响应面法优化美人蕉净化硝态氮条件的研究

研究旨在优化人工湿地中美人蕉净化硝态氮的最佳组合条件。该研究采用单因素实验考察湿地系统中甲醇浓度(A)、硝酸盐浓度(B)及处理时间(C)对美人蕉吸收硝态氮的影响,在此基础上,利用Design-Expert软件并采用CCD设计三因素五水平的响应面分析法,对美人蕉净化硝态氮条件进行优化。研究表明当甲醇预处理浓度为2.75mM,预处理时间4 h,硝酸根离子浓度为38mg/L时,美人蕉吸收硝酸根离子的效率可达最大,最大吸收效率为0.062mg/(L·g)FW。在实际应用中,可依据试验结果对种植美人蕉的湿地系统施用甲醇,调整系统中硝态氮的浓度,以促进美人蕉对湿地系统中硝态氮的吸收。

栽培方式对水生美人蕉生长的影响

为探讨利用不同栽培方式最大化实现水生美人蕉植株不同功能,以水生美人蕉为栽培对象,以模拟其原位生长环境条件为对照,设置对照、土壤+营养液、土壤+水、基质+营养液、基质+水、营养液和水7种不同栽培方式,采用种子发芽育苗的方式育苗,人工栽培管理6个月,调查植株营养器官(株高、根长、分蘖数、最高分蘖叶片数)生长状况、繁殖器官(花序数、花序观赏期、成熟蒴果数和种子数)生长状况和不同器官生物量(总生物量、地上部器官生物量、地下部器官生物量和繁殖器官生物量)累积分配规律。调查数据显示,上述所有数据在营养液栽培条件下均达到最大/高值,在基质+营养液栽培条件下为次最大/高值,在水栽培条件下均降低/减少到最低/小值,美人蕉植株长势最弱,甚至后期出现茎尖生长点坏死的现象。与对照中的美人蕉植株相比,营养液栽培条件下上述所有调查数据均显著增大/高,而水栽培条件下上述所有调查数据显著降低/减少。研究结果证明,营养液栽培方式既满足了水生美人蕉植株适合水培的自然属性,又提供了总量充足且各组分比例均衡的养分元素,最适合水生美人蕉植株的生长发育,是未来水生美人蕉作为鲜切花和盆花栽培的首选栽培方式。

超声波辅助提取美人蕉叶总黄酮工艺及其抗氧化活性研究

为开发利用美人蕉资源,探究超声波对美人蕉叶总黄酮提取率的影响,采用响应面法优化了提取工艺,并评价了总黄酮的抗氧化活性。先通过单因素实验考察超声时间、超声温度、液料比和乙醇体积分数对美人蕉叶总黄酮提取率的影响,确定4个单因素的参数范围,再通过Design Expert 8.0.6进行4因素3水平的响应面设计及优化,最后通过美人蕉叶总黄酮对O_(2)^(-)、OH、DPPH自由基的清除能力确定了其抗氧化活性。结果表明,当超声时间为48 min、超声温度为66℃、液料比为61 mL/g和乙醇体积分数为75%时,美人蕉叶总黄酮的提取率最高,为37.53 mg/g,与预测值的相对误差为0.79%,表明该实验模型合理,适合于美人蕉叶总黄酮提取工艺的优化。美人蕉叶总黄酮对O_(2)^(-)、OH、DPPH自由基均表现出较强的清除能力,其IC_(50)值分别为423.90、203.40、78.28 mg/L。该研究为具生物活性的美人蕉叶总黄酮的开发与利用提供方向。

超声波辅助提取美人蕉叶多酚工艺及其抗氧化活性研究

以美人蕉叶为原料,通过单因素试验并结合响应面法,对超声波辅助乙醇溶液提取美人蕉叶多酚的工艺条件进行研究.选择乙醇浓度、液料比、超声温度和超声时间作为响应面因素,多酚提取率为响应值,确定了能够用于美人蕉叶多酚提取率进行分析和预测的二次多项式回归模型方程.结果表明,在乙醇浓度为57%、液料比为43 mL/g、超声温度为72℃、超声时间为50 min时,测得的美人蕉叶多酚提取率最高,达到18.89 mg/g,与理论上的美人蕉叶多酚提取率(19.15 mg/g)相对误差仅为1.36%,证实了该模型合理,预测可靠.所提取的美人蕉叶多酚对DPPH自由基和OH自由基具有一定的清除能力并呈现正相关关系,其IC50分别为49.99 mg/L和315.55 mg/L,证明了美人蕉叶多酚的抗氧化能力.

美人蕉黄条病毒扬州、长沙分离物全基因组的测定与序列分析

【目的】解析我国美人蕉黄条病毒(Canna yellow streak virus,CaYSV)的全基因组序列及遗传进化地位,为指导病害防控提供科学指导。【方法】通过反转录-聚合酶链式反应(Reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术和快速扩增cDNA末端(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术从江苏扬州和湖南长沙采集到的美人蕉病样中,扩增获得CaYSV全基因组序列,并利用MegAlign、Mega11和RDP5软件对全基因组序列分别进行核苷酸一致率分析、系统进化分析和重组分析。【结果】除poly(A)外,扬州分离物和长沙分离物全基因序列均为9501 nt,开放阅读框(Open reading fragment,ORF)均为9123 nt,编码3040个氨基酸组成的多聚蛋白。序列分析表明,CaYSV扬州分离物和长沙分离物与已报道的CaYSV分离物全基因组核苷酸序列一致率分别为93.9%~99.4%和94.0%~99.5%。根据外壳蛋白(Coat protein,CP)氨基酸序列构建系统进化树,CaYSV可以分为A和B 2个大组,其中A组又分为3个亚组。重组分析表明,CaYSV扬州和长沙分离物中均存在1个重组事件。【结论】CaYSV存在于我国江苏扬州和湖南长沙的美人蕉上。根据CaYSV的CP蛋白氨基酸构建系统进化树,扬州分离物和长沙分离物聚类到A1亚组,与泰国分离物K2、PHC478及俄罗斯分离物KS等亲缘关系较近。

美人蕉栽培与管理技术

美人蕉是多年生宿根草本植物,原产于马来西亚、印度等热带地区。美人蕉花朵大、颜色艳丽、花期较长,同时富含独特的天然色素,在净化污水方面有很好的效果。因美人蕉具有较高的观赏价值、生态价值和经济价值,于20世纪40年代引入我国并被推广种植。美人蕉集观赏价值、经济价值和生态价值于一体,但是在美人蕉栽培和管理的过程中仍存在一些问题,因此文章从美人蕉的繁衍培植、种植土壤改良、水分养分管理、疏枝剪枝、种苗补种及病虫害防治等方面分析了标准栽培和管理技术,为美人蕉种植栽培提供借鉴。

不同季节浮床美人蕉对水体氮素等污染物的去除

采用浮床无土栽培的方法,以人工模拟水槽为实验场所,在水槽内的富营养化水体表面种植美人蕉,通过植物的吸收和吸附作用,以及微生物的协同作用,去除水体中的氮素。实验结果表明,春季浮床美人蕉对水中氮素的去除效果较好,经过五天的处理,TN去除率约为58.4%;NH4+-N去除效果显著,2天内去除率达100%。与春季相比,秋季浮床美人蕉对氮素的去除效果有所下降,但去除规律大致相同,经过五天的处理,TN去除率为50.4%;对NH4+-N的去除效果仍很明显,4天内去除率可达100%。研究结果为浮床植物系统的全年运行提供了科学依据。

美人蕉和菖蒲生态浮床净化微污染源水的比较

利用美人蕉和菖蒲生态浮床净化微污染源水,在进水TN为0.91～1.17mg/L、TP为0.12～0.18mg/L、CODMn为5.48～9.36mg/L、DO为3.6～6.1mg/L时,两种生态浮床的出水水质均能满足集中式饮用水水源地水质标准(GB3838—2002)的要求;其中美人蕉和菖蒲浮床对TN的平均去除率分别为42.5%和36.2%,对TP的平均去除率为48.1%和44.2%,对CODMn的平均去除率为42.3%和36.3%,美人蕉浮床的净化效果要好于菖蒲浮床。可见,生态浮床的除污效果较好,可用于微污染源水的净化。

美人蕉根系对铜绿微囊藻的化感作用

通过在铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)培养物中添加美人蕉(Canna indica)种植水的方式,研究了美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制效应.结果表明:1以蒸馏水培养3 d收集获得的美人蕉种植水对铜绿微囊藻的生长有明显的抑制作用;在与铜绿微囊藻共培养20 d后,美人蕉种植水对铜绿微囊藻的抑制率最高可达64.4%,对照组铜绿微囊藻中ρ(Chla)是种植水的1.98倍.2美人蕉种植水(根系分泌物)中有乳酸、己二酸、棕榈酸、乙二醇和硬脂酸等10种脂肪酸,其根系提取物中有乳酸、3-儿茶酚乳酸、亚油酸和棕榈酸等19种物质.3美人蕉种植水和根系提取物中乳酸含量均最高,美人蕉根系提取物中化合物种类多于种植水,美人蕉种植水中绝大部分化合物在其根系提取物中均可找到.推断美人蕉自身代谢产生的化感物质释放于水体中,可有效抑制铜绿微囊藻的正常生长.

鱼塘水面无土栽培美人蕉研究

1990年起 ,采用浮床无土栽培技术在鱼塘水面种植陆生植物美人蕉 (CanageneralisBailey) .结果表明 ,美人蕉对水栽表现出良好的生态适应性 .水栽美人蕉单位面积生物产量比陆栽增加了 5 0 %左右 ,开花量增加近1倍 .水栽美人蕉花期比同期的陆栽美人蕉延长 2 1d .水栽美人蕉的良好适应性还表现在它的分枝根多 ,根系活力强 ,白根所占比例较高 .图 1表 4参

脱水污泥在美人蕉种植中的应用

在脱水污泥施用量分别为0,165,330,495和660 t/hm^2时对美人蕉生长情况的影响进行了研究,同时研究了污泥的施用和美人蕉的种植对土壤中重金属含量的影响.结果表明：当污泥的施用量为660 t/hm^2时,美人蕉无法生长;当污泥的施用量在165-495 t/hm^2时,美人蕉获得了良好的生长响应.污泥的施用使土壤中重金属含量增加,但通过美人蕉的种植,可以降低土壤中的w（Cd）和w（Ni）,以及部分降低w（Zn）,说明美人蕉可以用于污泥的修复研究;污泥的施用还增加了土壤中营养物质的含量,能够改良贫瘠土壤.

垂直流美人蕉模拟人工湿地对化粪池出水的净化效果

通过在3种不同基质上种植美人蕉,研究了垂直流美人蕉模拟人工湿地系统对化粪池出水的净化效果以及不同水力负荷对污水净化效果的影响。结果表明,不同填料、不同水力负荷对污水中TP、COD、NH4+-N、BOD5的净化效果不同。由于美人蕉根系和微生物的吸收与分解作用以及基质的吸附作用,种植美人蕉的人工湿地出水水质要比对照好。

Cd^(2+)和Cu^(2+)对美人蕉的氧化胁迫及抗性机理研究

通过测定植物的丙二醛(MDA)含量、酸溶性SH含量以及两种抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD和愈创木酚过氧化物酶GPX)的酶活,研究了重金属镉(Cd)和铜(Cu)对美人蕉(Cannaindica Linn.)的氧化胁迫。结果表明,20μmol·L^(-1)和100μmol·L^(-1)的Cd^(2+)和Cu^(2+)均使其根部MDA含量显著增加,但除了100μmol·L^(-1)的Cd^(2+),叶部MDA含量无明显变化。与Cu^(2+)相比,Cd^(2+)能引起植物根部GSH的明显提高,并能诱导PCs的产生。Cd^(2+)使根部SOD活性明显增加,Cu^(2+)对其活性无明显影响。两种重金属均使其根部GPX活性显著增加。对于叶,重金属胁迫能增加GPX的活性,但对SOD活性的影响不明显。以上结果表明,重金属镉和铜对美人蕉具有氧化胁迫作用,而美人蕉具有缓解重金属胁迫的解毒机制,诱导PCs解毒,同时它能通过调节抗氧化物酶的活性增强其抗氧化胁迫的能力,这为该植物作为中低浓度镉和铜污染水体的修复植物种类应用提供了可能。

芦苇和美人蕉及薄荷用作人工湿地植物对中水的净化效果

分别以芦苇、美人蕉和薄荷为植被,构建潜流人工湿地植物床,研究这3种植物对中水中的氮、磷和COD的净化效果,结果表明:①芦苇组对氨氮的去除效果最好,去除率最高可达85.43%,芦苇组和美人蕉组对硝酸氮的平均去除率(各测定时间的平均值,下同)都大于薄荷组和对照组,对总氮的平均去除率表现为芦苇组(76.30%)、美人蕉组(76.19%)、薄荷组(61.60%)、对照组(46.99%)依次减小;②薄荷组对总磷和活性磷的平均去除率分别为51.11%、71.89%,是3个试验组中去除率最高的,其次是美人蕉组;③3种植物对COD的去除效果相近,都大于对照组,其中美人蕉组的去除率最高,最高可达77.76%。

美人蕉河岸带处理受污染河水的中试研究

利用中试规模的美人蕉河岸带处理受污染河水,并与无植物空白带的处理效果进行对比。结果表明,美人蕉河岸带在夏、秋季改善河水水质的效果好于冬、春季。在夏季美人蕉河岸带对COD、NH4+-N、TP和浊度的去除率分别为45.29%、68.06%、77.78%、99.23%,在冬季对河水水质也有一定程度的改善。美人蕉河岸带可以稳定河水的温度及降低河水早晚温差,起到了改善局部水环境的作用。美人蕉河岸带与空白带的对比试验结果表明,植物在去除污染物、改善局部水环境方面起着重要作用。

外源有机酸对美人蕉耐性和Cr吸收、迁移的影响

采用营养液培养试验,研究外源有机酸(柠檬酸、草酸和酒石酸)对Cr污染水体中美人蕉(Canna indicaL.)的耐性、对Cr的吸收和迁移能力的影响。结果表明,各有机酸均不同程度地增强了美人蕉的耐性,促进Cr吸收和向地上部迁移。不同有机酸和同种有机酸不同浓度(4,8,16 mmol/L)的影响效果不尽相同。就耐性特征而言,16 mmol/L的草酸能够明显提高美人蕉生物量和促进根系生长,其影响效果要大于柠檬酸和酒石酸;就Cr吸收和迁移特性而言,影响大小为柠檬酸>酒石酸>草酸,尤以16 mmol/L的柠檬酸效果最为显著,而酒石酸和草酸分别在8 mmol/L,16 mmol/L时最利于Cr的吸收和迁移。因此,在本试验条件下16 mmol/L的柠檬酸较适合Cr污染水体的植物修复。

美人蕉叶斑病病原菌的生物学特性及其抑菌药剂筛选

为明确美人蕉叶斑病病原菌（Alternaria alternata）的生物学特性以及筛选最适常用药剂,为美人蕉叶斑病的防治提供科学依据。对引起美人蕉叶斑病的病原菌进行生物学特性观察,并对其进行室内药剂筛选。结果表明：该病原菌菌丝生长的最适温度为28℃,致死温度为45℃,碳源和氮源分别以蔗糖和硝酸钠为佳,在pH为3~10的范围内均能生长,生长最适pH为7,光照条件和通气状况对菌丝生长没有明显影响。在供试的5种药剂中,10%苯醚甲环唑效果最好,在推荐的使用浓度下相对抑菌率达到100%。

粉美人蕉花部维管束的解剖学研究

为探讨粉美人蕉(Canna glauca‘Erebus’)缺失雄蕊的去向和唇瓣的属性,对粉美人蕉花部维管束系统进行了解剖学观察分析。结果表明,粉美人蕉花梗横切面呈椭圆形,中心区的维管束聚集成6束大的维管束,形成心皮背束和隔膜束。在子房区顶部,3个隔膜束各分成3束,外方分支分别进入相应的花瓣,成为花瓣的中束。近轴面隔膜束内方的2束分支进入功能雄蕊。远轴面右侧的隔膜束内方2分支进入唇瓣,发育为唇瓣的部分维管束。远轴面左侧隔膜束内方分支进入内轮退化雄蕊。在花瓣形成时,近轴面左侧心皮背束分成2束,外侧分支进入近轴面外轮退化雄蕊,内侧分支进入功能雄蕊。近轴面右侧心皮背束外方分支进入侧生退化雄蕊。远轴面心皮背束分为2束,1束进入远轴面外轮退化雄蕊并迅速消失,另1束进入唇瓣,继续发育。从维管束来源角度证明了粉美人蕉退化雄蕊的同源异形现象。

美人蕉对泰达高含盐再生水景观河道水体净化效果研究

通过空白对照和种植美人蕉2组处理系统,研究了美人蕉对泰达景观河道含盐再生水的净化效果以及水力停留时间(HRT)对水体净化效果的影响.结果表明,HRT对水体中污染物COD、TN、NH3-N、NO3-N、TP、PO4-P的净化效果有明显的影响,各主要污染物去除率随HRT的变化范围为COD的去除率19.64%～45.09%,TN的去除率为17.52%～63.05%,NH3-N的去除率为23.24%～82.47%,NO3-N的去除率为15.67%～62.43%,TP的去除率为24.20%～61.59%,PO4-P的去除率为20.69%～62.26%.水体中TDS含量在4500～6786 mg/L范围内对美人蕉及其水处理系统的净化效果没有影响;美人蕉系统的pH值均比空白对照组的低.由于美人蕉根系和微生物的吸收与分解作用,在水体中种植美人蕉能明显改善水质净化效果,对水体pH值控制也有一定作用.

几何法测定生物栅中美人蕉根系面积

设计了1种测定生物栅中水生植物根系面积的方法。通过分别测定美人蕉(Canna indica)3级根平均直径和2级根平均直径计算得到植物根系总面积。这种方法比常用的不分级测定植物根系直径及表面积的方法准确度高1个数量级,可以应用于大根系植物的根系测定。研究结果表明,生物栅装置中美人蕉根系总面积39.4 m2,3级根系面积是2级根系的22.2倍,而体积比接近2∶1,3级根和2级根平均直径比小于1∶10。应用生物栅技术处理富营养化水体时,表面积占绝对优势的3级根系在对氮、磷等元素的吸收,作为微生物附着的重要载体及加强植物与填料的固着能力,改善根系与填料的空间结构等方面起重要作用。