腐植酸和巯基改性生物炭对水中Cd2+的吸附性能和机制研究

本研究以水稻秸秆为原料制备生物炭（BC300）,通过使用腐植酸和3-巯丙基三甲氧基硅烷（3-MPTS）丰富其表面官能团,得到腐植酸改性生物炭（HBC300）和巯基改性生物炭（SBC300）两种改性生物炭,分析改性生物炭对Cd²⁺的吸附能力,借助FT-IR、XPS和Boehm滴定等表征手段和密度泛函理论（DFT）计算探究改性生物炭的理化性质及官能团对吸附Cd²⁺的作用。结果表明：改性过程改变了生物炭的理化性质,HBC300表面增加了COOH和OH官能团,而SBC300表面COC、CO和SH官能团增多。通过丰富其生物炭表面官能团提升了生物炭对Cd²⁺吸附反应速率和吸附性能,表现出改性生物炭在水中去除Cd²⁺的潜力。其中,SBC300对Cd²⁺吸附效果最佳,其最大平衡吸附容量为49.5 mg·g^-1,但吸附反应速率小于HBC300,符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,此吸附过程为单分子层吸附并受化学吸附控制。表征数据及DFT计算拟合数据结果表明,生物炭表面修饰官能团加快了对Cd²⁺吸附反应速率,但COC和CO官能团限制了SBC300对Cd²⁺的吸附反应速率。     

盐胁迫下盐草和高羊茅营养器官的离子微区分布

 【目的】探讨植物耐盐性和盐胁迫下植物不同营养器官离子微区分布特性之间的关系。【方法】采用扫描电镜和X射线能谱仪联用,对250 mmol?L-1 NaCl胁迫20 d的盐草(盐生植物)和高羊茅(甜土植物)的营养器官进行了点扫描和离子分布测定。【结果】盐胁迫下,盐草和高羊茅根组织中Na+和Cl-的相对重量都很高,但是高羊茅中柱层中的Na+和Cl-相对重量都高于盐草;和高羊茅相反,在盐草茎中,大量的Na+分布在韧皮部中,而Cl-则主要存在于木质部中;而高羊茅叶组织中Na+相对重量是盐草叶组织中2倍。【结论】盐胁迫下盐草和高羊茅根尖表皮、皮层和中柱细胞Na+和Cl-较高,而K＋含量较低,这说明盐草可通过根组织对离子的选择性吸收降低进入植物体的有害离子量,并通过离子在茎中的再次分配降低有害离子进入叶组织,从而避免对叶组织的较大离子毒害。     

水杨酸对蚕豆保卫细胞气孔运动及质膜内向K+电流的影响

【目的】研究逆境信号水杨酸(SA)刺激条件下,蚕豆气孔保卫细胞中H2O2的产生及其对气孔运动的影响。【方法】以蚕豆为材料,利用表皮条生物分析、膜片钳等方法研究SA诱导蚕豆气孔关闭过程中质膜内向K+电流的变化。【结果】SA可以浓度依赖的方式诱导蚕豆叶片的气孔关闭。质膜NADPH氧化酶抑制剂二亚苯基碘(DPI)可削弱SA作用的45%~60%。借助膜片钳手段记录SA处理条件下全细胞内向K+电流的变化,胞外0.1mmol/L SA处理后20 min可抑制内向K+电流的70%左右。电极液中10μmol/L DPI作用20 min可逆转SA抑制全细胞内向K+电流的46%左右。【结论】SA诱导的气孔关闭可能与H2O2的产生有关,DPI逆转SA对保卫细胞内向K+电流的抑制作用暗示,H2O2可能通过抑制质膜内向K+电流而介导SA诱导的气孔关闭过程。     

小麦籽粒均匀度评价方法研究

为了筛选小麦的均匀度鉴定指标,建立可靠的均匀度评价模型,本研究以150份小麦为试验材料,测定其在两个环境下的籽粒形态指标：粒长(X₁)、粒宽(X₂)、直径(X₃)、圆度(X₄)、长宽比(X₅)、周长(X₆)、表面积(X₇)及千粒重(X₈),采用多样性统计、相关性分析、聚类分析、主成分分析和隶属函数法对小麦籽粒均匀度进行综合评价。结果表明,两种环境下籽粒各指标变异幅度为3.56%～9.88%;可将150份小麦材料聚类为4个类群。主成分分析可将8个指标转化为两个相互独立的综合指标,其贡献率分别为61.330%、36.448%,代表全部数据97.778%的信息量。利用隶属函数法计算籽粒均匀度综合评价值(D值),将150份材料分为超高均匀度材料(12份)、高均匀度材料(80份)、中均匀度材料(56份)和低均匀度材料(2份)。通过逐步回归方程建立了小麦籽粒均匀度的数学评价模型：VP=-2.787+0.294 X_2...     

灌水器流道结构对水力性能影响的数值分析

采用计算软件Fluent,通过将壁面粗糙元抽象为多孔介质的微尺度效应处理方法进行建模,选用realizable k-ε模型,对3种齿形流道的灌水器内流进行数值研究。利用Micro-PIV试验测量结果验证了该模拟方法的可靠性,在多种流动条件下对3种齿形结构灌水器进行数值计算,并进行抗堵性能和水力性能分析。抗堵性分析表明,3种齿形流道在转角内侧都存在回流区,由于其侧均为高速主流而使颗粒沉积缓慢;尖角齿形流道的尖角部位,大部分区域由于具有一定的紊流强度也不易沉积杂质,只有其齿尖和平角齿形流道的左顶角部位易产生颗粒沉积。在水力性能分析中,通过对压力降和流态指数的比较表明,尖角齿形的灌水器在控制和稳定出流方面具有优势。     

施用EDDS对海州香薷铜锌吸收的强化作用及淋溶风险

通过田间盆栽试验，研究了加入易降解螯合剂EDDS后污染土壤及修复植物海州香薷地上部Cu和Zn含量的变化，及地下50cm处渗滤水中Cu、Zn浓度。结果显示，添加EDDS提高了海州香薷对Cu和Zn的吸收量，同时增加了50cm土层处渗滤液的Cu和Zn浓度，但是渗滤液中重金属浓度仍低于国家Ⅲ类地下水水质标准，表明EDDS对于海州香薷吸收铜、锌有一定的促进作用，且对于地下水的潜在淋滤风险较小。     

喀斯特封山育林区土壤种子库研究

对贵州省都匀市喀斯特封山育林区土壤种子库进行了研究,结果表明:都匀喀斯特封山育林区土壤种子库中活力种子丰富,共有18科45属46种.其中草本植物种子占绝对优势,占种子数的81.25%,木本植物只占18.75%.草本以白酒草占绝对优势,为54.54%.8个不同封育年限的样地的种子密度变动于2 309～4 459粒/m2.在各个土层中它们的变化具有一定的规律,即随土层的加深,种子数量不断减少.随着封育年限的增加,林分的郁密度加大,土壤种子库中种子数量、种类在相应的时间内不断减小;而在相当长的时间后,种子数量、种类又有所增加.     

深松铲扰动下天然草地复合土层失效特性的试验研究

为研究深松铲类耕作部件作用下天然草地扰动失效过程,采用草地耕作试验台搭载不同类型和具有不同结构参数的深松铲,在不同作业深度下,进行草地扰动失效试验,对草地土层失效过程、扰动情况、翻垡率、扰动系数、蓬松度,以及耕作部件的作业阻力和沟形面积比阻进行对比分析。试验结果表明:利用深松铲可以打破天然草地形成的“地表干草+植物根茎+土壤”的“夹层式”复合土层结构,对草地土层造成扰动,但其作业效果受作业深度、结构参数以及“夹层式”复合土层结构的影响。深松铲作业后产生的地表翻垡率为5.67%~12.25%,扰动系数为63%~74%,蓬松度为38%~49%。综合所有的扰动失效特性参数,在所试验的深松铲耕作部件中,双翼倾角为150°的双翼形深松铲在草地深松作业时对草地地表扰动和土壤翻垡情况影响较小,对土壤的扰动系数较高,作业效果最佳。     

饲用甜高粱秸秆应力松弛特性及参数优化的试验研究

为研究甜高粱秸秆压缩过程中的流变特性,利用多功能电子蠕变松弛试验机及自制压缩装置进行甜高粱压缩过程的应力松弛试验研究。选取压缩密度、切碎段长度、含水率为试验因素,选取应力迅速衰减时间和平衡弹性模量作为应力松弛特性评价指标,利用Box-Behnken试验方案进行三因素三水平响应面试验分析。结果表明:甜高粱秸秆压缩过程的应力松弛模型可用广义Maxwell模型中的五元件方程表示,其拟合系数0.99;各因素影响应力迅速衰减时间的主次顺序为:切碎段长度含水率压缩密度;对平衡弹性模量影响的主次顺序为:切碎段长度压缩密度含水率;甜高粱应力松弛最佳优化参数组合:当压缩密度为647.38kg/m3,切碎段长度为20～30mm,含水率为57%时,应力迅速衰减时间为4.693s,平衡弹性模量89.957kPa。试验确定了出捆后最佳捆绳及缠膜时间,为甜高粱压缩、打捆收获机的开发提供了技术依据。     

粗山羊草高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了发现能够用于小麦品质改良的优异高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS),应用SDS-PAGE技术分析了47份粗山羊草Glu-Dt1位点的HMW-GS组成,分别检测到5种x-型亚基(1.1t、1t、1.5t、2t、3t)和4种y-型亚基(10.1t、11t、12t、12.4t).其中,1Dx1.1t是1种新的x-型亚基,它的迁移率比普通小麦的1Ax1亚基稍慢,这是目前在粗山羊草中发现的分子量最大的HMW-GS.供试粗山羊草中有8种HMW-GS组合类型:1.1t 11t、1t 11t、1.5t 12t、2t 10.1t、2t 11t、2t 12t、2t 12.4t和3t 11t.其中,1.1t 11t和2t 12.4t未见报道.