非光合自养微生物固定CO_(2)的影响因素及增效策略

微生物固定CO_(2)是一种极富前景的碳捕获和利用途径,对实现全球生态系统碳中和至关重要.非光合自养微生物由于其环境适应性强、固碳途径的多样性,以及会产生高附加值产物而备受关注.基于非光合自养微生物固定CO_(2)的研究进展,系统分析影响非光合自养微生物固碳效率的内部和外部因素,包括有固定CO_(2)途径、固碳关键酶、碳源、电子供体、代谢产物等,并列出多种增效策略.除了直接对应影响因素的增效方法外,还涉及微生物间的协同作用及代谢促进剂(生物炭与微纳米气泡)的使用.本工作有助于为深入理解和进一步增效非光合自养菌固定CO_(2)提供理论基础和技术支撑.

生物炭释出物的效应及其缓解策略与应用

生物炭具有比表面积高、表面官能团丰富、结构稳定、低成本及原料来源于可再生生物质等特性,被广泛应用于环境修复领域.然而,现有研究多集中于生物炭的理化性质与功能,而有关生物炭释出物的研究较少.本工作详细分析了生物炭释出物的正负面效应,罗列了减少生物炭可溶性释出物的方法,并例举了低释出生物炭的现有应用.本工作为后续低释出生物炭的制备、改良与应用提供了可借鉴的方法与思路.

Acremonium纤维素酶在玉米芯糖化中的应用

玉米芯作为一种木质纤维素类农业废弃物,同时也是生产生物乙醇的潜在原料。在玉米芯糖化过程中,纤维素酶的作用是十分关键的。本研究比较了里氏木霉纤维素酶、绿色木霉纤维素酶和Acremonium纤维素酶各相关酶活。其中Acremonium纤维素酶的滤纸酶活约是里氏木霉纤维素酶的6倍,是绿色木霉纤维素酶的8倍。其羧甲基纤维素酶活和绿色木霉纤维素酶基本相等。Acremonium纤维素酶的β-葡萄糖苷酶酶活是里氏木霉纤维素酶的38倍,以及绿色木霉纤维素酶的41倍。而Acremonium纤维素酶的木聚糖酶活只相当于绿色木霉纤维素酶的70%。这说明Acremonium纤维素酶降解纤维素的能力可能强于另两种纤维素酶,而降解半纤维素类物质的能力要弱于绿色木霉纤维素酶。在玉米芯糖化实验中,使用Acremonium纤维素酶的糖化液中产生的最高葡萄糖浓度比里氏木霉纤维素酶的高14%,比绿色木霉纤维素酶的高58%。Acremonium纤维素酶用量在10 FPU/g时,反应16 h就基本可以达到最佳效果,而另两种酶用量则需达到30 FPU/g,反应48h才能达到最佳效果。使用Acremonium纤维素酶的糖化液中产生的最高木糖浓度与里氏木霉纤维素酶相等,比绿色木霉纤维素酶低42%。而同时使用Acremonium纤维素酶及绿色木霉纤维素酶时,其糖化液中最高木糖浓度有所提高,比绿色木霉纤维素酶的高31%。Acremonium纤维素酶可以有效地应用于玉米芯糖化,为玉米芯的资源化提供一种可能的方案。

基于科学实验探索的土壤学教学改革及实践

本文从土壤学的学科发展特征出发,针对教学过程中存在的问题,提出基于科学实验探索的土壤学教学改革思路及实践方法,将理论和实验实践相结合,加深学生对理论知识的理解,同时培养严谨的科学态度和独立实验能力。

稻秆发酵生产纤维素酶的基质预处理工艺研究

稻杆作为一种农业废弃物,其综合利用具有极大的社会经济价值。在本研究中,发现稻秆中可溶性多糖可以促进纤维素酶的生产,预处理对稻秆中可溶性多糖的促进作用影响巨大。糖组分分析表明碱制备多糖和水制备多糖的单糖组分有较大的差异。葡萄糖均是两种多糖的主要成分,但水制备多糖的葡萄糖含量较高,而碱制备多糖中的木糖含量是水制备的多糖中的5倍。碱制备多糖对纤维素酶的提高并不显著,尤其β-葡萄糖苷酶,而水制备多糖可显著提高β-葡萄糖苷酶活性。结果表明,通过耦合水热提取可溶性多糖工艺和碱处理工艺,滤纸酶活相比碱预处理提高了1. 2倍,β-葡萄糖苷酶活提高了2. 5倍。

藻菌共培养对小球藻生长及苯酚降解的影响

工业苯酚废水无序排放会对环境造成极大危害,构建既能去除苯酚又能积累微藻生物质的藻菌组合对实现苯酚废水净化及其资源化利用具有重要意义。首先,研究了小球藻对苯酚的耐受性和降解性能;然后,构建了其与简单芽胞杆菌Bacillus simplex的共培养体系;最后,测试了藻菌比、藻菌接种浓度和苯酚浓度等对小球藻生长及苯酚降解的影响。结果表明:小球藻能耐受400 mg·L-1的苯酚,但其对100~600 mg·L-1苯酚的降解率仅为1.21%~11.66%;对于藻菌共培养体系,在固定小球藻接种浓度为0.2 g·L-1、藻菌比为1∶4~4∶1条件下,3~5 d完全降解了400 mg·L-1的苯酚,小球藻叶绿素(a+b)含量较单藻组增加了0.14~2.21倍,且随着藻菌比降低,苯酚降解效率及小球藻生物量逐步提高;在固定藻菌比为1∶1、小球藻初始接种浓度为0.05~0.4 g·L-1条件下,4~5 d完全降解400 mg·L-1苯酚,且在藻接种浓度为0.2 g·L-1条件下,小球藻具有最高的比生长速率;在藻菌接种浓度0.2 g·L-1、藻菌比1∶1条件下,6 d内完全降解500 mg·L-1的苯酚,且在各苯酚浓度(200~600 mg·L-1)下,小球藻叶绿素(a+b)含量较初始接种值增加了1.54~4.71倍。与简单芽胞杆菌共培养可以促进小球藻生长并提高其苯酚降解能力,在苯酚废水净化及资源化利用领域展现了一定的应用潜力。