微生物燃料电池阳极碳材料对产电性能的影响

为了揭示不同的阳极碳材料对微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)产电性能的影响,以最大功率,阳极电势和内阻作为评价指标,比较了碳纸、碳毡和碳纤维布3种阳极材料的表面积、厚度和密度对微生物燃料电池性能的影响。结果显示,以盐桥连接的微生物燃料电池以碳材料作为阳极有较好的产电性能,在同等试验条件下,碳纤维布产生的电压峰值最高,为700 mV,且其内阻最小,变化稳定。以密度分别为20、55、200 g.m-2的3种材料碳纸、碳毡、碳纤维布作阳极,产生的最大电功率分别为9.36、12.40和37.09 mW,说明阳极碳材料的密度越大产生最大电功率也就越大。     

辽东山地胡桃楸天然次生林土壤蓄水能力分析

[目的]对辽东山区的以胡桃楸为主天然次生林的水源涵养能力进行了分析研究。[方法]研究林分结构类型、林分密度、立地条件对土壤蓄水能力的影响。[结果]胡桃楸天然次生林比长白落叶松纯林的土壤更加疏松多孔,土壤蓄水能力更强。相同林龄树种组成对水源涵养能力没有显著的影响,林分密度对于天然次生林的蓄水能力有显著影响。不同立地条件林地土壤的蓄水能力也存在显著差异,坡度越大,水源涵养能力越低。阴坡比阳坡的蓄水能力强。[结论]胡桃楸天然次生林土壤蓄水量受到多种因素的影响。     

毛竹黑叶蜂防治试验

为了有效地控制毛竹黑叶蜂的为害,选用２０％杀灭菊酯、２．５％天王星,２５％灭扫利以及苏云金杆菌、白僵菌等几种药剂稀释成不同浓度,采用正交拉丁方设计对毛竹黑叶蜂进行化学、微生物防治试验,并对试验数据进行方差分析．室内外试验结果表明,所选用的几种药剂种类、药剂浓度对毛竹黑叶蜂防治效果均有极显著影响．２０％杀灭菊酯３０００～６０００倍液、２．５％天王星１０００～２０００倍液、苏云金杆菌１亿个孢子／ＭＬ、白僵菌１０亿个孢子／ＭＬ防效较佳．农药、微生物杀虫剂对比试验中,农药防效优于微生物杀虫剂,但后者次年林间害虫自然发病率高于前者,林间天敌种类和数量较多．     

毛竹林皆伐和剩余物保留对土壤质量的影响

  目的  毛竹Phyllostachys edulis林生态修复是当前中国亚热带地区面临的一个难题。了解毛竹林皆伐和剩余物保留后迹地土壤的自然恢复状况可为毛竹林生态修复提供指导。  方法  在毛竹林皆伐迹地设置了保留采伐剩余物(UR)、清理采伐剩余物(CR)和未采伐毛竹林地作为对照(ck)等3个处理。5 a后,通过土壤调查与测定,分析比较不同处理土壤指标变化,运用模糊判别和主成分分析,定量评价毛竹林皆伐后土壤自然恢复效果。  结果  ①CR、UR处理土壤容重分别比ck降低31%和14% (P＜0.05),土壤总孔隙度、毛管持水量、田间持水量和饱和持水量均高于ck;UR处理土壤的持水力整体优于CR处理。②CR、UR处理土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效钾质量分数均高于ck,各指标增加幅度为117%~123%;有效磷则表现为CR处理极显著(P＜0.01)低于UR和ck;由于保留了毛竹林皆伐后采伐剩余物,UR处理土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷显著高于CR处理33%~99% (P＜0.05);③CR、UR处理土壤脲酶、β-葡萄糖苷酶和过氧化物酶活性高于ck;UR处理土壤3种胞外酶活性均高于CR处理46%~98%。④综合评价结果表明:土壤质量得到较好恢复,毛竹林皆伐后恢复迹地土壤综合得分从高到低依次为采伐剩余物保留样区、采伐剩余物清理样区、毛竹林样区。  结论  毛竹林皆伐后的土壤经过5 a自然恢复,与毛竹林林地土壤相比得到较快修复,毛竹林皆伐后保留采伐剩余物更有利于土壤修复。图1表4参23     

Alleviation of Chromium Toxicity by Silicon Addition in Rice Plants

The alleviatory effect of silicon (Si) on chromium (Cr) toxicity to rice plants was investigated using a hydroponic experiment with two Cr levels (0 and 100 μmol L-1),three Si levels (0,1.25,and 2.5 mmol L-1) and two rice genotypes,differing in grain Cr accumulation (Dan K5,high accumulation and Xiushui 113,low accumulation).The results showed that 100 μmol L-1 Cr treatment caused a marked reduction of seedling height,dry biomass,soluble protein content,and root antioxidant enzyme activity,whereas significantly increased Cr concentration and TBARS (thiobarbituric acid reactive substances)content.However,the reductions of seedling height,dry biomass,and soluble content were greatly alleviated due to Si addition to the culture solution.Compared with the plants treated with Cr alone,Si addition markedly reduced Cr uptake and translocation in rice plants.No significant differences were observed between the two Si treatments (1.25 and 2.5 mmol L-1) in shoot Cr concentration and Cr translocation factor.Under the treatment of 100 μmol L-1 Cr+2.5 mmol L-1 Si,higher root Cr concentration but lower shoot Cr concentration and Cr translocation factor were observed in Dan K5 than those in Xiushui 113,indicating that the beneficial effect of Si on inhibiting Cr translocation was more pronounced in Dan K5 than in Xiushui 113.Si addition also alleviated the reduction of antioxidative enzymes (superoxide dismutase (SOD) and ascorbate peroxidase (APX) in leaves; catalase (CAT) and APX in roots) and the increase of TBARS content in the Crstressed plants.Furthermore,the beneficial effects of Si on activities of antioxidative enzymes under Cr stress were genotype-dependent.The highest activities of SOD,POD (guaiacol peroxidase),CAT,and APX in leaves occurred in the treatment of 100 μmol L-1 Cr+2.5 mmol L-1 Si for Xiushui 113 and in the treatment of 100 μmol L-1 Cr+1.25 mmol L-1 Si for Dan K5.The beneficial effect of Si on alleviating oxidative stress was much more pronounced in Dan K5 than in Xiushui 113.It may be concluded that Si alleviates Cr toxicity mainly through inhibiting the uptake and translocation of Cr and enhancing the capacity of defense against oxidative stress induced by Cr toxicity.     

A reversible and higher-rate Li-O2 battery

The rechargeable nonaqueous lithium-air (Li-O(2)) battery is receiving a great deal of interest because, theoretically, its specific energy far exceeds the best that can be achieved with lithium-ion cells. Operation of the rechargeable Li-O(2) battery depends critically on repeated and highly reversible formation/decomposition of lithium peroxide (Li(2)O(2)) at the cathode upon cycling. Here, we show that this process is possible with the use of a dimethyl sulfoxide electrolyte and a porous gold electrode (95% capacity retention from cycles 1 to 100), whereas previously only partial Li(2)O(2) formation/decomposition and limited cycling could occur. Furthermore, we present data indicating that the kinetics of Li(2)O(2) oxidation on charge is approximately 10 times faster than on carbon electrodes.     

不同基质对金森女贞容器苗生长的影响

以珍珠岩、锯屑、稻壳、粗河砂和泥炭土为材料,采用单形重心混料试验设计方法设计7种轻型基质配方,以常规基质为对照,研究这7种基质对金森女贞容器苗的株高、地径、叶片数、总叶绿素含量等生长指标的影响。结果表明:不同基质配方对容器苗的生长有显著影响,M5（50％稻壳+ 40％泥炭土+ 5％珍珠岩+ 5％粗河砂）、M6（50％锯屑+ 20％泥炭土+ 20％稻壳+ 5％珍珠岩+5％粗河砂）、M7（50％稻壳+ 20％珍珠岩+ 20％蛭石+ 10％粗河砂）混合基质容器苗的生长优于常规基质容器苗,而M1（稻壳）、M2（泥炭土）、M3（锯屑）和M4（东北草炭）单一基质容器苗的生长则显著差于对照。不同基质中金森女贞容器苗的生长分析表明,M5、M6、M7混合基质有适宜的容重、总孔隙度、最大持水量,化学性质稳定,有机质含量较高,为金森女贞容器育苗的优良轻型培养基质,对金森女贞的容器苗生产具有重要意义。     

沉积物中硅释放的影响因素研究

为揭示沉积物中硅的迁移转化机制及其生物地球化学循环规律,给湖泊富营养化发生机制及水环境治理与保护研究积累基础数据,以乌梁素海为研究对象,深入探讨了p H、微生物和低分子量有机酸等环境因子对沉积物中Si释放的影响机制。结果表明,随着p H的升高(7.0~9.5),乌梁素海上覆水中Si浓度降低,沉积物中生源硅(BSi)含量升高,显示乌梁素海的偏碱性环境使硅在水-沉积物界面的扩散矢量方向指向沉积物。方差分析表明,有微生物体系和无微生物体系之间上覆水Si浓度具有显著差异,可能与微生物的捕食作用和降解作用有关。菖蒲区上覆水中Si浓度整体高于对应季节芦苇区上覆水,而菖蒲区沉积物中BSi含量低于对应季节芦苇区沉积物,主要是由于芦苇和菖蒲根基分泌的低分子量有机酸不同,进而对硅酸盐矿物的溶解能力存在差异导致的。沉水植物区沉积物冬春季和夏秋季整体表现为上覆水的硅汇,上覆水共向沉积物中转移约15.62 t Si;挺水植物区沉积物冬春季和夏秋季整体表现为上覆水的硅源,沉积物共向上覆水中释放约33.15 t Si。     

几种粉煤灰的特性及其硅、磷的农业化学行为研究

 对采自湖南省的几种粉煤灰特性及其硅、磷农业化学行为的研究结果表明，粉煤灰颗粒组成以砂粒（1～0.05 mm）和粗粉粒（0.05～0.01 mm）为主，平均分别占34.37 % 和38.56 %。容重较小，仅为土壤的1/2~1/3，除采自长沙电厂的粉煤灰外，pH一般大于10.0，可以用作粘质酸性土壤改良剂。粉煤灰水溶性硅和有效硅含量与土壤相差不明显，不能把粉煤灰直接作硅肥使用。粉煤灰的全钾含量和土壤大致相同，但其游离态铁比土壤低3 ~ 4倍。粉煤灰中硅的释放量随时间变化的关系可以用Elovich方程和Freundlich方程进行较好的描述，其相应的参数b和k反映了硅的释放能力，b、k值越大，硅释放能力越强。不同来源粉煤灰的b、k值不同，其大小顺序为：湘潭电厂(1539.3，2139.3)、岳阳纸厂(1602.4，1274.0)＞华能电厂(1325.7，1181.6)＞长沙电厂(1250.6，915.9)＞洞庭氮肥厂(751.9，565.6)＞株洲电厂(555.5，454.4)；粉煤灰中硅在100 h内释放量比土壤高3.0~25.0倍，能为作物提供一定数量的硅营养，故可把粉煤灰作为一种硅肥添加剂，其中以湘潭电厂和岳阳纸厂的粉煤灰为好。粉煤灰的全磷含量和有效磷含量一般比土壤高，它对磷的吸附量随着加入溶液磷的浓度的增加而增加，但其吸附率随着加入溶液磷的浓度的增加而减少；粉煤灰的吸磷率比土壤高，但其解吸率低。Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程都能很好地拟合粉煤灰对磷的吸附，其相应的参数Xm、a和k2都可以表征粉煤灰对磷的吸附能力。粉煤灰对磷的吸附主要是专性吸附和化学沉淀反应，所以在施用粉煤灰改良土壤或利用粉煤灰作添加剂制造复混肥时，必须考虑粉煤灰对磷的固定作用。     

雷力海洋性肥料在青海马铃薯化肥和农药减施技术的应用

本论文对马铃薯开展了雷力海藻有机颗粒肥化肥部分替代模式和雷力海洋寡糖(褐藻双寡糖和壳寡糖)化学农药减施模式,研究化肥减施 17% 、农药减施 30% 的种植方式对马铃薯产量的影响。青海示范区(湟中)双减模式处理的马铃薯亩产、大薯率和增产率均分别为5182Kg/亩、75.0%和19.05%,马铃薯生长茂盛,茎粗,株高为128cm比对照高28cm,块茎数和直径比对照都要好,整体生长的叶片颜色为深绿色。青海示范区(互助县)双减模式处理的马铃薯亩产和增产率分别为2746Kg/亩和18.67%。马铃薯生长茂盛,茎粗,株高为150cm比对照高20cm,块茎数和直径比对照都要好,整体生长的叶片颜色为深绿色。     

Electrodes with high power and high capacity for rechargeable lithium batteries

New applications such as hybrid electric vehicles and power backup require rechargeable batteries that combine high energy density with high charge and discharge rate capability. Using ab initio computational modeling, we identified useful strategies to design higher rate battery electrodes and tested them on lithium nickel manganese oxide [Li(Ni(0.5)Mn(0.5))O2], a safe, inexpensive material that has been thought to have poor intrinsic rate capability. By modifying its crystal structure, we obtained unexpectedly high rate-capability, considerably better than lithium cobalt oxide (LiCoO2), the current battery electrode material of choice.     

西藏林芝不同土地利用方式的土壤团聚体及其有机碳分布

为揭示西藏林芝地区不同土地利用方式对土壤团聚体及其有机碳含量的影响,以八一镇耕地(FL)、蔬菜大棚(VG)、撂荒地(AL)、草地(GL)、次生林地(SF)为研究对象,采用干筛法对土壤团聚体进行分级,分析团聚体及其有机碳、易氧化有机碳的含量和分布。结果表明:在0~20 cm土层,各土地利用方式下基本以≥2 mm团聚体为主,其含量大致表现为GL、AL高于VG和FL,表明与农用地(FL、VG)相比,自然生态系统的土壤结构较好。土壤团聚体有机碳和易氧化有机碳的含量在不同土地利用方式下整体表现为0~10 cm>10~20 cm,大团聚体(≥0.25 mm)高于微团聚体(<0.25 mm),并以≥2 mm团聚体的贡献率最高,碳汇能力较强。结果说明,自然生态系统的土壤结构较好,草地、林地的开垦行为将导致土壤结构变差。实施保护性耕作措施,减少草地、林地的人为干扰有利于提高土壤有机碳库的稳定性,发挥土壤"碳汇"功能。     

植物多酚吸持硫酸铁沉淀法去除猪场粪污废水中氨氮的研究

以天然植物多酚(单宁)为吸持剂,以硫酸铁为沉淀剂,研究了废水pH、初始氨氮浓度、温度、吸附剂投加量等因素对吸持沉淀法去除氨氮的影响。研究结果表明:供试材料的最大吸附量达到13.8 mg·g~(-1),是人造沸石吸附量的2.4倍;在研究设定的投加量范围内,随着投加量的增加,氨氮去除率持续上升,达到16.3%;在试验条件下,供试材料对猪场废水的吸附量达到19.3 mg·g~(-1),是人造沸石的3.3倍,略优于阳离子交换树脂。植物多酚(单宁)吸持硫酸铁沉淀法有望作为一种新方法用于含氨氮废水的快速处理。     

环境条件对乳清蛋白凝胶特性和微观结构的影响

 【目的】研究离子种类、离子强度、加热温度、pH、蛋白浓度等条件对乳清蛋白凝胶的质地性质、持水性、微观结构的影响。【方法】利用质构仪测定添加不同浓度的NaCl和CaCl2对所形成的乳清蛋白凝胶硬度、弹性、内聚性的影响,利用扫描电镜观察凝胶微观结构。【结果】盐对凝胶性质影响很大,相同条件下钠盐形成凝胶需较高浓度且弹性和持水性好于钙盐凝胶;蛋白浓度达到8%～10%时凝胶质地较好。在微观结构上钠盐凝胶比钙盐凝胶内部更加致密结实。这在宏观上表现为钠盐凝胶硬度相对较大,持水性更好。【结论】钠盐凝胶具有更好的凝胶质地和功能性质。     

施硅对硅细胞的发育及不同光照时间处理海滨雀稗可溶性糖含量的影响

探讨施硅后海滨雀稗硅细胞的变化及其对光照严重不足时可溶性糖含量的影响。试验设对照(不施硅,CK)和施硅( Si,K2SiO32 mmol/L)及光照1 h和自然光照(约12 h)处理,观察海滨雀稗叶片硅细胞的发育,测定植株可溶性总糖、蔗糖和还原性糖含量。显微观察结果表明:不施硅时叶尖硅细胞发育不良,叶基硅细胞发育较好;施硅后硅细胞发育完全,数目增多,体积增大,哑铃型突出;表明施硅促进了硅在叶片的沉积。不施硅时,植株可溶性总糖、蔗糖和还原糖含量均为光反映极显著小于12 h光照处理;1 h光照条件下,植株可溶性总糖、蔗糖和还原糖含量均为施硅处理极显著高于不施硅处理;表明光照时间不足时硅有提高可溶性糖含量的作用。施硅后硅在叶片的沉积提高了植株对有限光能的利用,弥补了光照不足引起的光合作物产物可溶性糖含量的降低,提高了草坪草对短日照光强不足的耐性。     

硅对赤红壤中锰的解毒效应研究

采用培养试验方法研究了硅肥对酸性土壤中锰毒性的影响, 旨在为酸性土壤锰毒害的防控提供科学依据。结果表明,甘蔗的根际效应明显, 根际土壤中的pH值、有效硅含量较低而活性锰及水溶态锰、交换态锰、有机结合态锰、碳酸盐结合态锰、铁锰氧化态锰含量均显著高于土体。然而,施用硅肥(偏硅酸钠)后,土壤活性锰含量和水溶态、交换态尧、机结合态锰含量均显著降低, 但是硅肥对根际土壤锰含量和形态的效应弱于土体;并且,施用硅肥使甘蔗地上部锰含量(47.1~112.1 mg/kg)显著降低, 并且有随着硅肥用量(0.5~2.1 g/kg)增加而降低的趋势;虽然硅肥的施用也减少甘蔗地上部铁的含量, 但铁锰比值却从对照的2.51 增加至2.92~5.72 之间。因此,施用硅肥后甘蔗株高、总生物量分别提高4.07%~15.24%、8.41%~28.03%。可见, 硅肥的施用减轻了酸性土壤中锰的毒害。     

硅对赤红壤中锰的解毒效应研究

采用培养试验方法研究了硅肥对酸性土壤中锰毒性的影响,旨在为酸性土壤锰毒害的防控提供科学依据.结果表明,甘蔗的根际效应明显,根际土壤中的pH值、有效硅含量较低而活性锰及水溶态锰、交换态锰、有机结合态锰、碳酸盐结合态锰、铁锰氧化态锰含量均显著高于土体.然而,施用硅肥(偏硅酸钠)后,土壤活性锰含量和水溶态、交换态、有机结合态锰含量均显著降低,但是硅肥对根际土壤锰含量和形态的效应弱于土体;并且,施用硅肥使甘蔗地上部锰含量(47.1～112.1 mg/kg)显著降低,并且有随着硅肥用量(0.5～2.1 g/kg)增加而降低的趋势;虽然硅肥的施用也减少甘蔗地上部铁的含量,但铁锰比值却从对照的2.51增加至2.92～5.72之间.因此,施用硅肥后甘蔗株高、总生物量分别提高4.07％～15.24％、8.41％～28.03％.可见,硅肥的施用减轻了酸性土壤中锰的毒害.     

复合式牺牲阳极的研制与应用

复合式牺牲阳极是牺牲阳极家族中的新成品,由镁包锌构成,利用镁阳极有高驱动电位来满足管道初始阴极极化大电流的要求,再利用锌阳极的高电流效率达到延长使用寿命的目的。通过对复合式牺牲阳极埋地运行参数的测试表明,管道保护电位达－１．４Ｖ,阳极开路电位在－１．５Ｖ以上,是非常理想的镁阳极电位,其应用效果优于镁锌混合式方法,具有广阔的应用前景。     

硅肥和接种纹枯病菌对水稻膜脂过氧化和防御酶活性的影响

在群体水培条件下,探讨施硅肥和接种纹枯病菌对水稻叶片丙二醛(M DA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明:未接菌条件下,硅肥能提高POD、CAT的活性,降低SOD活性,M DA含量略有上升;接菌处理使M DA含量、CAT和POD活性升高,SOD活性降低;接菌和施硅肥处理使SOD活性下降,第4天达最小值,但其活性仍高于接菌未施硅肥处理,其POD、CAT活性第4天达最大值,M DA含量第3、4天达最大值;施硅肥后接菌叶片的上位叶片的SOD、CAT和POD活性与接菌叶片无明显差异。施硅肥能显著降低水稻植株的纹枯病病情指数,提高其对纹枯病的抗病能力,相对防治效果达25.8%。     

草酸对高岭石中铝-硅释放的影响

【目的】了解水洗和酸洗高岭石在草酸溶液中的长期溶解效应及其相对溶解能力。【方法】采用间歇法(batchmethod)。【结果】水洗和酸洗高岭石反应液中Al、Si离子浓度均随草酸浓度的增加而升高;而酸洗高岭石中Al、Si离子更易释放;反应前期高岭石表现为Al的优先释放,而反应后期Al、Si趋于同步释放,而水洗高岭石Al和Si开始趋于同步释放的时间早于酸洗高岭石;高岭石的溶解速率是随草酸浓度的增加而提高,较一般无机酸高1个数量级左右,且酸洗高岭石的溶解速率(RSi)大于水洗高岭石的,而其溶解速率在本研究浓度范围内,并未表现出对草酸浓度的饱和性。【结论】草酸能显著促进高岭石Al和Si的释放,且酸洗高岭石较水洗高岭石更易溶解。