减少农田土壤氮损失的微生物调控技术研究进展

氮肥为现代农业生产提供了作物生长需求的氮素,但长期不合理施用氮肥造成资源浪费、经济损失和影响深远的环境问题。微生物在氮素循环中发挥重要作用,值得研究总结。基于已有研究成果,归纳土壤氮素循环中的固氮、硝化、反硝化、氨化和同化/异化作用等重要微生物驱动过程及机制;归纳了微生物技术调控农业氮损失旨在提升农业环境可持续性的策略包括增加氮固定、减少温室气体排放、控制氮素流失和氨挥发等。这些策略展示了微生物在减少氮肥依赖和提高作物产量中的应用潜力,同时也指出了实现田间有效应用的研究局限和技术挑战。

石油烃微生物降解基因及其工程菌应用研究进展

石油烃污染是目前严重的环境问题,微生物修复技术是现阶段修复石油烃污染的有效手段.微生物能够通过降解基因编码产生的一系列酶来降解石油烃污染物,因此研究石油烃降解基因不仅能够明晰降解机制.同时也能为石油烃降解基因工程菌的构建提供了理论依据.本文总结了石油烃降解的功能基因和关键酶种类,重点综述了长链烷烃代谢途径及其降解基因.汇总了目前石油烃降解基因工程菌的构建策略,概述了已有研究中存在的问题与不足,对今后利用基因工程技术提高石油污染的修复效率做出了展望.

基于LMDI模型的山东省交通碳排放分析研究

本文基于2000~2014年山东省交通运输业能源消费数据,计算山东省交通能源碳排放;构建山东省交通碳排放迪氏(Divisia)指数分解模型,运用LMDI算法分析山东省交通能耗碳排放驱动因素,得出结论:(1)山东省交通能源消费以油品为主,交通碳排放总量及强度呈现先升后降趋势。(2)基于LMDI分解结果,经济产出因素和能源强度因素是交通碳排放的主要正向驱动因素;产业结构因素是山东省交通碳排放的唯一负向驱动因素。建议山东省稳步优化当前产业结构,进一步降低山东省交通运输业能源强度;调整交通能源结构,提升电力和天然气比重;适当控制人口规模。

基于模糊多目标规划的能源-电力系统优化研究--以山东省为例

调整能源结构是打好污染防治攻坚战的重要任务。本文以山东省能源—电力系统为研究对象,借鉴能源生命周期思想,考虑能源生产、加工、发电、调入调出及排放,构建基于多目标规划的区域能源系统优化模型。模型结果显示:系统成本因素对优化结果影响较大;不同目标参数组合下,能源生产量及加工量变化不明显;能源净调入量的变化主要表现在原煤、天然气及电力的变化;水电、生物质发电、煤电装机容量较为稳定,电力及天然气净调入量变化时,核电、太阳能发电及天然气发电装机容量变化明显。

土壤-作物中重金属生物有效性和可给性研究进展

在现有研究基础上,概述了用于土壤/作物中重金属生物有效性的形态分析方法和生物模型,总结了用于研究土壤和作物中重金属生物可给性常用的几种体外方法,分析了土壤/作物中重金属生物有效性和生物可给性的影响因素,重点关注了介质理化性质、各形态重金属之间相互作用和外源添加物质等因素对土壤重金属的生物有效性和生物可给性的影响,同时探讨了重金属形态、重金属的亚细胞分布等因素对作物中重金属生物有效性和可给性的影响.该综述提出的未来关于土壤和作物中重金属生物有效性和生物可给性的研究方向,可为今后的研究提供理论参考.

石油污染土壤的生物-化学联合修复技术研究进展

在传统石油污染土壤修复方法的基础上,综述了生物-化学联合修复技术。通过分析各种生物-化学联合修复技术的方法原理、修复效率和影响因素等,讨论了生物-化学联合修复技术的研究和应用现状及其在石油污染土壤修复应用中的问题,并对如何更好地结合化学修复和生物降解处理过程、提高修复效率和改善修复产物提出了展望,对生物-化学联合修复技术在石油污染土壤修复中的应用以及油田污染治理和生态环境恢复具有重要指导意义。

调理剂联合微生物菌剂对小油菜连作土壤修复及产量的影响

以“黑叶五月慢青菜”小油菜为试材,采用小区试验的方法,研究了调理剂联合微生物菌剂对小油菜连作障碍土壤理化性质、酶活及产量的影响,探索复合修复对土壤连作障碍的缓解作用,以期为叶菜的安全生产提供参考依据。结果表明:调理剂(7500kg·hm^(-2))能有效调理油菜连作土壤的酸碱度,能将pH≤4.50的极强酸性土壤改良至中性,同时降低土壤EC值,提高速效磷含量,降低碱解氮和速效钾含量,增加土壤中Ca^(2+)、Na^(+)、Mg^(2+)、Cl^(-)、HCO^(-)_(3)含量,降低K^(+)、SO^(2-)_(4)和NO^(-)_(3)含量,提高S-SC、S-NR、S-CAT和S-CL活性;添加微生物菌剂能促进有机质和全氮、全磷、全钾的循环,提高小油菜净菜产量,667m^(2)增产率8.40%~33.59%;木霉LTR-2能显著降低土壤中的NO^(-)_(3)含量,提高产量,菌剂贡献率为4.57%,农学利用率为13.34kg·kg^(-1);复合修复机理是调理剂调节土壤pH,微生物菌剂LTR-2降低土壤中的NO^(-)_(3)含量,提高土壤酶活性,促进有机质和全氮、全磷、全钾的循环,改善小油菜的生长环境,提高产量。

生物酶对五氯联苯降解的初步研究

多氯联苯(PCBs)是具有代表性的持久性有机污染物(POPs),其氯代数目越多,降解越难。本文以分离筛选的6株PCBs降解细菌为材料,制备了含有NADH辅酶再生系统关键酶甲酸脱氢酶(FDH)的PCBs降解复合酶,研究了其对PCBs的降解效果。结果表明,Pseudomonas sp.MGB11胞内酶/FDH复合酶对五氯联苯PCB114的降解率在10 h内可达69.4%,对于高毒性、难降解的高氯PCBs的污染修复具有应用价值。

微生物降解秸秆木质素的研究进展

我国秸秆资源丰富,每年产生逾8亿t作物秸秆。通过秸秆直接还田或肥料化还田不仅可以减少化肥的施用量,缓解农业污染压力,还能实现农作物秸秆的循环利用。木质素结构复杂,且与纤维素和半纤维素相互缠绕,因此秸秆的自然腐解过程中,木质素是主要的限速因子,为了提高降解效率,木质素降解菌的发掘和降解机制也逐渐成为研究热点。本文综述了降解木质素的真菌和细菌的研究现状,对比其真菌和细菌降解特性的优缺点并分析复合降解菌群的优势。随后对木质素降解酶系的酶学性质、在不同微生物中的表达特性进行总结,对木质素降解机制及衍生芳烃代谢路径的研究进展进行综述。最后整理木质素降解微生物在秸秆肥料化技术中的应用进展,并探讨了微生物降解秸秆木质素的应用前景和未来的研究方向。

生物质燃气净化除尘技术研究

研究了生物质气化燃气中固相物质的组成,分析了燃气中灰尘粒径分布及飞灰中碱金属氧化物含量.根据生物质燃气飞灰特点,设计了适合生物质气化燃气的耐腐蚀性强、净化效率及精度高的分级干式高温净化除尘装置.该装置避免了水洗除尘带来的二次水污染,同时通过实验验证了该装置的可靠性及稳定性.

石油污染土壤生物修复技术研究进展

石油对土壤的污染严重危害人类的健康,生物修复是改善污染现状最具潜力和生命力的技术。本文综述了微生物修复、植物修复以及联合修复技术的研究进展,认为目前国内外在生物修复应用中存在缺乏高效降解菌株、降解效率低下等问题,未来应向筛选高效降解菌株和提高降解效率等方向发展。

原油乳状液稳定性及破乳机理研究进展

原油乳状液是原油开采过程中产生的复杂油水体系,其中的天然界面活性物质和添加的聚合物等增加了乳状液的稳定性,胶质、沥青质被认为是油水乳液主要的稳定剂.化学破乳法是向乳状液中添加破乳剂实现油水分离的一种方法,但对破乳机理尚无准确定论.本文综述了原油乳状液的界面活性物质,包括界面膜、界面张力、胶质、沥青质等对乳状液稳定性的影响机制,讨论了破乳剂的发展现状、趋势及对乳状液的作用效果,目前破乳剂的研究方向主要有改性复配、聚季铵盐、聚醚类等破乳剂研发,并阐述了顶替置换、絮凝聚结等破乳机理的研究现状,并对破乳机理和破乳剂的未来研究方向进行了展望.

根系分泌物对生物强化修复PAHs污染土壤的影响

通过土壤微宇宙实验,探究了生物强化对多环芳烃(PAHs)污染土壤的修复效果及根系分泌物对生物强化修复的影响.结果表明,向土壤中接种PAHs降解菌群(布鲁氏菌(Brucella sp.)、苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)、鞘脂单胞菌(Sphingomonas sp.)、克雷伯氏菌(Klebsiella sp.)和不动杆菌(Acinetobacter sp.))21d后,PAHs残留量较对照下降了15.8%;在此基础上添加黑麦草实际或模拟根系分泌物均显著增强了生物强化修复效果,PAHs残留量较对照分别下降了26.3%和24.6%.3种生物强化措施均改变了细菌群落结构,其中添加根系分泌物后的处理细菌群落结构的改变更大,芳烃降解基因丰度增加得更多,显示根系分泌物通过促进PAHs降解菌的生长影响细菌群落从而提升生物强化修复效果.两类根系分泌物对细菌群落影响的差别未引发其对生物强化促进效果的差异.该研究可为优化有机污染土壤生物强化修复技术提供参考.

第一代TRK抑制剂拉罗替尼关键手性胺中间体(R)-2-(2,5-二氟苯基)吡咯烷的合成工艺研究

拉罗替尼为第一代神经营养因子酪氨酸激酶受体(TRK)抑制剂,具有广谱抗癌效果,但其用药价格非常昂贵,根本原因之一在于其关键手性片段(R)-2-(2,5-二氟苯基)吡咯烷的生产成本极高,通过研究新的工艺路线达到降低其生产成本为该药物研发的重要课题。为此,本论文设计了(R)-2-(2,5-二氟苯基)吡咯烷的全新合成路线,即以廉价的2,5-二氟甲苯为起始原料,经氧化得到中间体1,经酯化生成中间体2,后经亲核取代、酸解、脱羧和环合一步法得到中间体3,经还原得到消旋化物中间体4,再经化学拆分得到手性胺目标物,总收率为23%,该工艺路线避免了使用昂贵的原材料和试剂如手性诱导试剂、低温和无水无氧环境,更适合(R)-2-(2,5-二氟苯基)吡咯烷的产业化。

微生物组学对植物病害微生物防治研究的启示

植物病害的微生物防治研究主要集中在植物、病原菌和生防菌三者的互作关系上,相对忽视了植物微生物组/群的作用。越来越多的研究表明,植物内生微生物、根围土壤微生物和叶围微生物均不同程度地参与了植物防病的机制。为了更好地了解相关进展,本文选择部分代表性研究,详述了植物微生物组/群的构成,并结合案例介绍了植物微生物组/群对寄主植物的防/致病作用、对植物病原菌致病性的影响,以及施用生防菌对植物微生物组/群的影响。微生物组学的发展为生防机制领域提出了新的研究思路,有利于发现更加科学的防治手段。

土壤中木霉的分离及其对毒死蜱降解特性研究

为挖掘保护地土壤中的能降解毒死蜱的木霉资源,从长期污染的土壤中共分离6个不同木霉菌株,通过形态学特征和ITS r DNA序列对各菌株进行鉴定,6个菌株分别为哈茨木霉(Trichoderma harzianum)、绿色木霉(T.viride)、康宁木霉(T.koningii)、拟康宁木霉(T.koningiopsis)、长枝木霉(T.longibrachiatum)和短密木霉(T.brevicompactum)。选择降解活性最高的长枝木霉TC5菌株,测定各种条件下对毒死蜱的降解特性。结果表明,木霉TC5在中性或偏碱性条件下对毒死蜱具有更好的降解活性;添加碳源或提高木霉的接种浓度,能提高对毒死蜱的降解活性;在50-300 mg/L范围内,随毒死蜱浓度升高,木霉的降解活性也明显提高。盆栽试验中木霉TC5对毒死蜱保持较强的降解活性,但在自然土壤中降解活性显著低于在灭菌土壤中。分离的木霉菌株在土壤农药污染修复方面具有应用开发潜力。

土壤杆菌K1026对果树根癌病的生物防治（英文）

由致病性根癌土壤杆菌Agrobacterium spp.侵染引起的根癌病对山东及我国其他省份的樱桃、桃及其他果树生产造成严重的影响。土壤杆菌Agrobacterium rhizogenes K1026在澳大利亚已制成生防菌剂并在全球多个国家实现商品化,但在我国果树育苗和生产行业中还未得到广泛应用。本文从山东樱桃和桃树根癌组织及感病土壤中分别分离到100余株致病性土壤杆菌,经鉴定均属于生物Ⅱ型土壤杆菌;利用双层平板抑菌试验,检测了37株病原菌对菌株K1026的敏感性,结果显示,所有菌株均对K1026产生的抗生物质敏感,可以在Stonier’s培养基上产生5种以上不同类型的抑菌圈;胡萝卜切片试验显示,菌株K1026可完全抑制37株病原菌对胡萝卜的致瘤活性。上述结果为土壤杆菌K1026用于山东省樱桃及桃树根癌病的生物防治奠定了基础。

一株耐盐菲降解菌的筛选及其对盐胁迫的生理响应

利用高通量筛选技术从胜利油田含油污泥中筛选分离出1株具有耐盐能力的高效菲降解菌,经16S rDNA测序鉴定为假节杆菌,命名为Pseudarthrobacter phenanthrenivorans A-5。探讨菌株A-5对不同程度盐胁迫的响应(分别添加0、1%、3%、5%和7%的NaCl),结果表明:菌株A-5在不超过3%的盐度下对菲有较高的降解能力(周降解率分别为95.45%、91.20%和79.54%),当NaCl添加量≥5%时,其降解效率显著降低(分别为2.98%和1.56%);随着盐度升高菌株A-5的生长速度逐渐受到抑制,其细胞膜饱和脂肪酸含量随之减少,不饱和脂肪酸含量则随之增加;而四氢嘧啶浓度呈现随盐度升高而增加的趋势。

胜利油田废弃钻井泥浆复合固化剂研究

针对胜利油田废弃钻井泥浆浸出液COD值高的特点,以水泥、粉煤灰、添加剂A、添加剂B组成的复合固化剂,对废弃泥浆进行固化处理研究。通过正交试验,得到几种固化剂在处理废弃钻井泥浆中的最佳配比,其组分质量分数分别为:水泥10%、粉煤灰20%、添加剂A 3%、添加剂B 0.5%。实验结果表明,复合固化剂使用后可将泥浆浸出液的COD值从896.84 mg/L降低至72.35 mg/L。

秋水仙素诱导椒样薄荷染色体加倍的研究

因多倍体器官巨型性、抗逆性强及代谢产物含量升高等特性,多倍体诱导常被用于药用植物的育种研究。本研究利用秋水仙素在体外诱导椒样薄荷含芽的茎段,以期获得染色体加倍的变异植株。用不同浓度(50、100、150、200 mg/L)的秋水仙素对椒样薄荷茎段处理不同时间,从茎段的死亡率、再生苗的诱导和生长情况以及变异植株诱导率综合考虑,筛选出最适的秋水仙素处理组合为150 mg/L处理48 h。并对变异植株的生长状况、叶片形态、气孔大小和密度以及染色体数目等进行观察统计,成功获得染色体数目加倍的椒样薄荷植株,为椒样薄荷的品种改良和选育奠定了基础。