saprotrophic basidiomycetes isolated from a Quercus petraea forest

Due to the production of lignocellulose-degrading enzymes, saprotrophic basidiomycetes can significantly contribute to the turnover of soil organic matter. The production of lignin- and polysaccharide-degrading enzymes and changes of the chemical composition of litter were studied with three isolates from a Quercus petraea forest. These isolates were capable of fresh litter degradation and were identified as Gymnopus sp., Hypholoma fasciculare and Rhodocollybia butyracea. Within 12 weeks of incubation, H. fasciculare decomposed 23%, R. butyracea 32% and Gymnopus sp. 38% of the substrate dry mass. All fungi produced laccase and Mn-peroxidase (MnP) and none of them produced lignin peroxidase or other Mn-independent peroxidases. There was a clear distinction in the enzyme production pattern between R. butyracea or H. fasciculare compared to Gymnopus sp. The two former species caused the fastest mass loss during the initial phase of litter degradation, accompanied by the temporary production of laccase (and MnP in H. fasciculare) and also high production of hydrolytic enzymes that later decreased. In contrast, Gymnopus sp. showed a stable rate of litter mass loss over the whole incubation period with a later onset of ligninolytic enzyme production and a longer lasting production of both lignin and cellulose-degrading enzymes. The activity of endo-cleaving polysaccharide hydrolases in this fungus was relatively low but it produced the most cellobiose hydrolase. All fungi decreased the C/N ratio of the litter from 24 to 15-19 and Gymnopus sp. also caused a substantial decrease in the lignin content. Analytical pyrolysis mass spectrometry of litter decomposed by this fungus showed changes in the litter composition similar to those caused by white-rot fungi during wood decay. These changes were less pronounced in the case of H. fasciculare and R. butyracea. All fungi also changed the mean masses of humic acid and fulvic acid fractions isolated from degraded litter. The humic acid fraction after degradation by all three fungi contained more lignin and less carbohydrates. Compared to the decomposition by saprotrophic basidiomycetes, litter degradation in situ on the site of fungal isolation resulted in the relative enrichment of lignin and differences in lignin composition revealed by analytical pyrolysis. It can most probably be explained by the participation of non-basidiomycetous fungi and bacteria during natural litter decomposition.