不同地膜的降解特征及其对旱区马铃薯生长和土壤微环境的影响

为筛选适宜宁南旱区马铃薯生长且对土壤环境友好的降解地膜类型,以不覆盖为对照,研究普通塑料膜、秸秆纤维地膜、生物降解膜的降解特征及其对马铃薯生长、土壤微环境的影响。结果表明,生物降解膜和秸秆纤维膜分别在播后90和60 d进入诱导期,生物降解膜和秸秆纤维膜均在播后150 d进入碎裂期;播后150 d的地膜质量损失率以秸秆纤维地膜最高,而普通塑料膜无明显变化。播后60 d,生物降解膜和秸秆纤维膜处理土壤蓄水量分别较对照显著提高21.4%和10.3%,而普通塑料膜处理与对照差异不显著。播后90~120 d,秸秆纤维膜和生物降解膜处理平均土壤温度分别较对照显著增加1.2和0.8℃。播后150 d,与对照相比,普通塑料膜和秸秆纤维膜处理土壤速效磷、速效钾含量提升效果显著。秸秆纤维膜处理细菌数量最高,而生物降解膜处理真菌和放线菌数量最高。播后150 d马铃薯地上部和地下部干物质累积量均以生物降解膜处理最高,马铃薯株高、茎粗和增产效果均以秸秆纤维膜处理最为显著。主成分分析结果表明,土壤细菌、放线菌数量是影响地膜降解的主要因素,而播后30~60 d土壤水分和播后60~120 d膜质量损失率对马铃薯产量形成至关重要。综上,秸秆纤维地膜降解效果优于普通塑料膜,且对改善旱地土壤微环境效果显著,可实现马铃薯增产,可代替普通地膜应用于旱作马铃薯生产中。本研究结果对筛选适宜宁南旱区农业可持续发展的最佳地膜类型具有一定的现实意义。

植物乳杆菌对麻叶荨麻青贮品质和绵羊瘤胃降解特征的影响

本试验旨在探究植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)对麻叶荨麻(Urtica cannabina)青贮品质和绵羊瘤胃降解特征的影响。试验以麻叶荨麻为青贮原料,以植物乳杆菌作为添加剂,共设2个处理[CK处理(不添加菌的处理)和LP处理(添加1×10^(5) cfu·g^(-1)的植物乳杆菌)],青贮90 d后开袋取样,测定营养品质、发酵特性、哈萨克绵羊瘤胃降解特征。结果表明:麻叶荨麻青贮过程中添加植物乳杆菌,显著增加了干物质、粗蛋白、乳酸的含量(P<0.05),显著降低了水溶性碳水化合物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和丁酸含量以及pH值和氨态氮∶总氮的比值(P<0.05);接种植物乳杆菌可显著提高麻叶荨麻青贮在羊瘤胃中的干物质和酸性洗涤纤维的有效降解率(P<0.05)。由此可见,接种植物乳杆菌至麻叶荨麻青贮中可减少麻叶荨麻的青贮损失,提高反刍家畜利用效率。

1株阿魏酸降解菌的筛选与降解特征研究

阿魏酸是导致很多作物产生连作障碍的自毒物质。筛选出1株高效降解阿魏酸的细菌,初步鉴定为葡萄球菌属,命名为AWS4B,研究了AWS4B对阿魏酸的降解特征,探讨了其降解途径。结果表明,当无机盐培养基中阿魏酸的浓度为100 mg/L时,菌株AWS4B72h可降解99.97%。降解过程符合一级动力学模型,反应的活化能Ea为19.88kJ/mol,降解方程常数k0为3.26×10-4,得出了菌株AWS4B降解阿魏酸的预测模型方程。AWS4B降解阿魏酸的底物来源比较广泛。菌株AWS4B对阿魏酸降解的可能途径是非氧化脱羧形成香草醛,再氧化形成香草酸,脱甲基后形成原儿茶酸,最后原儿茶酸苯环裂解后分解为水和二氧化碳,最终实现阿魏酸的降解。

一株高效烟碱降解内生菌的分离及降解特征研究

为了解烟草内生菌的烟碱降解机制,以一株具有高效烟碱降解功能的内生菌G16为对象,通过降解培养及代谢产物分析,对其烟碱降解特征进行研究。结果表明,该菌株经鉴定为Rhizobium sp.G16,在烟碱培养基中的生长符合Slogistic模型,烟碱对G16菌株的最大生长抑制浓度为4000 mg/L;G16菌株的烟碱降解受到pH、接种量及烟碱浓度的影响,其降解过程可采用一级动力学模型进行描述;对G16菌株降解烟碱的中间代谢产物进行分析,发现主要为尼古丁提林、3-(3,4-dihydro-2H-pyrrol-5-yl)pyridine、脱甲基尼古丁、2,3-联吡啶、可铁宁等物质。

超薄生物降解地膜降解特征及对有机稻生产和效益的影响

研究超薄生物降解地膜应用于有机水稻生产,生物降解地膜的降解特性及其对稻田杂草、用水量、水稻产量和经济效益的影响。结果表明,黑色生物降解地膜(QTH)可以有效地保温保墒,并有效抑制杂草;同时,显著地提高了水稻的结实率、糙米率和精米率,使产量提高了14%,蛋白质含量提高了9.38%。

再生丝素纤维的力学性能及其生物可降解特征(英文)

背景:再生丝素纤维溶解过程中丝素蛋白的分子量不可避免地会产生一定的降解,致使再生丝素纤维至今未进入实用阶段。目的:获得生物可降解的再生丝素纤维。设计:单一样本实验。单位:苏州大学材料工程学院丝绸工程江苏省重点实验室。材料:下脚蚕丝由苏州丝绸进出口公司提供。方法:2003-01/2004-12在苏州大学材料工程学院丝绸工程江苏省重点实验室完成。通过控制废弃天然丝素纤维在中性盐溶解时分子量的变化、湿法纺丝工艺条件和牵伸倍率方法纺制具有一定力学性能和生物可降解的再生丝素纤维。具体步骤:①制备丝素。②制备纺丝液。③再生丝素纤维湿法纺丝。④采用十二烷基硫酸钠-聚丙稀酰胺凝胶电泳法测定溴化锂溶解后丝素溶液的分子量。⑤测定丝素纤维的结晶度和取向度。⑥测定再生丝素纤维的力学性能。⑦测定丝素纤维的体外酶降解率。主要观察指标:①经溴化锂溶解的丝素蛋白的相对分子质量。②X射线衍射结果。③再生丝素纤维的体外酶降解率。结果:①经溴化锂溶解后,丝素蛋白纺丝液的分子量主要分布在10万以下。②在再生丝素纤维湿法纺丝的凝固、牵伸过程中,丝素的构象从无规卷曲转变为分子链中β-折叠和无规卷曲/α-螺旋构象共存。③用放线菌酶对六氟异丙醇法纺制的再生丝素纤维的体外酶降解实验表明,再生丝素纤维其30d的降解率为37.16%,天然丝素纤维的30d的降解率为10.70%。结论:通过控制再生丝素纺丝液分子量、湿法纺丝工艺条件和牵伸倍率方法,可纺制具有一定力学性能和生物可降解的再生丝素纤维。

土壤中高效石油降解菌的筛选及其降解特征的研究

从受石油产品污染土壤中筛选出5株石油降解菌,并通过生理生化实验对其进行了初步鉴定。石油降解能力的测定结果表明,其中KF-2、KF-4两株菌均为微球菌属(Microrococcus sp.),石油降解能力较强,其单菌落接种20天后石油降解率分别可以达到76.21%、74.82%。在对这两株菌的降解特征的进一步探究中发现:KF-2菌株在NH4NO3作为氮源的条件下石油降解率较高;而KF-4在(NH4)2SO4作为氮源的条件下石油降解率较高。环境pH为7时,KF-2、KF-4的石油降解率都最高。混合菌的试验表明,KF-2、KF-4混合菌的降解效果明显好于各单菌株接种降解效果。

PBAT生物降解地膜降解特征对不同土壤水分的响应

【目的】探究土壤水分条件对地膜降解的影响。【方法】以3种聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)生物降解地膜为试验材料,采用室内培养试验,设15%、25%、35%土壤质量含水率条件,研究了各地膜在3种土壤水分条件下的降解特征,测定了羰基指数及其相应的土壤微生物、酶活性。【结果】以PBAT为主要成分的生物降解地膜在施入土壤后均能够发生降解;扫描电镜(SEM)图像显示,生物降解地膜在培养130d后出现了大量微观孔洞,羰基指数也随着降解时间的增加而逐渐升高;在25%土壤质量含水率条件下,各生物降解地膜降解速率最快,显著优于15%、35%的土壤质量含水率条件(P<0.05),地膜降解速率与微生物活性变化规律一致。【结论】PBAT生物降解地膜能够发生降解,25%水分条件下降解最快,土壤水分条件及地膜三维结构差异是影响生物降解地膜降解速率差异的主要原因。

炼化含盐污水处理全过程有机污染物降解特征

某重质油炼化企业采用“物化单元(隔油+气浮)+曝气生物滤池(biofilter,BAF)+水解酸化(hydrolysis acidification,HA)+缺氧/好氧(anoxic/oxic,A/O)+好氧-膜生物反应器(oxic-membrane bioreactor,O-MBR)+催化臭氧氧化(catalytic ozonation,COP)”工艺处理含盐污水。本文采用GC-MS结合FT-ICR MS高等仪器的分析手段,对污水处理工艺全过程的有机污染物降解特征进行了深入研究。发现BAF单元主要去除的是小分子有机酸类、酯类和醛酮类等易降解化合物;HA单元基本未发挥降解作用;A/O单元能大幅度去除O_(2)类化合物,并能完全降解N_(1)O_(2)S_(1)类化合物;O-MBR单元未能完全降解的O_(3)S_(1)类和N_(1)O_(3)类化合物在COP单元被完全矿化;最终出水残留COD的构成主要是大分子饱和脂肪酸和高缩合度环烷酸类化合物。本文研究成果可为重质油炼化污水处理工艺的评价与优化提供依据。

古代(战国)丝织品的降解特征初探

为深入了解研究古丝绸的降解特征,对新鲜丝绸和古丝绸进行对比研究,采用了包括扫描电子显微镜、红外光谱仪、X-射线衍射仪、差热分析仪等现代仪器分析方法,从宏观到微观对古丝织品进行了多角度、多层次的综合分析。结果表明,古代丝绸在复杂的地下环境下,受酸、碱、盐和微生物的综合作用,丝绸的宏观形貌、分子结构发生了明显变化。古丝绸的质地也不再有蚕茧那么致密均匀,丝蛋白的构像发生了变化,肽键断裂,碳碳键断裂,结晶度变小,热稳定性变差,使之失去了原有的强度。了解这些降解特征对采取正确的保存保护古丝绸具有重要的意义。

PPC地膜不同覆盖方式下降解特征的红外光谱分析

为解决可降解地膜因降解而发生过早的破裂,研究不同覆盖方式下PPC地膜的稳定性及降解情况。设置了6种田间覆盖方式:单层黑色PPC地膜(SB);单层白色PPC地膜(SW);双层黑色PPC地膜(DB);双层白色PPC地膜(DW);上黑色下白色双层PPC地膜(DBW);上白色下黑色双层PPC地膜(DWB),测定了不同时间段地膜的红外光谱特征、力学性能和分子量,对不同处理下地膜的降解情况做出判断。结果表明,地膜长时间暴露在自然条件下,地膜的韧性变差,分子结构中的主链发生断裂,进而C—H键和C—O键的吸收峰相对强度随时间延长发生下降;由于地膜在水分子和微生物的作用下发生降解进而导致C=O伸缩振动峰和C—O—C反对称吸收峰相对强度出现不同程度的上升。双层地膜因经阳光照射下分子链活跃出现粘连的现象,稳定性明显高于单层地膜,因此双层地膜DWB和DBW处理的官能团吸收峰强度较单层地膜稳定,降解程度相对更缓慢。各处理的分子量和力学性能都呈现下降的趋势,双层地膜处理的分子量、伸拉力强度和断裂伸长率显著高于单层地膜,其中黑白双层地膜DWB处理和DBW处理在30~150 d内的稳定性强于单层地膜,到150 d时,DWB处理和DBW处理的分子键断裂伸长率下降至117.66%~120.39%和151.69%~175.20%,伸拉力强度下降至18.28~13.95和15.35~9.81 MPa;重均分子量为72663和66555 g·mol^(-1),数均分子量为62416和66555 g·mol^(-1)。综合分析说明相比较单层地膜,覆盖黑白双层地膜可以减缓PPC地膜因降解而导致的地膜破裂,延长保水保墒性能的时间,更好地发挥双层地膜的优势。PPC地膜双层覆盖方式经过优化后在作物生育期内可以保持其稳定性,且在作物生育期后又可以像单层地膜一样降解,可在实践中应用,也为PPC地膜在农业生产中的应用提供了理论依据。

全生物降解地膜的降解特征及其对马铃薯产量的影响

为了比较不同全生物降解地膜的降解特征及其对湖南省春马铃薯产量的影响,选用马铃薯品种费乌瑞它和市场上常见的4种全生物降解地膜,比较研究了全生物降解地膜对土壤温度、马铃薯农艺性状的影响以及全生物降解地膜的降解特征等。结果表明:覆膜后膜下10 cm处土层的土壤温度,4种全生物降解地膜与普通PE(黑,CK1)无明显差异;地膜覆盖处理均可缩短马铃薯的生育期,与不覆盖(CK2)相比可使成熟期提前5~10 d,且各地膜覆盖处理马铃薯的株高均显著高于CK2,但4种全生物降解地膜覆盖与CK1没有显著性差异;PBAT+PLA(黑)和PPC(黑)覆盖不仅马铃薯产量高,而且其商品薯率也较高;4种全生物降解地膜都有良好的降解特性,可缓解农田白色污染,有利于改善农田生态环境,但由于PPC(黑)和PBAT+PLA(黑)在覆膜后62 d才进入诱导期,其增温保墒性能更强,更有利于春马铃薯在早春低温天气的增温保墒。因此,用PBAT+PLA(黑)和PPC(黑)这2种全生物降解地膜替代PE(黑)地膜可在湖南春马铃薯生产上推广应用。

PPC生物降解地膜在不同环境下的降解特征

聚碳酸丙烯酯(PPC)可降解地膜作为新合成的聚合物,其在水环境中的降解性能研究较少。以PPC可降解地膜为材料,设置了地面覆盖(DF)和水田中覆盖(PF)两种处理方式,测定不同时间段的红外光谱、力学性能、分子量和扫描电镜(SEM)。结果表明DF和PF处理都发生了不同程度的降解,因DF长期暴露在空气中经阳光照射,其分子结构中的分子链断裂更快,氧化程度更高,随之分子量和力学性能下降更快,表面结构出现较大的破坏;而PF处理因浸泡在水中,水会阻挡一部分光,地膜降解速率相对较慢。

地膜降解特征对不同土壤水分和温度条件的响应

以2种PBAT生物降解膜(生物降解膜1、生物降解膜2)和普通PE膜作为研究材料,采用室内培养试验,结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术,探讨其在不同土壤水分和温度条件下的降解特征。结果表明,在20%土壤含水量,20℃、40℃、20℃(12 h)和40℃(12 h)昼夜交替(20℃/40℃)3种不同土壤温度条件下培养90 d,20℃/40℃土壤温度时普通PE膜、生物降解膜1、生物降解膜2的失重率最高,分别达2.89%、11.91%、8.33%。在20℃土壤温度,15%、20%、25%、30%4种不同土壤含水量条件下,PE膜降解程度无明显差异;生物降解膜1在土壤含水量为30%时失重率最高,为5.36%;生物降解膜2在土壤含水量为25%时失重率最高,为6.46%。依据FTIR图,推测培养90 d后2种生物降解膜发生了诺里什Ⅰ型反应,在20℃/40℃土壤温度下2种生物降解膜烃键伸缩振动明显,代表分子链断裂。SEM显示生物降解膜降解加深的形貌特征变化趋势符合基质掉落—裂纹/小穿透性孔洞—大面积裂纹/大穿透性孔洞的规律。由此得出,PBAT生物降解膜的降解程度明显高于PE膜,高温湿润的土壤环境有利于PBAT生物降解膜的降解。

不同质地土壤中烟嘧磺隆降解特征与烟草致害阈值研究

为明确不同质地土壤中烟嘧磺隆残留对烟草致害阈值及安全间隔期,从而为烟草前茬除草剂合理使用提供理论依据,在毕节砂壤土与黏壤土烟田开展除草剂药害田间试验,研究烟嘧磺隆在2种质地土壤中的降解特征、烟草药害阈值与安全间隔期及对土壤理化性质的影响。结果表明,烟嘧磺隆在砂壤土中降解半衰期为9.5~14.7 d,在黏壤土中降解半衰期为9.0~17.3 d;在砂壤土中致害阈值和田间安全间隔期分别为1.50μg/kg和70.6 d,在黏壤土中分别为2.47μg/kg和52.4 d;在施药后80 d,随烟嘧磺隆施用剂量(0到1倍)增加,土壤有机质含量变化不大,碱解氮含量呈先增加后降低趋势,土壤有效磷和速效钾含量则呈降低趋势,砂壤土和黏壤土的理化性状变化趋势一致但变化幅度不同,这与不同质地土壤中烟嘧磺隆的降解及与烟草间的互作影响有关。研究结果可为不同质地烟田土壤中烟嘧磺隆除草剂的合理使用及其残留降解防控提供重要参考。

不同秸秆炭在黄壤中降解特征的比较研究

为了估算油菜、玉米和水稻秸秆炭在黄壤中的降解率、表观残留碳量和降解半衰期等降解参数,明确不同秸秆炭在黄壤中的降解特征,采用添加秸秆炭至黄壤中的方法进行室内培养试验,通过耗氧培养过程中总碳的变化来模拟研究秸秆炭在土壤环境中的降解特征.结果表明,黄壤的全碳含量和表观残留碳量与投入至黄壤的纯碳量有关,随其投入纯碳量的增加而增加,4%添加量的3种秸秆炭均可使黄壤的全碳含量由初始的第4等级提高至第1等级.随着培养时间的持续秸秆炭逐渐降解,其降解率由大到小依次为:玉米秸秆炭、水稻秸秆炭、油菜秸秆炭.最终通过公式T_(1/2)(月)=0.693/K计算出油菜、玉米和水稻秸秆炭的降解半衰期分别为4.9~8.2,3.9~6.0,3.0~5.3年.秸秆炭对黄壤的增碳效果取决于投入秸秆炭的纯碳量,而其稳定性与秸秆炭的种类有关,在同一添加量水平下,玉米秸秆炭对黄壤的增碳效果最佳,而油菜秸秆炭的稳定性最好.

麻纤维地膜在不同土壤水分条件下的降解特征

"白色污染"问题催生了麻纤维地膜等可降解地膜的研发,其在不同土壤水分等环境条件下的降解特征与应用前景密切相关。为此,采用盆钵埋袋试验,结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术,分析麻纤维地膜在土壤含水量为15%、25%和淹水条件下的降解特征,并探讨其与土壤微生物及酶活性的关系。结果表明,麻纤维地膜的降解过程均服从Olson衰减模型(P <0.01),15%、25%土壤含水量和淹水条件下,其半降解时间依次为124 d,50 d和69 d。在供试土壤水分条件下,同等降解率的地膜SEM图像和FTIR图谱无明显差异。SEM图像显示,随着麻纤维地膜降解程度的加剧,其表面微观结构呈现褶皱—褶皱/裂缝—褶皱/孔洞的变化过程。依据FTIR图谱在麻纤维地膜降解率达到40%时(25%土壤水分条件下降解30 d)出现的C=O特征峰,可推断其降解过程为纤维素断链,形成具有C=O键的直链式葡萄糖。试验末期,各水分处理的麻纤维地膜降解率与土壤微生物生物量变化规律一致,说明土壤水分条件导致的土壤微生物生物量变化,可能是影响麻纤维地膜降解速率差异的原因之一。

对苯醌活化过硫酸盐降解罗丹明B的动力学特征及其影响因素

考察了对苯醌(HQ)活化过硫酸盐(PS)过程中降解罗丹明B(Rh B)的动力学特征及其影响因素.结果表明:HQ含量、p H值以及温度对活化PS降解Rh B的动力学过程和特征均产生不同程度的影响.在p H=4.6时,HQ能有效活化PS,显著促进其对罗明丹B的降解效能;随着体系中HQ含量的上升,Rh B的降解程度得到提升,反应速率常数k的值与体系中HQ含量之间呈线性相关.在HQ的活化作用下,PS降解Rh B反应的活化能由41.99k J/mol降低至13.90k J/mol,Rh B降解程度和反应速率均得到提升.当p H=4.6,HQ=0.1mmol/L以及PS=1.0mmol/L时,HQ活化PS的过程中罗丹明B降解率可高达90%以上,反应速率增加了106%.染料Rh B在充当表征活化PS效果试剂的同时,也积极参与了HQ活化PS过程,使得"HQ-Rh B-PS"耦合体系的氧化降解能力得到显著提升.

PAEs和PAHs在DE氧化沟中的降解特征

以邻苯二甲酸酯(PAEs)和多环芳烃(PAHs)作为研究对象,使用气相色谱-三重四级杆质谱联用仪(GC-MS/MS)对其在西安市北石桥污水净化中心各级构筑物及DE氧化沟1个周期内水相和泥相中的浓度进行检测。结果显示,污水厂进水中能够检出5种PAEs和6种PAHs,生物处理单元是其去除的主要场所。其中,厌氧选择池对水相中PAEs的去除率为DEHA(33.6%)>DEHP(33.1%)>DEP(25.7%)>DBP(24.6%)>DMP(17.5%),对PAHs的去除率为Chr(35.9%)>Pyr(35.0%)>Flu(32.7%)>Phe(30.3%)>Ant(28.0%)>Nap(27.3%),主要是二沉池回流污泥的稀释作用和吸附作用所致。在后续DE氧化沟处理过程中,水相中对PAEs的去除率为DEP(89.3%)>DMP(86.4%)>DBP(58.0%)>DEHP(29.4%)>DEHA(19.0%),对PAHs的去除率为Nap(68.8%)>Ant(58.3%)>Flu(48.6%)>Phe(45.7%)>Pyr(12.3%)>Chr(8.5%)。在泥相中这两类物质的浓度基本保持不变,表明生物降解是PAEs和PAHs去除的主要原因。

不同降解地膜的降解特征及其对玉米生长的影响研究

为探索覆盖栽培、暴晒、填埋处理对不同可降解地膜的降解特征及对玉米生长发育、产量的影响,在海南省琼海市中原镇开展全生物可降解地膜降解评价试验。结果表明:覆盖栽培、暴晒、填埋处理对可降解地膜均有不同程度的影响,其中BD1可降解地膜在3种试验中的降解速度最快,BD2、BD3可降解地膜次之,BD4的降解速度最差,暴晒对其降解速率相比其他地区可提前50 d,4种可降解地膜在试验条件下均难以满足玉米的整个生长周期需求。覆盖普通地膜(PE)与可降解地膜处理对玉米生长发育的各个生长期和生长周期无显著性影响,但覆盖地膜相比不覆膜可缩短玉米生长周期8 d。覆盖地膜比不覆膜平均产量提高31.02%,4种可降解地膜相比普通PE膜均有不同程度的减产。