玉米秸秆水热生物炭施用对土壤重金属Cd生物有效性和微生物群落的影响

为了探究玉米秸秆水热生物炭（简称水热炭）施用对镉（Cd）污染土壤的修复效果及作用机制,通过盆栽试验,分析了不同水热炭在不同添加率下（1%和 3%）对土壤 Cd生物有效性和作物吸收的影响,并探究了不同条件下的微生物群落结构。结果表明：与对照相比,水热炭施用显著提高了土壤有机质和溶解性有机碳含量,土壤中二乙烯三胺五乙酸提取的Cd（DTPA-Cd）和油菜叶片 Cd含量分别降低了 5.01%~20.98%和 10.82%~34.16%。提高水热温度和水热炭添加率有助于降低土壤 DTPA-Cd含量。此外,施用水热炭显著增强了根际土壤细菌的多样性和丰度,且明显改变了微生物群落结构。与对照组相比,施用水热炭显著降低了根际土壤中Actinobacteriota的相对丰度,提高了Proteobacteria和Bacteroidota的相对丰度。冗余分析表明土壤溶解性有机碳含量是影响根际土壤细菌群落结构的关键因素。因此,水热炭对重金属污染土壤有很大的修复潜力,但其对土壤重金属的长期效应有待进一步研究。     

热解温度对玉米芯生物炭碳结构、灰分与吸附四环素的影响

生物炭灰分和碳结构在抗生素吸附过程中的影响尚不明确。本文以玉米芯为原料,在300~800 ℃下热解制备生物炭（CBCs）及除灰分生物炭（CBCs_AW）,研究热解温度对生物炭灰分和碳结构的影响,探究灰分和碳形态与四环素（TC）吸附行为之间的关系。结果表明,随着热解温度升高,生物炭的碳结构由未完全碳化有机质（300 ℃）逐渐转化为石墨碳结构（800 ℃）,吸附实验结果显示CBC800_AW的吸附量最大,证实石墨碳结构是促进TC吸附量增加的重要因素。CBCs_AW对TC吸附量高于CBCs,说明灰分对TC吸附有一定抑制作用。分析TC吸附性能与生物炭理化性质的相关性,结果显示吸附量与生物炭比表面积、孔体积、芳香性和石墨化程度相关性较高,推测TC的主要吸附机理为孔隙填充作用和π-π电子供体-受体相互作用。研究结果可为生物质资源化利用和抗生素污染修复提供科学依据。     

基于复杂种植结构多情景分析的灌区多目标多水源优化配置

为改善多水源灌区农业用水供需矛盾,通过合理调整种植结构,优化灌区水资源配置,该研究以河北省邯郸市漳滏河灌区为研究对象,将农业灌溉缺水量最小和农作物经济效益最大作为目标函数,兼顾灌区生态安全约束,构建了基于种植结构优化的多目标多水源优化配置模型,针对作物熟制、作物种类、种植制度以及灌溉方式设置了8种不同的种植结构优化情景,通过自主改进的基于精英策略并协遗传算法（NSGAⅡ-S）对模型求解,获得不同情景下的水资源优化配置方案。结果表明：应用模型进行水资源配置后,各情景配水总量均有所减少,其中水库配水量高于其他水源的配水量,水库水、引黄水和引江水均达到用水总量控制目标,民有分区的各计算单元间的配水量变化明显,总配水量高于滏阳河分区;适当压减主要依靠抽取地下水灌溉的冬小麦的播种面积,变灌溉农业为旱作雨养农业,可以极大地减少地下水用量,增加灌区经济效益;最佳的种植结构优化方案为CS₄（削减冬小麦的种植面积,种植苜蓿,灌溉方式采取管灌或喷灌）,该方案冬小麦播种面积压减17.10%,地下水开采量减少了16.42%,灌区的经济效益增加了26.41%,在保证配水总量最小的同时,具有更高的经济效益。该研究所构建的多目标多水源优化配置模型和作物配水结果可为类似地区的水资源配置提供参考。     

四种不同食性鱼类肠道微生物群落组成及多样性比较分析

本研究旨在探讨食性对鱼类肠道菌群组成和多样性的影响,并预测特定菌群对不同营养素的潜在功能。实验采用高通量16S rRNA基因测序技术,提取获得滇池高背鲫(Carassius auratus)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鳜鱼(Siniperca chuatsi)、昆明裂腹鱼(Shizothorax grahami) 4种不同食性鱼类的肠道内容物,12个样品的16S rRNA,构建文库并测序,分析这4种鱼类肠道微生物的菌落组成和多样性。结果显示,鱼类肠道菌群多样性受到食性的显著影响(P<0.05),综合表现为杂食性(滇池高倍鲫) > 草食性(草鱼) > 滤食性(昆明裂腹鱼) > 肉食性(鳜鱼)。4种鱼类具有一些相同的优势菌群：变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)。然而,优势菌群在属水平上存在一定差异,如不动杆菌属(Acinetobacter)为鳜鱼的优势菌群,拟杆菌属(Bacteroides)为草鱼的优势菌群等。功能预测发现,鳜鱼肠道中以革兰氏阴性菌为主;草鱼抗病潜力略高于其他3种鱼类;约氏不动杆菌(A._ johnsonii)、鲁氏不动杆菌(A. lwoffii)和施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)可能有助于宿主对蛋白质的消化,而拟杆菌属中的某些菌群可能有助于宿主消化纤维素。综上所述,食性是影响鱼类肠道菌群组成和多样性差异化的主要因素之一,分析食性与肠道优势菌群之间的关联,探讨特异菌群的功能,可为研究鱼类营养代谢的微生物效应奠定理论基础。     

活塞-缸套周期性瞬态传热仿真

为解决计算柴油机单个零部件传热时边界条件难以确定的问题,用耦合传热的方法,把活塞、缸套传热时的外边界条件变成内边界处理,利用有限元软件进行建模仿真。以X6130型柴油机为例,用有限元分析软件ANSYS建立了活塞-缸套的三维模型,并对其额定工况下一个工作循环内的瞬态传热进行了仿真计算,得到了活塞-缸套上关键点的温度波动曲线。部分计算结果和实验结果对比表明：用耦合方法模拟活塞-缸套之间的传热过程是可行的,且仿真结果与实测数据吻合较好。     

基于点云数据的NURBS曲面重建研究

提出一种基于点云数据的NURBS曲面重建方法,针对数据点的分布不均匀性,进行非均匀B样条曲线控制点的反算,通过累积弦长法构造非均匀节点矢量,保证了曲面的插值精度和曲面重建的质量。     

运动仿真系统中嵌入式计算机技术应用

设计了一种嵌入式运动仿真系统,通过该系统采集运动信号,以无线网络传送上位机并控制运动仿真器实现运动在线仿真。阐述了该嵌入式运动仿真系统的结构和特点、运动信号采集方法、嵌入式计算机与上位机通信方法及其应用软件设计方法。实验结果证明,所开发的嵌入式运动仿真系统的设计是可行的,其应用软件运行可靠。     

芍药属组间杂交种皮开裂种子的解剖观察与胚培养

【目的】探究芍药属组间杂交种皮开裂种子的内部状态和胚培养成苗表现,为揭示种皮开裂种子的成苗潜力、提高组间远缘杂交育种效率提供参考。【方法】以24个芍药属组间杂交组合种皮开裂的种子为试验材料,解剖后观察并统计胚和胚乳的发育情况,通过离体培养观察胚的萌发和生长规律,分析不同组合种皮开裂种子发育和成苗差异。【结果】芍药属24个组间杂交组合中均出现了种皮开裂的杂交种子,平均种皮开裂率高达61.08%;1 767粒种皮开裂种子中,有11.09%的胚乳已腐烂;胚乳未腐烂种子中,约90%以上种子的胚乳存在不同程度的损伤或病变,24.18%的种子内部未观察到可见胚。对解剖得到的1 185个组间杂种胚进行离体培养发现,有24.73%的胚不萌发,63.47%的胚生长异常,仅有4.47%的胚能正常生长,得到完整植株。胚培养得到的完整植株具备良好的活力,移栽成活率达到86.79%。24个杂交组合种皮开裂种子通过离体胚培养共得到46株移栽成活的组间杂种苗,平均成苗率为2.60%,接近正常组间杂交种子的播种成苗率（2.75%）。【结论】种皮开裂现象在芍药属组间杂交种子中普遍存在,是组间远缘杂交障碍的重要表现之一,用离体胚培养技术能有效克服这类障碍,提高成苗率。     

石柱县莼菜大田植物多样性调查与分析

调查重庆市石柱县野生莼菜大田的植物多样性。共发现植物244种,隶属于74科200属。其中菊科26属30种,禾本科19属21种,荨麻科8属12种,唇形科10属11种;外来入侵植物有34科63属69种,菊科、禾本科物种数最多;本土危害物种9科10属12种,危害能力极强。此外,还发现国家二级保护植物金荞麦(Fagopyrum dibotrys),重庆市省级重点保护野生植物瓶尔小草(Ophioglossum vulgatum)。区系分析、植被类型、植物组成分析显示,该地植物区系丰富,属于热带和温带气候带之间,且物种多样性相对丰富,湿地植物数量相对较高,危害植物干扰严重。     

Identification,Characteristics and Function of Phosphoglucomutase (PGM) in the Agar Biosynthesis and Carbon Flux in the Agarophyte Gracilariopsis lemaneiformis (Rhodophyta)

Agar is widely applied across the food, pharmaceutical and biotechnology industries, owing to its various bioactive functions. To better understand the agar biosynthesis in commercial seaweed Gracilariopsis lemaneiformis, the activities of four enzymes participating in the agar biosynthesis were detected, and phosphoglucomutase (PGM) was confirmed as highly correlated with agar accumulation. Three genes of PGM (GlPGM1, GlPGM2 and GlPGM3) were identified from the G. lemaneiformis genome. The subcellular localization analysis validated that GlPGM1 was located in the chloroplast and GlPGM3 was not significantly distributed in the organelles. Both the GlPGM1 and GlPGM3 protein levels showed a remarkable consistency with the agar variations, and GlPGM3 may participate in the carbon flux between (iso)floridoside, floridean starch and agar synthesis. After treatment with the PGM inhibitor, the agar and floridean starch contents and the activities of floridean starch synthase were significantly decreased; products identified in the Calvin cycle, the pentose phosphate pathway, the Embden-Meyerhof-Parnas pathway and the tricarboxylic acid cycle were depressed; however, lipids, phenolic acids and the intermediate metabolites, fructose-1,6-phosphate were upregulated. These findings reveal the essential role of PGM in regulating the carbon flux between agar and other carbohydrates in G. lemaneiformis, providing a guide for the artificial regulation of agar accumulation.