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腐植酸处理对樱桃番茄挥发性有机化合物成分和含量的影响

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园艺学报 2024年第2期51卷 346-360页

作者：关思慧刘晨旭姚祝平万红建刁明程远石河子大学农学院新疆石河子832003 浙江省农业科学院蔬菜研究所杭州310021

以果实香气浓郁的樱桃番茄(Solanum lycopersicum var.cerasiforme)品种‘浙樱粉1号’为研究对象,采用顶空固相微萃取—气相色谱—质谱联用技术,对腐殖酸不同处理(对照:根部和叶面均施清水;根和叶施:根部和叶面均施腐植酸;根施:根部施... 详细信息

以果实香气浓郁的樱桃番茄(Solanum lycopersicum var.cerasiforme)品种‘浙樱粉1号’为研究对象,采用顶空固相微萃取—气相色谱—质谱联用技术,对腐殖酸不同处理(对照:根部和叶面均施清水;根和叶施:根部和叶面均施腐植酸;根施:根部施腐植酸,叶面施清水;叶施:根部施清水,叶面施腐植酸)下果实挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)组成、含量及差异进行比较分析,共检测到15类340种VOC。与清水对照相比,根和叶施、根施、叶施腐殖酸处理后,果实中的VOC相对含量分别提升了49.3%、25.6%、14.4%,其中根和叶施、叶施处理显著提高了果实中醛类的相对含量,而根施处理显著提高了萜类的相对含量。差异VOC统计结果表明,与对照相比,根和叶施、根施、叶施腐植酸处理VOC积累上调数量分别为153、147和13个,占总差异积累VOC数量的97.5%、97.4%和81.3%,根和叶施、根施处理的差异VOC数量显著多于叶施处理。感官风味特征分析表明,根和叶施腐植酸能够增加番茄果实的甜香型香味特征,而单独根施和叶施处理则能够增加果香型香味特征。主成分分析结果表明:腐植酸处理后番茄果实香气特征不是被其中1或2种相对含量高或相对气味活度值较高的VOC主导,而是被多种VOC相互作用影响,使其呈现出不一样的香气类型。综上,腐殖酸处理,尤其是根和叶施处理,可显著影响番茄果实中VOC的组成和相对含量,提升风味品质。

关键词：樱桃番茄腐植酸挥发性有机化合物相对含量风味特征

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腐植酸对漆酶诱导雌激素自聚合动力学的影响

农业环境科学学报 2023年第5期42卷 1042-1050页

作者：高曦陈美骅孙凯苏州中晟环境修复有限公司江苏苏州215104 农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

本文选择17β-雌二醇(E2)、17α-炔雌醇(EE2)和双酚A(BPA)作为环境中3种典型的代表性雌激素,采用批量平衡试验方法,研究了腐植酸(HA)对变色栓菌(Trametes versicolor)漆酶诱导雌激素转化动力学、产物分布和作用机制的影响。结果表明:漆... 详细信息

本文选择17β-雌二醇(E2)、17α-炔雌醇(EE2)和双酚A(BPA)作为环境中3种典型的代表性雌激素,采用批量平衡试验方法,研究了腐植酸(HA)对变色栓菌(Trametes versicolor)漆酶诱导雌激素转化动力学、产物分布和作用机制的影响。结果表明:漆酶在3 h内对3种雌激素的去除率均高于95%,E2、EE2和BPA的转化动力学常数(k)分别为2.48、2.03 h^(-1)和1.45 h^(-1)。添加HA有效抑制了E2(k=1.04 h^(-1))和EE2(k=0.64 h^(-1))的转化,但促进了BPA的去除(k=3.13 h^(-1)),漆酶诱导HA和长链BPA自聚物发生共聚合反应,所形成的BPA-HA共聚物快速降低了长链BPA自聚物的产量,从而消除了其对漆酶催化活性和稳定性的抑制作用。产物鉴定证实了雌激素的转化产物主要为二聚体、三聚体和四聚体等低聚物。雌激素和HA的共聚合机制分为2个步骤:首先,雌激素和HA被漆酶单电子氧化,该过程形成大量的活性自由基中间体;随后,这些不稳定的活性自由基中间体通过C C、C O C或C N C键共价结合,生成多种结构复杂的雌激素自聚物和共聚物。研究表明,HA能够影响漆酶诱导雌激素自聚合,形成更加复杂的共聚合产物,从而消除环境雌激素污染、封存有机碳。

关键词：腐植酸真菌漆酶雌激素聚合反应影响机制

腐植酸:结构性质、来源、制备与应用研究进展

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中国科学：化学 2023年第8期53卷 1437-1454页

作者：赵奇丰杨悦邱欣悦杨博赵东叶张蔚宿新泰华南理工大学环境与能源学院广东省固体废物污染控制与资源化重点实验室广州510006 中新国际联合研究院广州510000 圣地亚哥州立大学土木、建筑和环境工程系圣地亚哥921824 中国石油集团西部钻探工程有限公司钻井液分公司克拉玛依830046

腐植酸是一类具有代表性的功能型天然高分子化合物,其商业价值较高,发展前景良好.但天然腐植酸的形成需要很长时间,因此采用人工方法合成腐植酸被认为是一种优秀的增值方法.本文综述了腐植酸的结构性质、来源、制备与应用方面的研究进展... 详细信息

腐植酸是一类具有代表性的功能型天然高分子化合物,其商业价值较高,发展前景良好.但天然腐植酸的形成需要很长时间,因此采用人工方法合成腐植酸被认为是一种优秀的增值方法.本文综述了腐植酸的结构性质、来源、制备与应用方面的研究进展.首先,介绍了腐植酸的结构性质和功能;接着按照来源将腐植酸分为矿源腐植酸和生物腐植酸两类;然后阐述了微生物分解法、水热法、催化/氧化法和热解法四种增强腐植酸制备方法的研究现状,并进一步介绍了腐植酸在农业、工业、医药、环保和新型材料领域的应用情况;最后还根据腐植酸在增强制备和应用方面存在的挑战,进行了展望.

关键词：腐植酸结构性质来源制备应用

腐植酸淋洗对重金属污染土壤微生物群落结构影响研究

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农业环境科学学报 2023年第5期42卷 1061-1070页

作者：方明智唐思琪孙煜璨陈坦张冰刘翼飞杨婷中央民族大学生命与环境科学学院北京100081 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

为阐明腐植酸淋洗残留对土壤重金属形态分布、土壤理化性质与微生物群落结构变化的影响,本研究基于室内土壤淋洗实验与高通量测序技术,研究了腐植酸淋洗前后土壤重金属形态、pH、氨氮(NH+4-N)和土壤有机碳(SOC)含量变化特征,揭示了土壤... 详细信息

为阐明腐植酸淋洗残留对土壤重金属形态分布、土壤理化性质与微生物群落结构变化的影响,本研究基于室内土壤淋洗实验与高通量测序技术,研究了腐植酸淋洗前后土壤重金属形态、pH、氨氮(NH+4-N)和土壤有机碳(SOC)含量变化特征,揭示了土壤微生物群落结构组成和多样性的变化规律与主要环境影响因素。结果表明,腐植酸淋洗可去除土壤中的Cd和Zn,对Pb的去除效果较差。淋洗后土壤中的Cd和Zn被活化,可迁移性提高;Pb的可氧化态和残渣态比例升高,可迁移性降低。在土壤微生物群落结构变化方面,淋洗后30 d内细菌群落丰富度先降低后升高,群落多样性提高。淋洗后Chloroflexi、Acidobacteria、Gemmatimonadetes、Fibrobacteres、Armatimonadetes等菌群的相对丰度增加,Actinobacteria、Firmicutes等菌群的相对丰度降低。腐植酸淋洗后土壤微生物的相互作用和网络复杂性提高;土壤微生物将会更高效地进行物质传输和利用,同时抵御环境扰动的能力也更强。腐植酸淋洗改变了土壤理化性质,驱动微生物群落结构改变的主要环境因子是酸提取态Pb、Zn含量和NH+4-N含量。腐植酸可以有效淋洗出Cd和Zn,但会活化土壤中残留的Cd和Zn,降低微生物群落多样性;后期培养过程中腐植酸残留可以钝化重金属,并提高微生物群落多样性、改善微生物群落结构。因此,腐植酸淋洗剂具有良好的土壤重金属去除和微生物群落结构改善能力,是一种高效且环境友好的土壤淋洗剂。此外,本研究还可为评价淋洗后土壤的微生态响应提供科学指导。

关键词：重金属土壤淋洗腐植酸环境因子微生物群落结构

腐植酸的人工合成及其在环境污染修复中的研究进展

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环境工程学报 2024年

作者：徐佰青王雨张雷王文祥李爱民单广波中石化(大连)石油化工研究院有限公司大连理工大学环境学院

腐植酸（HA）作为广泛存在于自然环境中的有机物，在生物和非生物地球化学过程中发挥着至关重要的作用，特别是在碳循环、土壤肥力和环境污染修复等方面。由于其独特的功能性和环境重要性，腐植酸市场需求迅速增长，人工合成腐植酸因其... 详细信息

腐植酸（HA）作为广泛存在于自然环境中的有机物，在生物和非生物地球化学过程中发挥着至关重要的作用，特别是在碳循环、土壤肥力和环境污染修复等方面。由于其独特的功能性和环境重要性，腐植酸市场需求迅速增长，人工合成腐植酸因其原料易得、产品功能性强等优势而备受关注。本文系统归纳了生物堆肥、化学氧化聚合、水热腐殖化等有机废物人工合成腐植酸的方法与特点，探讨了腐植酸分别作为电子转移介质参与污染物的氧化还原反应、作为吸附络合剂稳定重金属、作为生物刺激剂加速生物修复作用，以及在石油烃污染土壤修复等方面的应用和效果，并对人工合成腐植酸的未来发展方向和在环境污染修复中的应用前景进行了展望。

关键词：腐植酸人工合成生物腐殖化化学氧化聚合水热腐殖化环境污染修复

腐植酸改良铜污染土壤对小麦生长与吸收利用养分的影响

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中国土壤与肥料 2024年第3期 168-173页

作者：于伟伟邓祎寇太记夏东方刘鹏陈常友河南省科学院地理研究所河南郑州450052 河南科技大学农学院河南洛阳471023 河南省资源环境调查二院河南郑州450007

为了评价腐植酸对铜污染土壤的改良效果,以冬小麦为研究对象,设置施加铜和腐植酸双因素田间盆栽试验,研究成熟期小麦的干物质积累与分配以及对氮、磷、铜素的吸收与利用。结果表明:(1)铜污染土壤中小麦器官的生长受到抑制,总生物量显著... 详细信息

为了评价腐植酸对铜污染土壤的改良效果,以冬小麦为研究对象,设置施加铜和腐植酸双因素田间盆栽试验,研究成熟期小麦的干物质积累与分配以及对氮、磷、铜素的吸收与利用。结果表明:(1)铜污染土壤中小麦器官的生长受到抑制,总生物量显著降低28.7%~66.9%;小麦吸收氮、磷量分别显著降低18.4%~61.5%、9.6%~65.5%,氮、磷素收获指数显著下降;尽管铜污染使小麦对铜素的吸收量显著增加40.5%~115.2%,但茎向叶和穗的迁移系数下降,使得收获指数无变化。(2)施用腐植酸明显改善铜污染造成的小麦根、茎、穗生长受到的抑制,缓解小麦吸收氮、磷素减少的不利影响;相比铜污染处理,腐植酸低(20 g/kg干土)和高(40 g/kg干土)用量可使小麦生物量分别提高25.0%和115.6%,促进小麦对氮(22.6%~111.9%)、磷(28.3%~161.9%)的吸收并提高氮、磷素的收获指数。高腐植酸用量更有助于小麦抵抗铜污染危害胁迫。(3)增施腐植酸能使小麦铜素收获指数显著降低7.2%~9.0%,但会显著增加铜素由茎向叶(12.2%~30.7%)和由茎向穗(46.8%~71.9%)的迁移,导致铜在穗中的积累量增加。由此可见,施用腐植酸改良铜污染土壤的农用效果仍需要进一步研究。

关键词：土壤污染腐植酸土壤改良冬小麦

腐植酸的组成结构及其对作物根系调控的研究进展

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植物营养与肥料学报 2022年第2期28卷 334-343页

作者：周丽平袁亮赵秉强李燕婷张水勤天津市农业科学院农业资源与环境研究所天津300192 农业农村部植物营养与肥料重点实验室/中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

【目的】综述腐植酸的结构及其对作物根系调控方面的研究进展,为腐植酸的进一步资源化利用提供理论依据。【主要进展】1)腐植酸结构复杂、功能多样,由C、H、O、N和S等元素构成。腐植酸是多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物,其裂解... 详细信息

【目的】综述腐植酸的结构及其对作物根系调控方面的研究进展,为腐植酸的进一步资源化利用提供理论依据。【主要进展】1)腐植酸结构复杂、功能多样,由C、H、O、N和S等元素构成。腐植酸是多价酚型芳香族化合物与氮化合物的缩聚物,其裂解产物主要有烷烃类、饱和醇类、非饱和线性醇类、吡啶类等,其形成机制主要基于氨基糖缩合理论、多酚理论和木质素理论。采用核磁共振、漫反射傅里叶变换红外光谱、表面加强拉曼光谱、X射线吸收近边结构和X射线吸收光谱法表征可知,各类来源腐植酸中均含有芳香碳、羧基碳、羰基碳和羟基碳等结构。化学改性可以改变腐植酸的功能组成,而氧化是增加腐植酸含氧官能团数量的重要方式,它可以使腐植酸或者煤中的H/C值、O/C值提高,腐植酸分子量向小分子量方向转移,增加羧酸、醇、胺、酯、醚等含氧基团数量。2)腐植酸含有很多活性官能团,具有较高的物理、化学和生物活性。腐植酸活性功能团对养分的有效性有双向调控,可影响植物生长的原生代谢和次生代谢过程,其对植物生长的影响与其结构关系密切,它可促进作物养分吸收,提高土壤中养分含量,综合调控作物生长环境,改善作物体的养分吸收、同化和利用状况。3)根系对腐植酸的响应是腐植酸促进植物生长的最初动力,它可通过影响根系形态、根系养分吸收、根系基因表达等来影响根系的生长发育,腐植酸对作物根系的作用效果受其来源、浓度、分子量、官能团、结构和成分的影响。【研究展望】今后应加强腐植酸结构特征研究,提高对腐植酸效果的机理认识。腐植酸对作物生长调控特别是对作物根系的调控机理的研究方式与实际有较大差距,因此,建立非破坏性手段还原腐植酸的结构特征,研究腐植酸对作物根系生长的作用机理,值得重视。

关键词：腐植酸结构氧化根系调控

腐植酸水溶肥部分替代化学氮肥对土壤-水稻体系镉迁移富集的影响

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中国土壤与肥料 2024年第3期 159-167页

作者：冯剑范琼酒元达苏初连邓爱妮叶海辉张振山赵敏中国热带农业科学院分析测试中心/海南省热带果蔬产品质量安全重点实验室/农业农村部亚热带果品蔬菜质量安全控制重点实验室海南海口571101

为探明腐植酸水溶肥部分替代化学氮肥对调控镉(Cd)在土壤-水稻体系吸收转运效果,采用盆栽试验方法,设置不施氮肥(CK)、化学氮肥(CF)、替代20%化肥氮(HF1)、替代45%化肥氮(HF2)及替代70%化肥氮(HF3)5个处理,探究腐植酸水溶肥部分替代化... 详细信息

为探明腐植酸水溶肥部分替代化学氮肥对调控镉(Cd)在土壤-水稻体系吸收转运效果,采用盆栽试验方法,设置不施氮肥(CK)、化学氮肥(CF)、替代20%化肥氮(HF1)、替代45%化肥氮(HF2)及替代70%化肥氮(HF3)5个处理,探究腐植酸水溶肥部分替代化学氮肥对Cd高污染酸性稻田土壤有效态Cd含量及水稻各部位Cd吸收、转运和积累的影响。结果表明:施氮和腐植酸水溶肥替代氮肥处理均不同程度降低土壤pH、增加土壤有效态Cd含量,土壤有效态Cd含量随腐植酸水溶肥替代比例增加而升高,但差异不显著;施氮和腐植酸水溶肥替代氮肥处理促进水稻植株各部位对Cd的吸收富集,显著影响器官间Cd的转运。与CF处理相比,HF2和HF3处理分别显著提高Cd转运系数TF_(叶片/茎秆)90.00%和190.00%,分别提高叶片Cd富集系数100.00%和233.33%,分别降低转运系数TF_(糙米/穗轴)35.06%和41.6%,抑制了Cd向稻米迁移分配;施氮能有效促进干物质形成,与CF处理相比,HF2处理显著提高糙米和地上部干物质重,分别达26.82%和23.03%,有利于稻米干物质重形成。本试验条件下,腐植酸水溶肥适宜替代氮肥45%~70%能提高水稻干物质重,有效降低Cd向稻米迁移富集。

关键词：等氮替代腐植酸稻田土镉迁移富集

腐植酸对纳米TiO_(2)催化降解土壤中萘和菲的影响

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化工新型材料 2023年第3期51卷 221-226,233页

作者：朱军峰杨宇啸杨乐王俊奇高薇春陕西科技大学化学与化工学院陕西省轻化工助剂化学与技术重点实验室西安710021 陕西省油气井及储层渗流与岩石力学重点实验室西安石油大学西安710065 自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室西安710075

化石燃料的采输和使用致使土壤中多环芳烃类污染物持续增加,影响了农作物的生长并威胁人类健康。腐植酸(HA)作为土壤中的有机质,含有多种官能团,在光催化降解有机污染物中具有敏化或抑制作用。将HA与TiO_(2)以不同质量比进行复配制备了... 详细信息

化石燃料的采输和使用致使土壤中多环芳烃类污染物持续增加,影响了农作物的生长并威胁人类健康。腐植酸(HA)作为土壤中的有机质,含有多种官能团,在光催化降解有机污染物中具有敏化或抑制作用。将HA与TiO_(2)以不同质量比进行复配制备了复合催化材料,考察了材料组成、pH、光源等因素对多环芳烃降解率的影响。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对降解情况进行定量分析,结合傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪分析了HA影响TiO_(2)降解作用的机理。结果表明:复合催化材料有利于提高萘和菲的降解率,萘和菲的降解率分别为72.1%和83.3%;HA与纳米TiO_(2)之间产生了静电作用以及配合作用,提高了TiO_(2)表面的催化反应位点。

关键词：多环芳烃光催化降解纳米TiO_(2) 腐植酸