磷酸联合过氧化氢预处理玉米芯及其酶水解效率的影响

利用磷酸联合过氧化氢(H_3PO_4-H_2O_2,PHP)预处理玉米芯,并以纤维素酶水解预处理后玉米芯,以酶解效率为指标优化预处理条件。研究结果表明:玉米芯经H_3PO_4-H_2O_2混合液(H_3PO_4质量分数80%)于50℃下预处理4 h后,纤维素质量分数57.38%,纤维素回收率95.84%,半纤维素和木质素的脱除率分别为62.36%和68.97%。在酶用量10 FPIU/g(以葡聚糖质量计)的条件下,72 h酶水解得率为39.12%,相比未经预处理玉米芯的72 h酶水解得率(10.84%)提高了2.61倍。利用红外光谱分析物料预处理后结构的变化,H_3PO_4和H_2O_2在预处理过程中起到了协同作用,能同时去除半纤维素和木质素。相比单独使用H_3PO_4预处理(16.78%)或H_2O_2预处理(20.71%),H_3PO_4-H_2O_2预处理玉米芯的72 h酶水解得率分别提高了133.13%和88.89%。     

白腐菌预处理对丙酸蒸解玉米芯制备纤维素的影响

探讨了白腐菌预处理对丙酸蒸解法制取纤维素的影响.在白腐菌对玉米芯进行预处理过程中,赖锰过氧化物酶(MnP)、木质素过氧化物酶(LiP)、漆酶、木聚糖酶和纤维素酶的酶活分别在第5、 6、 7、 10和 15 d 达到最高值,分别为1.326、 10.25、 0.062 7、 0.33和 403 U/g.利用响应面分析法确定丙酸蒸解玉米芯最佳工艺条件为:料液比1∶ 10(g∶ mL),蒸解时间 70 min,丙酸质量浓度 900 g/L,产物中纤维素的质量分数为 91.09%.玉米芯经白腐菌预处理 10 d 后再用丙酸进行蒸解处理,产物中纤维素的质量分数和保留率分别为 97.12% 和 94.70%,而半纤维素和木质素的质量分数仅为 0.96% 和 0.92%.     

绿液预处理麦秆纤维素酶水解的研究

研究了绿液预处理对麦秆酶水解的影响.比较了不同绿液预处理条件下麦秆的浆得率、成分组成与纤维素酶解率,结果表明,预处理条件越剧烈,原料损失越大,而木质素脱除率越高,且在相同酶水解条件下,纤维素酶解率却越高,其中适宜的条件是预处理温度150℃,总碱量8％(Na2O计,对绝干原料)和硫化度40％,浆得率62.0％,葡聚糖、木聚糖和木质素质量分数50.0％、18.9％和16.2％,葡萄糖和木糖得率分别为74.2％和73.5％.考察了质量浓度和酶用量对绿液预处理麦秆酶水解的影响,优化了商品纤维素酶酶系结构和Tween-80的添加量,表明绿液预处理麦秆纤维素酶水解的适宜条件为质量浓度100 g/L,纤维素酶用量15 FPU/g(以纤维素计,下同),β-葡萄糖苷酶9 IU/g,木聚糖酶30 IU/g,Tween-800.05 g/g.在以上条件下,酶水解72 h,葡萄糖得率和木糖得率分别达到了82.5％和77.8％,是优化前的2.6和1.6倍.     

玉米秸秆稀酸预处理的研究

研究了玉米秸秆稀酸预处理条件对木糖得率和纤维素酶水解性能的影响.在单因素试验的基础上,用正交试验法对稀酸预处理条件进行优化.在固液比1∶10、硫酸质量分数0.75%、温度150℃条件下处理30min,木糖得率最大为85.64%.100g玉米秸秆经稀酸预处理和纤维素酶水解后,可得到最大总糖量49.74g.分析结果表明,木糖得率最大影响因素为酸浓,酶解得率最大影响因素是温度.温度对综合指标的影响极显著,酸浓影响显著,时间影响不显著.预处理破坏了玉米秸秆的纤维素结构.     

乙醇预处理对芦竹细胞壁的影响及荧光可视化分析

为探究NaOH-乙醇预处理过程中NaOH浓度变化对芦竹纤维表面结构、细胞壁区域化学成分以及酶解效果的影响,采用NaOH质量浓度分别为2.5,5.0,10.0 g/L的NaOH-乙醇溶液和10.0 g/L的NaOH水溶液于90℃水浴条件下,分别对芦竹粉末和切片预处理2 h。结果表明:当碱质量浓度为10.0 g/L时,NaOH-乙醇预处理后木质素和木聚糖脱除率达到最大值,分别为47.11%和35.12%,芦竹酶解葡萄糖得率和木糖得率达到49.41%和77.61%,分别是未处理样品的6.2倍和7.4倍。场发射扫描电镜观察显示,NaOH-乙醇预处理后,芦竹纤维细胞壁表面微纤丝暴露。预处理过程的荧光显微镜跟踪观察表明,木质素的脱除均由薄壁细胞开始,逐渐向与之靠近的厚壁纤维过渡,最后到维管束内部的厚壁纤维,细胞角隅的木质素相对较难脱除,预处理后仍显示较明显的木质素信号; NaOH-乙醇溶液预处理后的切片整体木质素自发荧光现象减弱,细胞壁中木质素相对浓度下降,对酶解葡萄糖和木糖得率的提高都起到促进作用。     

桉木三组分在高温热水预处理及酶解糖化中的规律研究

为优化桉木高温热水预处理的工艺条件,用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段分析预处理渣的理化特性。结果表明,最佳的预处理条件为:预处理温度180℃,时间20 min,绝干木粉与水1∶20(g∶mL)。此条件下,预处理液中木糖、葡萄糖的转化率分别为81.93%和2.21%。桉木木粉经最优条件预处理后,大部分半纤维素被水解;纤维素的相对结晶度基本不变;碳水化合物的结构变的松散,纹孔膜破裂,纤维碎片增多,极大的提高了后续纤维素酶的可及度。对最优条件下预处理渣的进一步酶解:发现葡萄糖的转化率高达80.52%,比未经预处理直接酶解提高3.63倍。对酶解残渣的进一步分析可知,桉木原料87.12%的酸不溶木质素可在酶解残渣中得到回收,这有利于木质素的综合利用。     

响应面法优化酶解蒸汽爆破玉米芯产木糖

采用酶法降解经蒸汽爆破的玉米芯半纤维素产木糖,以响应面法对酶解过程进行优化。根据单因素试验结果,选择对木糖产率有显著影响的5个因素,运用Box-Benhnken中心组合原理设计了53全因子试验,确定了酶解蒸汽爆破玉米芯的最佳工艺条件:加酶量13.05 U/g(以玉米芯计)、水料比13.2∶1(mL∶g)、酶解时间5 h、酶解温度47.3℃、pH值5.84,在此优化条件下,木糖产率高达83.24%。     

桉木热磨与高温热水协同预处理对酶解效果的影响及工艺优化

为提高桉木原料的酶解糖化效果,降低原料处理成本,采用热磨与高温热水法联合对桉木原料进行预处理,并对高温热水预处理后样品进行纤维素酶酶解糖化。通过对预处理液和酶解液中木糖和葡萄糖得率的测定,来研究预处理条件对糖得率的影响。以预处理液和酶解液中的总糖得率作为预处理工艺条件的评价指标,得到最优的预处理条件为:预处理温度180℃、保温时间40 min、固液比1∶20(g∶mL)。在此条件下,桉木热磨后原料经预处理、酶解后总木糖得率为11.78%,木糖的转化率为82.67%;总葡萄糖得率为36.33%,葡萄糖的转化率为78.90%。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等分析预处理样的理化特性,结果表明:桉木原料热磨后颗粒变小,呈丝状,纤维形态和表面结构基本不变;而高温热水预处理后物料的纤维结构松散、碎化,断裂明显,改善了纤维素酶的可及度,提高了酶解效率。     

组合预处理对橡实壳组成及酶解转化的影响

为脱除果壳类原料中的半纤维素和木质素,减少其对纤维素酶的无效吸附,提高酶解转化率。采用蒸汽爆破、Na OH、碱性H2O2及其组合预处理方法,研究不同方法对橡实(蒙古栎种子)壳组成及酶解转化的影响。结果表明,经过2.25 MPa蒸汽爆破预处理后,橡实壳半纤维素由26.81%降低至5.79%,半纤维素脱除率达87.28%,酶水解120 h后葡萄糖得率由10.32%提高至38.36%。橡实壳蒸汽爆破组合氢氧化钠处理后,木质素脱除率可达54.29%。而蒸汽爆破组合碱性H2O2处理后,酶解120 h葡萄糖得率可达76.65%,是未处理橡实壳的7.4倍。     

糠醛渣/木薯渣混合底物同步糖化发酵转化乙醇研究

研究了糠醛渣(FR)经不同强度绿液-过氧化氢预处理脱木质素后,与木薯渣(CR)混合进行同步糖化发酵生产乙醇,通过改变原料底物浓度、纤维素酶用量和添加无患子表面活性剂来优化混合底物同步糖化发酵条件,并分析了发酵过程中乙醇和副产物的浓度变化。结果表明,在糠醛渣预处理条件为:底物质量浓度5g/L、温度80℃、H_2O_2用量为0.6g/g、绿液用量为2mL/g(以糠醛渣计)预处理时间3h,在此条件下糠醛渣木质素脱除率可达56.5%。同步糖化发酵产乙醇条件为无患子皂素表面活性剂添加量0.5g/L,纤维素酶用量12FPU/g,纤维二糖酶用量15IU/g,预处理后的糠醛渣与木薯渣混合作底物(质量比为2∶1),底物质量浓度200g/L时,发酵120h最终乙醇质量浓度可达56.6g/L,乙醇得率为86.3%。同步糖化发酵过程中添加无患子皂素表面活性剂不仅降低了纤维素酶用量,还可延缓副产物乳酸的形成,减小甘油生产波动。     

东京野茉莉种子休眠特性的研究

以浙江省遂昌县东京野茉莉新鲜种子为材料,通过对种子透水性、种被机械阻力、离体胚培养、发芽抑制物质提取及种子层积过程中的生理生化变化的研究,并利用赤霉素(GA3)进行发芽前预处理,探讨种子休眠机理及破除方法。结果表明:1)离体胚并无休眠特性,胚外组织中也不存在发芽抑制物质。尽管种子透水性影响其发芽率,但胚乳和种壳的机械束缚是东京野茉莉种子休眠的主要原因之一。2)层积后再机械处理可解除种子休眠。休眠能被赤霉素和(或)低温层积处理解除,说明种子同时存在生理抑制,其休眠类型属于综合性休眠。3)贮藏物质在层积过程中的动员与种子萌发率的提高密切相关,种内可溶性糖含量(R=0.885)、POD活性(R=0.658)与休眠的解除呈显著正相关。4)层积30 d后1 200 mg/L GA3处理的种子发芽率最高,为54%。胚的外覆物控制东京野茉莉的种子休眠,休眠解除的过程伴随种子内代谢水平的提高。     

基于林木病虫害防治的移动喷雾参数对雾滴穿透性影响分析

林木病虫害防治过程中,常采用皮卡搭载喷雾系统进行移动喷雾,以达到快速高效的目的。为了研究移动喷施农药过程中喷雾技术参数对雾滴穿透性的影响,本研究构建了由供液模块、喷雾压力调控和速度实时显示模块、喷头高度和角度调节模块、速度控制调节模块和防冲撞限位模块5大部分组成的移动喷雾测试系统。通过研制的移动喷雾测试开展试验分析,分别设置了3种喷施压力、4种搭载平台行驶速度、国产和进口不同的多个喷头,对仿真树靶标进行了喷雾试验,在仿真树冠层内设置8个采样点铺放卡纸来测定雾滴沉积覆盖率,采用iDASPRO雾滴沉积分析数据,以此来测试喷雾技术参数对雾滴穿透规律的影响。经过统计分析,得到影响喷头穿透效果大小的因素次序:喷雾压力>搭载平台移动速度>喷头孔径,采用Design Expert试验分析软件,建立以喷头孔径、搭载平台移动速度和喷雾压力为自变量、以雾滴覆盖率为应变量的多元非线性回归模型。结果表明:雾滴沉积量随着喷雾压力的增加呈现增加的趋势,当移动速度为最小的0.25m/s时,雾滴沉积量明显高于移动速度为0.50m/s和0.75m/s时的值,研究结果对于植保作业中移动喷雾参数确定和器械选择提供了理论依据与应用参考。     

异长叶烯酮肟的合成及其与金属离子的配位特性

以异长叶烯酮为原料,经肟化反应合成了异长叶烯酮肟。分别采用单因素法及正交试验法考察了工艺条件对反应产率的影响,确定了最佳工艺条件为:反应时间6 h,反应温度76℃,以醋酸钠为催化剂,n(异长叶烯酮)∶n(盐酸羟胺)∶n(催化剂)1∶1.3∶0.55。在此条件下,异长叶烯酮肟的产率>99%。采用FT-IR、~1H NMR、GC-MS和单晶X衍射等分析手段对化合物的结构进行了表征,研究了异长叶烯酮肟对几种金属离子的络合性能,结果表明:异长叶烯酮肟与Cu²⁺的作用明显强于与Co²⁺、Cd²⁺、La³⁺、Pb²⁺、Ag^+等金属离子的作用;异长叶烯酮肟与Cu²⁺主要是通过分子中氮原子和氧原子与Cu²⁺的配位作用进行络合。     

基于地基激光数据的杨树干形分析

利用地基激光扫描技术采集泗洪陈圩林场36块样地1927株杨树的点云数据,通过软件RiSCANPro对数据进行预处理。用K均值聚类对点云数据进行林木定位分割,并提取了树木胸径、树高等测树因子,通过公式计算出4种干形参数(胸高形数、形率、高径比和形高),用SPSS软件基于4种不同造林密度由高到低(株行距配置3m×8m、5m×5m、4.5m×8m、6m×6m)对4种干形参数进行差异分析,还对干形参数进行了模型研建,主要研究结果如下:1)不同造林密度对胸高形数、形率、高径比、形高有显著影响。胸高形数、形率和高径比随密度的增大而增大,形高则随密度增大而减小,即高密度林分的树干干形更为饱满,低密度树干干形尖削。2)指数方程是胸高形数与形率关系的最优模型,适用性检验精度高,达到99.12%,模型表达式为:f1.3=0.223*exp(1.025*q2),可应用于胸高形数的预测,为分析杨树干形参数提供参考。     

幼树阶段杉木不同无性系生长与形态性状分析

杉木是我国南方最重要的造林树种之一,在木材安全重大战略中具有举足轻重的地位。株型是决定杉木产量的核心要素,掌握理想株型的性状组成对提高杉木产量具有重要的意义。本研究对来自福建省洋口国有林场的14个杉木组培无性系造林后3 a内生长量和造林后第2年的形态指标进行比较与分析,研究试验林分郁闭前幼树阶段的形态与和生长特点以及它们之间的关系,为杉木理想型无性系的选择和不同株型的定向培育方法提供理论依据。结果表明:1)造林后1至3年林分树高的平均值分别为1.00、2.52和3.87 m,第3年的胸径平均值为4.76 cm,无性系的树高生长变异系数随着生长时间的增长呈下降的趋势,不同无性系的生长量之间存在极显著的差异;其中除020在高生长上优势明显外,054、061、063和023在3 a内的树高和胸径生长均具有较大的优势。2)造林后第2年坐生密度、冠幅、枝盘数、当年生节间距离、一级侧枝数和年盘二级分枝数的平均值分别为63.58片、176.1 cm、6.11、21.76 cm、21.02和19.88,且不同无性系之间存在极显著的差异;说明杉木株型之间的差异较大。3)通过聚类分析将无性系063、054及061归为浓密型杉木,无性系047、148、023及049归为稀疏型。4)生长与形态之间的相关性分析表明浓密型杉木的生长量更大,根据以上的分析初步认定,在生长初期,杉木的理想株型具有枝条浓密和冠幅宽大的特点。     

南京椴嫩枝扦插生根过程中植物激素的变化

以南京椴嫩枝插穗为研究对象,采用1 000 mg·kg-1 IBA粉剂处理插穗基部,对扦插生根过程中插穗皮部生长素IAA、玉米素核苷ZR、赤霉素GA3、脱落酸ABA含量以及IAA/ABA和IAA/ZR比值进行动态测定,探究嫩枝扦插生根过程中植物激素变化特点及其对生根的影响。结果表明:1)IBA处理可以显著促进南京椴嫩枝插穗生根,生根率接近67%;其生根过程可划分为愈伤组织形成期、根原基诱导期、不定根形成期和不定根生长期,各自对应时间约为10 d。2)IBA处理可以提高嫩枝插穗中IAA含量,IAA对于根原基的诱导和不定根的发生具有较为直接的影响作用,其含量升高有利于生根;GA3含量增加有利于根原基形成,而低水平GA3则更有利于不定根的生长;ABA和ZR含量升高不利于插穗生根,对于根原基的诱导和不定根的发生具有抑制作用;IAA、ABA在插穗根原基诱导和不定根形成过程中具有相互协调作用,IAA/ABA可作为衡量南京椴嫩枝扦插生根能力的指标。3)外源IBA处理可以促进插穗内IAA含量升高,调节ABA、ZR、GA3含量降低,促使IAA/ABA在诱导生根期快速增大,通过相关激素的调控,使插穗向有利于促进生根的生理状态转变。     

五指山地区海南苏铁种群结构特征与动态

海南苏铁是海南岛特有种和国家I级重点保护植物,对研究热带植物区系具有重要意义。受生境缺失及人为干扰等因素影响,海南苏铁在海南岛的种群数量呈缩减态势。采用种群年龄结构、静态生命表、存活曲线及种群动态量化分析等方法,对五指山地区不同生境下的海南苏铁种群进行了研究。结果表明:1)研究样地内的海南苏铁为稳定种群,低龄级和中龄级个体数占有一定的优势,但不同样地种群年龄结构存在一定的差异。2)静态生命表结果显示,3个样地整体上表现出随着龄级的增加高龄级个体数量减少的趋势,但样地A和样地B在幼龄级时有大量的个体数死亡。研究区内海南苏铁的存活曲线更趋近于Deevey-II型。3)种群动态量化分析结果表明,海南苏铁为低增长型的稳定种群,而样地A和样地B种群对外界干扰的敏感性要明显强于样地C。整体而言,五指山地区的海南苏铁种群当前仍处于一种稳定的状态。     

淹水对水紫树生长和生理特性的影响

通过人工模拟淹水环境,对2年生水紫树进行生长和生理特性观测与分析,以期为水紫树的耐涝性研究的提供理论参考,也为我国沿海和涝害地区耐水湿树种的筛选提供理论依据。结果表明:淹水促进了水紫树地上部分生长,淹水60d苗木侧根和须根数量明显减少,大量不定根形成,且成活率为100%;0~30d水紫树可溶性糖含量与对照无显著差异,后期显著高于对照(P<0.01);ADH活性从淹水第10d开始上升,至第50d的最大值1.24U/mL,随后下降,但仍显著高于对照(P<0.01);SOD活性显著高于对照(P<0.01),呈先上升后下降的趋势;POD在面对淹水时表现不敏感,其酶活性高于对照,但无显著差异(P>0.05);整个淹水过程中,H2O2的含量显著高于对照(P<0.01),并处于一个稳定的状态;MDA含量在第10d之后,淹水处理显著高于对照(P<0.05),整体呈“M”型趋势。     

蓖麻油基水性环氧固化剂的合成及性能

以液化的二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、蓖麻油酸(RA)为原料,先经MDI-RA加成后,再与乙二醇二缩水甘油醚经酯化反应得到蓖麻油基环氧活性中间体(RAE),RAE经二乙烯三胺(DETA)扩链得到RAE-DETA加成物,最后经缩水甘油封端制备得到蓖麻油基水性环氧固化剂(RAWCA)。当n(MDI)∶n(RA)为1∶3和1∶4时分别制得RAWCA-1和RAWCA-2,利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)和凝胶色谱(GPC)表征了目标产物的结构,结果表明:制备的目标产物结构参数与设计的分子结构基本吻合,目标化合物的Mn和M w分别为1 832和1 983。对RAWCA产物性能考察可知,目标产物均具有乳化液体环氧树脂E-51的功能,选择n(MDI)∶n(RA)为1∶3制备的RAWCA-1与E-51固化,漆膜的耐水性较佳,且漆膜柔韧性达1 mm、铅笔硬度达3H、抗冲击性达50 kg/cm,性能可与市售水性环氧固化剂产品相媲美。     

薄壳山核桃不同品种光响应过程及模型拟合

为了探讨不同光响应模型对于薄壳山核桃光合作用的适用性,以‘Mahan’、‘Stuart’、和‘Kanza’3个薄壳山核桃品种为研究对象,建立了5种光响应模型(直角双曲线模型、非直角双曲线模型、直角双曲线修正模型、指数模型和指数修正模型),分别对各薄壳山核桃品种的光响应过程进行了拟合。结果表明:1)5种光响应模型对薄壳山核桃的光响应拟合效果突出,决定系数均在0.9以上,其中非直角双曲线模型拟合效果最优,R^2达到了0.99,并且AIC值最低,直角双曲线模型σ及AIC最高,表现最差。2)通过与实测值相比较,直角双曲线修正模型对于光响应特征参数的求解效果最好,求解出的AQY、R_d、LSP和Pn_max最准确,非直角双曲线模型求解LCP最佳。3)‘Mahan’在3个品种中光照生态幅最宽,利用光能能力最强;‘Stuart’在各模型中的R^2均达到0.99,运用光响应模型拟合效果最好。