剑麻纤维加筋水泥土力学性能试验

目的 研究纤维掺量、纤维长度及养护龄期对剑麻纤维加筋水泥土无侧限抗压强度及巴西劈裂抗拉强度的影响规律。方法 设置纤维掺量为0~0.8%,加筋长度为7~19 mm,养护龄期为7 d、28 d及90 d,对不同影响因素下剑麻纤维加筋水泥土进行无侧限抗压强度试验及巴西劈裂试验。结果 剑麻纤维的掺入提升了水泥土的无侧限抗压强度及巴西劈裂抗拉强度,随着纤维掺量及加筋长度的增加呈现出先增大后减小的规律;当加筋长度为11 mm、纤维掺量为0.4%时,加筋效果最显著,无侧限抗压强度提高幅度达30.2%;剑麻纤维加筋水泥土的抗拉强度、拉压比与纤维掺量呈线性关系。结论 剑麻纤维的掺入改善了水泥土的脆性,提高了水泥土的破坏韧性;采用幂函数对试验数据进行拟合,得到了养护龄期与纤维掺量共同作用下剑麻纤维加筋水泥土无侧限抗压强度的预测模型,可以为实际工程提供参考。

剑麻专用肥对石漠化山区剑麻生长及产量的影响

石漠化山区自然条件恶劣,剑麻具备耐瘠薄、耐旱、综合利用价值高、发展前景广阔等特点,成为石漠化山区产业扶贫的较好选择。试验结果表明,剑麻新增叶片数、叶长和鲜叶产量随专用肥施入量增加而增加,每株剑麻施用专用肥量为200 g时,鲜叶产量、经济效益最高。该结论为石漠化山区剑麻高产栽培技术提供技术参考。

剑麻纤维-聚丙烯酰胺改良客土干缩开裂试验研究

裸露岩质边坡的数量随着基础设施建设规模和数量的不断增大,客土喷播技术作为一种有效的边坡护坡绿化技术可以改善岩质边坡的表层稳定性,但多种因素造成表层土体失水开裂,影响客土喷播的修复效果。针对此问题,采用剑麻纤维和聚丙烯酰胺(PAM)对客土进行改良,开展了不同土层厚度、剑麻纤维和聚丙烯酰胺(PAM)含量条件下干缩开裂试验,研究了不同条件对土体干燥失水、表面裂隙发育的影响,采用微观扫描技术(SEM)对改良后客土的内在结构变化进行了测试。结果表明:随土层厚度增大,改良土蒸发稳定时间有所延长,且土层厚度增大能有效抑制试样表面裂隙的发育。剑麻纤维和PAM的掺入有效延长了黏土蒸发的路径,且随着纤维和PAM含量增加土体蒸发速率逐渐降低,抑制了土体表层裂隙发育。PAM的强吸水性能够降低土体的蒸发速率,纤维的“桥接作用”可以抑制裂隙的扩展,提高土体的整体性。

2株有效抑制剑麻斑马纹病菌的生防细菌鉴定

剑麻斑马纹病是一种由烟草疫霉(Phytophthoranicotianae)引起的传染性病害,导致剑麻出现叶斑、茎腐和轴腐的症状,对剑麻纤维的产量和质量造成严重影响。目前,剑麻斑马纹病的防治主要采取以农业栽培措施为主,抗病育种和化学药剂防治相结合的综合防治策略,但是农业防治人工成本高,工人操作技术参差不齐;抗病育种难度大,周期长;化学防治受剑麻叶片表面带有蜡质层的影响,存在药液不易吸附的问题,而且大量施药也容易造成病原抗药性提高和环境污染。因此,开发防治剑麻斑马纹病的生防菌资源,探索综合防控新途径显得尤为重要。本研究以烟草疫霉菌为靶标菌,通过五点对峙法筛选,获得2株生防菌PpHyHNCJ2和PpHyHNCJ5,其菌丝生长抑制率分别为85.92%和83.10%。通过对烟草疫霉菌菌丝显微结构进行观察发现,菌株PpHyHNCJ2和PpHyHNCJ5均抑制了烟草疫霉菌菌丝的生长,生防菌对峙的烟草疫霉菌出现菌丝体膨大增粗、分枝畸形、缠绕等现象。基于细胞形态、生理生化反应以及16S rDNA基因序列比对分析,菌株PpHyHNCJ2和PpHyHNCJ5鉴定为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)。进一步研究显示菌株PpHyHNCJ2和PpHyHNCJ5均具有广谱拮抗作用,能够很好地抑制辣椒疫霉菌(Phytophthora capsica)、大豆疫霉菌(P.sojae)、瓜疫霉菌(P.melonis)、棕榈疫霉菌(P.palmivora)、豇豆疫霉菌(P.vignae)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、黑曲霉菌(Aspergillus niger)、暹罗刺盘孢菌(Colletotrichum siamense)等11种病原菌的生长。此外,菌株PpHyHNCJ2和PpHyHNCJ5具有解有机磷能力、解无机磷能力、解钾能力、固氮能力和产铁能力,可为作物的良好生长提供条件。结果表明,菌株PpHyHNCJ2和PpHyHNCJ5对剑麻斑马纹病的防治具有良好的潜力,可为剑麻斑马纹病的生物防治提供基础材料。

剑麻超氧化物歧化酶基因鉴定及低温胁迫表达分析

剑麻是热带地区重要的纤维作物,生产中易受到寒害威胁而造成减产。超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的保护酶,在植物应答低温等逆境条件胁迫过程中起重要作用。前人研究已初步明确超氧化物歧化酶在剑麻低温处理后起重要作用,但其在剑麻中的基因序列及分子调控机制尚未明确。在已发表的剑麻转录组数据库中鉴定出5个SOD基因,遗传进化分析显示其在不同植物物种中进化较保守。实时定量PCR结果显示低温胁迫后5个基因表达模式均呈先上升后下降趋势,且均与SOD活性变化显著正相关(P<0.05)。其中2个CSD基因和1个FSD基因与SOD活性极显著正相关(P<0.01),表明这3个基因在应答低温胁迫过程中起重要作用。研究鉴定了剑麻SOD基因并初步明确其应答低温胁迫表达模式,为深入开展剑麻抗寒机制研究提供了重要基础。

天然橡胶/改性剑麻纤维素微晶复合材料的性能研究

以剑麻纤维素为原材料提取剑麻纤维素微晶(SCF),以硬脂酸(SA)为改性剂制备硬脂酸改性剑麻纤维素微晶(SA-g-SCF),研究SA-g-SCF用量对天然橡胶(NR)/SA-g-SCF复合材料性能的影响。结果表明:随着SA-g-SCF用量的增大,NR/SA-g-SCF复合材料的Fmax-FL增大,t90呈延长趋势;与未加入SA-g-SCF的NR胶料相比,加入5份SA-g-SCF的NR/SA-g-SCF复合材料的t90基本不变,而硫化速率指数增大;随着SA-g-SCF用量的增大,NR/SA-g-SCF复合材料的邵尔A型硬度、100%定伸应力和300%定伸应力增大,拉伸强度先增大后减小;SA-g-SCF用量为5份的NR/SA-g-SCF复合材料的断面未有明显的团聚体,其拉伸强度最大(25.4 MPa),综合性能最佳。

中国剑麻市场形势与产业发展分析

剑麻是一种多年生热带硬质叶纤维植物,广泛应用于国防和工业领域。中国是全球主要的剑麻生产国之一,近10年来,受病虫害、低收益、替代品的影响,中国剑麻收获面积和产量总体下降;剑麻进口波动增长,贸易逆差明显,且有扩大趋势;剑麻纤维价格高位小幅波动;生产成本逐渐上升,生产利润减少。机械化水平偏低、农户种植意愿不强、产品市场竞争力不足是制约中国剑麻产业发展的主要原因。展望剑麻产业,短期内生产将延续下降趋势,中长期将趋于稳定;进口将长期保持增长态势,出口有望延续增长;价格短期小幅波动,长期将稳定上涨。基于此,建议加大科研投入,推进剑麻产业“卡脖子”技术研发,强化产业链合作机制,建立剑麻收购长效稳定机制,并加强政策及资金支持力度,以推动中国剑麻产业加快发展。

剑麻茎腐病的研究进展

剑麻(Agave sisalana Perr.ex Engelm.)是一种重要的硬质纤维作物。茎腐病(Bole rot)是剑麻的主要病害之一,严重制约了剑麻产业的持续向好发展。本文从剑麻茎腐病的病害症状、病原菌及其生物学特性、发生规律、病害防治等方面进行综述,以期为该病害的深入研究提供参考。

预处理手段改善剑麻纤维染色效果

为了满足市场需求,开发出更多的剑麻染色产品,需要对剑麻染色工艺进行改进。文章首先设计了3种对剑麻进行预处理的方式,分别为热水处理、酸处理、碱处理,其次采用相同的活性染料染色工艺对剑麻纤维进行染色,最后对成品的染色效果进行测试。通过比较可知,经过碱处理的剑麻纤维上染率、固色率高,成品色深明显提高,适用于生产。

剑麻-耐碱玻璃纤维对混凝土的性能影响

剑麻纤维作为一种绿色环保植物纤维,具有成本低廉、韧性和弹性模量高、抗拉抗腐蚀性好等诸多优点,混凝土中掺入剑麻纤维在一定程度上能够提高其劈裂抗拉强度和弹性模量,从而提高混凝土结构的耐久性,延长混凝土的使用寿命。耐碱玻璃纤维具有抗拉强度高、流动性好、与混凝土浆料的包裹黏结性好等特点。该纤维的掺入对于混凝土的抗折和抗拉强度有着明显提高,并且已经成功应用在了隧道工程当中,取得了较为成功的结果。这两种纤维所组成的双掺混合纤维不仅能够保留两者优点,而且能够加强其力学性能。文章主要探讨了两者混合所构成的混合纤维混凝土的特点及其对混凝土力学性能改善的效果。

剑麻“3414”肥料效应研究

采用“3414”肥料效应试验方案,研究了剑麻氮磷钾肥推荐用量及养分吸收状况,为剑麻科学精准施肥提供参考。结果表明,N_(2)P_(2)K_(2)处理收获叶片数和鲜叶产量均最高,其N、P_(2)O_(5)、K_(2)O施用量分别为163.9、71.1、310.1 kg/hm^(2),比例为1.0∶0.4∶1.9。试验区土壤N、P含量均处于中等水平,土壤K含量处于低水平;叶片N含量偏高,P含量适宜,而K含量偏低,说明钾素是限制该区域剑麻产量的主要因素。随着叶片收获,不同处理平均N、P、K带走量分别为273.4、29.0、292.8 kg/hm^(2)。本试验条件下,推荐氮磷钾肥用量分别为N 126.2~141.0、P_(2)O_(5)59.0~65.8、K_(2)O 252.7~280.6 kg/hm^(2),折尿素274.3~306.5 kg/hm^(2),过磷酸钙368.8~411.3 kg/hm^(2),氯化钾421.1~467.7 kg/hm^(2),平均分别为N 133.6 kg/hm^(2)、P_(2)O_(5)62.4 kg/hm^(2)、K_(2)O 266.7 kg/hm^(2),N∶P_(2)O_(5)∶K_(2)O=1.0∶0.5∶2.0。

钢-剑麻混杂纤维再生混凝土断裂性能研究

为改善再生混凝土(RAC)的断裂性能,通过三点弯曲断裂试验,研究了钢纤维、剑麻纤维及钢-剑麻混杂纤维对RAC试件断裂性能的影响。同时,采用数字图像相关(DIC)技术测得RAC试件的裂缝扩展全过程。结果表明:未掺纤维的RAC试件断裂性能较差,而掺入纤维后的RAC试件断裂性能明显提升;单掺钢纤维时,试件的起裂韧度与纤维掺量无关;单掺剑麻纤维时,最佳体积掺量为0.15%,其试件的起裂荷载较未掺纤维RAC试件提高了67%。单掺纤维和混掺纤维均可提高失稳韧度和断裂能,但混掺纤维效果更佳。当体积掺量为1.0%的钢纤维和体积掺量为0.30%的剑麻纤维混杂时,其起裂韧度、失稳韧度和断裂能较未掺纤维的RAC试件分别提高了83.92%、575.86%和1244.05%。

剑麻纤维复合基材土岩界面剪切性能试验

为揭示剑麻纤维掺量与界面粗糙度对土-岩界面剪切力学性能的影响规律,采用表面起伏的混凝土模块作为岩面相似材料,进行了一系列的改进室内直剪试验,并结合扫描电镜试验进一步分析了剑麻纤维参与强化界面剪切性能的机理。结果表明:剑麻纤维通过提高黏聚力提高土-混凝土界面间的剪切力学性能;纤维添加量为0.8%的土-混凝土界面黏聚力提高80%~500%,内摩擦角提高10%~20%;界面粗糙度主要通过提高黏聚力增强界面剪切力学性能,6.5 mm粗糙度的界面黏聚力增量为7~15.5.kPa,提高20%~300%;对于素土界面和掺纤维界面,粗糙度对土-混凝土界面间剪切力学性能的强化表现为2种模式,加入纤维的界面黏聚力关于粗糙度的增长关系上,粗糙度的最优值出现在较小区间(0~2.5 mm)。

剑麻均一化文库构建及PnRXLR5863靶蛋白筛选

剑麻是硬质纤维的主要来源,由烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)引起的斑马纹病是剑麻生产的重要病害。RXLR效应蛋白是卵菌第一大类效应蛋白,能通过直接的蛋白质相互作用,靶向寄主防卫相关蛋白,干扰和抑制寄主防卫。利用转录组分析不同侵染阶段的烟草疫霉,发现PnRXLR5863表达量较高,并且其编码的蛋白含有信号肽、RXLR-EER和WY结构域,瞬时表达发现PnRXLR5863能引起烟草细胞死亡,推测PnRXLR5863在烟草疫霉侵染剑麻过程发挥重要作用,但是它作用于剑麻的靶蛋白和致病机制还未知。为了筛选PnRXLR5863的剑麻靶蛋白,应用Switching Mechanism at 5'end of RNA Transcript(SMART)和Duplex-Specific Nuclease(DSN)技术构建了剑麻均一化酵母cDNA表达文库,并筛选了与PnRXLR5863相互作用的蛋白。结果显示,构建的文库库容为5.32×10^(7)CFU/mL,文库总克隆数为1.064×10^(8)CFU,文库片段平均大小为1000 bp,重组率为100%;构建的pGBKT7-PnRXLR5863诱饵载体无自激活性;利用酵母双杂交系统,以pGBKT7-PnRXLR5863诱饵载体,从构建的文库中筛选获得23个与PnRXLR5863相互作用的蛋白。获得的候选靶蛋白主要参与分子功能和生物过程,涉及泛素化过程、蛋白合成、蛋白翻译和蛋白修饰等生理事件,暗示PnRXLR5863效应蛋白可能作用于剑麻的蛋白代谢。剑麻均一化酵母表达文库的构建和PnRXLR5863靶蛋白的筛选,为进一步深入研究PnRXLR5863的致病机理奠定基础。

中国剑麻产业发展现状存在问题及对策

剑麻是热区重要的纤维作物,用途广泛,综合利用价值高,发展前景广阔,然而近年来面积和产量均呈下降趋势。本文在阐述产业现状基础上,分析产业存在的问题和面临的机遇,展望发展趋势,探讨发展对策,从而为热区剑麻产业的发展提供思路,促进热区剑麻产业健康持续发展。

剑麻纤维对再生骨料混凝土断裂性能的影响

为改善再生骨料混凝土(RAC)的断裂性能,在RAC中掺入剑麻纤维,并基于三点弯曲梁试验,研究了再生粗骨料(RCA)和剑麻纤维对RAC断裂性能的影响.结果表明:与普通混凝土相比,100%RCA取代率且未掺剑麻纤维时,混凝土的起裂韧度、失稳韧度和断裂能分别降低20.36%、17.36%和20.66%;当剑麻纤维长度为10 mm、体积分数为0.2%时,其对RAC的起裂韧度改善效果最佳,且较未掺剑麻纤维RAC的起裂韧度提高37.81%;就失稳韧度和断裂能而言,剑麻纤维的最佳体积分数为0.3%;剑麻纤维的掺入可有效提升RAC的断裂性能.

剑麻纤维打浆特性及其成纸性能研究

采用剑麻纤维为原材料,通过槽式打浆机制备出不同打浆程度的剑麻纤维浆料,通过湿法抄纸制备了剑麻纤维纸,研究了不同打浆程度剑麻纤维的纤维特性及成纸性能。研究结果表明:剑麻纤维在机械力的作用下,纤维结构的变化是以其表层发生分丝帚化及主体纤维切断为主;随着打浆程度增加,剑麻纤维平均长度和弯曲度均降低,帚化度不断提升;随着打浆程度增加,剑麻纤维纸张的紧度、抗张强度以及电气强度均逐渐上升,透气度和吸液高度均逐渐降低。

圆盘切割式剑麻采摘装置设计与仿真

针对剑麻人工收割劳动强度大、效率低、成本高等问题,结合剑麻叶片物理特性和收割工艺特点,设计一种圆盘切割式剑麻采摘装置。首先,简述整机结构与工作原理;然后,对装置关键部件的结构进行设计,通过对刀具在切割过程中的受力与运动分析,确定刀具的回转半径和转速等结构与运行参数;最后,运用ANSYS对圆盘刀具进行静力学和模态分析,进而仿真优化刀盘结构,以刀具回转半径和安装角度为试验因素,刀具底部的最大应力和刀具顶部的最大形变量为评价指标进行两因素三水平正交仿真试验。仿真试验结果表明:当刀具安装角度为28°,最大回转半径为105 mm时,刀具的最大变形量为0.09 mm,最大应力为9.38 MPa,远小于刀具材料的最小屈服强度345 MPa;安全系数最小值为15,远大于1,最小循环次数为1010,进入了无限寿命区;根据刀具前6阶模态分析知,刀具的工作转速800 r/min,远小于极限转速。以上研究表明,刀具的刚度、强度和安全系数、疲劳寿命均满足要求,且不会发生共振现象。研究为剑麻收割机的设计及刀具避开共振点频率,减小因振动产生的变形,提供理论和技术参考。

剑麻滴灌施肥技术研究

目前,在剑麻生产中应用管道(水肥滴灌等)施肥技术的不多,通过管道源源不断地供给剑麻水分、养分,可获得显著的经济、社会及生态效益。研究发现,应用水肥滴灌技术,剑麻肥料投入量是常规栽培的40%左右,有效降低了化肥的投入,提高肥效;同时缓解土壤酸度,改善土壤环境,减轻农工劳动强度;每667 m2剑麻增产1 t。

剑麻同步营养肥增效减施技术研究

与习惯施肥处理相比,同步营养肥处理剑麻新增叶片量显著增多,产量也提高了4.8%,表明施用剑麻同步营养肥,在化肥用量减少25%的条件下,剑麻新增叶片量明显提高,土壤NH4-N含量显著高于市售缓释肥、习惯施肥处理。