吸附法固定化绿色木霉(Trichoderma reesei)生长细胞

本文应用辐射技术,在纸表面复盖不同性质的高分子,以此作为固定化生长细胞的载体,吸附绿色木霉细胞,并测定了固定化绿色木霉细胞的纤维素酶活性。当纸复盖有3种亲水性均聚体poly-HEA、poly-HEMA,poly-HPMA和一种疏水性均聚体poly-A4G时,细胞被吸附在这4种载体上,并能产生纤维素酶,但是只有复盖poly-HPMA的载体固定化细胞的纤维素酶活性(FPA)高于游离细胞。当纸复盖不同组成的HEA-A-TMPT、HEMA-A-TMPT.HPMA-A-TMPT和A4G-A-TMPT的共聚体时,用这些载体固定化细胞的FPA均比复盖均聚体的增加。用复盖不同组成的poly(HPMA-A-TMPT)载体固定化细胞,其FPA均比游离细胞增加,最高的增加了60％。用复盖有50％:50％和75％:25％的poly(HEA-A-TMPT)共聚体载体固定化细胞,其FPA分别比游离细胞增加了70％和60％。FPA增加是由于吸附的细胞重量增加,而固定化细胞的重量与复盖于纸上的高分子的性质(例如含水量)有关,复盖的高分子含水量10％左右时,固定化细胞重量最高,在载体表面复盖适宜的高分子有利于细胞的吸附和生长。     

低温辐射聚合法固定糖化酶

本文应用低温辐射技术诱导不同亲、疏水性高分子玻璃态单体聚合固定黑曲糖化酶,研究了不同实验条件对辐射聚合固定化黑曲糖化酶相对活性的影响。结果表明,在4种亲疏水性程度不同的破璃态高分子单体(2-hydroxyethyl methylacrylate和Polyethylene glucol dimethacrylate 9G,4G,2G)中,亲水性的9G、HEMA的固定化效果较好;在高分子单体浓度为50％,相应聚合物载体空孔率为32％时,固定化糖化酶与底物10次反应的平均活性产率最高,达70％左右;当辐照温度为-78℃。辐照剂量为3×10~4Gy,pH为4.5时,可以得到相对活性较高的固定化黑曲糖化酶。文中还对影响固定化糖化酶相对活性的原因进行了探讨。     

~(60)Co γ射线辐照紫花苜蓿种子的细胞生物学效应

分别利用0、1000、1500和2000Gy60Coγ射线处理3个品种的紫花苜蓿种子,对同一剂量不同品种或同一品种不同剂量间辐照情况相比较,研究苜蓿根尖细胞的生物学效应。实验结果表明,γ射线辐照苜蓿种子可以抑制根尖细胞有丝分裂,并诱发根尖细胞产生单微核、双微核、多微核、小核、染色体断片、染色体粘连、单桥、双桥、多桥、游离染色体、落后染色体等多种畸变。同一辐照剂量下,龙牧803苜蓿对γ射线辐照敏感性最强。在0~2000Gy范围内,随剂量的增加各种畸变率不断提高,至2000Gy辐照剂量时,各种畸变率达到最高。     

辐照花粉对小麦与中间偃麦草杂交及其胚胎发育的影响

用γ射线辐照中间偃麦草散粉期的穗,用其花粉授予普通小麦“J-11”和“中国春”,研究不同剂量辐照花粉对普通小麦与中间偃麦草杂交结实率、杂交种子含胚率、杂种幼胚培养和杂种幼苗获得率的影响。结果表明,5~9Gy低剂量γ射线略提高了中国春×中间偃麦草的结实率,表现出低剂量辐射的刺激效应,但对J-11×中间偃麦草却未表现出刺激效应。所有剂量的辐射对杂种幼胚均有伤害作用,杂交种子含胚率、杂种幼胚成苗率随剂量增加而下降。30Gy处理时有12.9%~14.5%的杂种幼胚发育成了植株,但该剂量应用到小麦中难以获得后代。在50~100Gy高剂量γ射线处理杂交种子胚发育不良,通过幼胚培养未能得到植株。将花粉辐照技术与幼胚拯救技术、花药培养技术有效结合,可以快速获得突变体,提高诱变育种效率。     

~(60)Coγ辐照对西红花发育的影响

本文利用剂量为5~25Gy的60Coγ射线,对重12~14g的西红花球茎进行辐照处理,研究辐照对西红花开花、花器官发育和球茎再生等方面的影响。结果显示:辐照处理对西红花开花有刺激作用;5~10Gy为西红花的最适诱变剂量。     

辐照对光肩星天牛幼虫发育的影响

用高能X射线辐照处理34、5、龄光肩星天牛幼虫,结果表明:辐照引起幼虫的生活期延长,发育迟缓;辐照抗性随虫龄的增加而增强,5龄幼虫最耐辐照,阻止其化蛹的剂量为55~60 Gy。γ射线辐照杨树木段中光肩星天牛幼虫的结果也表明,60Gy能够100%阻止老熟幼虫化蛹。因此,可以推荐60 Gy作为光肩星天牛幼虫检疫辐照处理的有效剂量,用于原木和木质包装的检疫除害处理。     

辐射聚合离子性水凝胶固定化酵母细胞

在低温(-78℃)下,通过辐照使2-丙烯酰胺2-甲基丙磺酸(TBAS)和聚乙二醇二甲基丙烯酸醇系列单体聚合,获得了具有离子性的水凝胶载体。用这些载体固定化酵母细胞的乙醇生产力均比游离细胞高,其中用poly TBAS-14G固定化细胞的乙醇生产力是游离细胞的4.5倍,每小时糖的转化率达50％。固定化酵母的活性随聚乙二醇二甲基丙烯酸分子中乙二醇数目的增加而增加。固定化酵母具有较高活性的原因是这些高分子载体具有一定的多孔性、膨胀性,载体带有电荷并具有一定的机械强度,固定化细胞能较好地繁殖,使载体内具有较高的细胞密度。     

~(60)Coγ辐照对莱芜姜当代生长的影响

本试验以莱芜姜根茎为材料,用60Coγ射线进行了02、0、40和60Gy 4个不同剂量的辐照处理,研究结果表明:辐照使莱芜姜当代(VM1)成苗率降低,出苗、展叶时间延迟,生长受到明显抑制,且随剂量的增加,其抑制作用增强;对辐照当代植株进行POD、EST同工酶和RAPD检测分析,均得到了与对照不同的差异性谱带,说明辐照生姜根状茎可以使植株在分子水平上发生变异;莱芜姜根茎使用LD30~40的中等剂量比较合适,适宜辐照剂量为20~30 Gy。     

电子束和γ射线辐照对象拔蚌品质影响的异同性研究

为探明电子束和γ射线辐照对象拔蚌理化指标和微生物影响的异同性,采用不同剂量的电子束(0、2.1、3.9、6.1、8.0 k Gy)和γ射线(0、2.1、4.2、6.3、8.4 k Gy)辐照真空包装象拔蚌,对其贮藏期内营养成分、p H值、生物胺、菌落总数进行测定。结果表明,利用一定剂量电子束和γ射线辐照均能有效降低象拔蚌的菌落总数,在12 d贮藏期内,2种辐照处理之间菌落总数随辐照剂量的变化趋势以及随贮藏天数的变化趋势无显著差异,其中γ射线的D10=3.2 k Gy,电子束的D10=3.1 k Gy;较之对照,电子束和γ射线辐照对象拔蚌蛋白质、灰分、脂肪和水分含量无显著影响;电子束辐照处理组的p H值在贮藏期内维持在6.80~6.94,而γ射线辐照处理组的p H值维持在6.68~6.92,较之对照组,2种射线辐照处理均可抑制贮藏期内象拔蚌p H值的下降;辐照处理组能够抑制生物胺总量的增长,但电子束和γ射线辐照处理之间,象拔蚌生物胺总量随辐照剂量的变化趋势以及随贮藏天数的变化趋势无显著差别。由此可知,电子束与γ射线辐照均具有应用于象拔蚌鲜食食品加工的潜力,这为辐照应用于象拔蚌提供了科学依据。     

~(60)Coγ辐照对稻草纤维组织及酶解效果的影响

用60Coγ射线处理干稻草秸秆及粗纤维,评价辐照对稻草纤维组织降解作用以及提高稻草秸秆纤维酶降解效果。采用DNS法和硫酸-苯酚法分别测定稻草辐照样品热水浸提液中水溶性还原糖和总糖的含量,通过高效气相色谱分析稻草秸秆各辐照处理提取液中还原糖各组分的变化,并用电子显微镜扫描观测辐照对稻草秸秆纤维组织结构的影响。结果表明,用1000~1500kGy的剂量处理稻草秸秆,能有效破坏稻草的纤维组织结构,特别是稻草表面硅晶结构和纤维结构,且随辐照剂量加大破坏程度增强,辐照稻草热水浸提液水溶性还原糖和总糖含量显著增加。辐照与酶复合处理后稻草秸秆纤维的转化率提高到88.7%,辐照稻草秸秆酶降解后的水溶性还原糖含量达到214.4mg/g,总糖含量达758.5mg/g,极显著地提高甘露糖、半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、木糖含量,其中葡萄糖含量提高最大,占单糖总量的62.64%,其次是甘露糖。辐照对稻草秸秆木质素降解无明显影响。     

NaOH协同辐照预处理提高稻草纤维素酶解转化率

为降低预处理成本,提升稻草纤维素的酶解效果,采用NaOH协同⁶⁰Co-γ射线辐照处理稻草,研究其对稻草中纤维素酶解转化率的影响,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)分析协同预处理对稻草微观结构的影响,并通过正交试验对协同预处理条件参数进行优化。结果表明,NaOH协同辐照预处理能显著提高稻草纤维素酶解转化率,优化后的预处理条件为400 kGy辐照剂量的稻草结合2%NaOH溶液,固液比1:15,50℃条件下处理4 h,按照10 FPU·g^-1加入纤维素酶溶液,于50℃、130 r·min^-1条件下气浴恒温振荡,酶解24 h后,其稻草纤维素转化率达到78.54%±1.20%。本研究结果为农业废弃物资源能源化高效利用提供了技术支撑和理论依据。     

酸-超声波预处理及糖化水解稻草研究

采用室内实验方法,研究了酸-超声联合预处理稻草对其化学组成以及糖化效果的影响,并与传统酸预处理法的效果进行了对比。结果表明,与未经处理的稻草相比,经酸-超声波处理的稻草其半纤维素、木质素含量最高分别减少了64．46％、62．19％,纤维素含量最高则上升了73．20％,而酸处理的稻草相应数值只能达到56．72％、59．90％及53．41％。同时分别对两种方法的稻草糖化的工艺条件通过正交试验进行了优化,得出两种方法的稻草最佳糖化条件均为：pH值为4．8,温度为45℃,酶浓度为20mg·g-1。在该条件下,对于酸一超声波预处理稻草,在糖化108h以后还原糖浓度稳定并达到最大值26．4g·L-1,而对于酸预处理稻草,在糖化120h以后还原糖浓度才稳定并达到最大值26．2g·L-1,且前者能比后者产生更多的葡萄糖以及更少的木糖,更有利于提高后续酒精发酵的效率。     

施用预处理稻秆的土壤供氮特征及对冬小麦氮吸收的影响

采用盆栽试验方法,研究了经过预处理的水稻秸秆(预处理稻秆)施入土壤后对土壤的供氮特征及小麦氮营养的影响。研究结果表明,稻秆经过预处理后,纤维素、半纤维素以及二氧化硅比原始稻秆都有所降低,而可溶性物质增加;施用时配施无机氮肥,小麦全生育期内土壤微生物量N和矿质态N平均分别比对照(纯土壤)提高232.3%和66.0%,小麦干物重和吸收总氮量分别比对照高56.3%和124.3%,并优于未经处理的原始秸秆及单施尿素处理。可见处理秸秆配施尿素能够显著改善土壤的供氮状况,促进小麦对氮素的吸收,增加小麦产量,提高化学肥料氮的利用率。     

氨化预处理对稻草厌氧消化产气性能影响

为了节省秸秆厌氧消化阶段另加N源调配营养的运行成本,同时又要保持良好产气效率。本试验选用氨化法对秸秆进行预处理,研究了不同浓度的氨对稻草厌氧消化产气性能的影响。以NH3·H2O为预处理药剂,按2%、4%、6%（相对于稻草的干质量）的NH3质量分数对稻草进行氨化,分别以50、65、80 g/L 3个不同负荷进行厌氧消化。结果表明：不同浓度的氨化预处理中,4%NH3氨化预处理效果最好。在65 g/L负荷率下,4%NH3预处理的消化70 d累积产气量为37?010 mL,消化产气量达总体积的90%（计T90）时产气量为33?920 mL,分别比未预处理稻草、2%和6%NH3预处理稻草T90时产气提高了38.3%、14.6%和8.2%,甲烷总产量分别提高了34.8%、15.1%和9.6%,比未预处理稻草同期（45 d）累积产气量以及甲烷总产量分别提高了60.8%和60.3%,产气周期提前10 d结束。消化后总固体（TS）、挥发性固体（VS）的减少量分别由41.6%和46.6%提高到了46.4%和58.6%,半纤维素和木质素质量分数分别由27.7%和6.9%减少到20.8%和5.2%,粗蛋白质量分数从4.0%提高到10.1%。本研究提供了一个有效地提高产气量的方法,研究结果将为大中型秸秆沼气工程提供设计依据。     

NaOH预处理对水稻秸秆沼气发酵的影响

以水稻秸秆为原料,在试验室自行设计的小型沼气发酵装置上进行了厌氧发酵试验,研究不同质量百分数NaOH预处理对水稻秸秆沼气发酵的影响。结果表明,经过NaOH预处理后,水稻秸秆组分被破坏,其中半纤维素降解十分明显;产气量较对照组有明显增加,发酵时间有所缩短。其中NaOH质量百分数为6%的处理组产气率最高,为246.6 mL/g（干物质）,且甲烷体积分数最高达50%。综合来看,以NaOH质量百分数为6%的预处理效果最为理想。     

荆门市小麦地稻草覆盖增产作用及机理

在荆门市白散土(黄棕壤发育的水稻土)上进行的田间小区试验表明,稻草覆盖小麦田后,土壤速效钾含量大幅提高,并能改善土壤理化性状,显著增加土壤含水量,调节地温,提高土壤肥力。覆草与对照相比,可明显增加小麦有效穗和千粒重,产量由不覆盖的2899 5kg/hm2增高到3558kg/hm2。实验室淋溶试验可看出,3小时后稻草中84%的钾就被淋溶出来。而在大田试验中4个月后,有90%的钾进入土壤。所以秸秆还田是缓解钾肥资源不足的一项有效措施,值得推广应用。     

安徽省县域麦稻玉米秸秆时空分异特征与还田养分输入量测算

安徽省是国家重要商品粮生产基地,作为农业大省其粮食作物秸秆产量居于全国前列。明晰全省产粮大县主要粮食作物秸秆理论资源量和可收集资源量时空分布特征,并准确测算秸秆就地还田对土壤养分输入的贡献,可为秸秆全量化差异化利用策略优化及秸秆还田情景下的农田养分平衡调控提供决策依据。研究表明,2011-2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆资源总量呈现出稳步增长的态势,而不同作物秸秆产量年际变化趋势各异：小麦秸秆先升后稳,水稻秸秆波动不大,玉米秸秆逐年递增。2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆理论资源量为3 878万t,其中小麦、水稻和玉米秸秆所占比例分别为47.3%、36.3%和16.4%。淮北区为小麦和玉米秸秆资源集中分布区,占比分别为73.0%和88.3%,水稻秸秆主要产自江淮区（41.7%）、皖西区（21.3%）及沿江区（19.7%）。主要粮食作物秸秆资源总量分布表现为淮北区（52.5%）?江淮区（24.3%）?皖西区（10.5%）?沿江区（9.1%）?皖南区（3.6%）。2019年全省产粮大县小麦、水稻和玉米秸秆可收集资源量分别为1 338万、1 041万和542万t,淮北区单位播种面积小麦和玉米秸秆可收集资源量分别为4 505～6 310和4 171～5 395 kg/hm2,江淮区、皖西区和沿江区单位播种面积水稻秸秆可收集资源量分别为4 487～5 326、4 570～5 028和4 329～5 778 kg/hm2。2019年安徽省产粮大县三大粮食作物秸秆氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）养分资源总量分别为25.3万、10.9万和90.1万t。在秸秆就地全量还田情景下,小麦玉米主产区（淮北区）小麦秸秆还田的氮（N）、磷（P2O5）和钾（K2O）养分输入量分别为35.8～50.1、14.1～19.8和139.8～195.8 kg/hm2,玉米秸秆还田的养分输入量分别为42.7～55.2、16.9～21.8和93.4～120.9 kg/hm2;水稻主产区（江淮区、皖西区和沿江区）水稻秸秆还田的养分输入量分别为38.0～50.8、18.8～25.0和151.6～202.3 kg/hm2。研究结果对进一步提升安徽省产粮大县秸秆资源综合利用效率及推动农业绿色高质量发展具有重要的现实意义。     

不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响

为从根本上禁止稻草焚烧,促进稻草还田,本研究依托自主研发的稻草粉碎均匀抛撒装置,通过大田试验与野外模拟试验,以目前水稻收获的常规模式稻草不粉碎条带还田(T1)及中度粉碎条带还田(T2)为对照,设置稻草粉碎条带还田模式(T3)及稻草粉碎均匀抛撒还田模式(T4),研究不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响。结果表明:稻草抛撒均匀度及还田密度随着粉碎程度的增加而显著增加,稻草还田厚度则呈显著减少趋势。T4的稻草平均长度为5.3 cm,分别仅为T1、T2的13.6%、36.8%;稻草抛撒均匀度为87.4%,较T1、T2分别增加49.7个和42.0个百分点;稻草还田厚度为2.7 cm,仅为T1、T2的22.1%、27.8%;稻草还田密度为17.6 kg·m~(-3),较T1、T2分别增加88.3%、17.3%。在稻草条带还田(T1、T2、T3)模式下,粉碎程度越高,含水率下降越慢,燃烧时间越长,燃烧率越低,燃烧速率越慢,灰分越高,燃烧越不充分。T4通过稻草均匀抛撒虽可加速稻草含水率的下降,但燃烧时间、燃烧率及灰分仅分别为0.3min、6.0%、1.7%,均显著低于其他处理,几乎未燃烧。表明稻草粉碎均匀抛撒还田条件下无法燃烧,有利于从根本上实现秸秆禁烧。     

麦稻两熟地区不同埋深对还田秸秆腐解进程的影响

为探讨稻麦两熟地区还田秸秆的腐解进程,用尼龙网袋法研究了麦稻秸秆不同埋深(0、7、14.cm)对还田秸秆腐解及C/N比的影响。结果表明,在麦田,埋深14.cm的秸秆腐解速度最快,覆盖在表层较慢。稻田由于有水层的作用和高温高湿的环境,秸秆腐解比麦田快,覆盖在表层比埋入土中的略慢。麦季稻秸覆盖还田一季后秸秆残留率在60%左右,埋入土中的残留率在40%左右;稻季麦秸覆盖还田一季后秸秆残留率在25%左右,而埋在土中的残留率在20%左右。随着还田秸秆的腐解,秸秆含氮量逐渐增加,全碳含量下降,秸秆C/N比降低。麦季稻秸覆盖C/N比较高,而稻季麦秸覆盖的C/N比较低。一季后麦田稻秸的C/N比平均在30左右,稻田麦秸在15以上,比土壤腐殖质的C/N比高,说明种植一季作物后,还田的秸秆尚未完成腐殖化过程。