旋转脱膜式残膜回收机的设计与试验

【目的】针对弹齿式残膜回收机残膜回收作业后自动脱膜困难的问题,设计一种旋转脱膜式残膜回收机具。【方法】采用田间试验确定了搂膜弹齿的最佳入土角范围、曲率半径和排布方式,通过理论研究设计残膜回收机的脱膜机构,用正交试验方法对残膜回收率的影响因素进行优化,以残膜回收率最高为优化目标确定最优参数组合,并对修正后的最优参数组合进行试验验证。【结果】综合田间试验数据,得出搂膜弹齿最佳入土角为18°～35°,主弹齿直径10 mm,副弹齿直径5 mm,3排搂膜弹齿交错排布;正交优化试验表明,各因素对残膜回收率影响的表现为作业深度作业速度搂膜弹齿曲率半径,当作业速度为7 km/h、主搂膜弹齿曲率半径190 mm、副搂膜弹齿曲率半径160 mm、作业深度50 mm时,对应的残膜回收率最高;验证试验表明,在该参数组合条件下残膜回收率为84.86%,与预测的残膜回收率(85.56%)十分接近。【结论】设计的旋转脱膜式残膜回收机收膜效果好、脱膜率高、制造成本低、调整使用便捷。     

高温秸秆降解菌的筛选及其纤维素酶活性研究

筛选能在高温（55~75℃）好氧堆肥中高效降解纤维素的菌株,并评估其降解秸秆的能力与产纤维素酶的热稳定性。从高温期堆肥中采样,以水稻秸秆粉为唯一碳源,通过55、65℃和75℃连续高温传代驯化并分离筛选耐高温菌,结合水解圈和水稻秸秆崩解试验筛选不同高温下高效降解秸秆的目标菌株,采用16S rRNA测序和系统发育分析鉴定目标菌株分类地位,通过分析目标菌株纤维素降解相关酶在50~90℃之间的热稳定性,解析其高温适应性机制,评价其在实际生产中的应用潜力。高温驯化分离得到13株耐高温降解菌,其中B-5、B-6、B-7和B-11的纤维素和秸秆降解能力较强,而只有B-7和B-11在55~65℃和75℃具有高效降解水稻秸秆的能力,将其认定为目标菌株。系统发育分析表明B-7和B-11菌株与芽孢杆菌科高度相似,分别命名为短小芽孢杆菌B-7和嗜热脂肪芽孢杆菌B-11。酶活热稳定性分析发现B-7和B-11各纤维素酶活性在50~90℃之间先升高后降低,其最适温度范围不同,分别为55~65℃和70~80℃,其中B-11在85℃时的相对酶活仍高于60%。研究表明,菌株B-7和B-11是耐高温高效秸秆降解菌,其具有不同高温偏好性,纤维素酶热稳定性强,在秸秆高温好氧堆肥中具有潜在的应用前景。     

18份杨树资源的遗传多样性分析

【目的】正确评价杨树资源的遗传多样性,为其新品种选育和资源利用提供理论依据。【方法】以来自黑杨派和白杨派的18个杨树无性系为试验材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳从84对SSR引物中初步筛选出多态性较好的12对,再利用12对SSR荧光引物构建18个杨树无性系的指纹图谱并进行遗传多样性分析,同时依据遗传相似系数构建聚类图并进行亲缘关系分析。【结果】筛选出的12对引物共检测到91个多态性位点,每对引物检测到的多态性位点为4~12个,平均为7.6个,观测杂合度平均为0.482 8,Shannon信息指数平均为1.801 5,Nei’s基因多样性指数平均为0.794 8;通过引物PMGC-2385和PMGC-2500构建了18个无性系的指纹图谱,该指纹图谱可将全部无性系区分开。UPGMA聚类分析表明,18个无性系的遗传相似系数在0.549~0.978,平均遗传相似系数为0.764,黑杨派与白杨派无性系遗传相似系数变幅分别在0.681~0.978和0.549~0.912,均具有较高的遗传变异性;18个无性系被分为黑杨与白杨2大类及6个亚群,与传统形态分类学结果基本一致。【结论】18份杨树资源的遗传多样性较为丰富,SSR分子标记技术结合STR分型检测技术在杨树资源的鉴定与分类中具有一定的可靠性。     

水产养殖尾水初沉区中净化材料的应用对微生物酶活性的影响

通过检测除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）和火山石的内部及周围水体有关氮、磷、有机物分解的酶活性和水质指标,利用高通量测序对材料和水体中的细菌和真菌进行分析,以研究尾水处理系统初沉区中水质净化材料处理尾水营养盐的机制。结果表明,Al@TCAP-N和火山石能增加其周围水体微生物碱性磷酸酶（AKP）、硝酸盐还原酶（Nar）活性;火山石能在早期（0~6 h）提高其内部有机磷水解酶（OPH）、氨单加氧酶（AMO）的活性;Al@TCAP-N能在后期（36~48 h）增加其内部脱氢酶（DHO）的活性;净化材料相互对比发现,火山石内部的酶活性整体高于Al@TCAP-N内部的酶活性;本试验表明水质处理最佳时间为36 h,总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）的去除率分别为22.61%、9.52%和22.16%。在实际应用过程中,可通过Al@TCAP-N的吸附和火山石负载的微生物的双重作用降低水中营养盐的含量。浮霉菌门（Planctomycetes）、变形菌门（Protepbacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和壶菌门（Chytridiomycota）分别是材料表面微生物细菌和真菌中的主要门类。火山石能在净化初期促进有机磷化合物分解和硝态氮（NO₃^--N）转化为亚硝态氮（NO₂^--N）,Al@TCAP-N在净化后期促进有机物的分解。Al@TCAP-N和火山石能促进水体中含磷化合物的分解和氮的转化。     

中山杉302与母本落羽杉树皮解剖结构及周皮形成的比较

【目的】比较研究中山杉302（Taxodium hybrid Zhongshanshan 302,T. distichum ♀×T. mucronatum ♂）与母本落羽杉树皮解剖构造及周皮形成的差异,为中山杉品种选育提供依据。【方法】以25年生的同龄中山杉302和落羽杉为研究对象,采用包埋切片技术和组织离析方法观察树皮解剖构造及周皮的形成。【结果】（1）中山杉302韧皮部细胞组成类型与落羽杉相同,二者轴向系统均包括韧皮纤维（PF）、筛胞（Se）和韧皮薄壁细胞（PP）。中山杉302的细胞排列方式多于落羽杉,其细胞排列方式多数为“PF-Se-PP-Se-PF”和“PF-Se-PP-Se-PP-Se-PF”,少数为“PF-Se-PP-Se-PP-Se-PP-Se-PF”,偶见“PF-Se-PP-Se-PP-Se-PP-Se-PP-Se-PF”;而落羽杉韧皮部细胞排列方式多数为“PF-Se-PP-Se-PF”,少数为“PF-Se-PP-Se-PP-Se-PF”。（2）中山杉302和落羽杉周皮细胞组成及排列类型相同,均为2层木栓层细胞,1层木栓形成层细胞,1～2层栓内层细胞。（3）中山杉302和落羽杉每年均产生新的周皮,但形成时间及位置不同,中山杉302于8月中旬韧皮部薄壁细胞出现脱分化,8月底木栓形成层向外分生出2层木栓层细胞,向内分生出1～2层栓内层细胞,周皮产生位置距上一年周皮约5～10层韧皮纤维带;而落羽杉7月中旬韧皮部薄壁细胞出现脱分化,7月底木栓形成层向外分生出2层木栓层细胞,向内分生出1～2层栓内层细胞,周皮产生位置距上一年周皮约10～15层韧皮纤维带。【结论】中山杉302和落羽杉韧皮部细胞组成类型相同,细胞排列方式相似;周皮细胞组成及排列类型相同;新生周皮产生时间较落羽杉更晚,产生位置较落羽杉更近。     

虾塘养殖对红树林沉积物和间隙水理化性质的影响

红树林湿地在近海水体营养控制和营养盐循环过程中扮演着重要的角色。沉积物、水体和植被相互作用共同维持其生态功能的运转,了解虾塘养殖对林下沉积物和间隙水养分特征影响对评价红树林生态功能具有重要指导意义。本研究以受虾塘养殖废水排放不同影响程度的红树林（无排放区、直排区、修复区）为研究样地,通过不同生境下沉积物与间隙水养分特征的分析,探讨虾塘养殖对他们的影响。结果如下：1）受虾塘养殖废水排放影响区中（直排区、修复区）红树林下沉积物TN与OM、TP呈正相关关系,虾塘养殖废水直排对林下沉积物具有明显酸化作用;2)NH4+-N是红树林下间隙水可溶性无机氮（DIN）的主要组成形式,无排放区沉积物还原性较强,更利于NH4+-N累积在间隙水中;NO3--N与DIN呈极显著相关,虾塘养殖废水排放增强了NO3--N、NO2--N和DIN的累积效应。研究结果表明沉积物和间隙水的理化性质可作为评价虾塘养殖区边邻红树林生境变化规律的定量指标之一。     

某流域农田土壤-水稻系统重金属空间变异特征及生态健康风险评价

为探讨某流域农田土壤-水稻重金属污染状况、空间变异特征及生态健康风险,2017年9—11月期间陆续在该流域采集水稻籽粒样品以及对应水稻田土壤样品各938个,测定其Cd、Hg、As、Pb和Cr 5种重金属含量,并基于ArcGIS和SPSS对土壤和水稻籽粒中不同的重金属生态健康风险进行评价。结果表明:从研究区土壤和水稻籽粒的重金属空间变异与分布规律来看,Cd、Hg、As和Pb为中等空间自相关性,Cr空间相关性则较弱;水稻籽粒中5种重金属的空间相关性均较弱。流域耕层土壤5种重金属中除Cr外,其余含量均较高,并且在南部中心区域呈现一个明显的大斑块污染区,向四周平缓扩散;水稻籽粒中Cd和As风险较高,主要在流域沿岸地区。从研究区土壤-水稻重金属污染风险分布情况来看,不同区域的重金属风险存在明显差异。耕层土壤重金属风险指数跨度较大,处于轻微风险;水稻籽粒风险指数跨度较小,不同区域的水稻籽粒重金属风险差异不明显,有11个点位属于中等风险级别,其余属于轻微风险级别。     

粤北大宝山矿区污染成因与源头控制技术应用进展

韶关大宝山矿区周边兴起的无序民采和商业矿采活动对山体周边生态环境造成了巨大的破坏,严重威胁到当地居民的生命健康。为应对矿山生态退化、重金属污染及潜在生态环境等问题,矿区有效实施了水体治理和矿山生态环境修复等多项工程。本文在全面调研和搜集大宝山矿区污染现状相关资料的基础上,以清污分流、尾矿清淤、污水处理、植被恢复、矿山环境综合治理等工程实施内容及相关政策为依据,对大宝山矿区部分污染修复工程案例进行总结。并在全面分析矿山污染来源、横石河及其周边农田土壤、地下水的污染现状的基础上,简要归纳矿区目前所施行的治理工程及其成效,主要包括新山片区历史遗留矿山生态修复工程、铁龙新山片区清污分流工程、李屋拦泥库清淤工程以及尾矿库外排水处理厂工程。大宝山矿区采取的相关治理方法和理念可以为其他矿区的生态修复提供参考。     

气候变化对谷子生育期土壤碳氮磷转化相关酶活性的影响

为研究气候变化对作物不同生育期土壤碳氮磷循环相关酶活性的影响,采用盆栽控制试验,通过人工气候室控制环境CO_2浓度和温度,设计对照(CO_2浓度为400μmol·mol~(-1)、环境温度为22℃)、CO_2浓度升高(CO_2浓度升至700μmol·mol~(-1)、环境温度22℃)、CO_2浓度和温度升高(CO_2浓度升至700μmol·mol~(-1)、环境温度升至26℃)3种气候情景和2种水分条件(充分供水和轻度干旱),研究谷子(Setaria italica)开花期、开花后10 d、灌浆期和成熟期4个生育期土壤β-葡糖苷酶(βG)、β-N-乙酰葡糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨肽酶(LAP)和碱性磷酸单脂酶(ALP)活性对CO_2浓度和温度升高的响应。结果表明:CO_2浓度升至700μmol·mol~(-1)时对土壤LAP酶有显著的抑制作用,其对土壤NAG酶活性仅在充分供水条件下有促进作用,而对ALP酶活性仅在轻度干旱条件下有促进作用。增温4℃显著抑制土壤βG和ALP酶活性,其对土壤NAG酶活性的影响与土壤水分条件有关。生育期与CO_2浓度升高的交互作用对4种土壤酶活性均具有显著影响,生育期与增温的交互作用在充分供水条件下仅对土壤βG酶活性有显著影响,而在轻度干旱条件下其对土壤βG和NAG酶活性有显著影响。研究表明,在谷子生育不同阶段,CO_2浓度升高、增温和干旱对土壤碳氮磷转化相关酶活性的影响不尽相同。