一株分离自华南离子吸附型稀土矿的短小芽孢杆菌对稀土元素的吸附行为及机理研究

离子吸附型稀土矿是重要的表生矿床,提供了全球90%以上的重稀土。矿床中活跃的微生物能够通过吸附作用影响稀土元素的富集及分异,然而风化壳中的天然细菌对全配分稀土元素吸附行为及机理的相关研究仍然较为缺乏。本文选用离子吸附型稀土矿风化壳中分离出的短小芽孢杆菌,通过吸附实验研究在不同pH值、吸附时间和细菌浓度条件下,细菌对稀土元素的吸附行为。结果表明,短小芽孢杆菌对稀土元素的吸附容量最大可达41.9 mg/g,且重稀土元素在细菌细胞表面和水体之间的分配系数大于轻稀土元素。TEM图像显示,稀土元素在细菌表面形成沉淀;EDS分析显示,细胞表面大量Na、K、Ca等元素在与稀土元素发生离子交换后被脱除。细胞表面磷与稀土元素的分布一致性指示磷酸基团是稀土元素吸附的重要位点,重稀土元素通过与磷酸基团形成稳定的高配位络合物优先吸附在细菌表面。Zeta电位曲线表明,短小芽孢杆菌等电点为2.8,在高于等电点的pH值条件下,微生物对稀土的吸附存在静电吸引。因此,在表生环境中,微生物能够通过形成微沉淀、离子交换、表面络合和静电作用的多种机制吸附稀土元素,促进稀土元素的富集及分异。另外,短小芽孢杆菌有望作为潜在的生物吸附剂应用于稀土元素提取及回收。

风化壳型稀土矿床中稀土元素的活化与迁移

稀土元素(REE)广泛应用于新能源、国防军工等高科技产业中,是一类战略性关键矿产资源。风化壳型稀土矿床是中国最具竞争优势的稀土资源,其供应了全球90%以上的重稀土。阐明这类稀土矿床的成矿机制,可为寻找和高效开采利用该类稀土资源提供理论支持。文章以稀土元素的活化和迁移这两个关键过程为切入点,总结近年来取得的最新研究成果,并对未来的研究方向提出展望。该类矿床主要发育于富稀土花岗岩类的风化壳中,其中稀土配分模式主要受基岩控制。花岗岩类风化壳的形成以化学风化和生物风化作用为主。长石、云母和角闪石等主要造岩矿物风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物是该类矿床中离子态稀土的主要赋存载体。而离子态稀土则来源于基岩中易风化和中等抗风化(含)稀土副矿物的风化和分解。此外,微生物分泌的有机酸等代谢产物可以促进难风化的独居石和磷钇矿等副矿物的风化和分解,加速稀土元素活化-迁移。与此同时,微生物作用还会导致轻稀土和重稀土的显著分异,其中革兰氏阳性细菌对重稀土的选择性显著高于轻稀土。在风化淋积过程中,稀土元素的络合离子可能是风化壳中稀土迁移的主要形式,主要受pH值、次生矿物形成和络合环境影响。值得注意的是,除了F^(-)和CO_(3)^(2-)等无机配体,有机质也可以直接与稀土离子络合或螯合,充当有机配体促进稀土的运移。因此,风化壳型稀土矿床中稀土元素的活化和迁移机制主要受化学风化和生物风化过程控制,是无机和有机共同作用的结果,但其对该类矿床形成的贡献尚待定量评估。

FME在高标准农田建设项目规划设计中的应用

规划设计是项目实施的重要环节,是项目施工、概预算编制的基础。该文介绍了FME软件及项目需求,明确了研究区概况及数据来源,总结了FME模型构建与实现的技术路线、模型工作空间运行、规划田块线检查及修正等要点,在规划设计工作中实现了批量快速数据处理,提高了规划设计工作效率,节省了大量人力、物力与成本,为类似项目的技术问题提供了解决思路和实践经验。

新阶段盐碱地综合改造利用研究

在全球粮食供应趋紧的形势下,耕地是确保粮食安全的重要基础,盐碱地是重要的“储备”耕地,需加强对其合理改造和科学利用。该文阐述了盐碱地改造利用的重要性,从含盐量、地域、气候变化与水土条件方面对盐碱地进行了分类;分析了气候条件、地理条件、土壤质地、河水海水、灌溉管理等盐碱地形成影响因素;提出水利工程改良、化学改良、物理改良、生物改良、节水改良、综合改良等分类改造方案;创新性地提出了种植、养殖、渔农结合、科技创新利用等综合利用方案,为变盐碱地为耕地、确保粮食安全提供理论支持。

苹果园不同间作模式对土壤理化性质及微生物群落的PLFA分析

【目的】探讨苹果园不同间作模式对土壤养分、土壤微生物群落结构的影响,及对果园生态系统的改善作用。【方法】在苹果果实的不同生长时期即幼果期和果实膨大期,分别对清耕、自然生草和罗勒三种种植模式下的土壤养分含量进行测定,同时利用磷脂脂肪酸生物标记技术(PLFAbiomarker)对土壤微生物群落进行测定与分析。【结果】果园行间自然生草与罗勒可有效降低土壤pH,提高土壤有机质含量、土壤水分含量、全氮含量、碳氮比、速效磷含量和速效钾含量以及微生物生物量,罗勒相较于自然生草的效果更显著。主成分分析(PCA)表明,在果实的不同生长时期,不同间作物聚集的微生物有显著差异,冗余分析(RDA)表明,pH、土壤有机质、碳氮比是影响微生物群落结构的主要环境因子。【结论】果园间作明显提升土壤养分含量,提高土壤微生物生物量,改良群落的结构和组成。

黄龙疫苗(HB-1)对番茄苗期生理特性和病害防治效果的初步研究

为明确黄龙疫苗(HB-1)对番茄生长生理特性及番茄病毒病、早疫病的防治效果,通过室内生物活性测定试验,测定不同浓度HB-1对番茄表观性状及叶片氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的影响;通过田间试验,测定HB-1对番茄病毒病及早疫病的防治效果。结果表明,室内生测试验中,HB-1稀释1000、2000、3000倍液均可显著提高POD活性,降低MDA含量,其中2000倍处理条件下,POD活性比对照提高7倍以上,诱抗效果极为显著;HB-1在稀释1000~3000倍条件下,可明显提升番茄幼苗株高、茎粗和叶片数,促进番茄幼苗生长。田间试验中,HB-1稀释800倍液对番茄病毒病和早疫病防治效果分别达96.40%和70.30%。表明HB-1在试验剂量范围内对番茄病毒病及早疫病有很好的防治作用,且可明显促进番茄幼苗生长,诱导提高POD活性,适用于番茄病毒病及早疫病的防治,具有一定的开发推广价值。

低共熔溶剂提取核桃青皮多酚工艺优化及其抑菌活性

为了充分利用核桃副产物,减少环境污染,该研究以核桃青皮为研究对象,分别采用不同pH值(3、7、10)水溶液、50%乙醇溶液和低共熔溶剂(尿素/氯化胆碱:DES-UC,草酸/氯化胆碱:DES-OC)提取多酚。首先在温度80℃、液料比25 mL/g、低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents,DESs)配位剂摩尔比1.0的条件下提取60 min筛选出DES-OC提取效果较好;随后在单因素试验考察的基础上,采用响应面分析法确定了DES-OC提取核桃青皮多酚的优化工艺参数:草酸/氯化胆碱摩尔比1.0、温度85℃、时间62 min、液料比50 mL/g,在此条件下多酚提取量为50.87 mg/g。另外,通过对核桃青皮多酚提取混合溶剂抑菌活性试验的研究,发现DES-OC与核桃青皮多酚混合后对大肠杆菌(E.coli)的抑菌效果较佳,金黄色葡萄球菌(S.aureus)次之,最后为黄青霉(P.chrysogenum)。以上试验结果可为研究开发天然抑菌剂、保鲜剂等提供理论基础,拓宽核桃青皮加工利用途径的同时也为提取农产品副产物中生物活性成分提供新思路。

菜籽肽的酶法制备、分离纯化及生物功能特性研究进展

生物活性肽具有多种良好的功能活性及营养价值,以其为基础开发的功能食品及营养保健品已成为大健康产业领域趋势之一。菜籽饼粕作为油菜籽榨油后的副产物,其蛋白质含量丰富、氨基酸组成均衡,是优质植物蛋白资源之一,且菜籽蛋白已被欧盟及美国食品和药物管理局批准为新食品原料,应用前景广阔。以菜籽饼粕或菜籽蛋白为原料经酶解或微生物发酵制备成菜籽肽或水解物已被证明具有抗氧化、降血压及螯合金属离子等多种活性功能,菜籽活性肽的挖掘及相关产品的开发将有助于菜籽的高值化利用。主要综述了菜籽肽的酶法制备、潜在功能活性及相关机制,并对研究趋势进行了概述,旨在为后续菜籽生物活性肽的深入开发利用提供理论支撑。

植物源杀虫剂香芹酚对稻飞虱的防治效果及其对水稻的安全性

[目的]评价香芹酚对稻飞虱室内生物活性和田间防效,及其对水稻的安全性。[方法]采用稻茎浸渍法对稻飞虱三龄若虫进行室内生物活性测定,喷雾法开展田间防治效果的研究,以水稻品种南梗9108、中旱35和糯两优561作为供试材料,评价香芹酚对水稻生长安全性。[结果]室内生测结果表明:16%香芹酚母药处理稻飞虱若虫120 h的LC_(50)和LC_(90)分别为17.35、30.64 mg/L;田间试验表明:第2次药后1~7 d内,5%香芹酚水剂22.5、30.0、37.5 g a.i./hm^(2)处理对稻飞虱防效分别达到70.11%~80.66%、77.58%~85.32%、82.34%~91.01%,显著优于对照药剂1.5%苦参碱可溶液剂和25%噻虫嗪水分散粒剂。[结论]5%香芹酚水剂防治稻飞虱具有较好速效性,对水稻生长安全,可作为防治稻飞虱的绿色杀虫剂推广应用。

香芹酚对柑橘全爪螨的生物活性及对柑橘生长的安全性

分别采用玻片浸渍法和喷雾法评价植物源杀虫剂香芹酚对柑橘全爪螨成虫的生物活性,并以不同柑橘品种卡拉脐橙、东方红橘、春见为供试材料,评价香芹酚对温室内柑橘苗根系生长的安全性。以香芹酚处理柑橘全爪螨成虫48 h后,LC_(50)和LC_(90)分别为5.78 mg/L和30.64 mg/L,其室内毒力高于对照药剂阿维菌素。在设计浓度处理下,香芹酚对参试柑橘品种幼苗的根系生长有不同程度的促进作用。田间施药验证香芹酚防效发现,喷药后1~20 d,5%香芹酚水剂62.5 mg/kg处理的虫口防效保持在75%以上,优于对照药剂阿维菌素和石硫合剂的同期防效。