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微生物燃料电池处理畜禽养殖废水研究进展及展望

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农业资源与环境学报 2024年第2期41卷 344-359页

作者：刘壮壮李同刘崇涛宋建超李洋洋陶秀萍尚斌张万通蔡阳扬中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国农业科学院都市农业研究所成都610200

随着畜禽养殖业向规模化、集约化方向发展,畜禽养殖过程中产生的大量废水成为畜禽养殖场周围环境污染的重要因素。微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)作为一种电化学微生物技术,能够在去除废水中有机物的同时产生电能,在处理高浓... 详细信息

随着畜禽养殖业向规模化、集约化方向发展,畜禽养殖过程中产生的大量废水成为畜禽养殖场周围环境污染的重要因素。微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)作为一种电化学微生物技术,能够在去除废水中有机物的同时产生电能,在处理高浓度畜禽养殖废水方面具有广阔的发展和应用前景。本文介绍了MFC的分类,并从污染物(化学需氧量、氨氮、总磷和抗生素)去除和产电性能两个方面分析MFC在畜禽养殖废水处理领域的研究现状,并拓展性地阐述了新型耦合MFC技术处理畜禽养殖废水的应用前景,最后指出MFC处理畜禽养殖废水存在的问题,并提出未来可行的发展方向,包括放大装置尺寸、开发新型耦合MFC技术、研究参数的交互作用、深入发掘污染物去除机理和电子传递机制。

关键词：微生物燃料电池畜禽养殖废水污染物去除产电性能技术耦合

玫瑰花渣多糖提取工艺优化及体外抗氧化活性分析

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食品工业科技 2024年

作者：张婷阳张伶蒋雨秦刘洋王新惠赵欣欣苗保河中国农业科学院都市农业研究所成都大学

玫瑰花渣是玫瑰精油提取过程中产生的主要废弃物之一。以玫瑰花渣为原料，采用单因素试验结合Box-Behnken响应面法优化了超声辅助纤维素酶与果胶酶复合提取玫瑰花渣多糖的提取工艺，并对多糖体外抗氧化活性进行了研究。结果表明在料液比... 详细信息

玫瑰花渣是玫瑰精油提取过程中产生的主要废弃物之一。以玫瑰花渣为原料，采用单因素试验结合Box-Behnken响应面法优化了超声辅助纤维素酶与果胶酶复合提取玫瑰花渣多糖的提取工艺，并对多糖体外抗氧化活性进行了研究。结果表明在料液比为1：15，复合酶(纤维素酶：果胶酶=1：1)添加量为1.9%，酶解温度47 ℃，酶解时长84.5 min的条件下，玫瑰花渣多糖得率为4.308% ± 0.03%。体外抗氧化实验表明玫瑰花渣多糖总抗氧化能力较强，当多糖溶液浓度为5 mg/mL时，其FRAP值为0.30，对DPPH·、ABTS+·的清除能力较强，清除率分别为98.93%和92.19%，对O2-·的清除能力较弱，清除率为24.93%。同时，玫瑰花渣多糖对DPPH·、ABTS+·、O2-·清除能力的IC50值大小分别为0.357 mg/mL、0.608 mg/mL、64.206 mg/mL。该研究为玫瑰花渣的回收再利用提供了理论依据。

关键词：玫瑰花渣复合酶多糖响应面分析抗氧化活性

紫外线对栽培营养废液的抑菌效应及营养成分影响研究

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中国农业科技导报 2024年第7期26卷 166-173页

作者：刘崇涛李同李洋洋刘壮壮蔡阳扬宋建超张万通尚斌陶秀萍中国农业科学院都市农业研究所成都610213 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

为探究紫外线辐照对栽培营养废液中尖孢镰刀菌的抑菌效果以及营养成分的影响,以2种典型真菌即黄瓜和番茄专化型尖孢镰刀菌为材料,采用1.3、2.7、3.8 mW·cm^(-2)3种辐照强度和1、3、5 min 3个辐照时间对营养废液进行灭菌试验。结果表明... 详细信息

为探究紫外线辐照对栽培营养废液中尖孢镰刀菌的抑菌效果以及营养成分的影响,以2种典型真菌即黄瓜和番茄专化型尖孢镰刀菌为材料,采用1.3、2.7、3.8 mW·cm^(-2)3种辐照强度和1、3、5 min 3个辐照时间对营养废液进行灭菌试验。结果表明,在离体培养下,紫外线对2种病原真菌有明显抑制效果,且随着辐照剂量增加,菌丝生长缓慢,菌落形态皱缩,孢子生殖量及萌发率降低,在最高剂量1140 mJ·cm^(-2)(3.8 mW·cm^(-2)、5 min)下实现100%抑菌率;同样在接种营养液下最高剂量处理显著抑制菌孢生长,杀灭率达到95%以上。经最高剂量紫外辐照后2种营养液中有机物去除率分别为92.3%、83.3%,而全氮、全磷含量无明显变化,表明紫外辐照在实现有效抑菌的同时易造成营养液中有机质损失而影响其后续的循环利用。以上研究结果为紫外杀菌技术在设施园艺栽培循环系统的应用提供基础数据。

关键词：紫外辐射营养废液尖孢镰刀菌抑菌作用营养成分

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基于农作物秸秆的絮凝剂制备及其效果研究

中国农业科技导报 2024年第5期26卷 167-173页

作者：蔡阳扬陶秀萍董红敏李同尚斌宋建超刘崇涛刘壮壮中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国农业科学院都市农业研究所成都610200

为研发基于农作物秸秆的新型天然高分子絮凝剂,通过硝酸-乙醇法提取玉米、水稻和小麦3种作物秸秆中的纤维素,并在均相水溶液中(反应温度为30、40、50和60℃)与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(methacryloxyethyltrimethyl ammonium chlori... 详细信息

为研发基于农作物秸秆的新型天然高分子絮凝剂,通过硝酸-乙醇法提取玉米、水稻和小麦3种作物秸秆中的纤维素,并在均相水溶液中(反应温度为30、40、50和60℃)与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride,DMC)接枝共聚生成秸秆纤维素接枝DMC絮凝剂(straw cellulose grafted methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride flocculant,SC-g-DMC)。结果显示,3种作物秸秆提取后纤维素含量最佳为(69.8%±1.7%),样品的接枝率最佳为(36.9%±3.1%)。红外光谱和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)间接证实了单体成功接枝到秸秆纤维素表面。SC-g-DMC对奶牛场污水的絮凝效果表明,在不同反应温度下污染物去除效率随反应温度的升高呈先升高后下降趋势,反应温度为40℃时制备的SC-g-DMC的絮凝效果最佳,100 mg·L^(-1) SC-g-DMC对奶牛场污水的化学需氧量去除率为(13.9%±2.3%),浊度去除率为(30.6%±5.6%),总悬浮固体去除率为(33.8%±0.9%)。以上结果表明该絮凝剂具有良好的应用前景,可为新型天然高分子絮凝剂的应用提供基础数据。

关键词：絮凝剂秸秆纤维素接枝奶牛厂污水

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26种真菌UGPase基因的密码子使用偏好性与进化分析

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菌物研究 2024年

作者：段昕莲严俊杰甘颖袁滨林俊彬韩星甘炳成中国农业科学院都市农业研究所国家成都农业科技中心漳州市农业科学研究所

为明确真菌UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因（UGPase）的密码子使用特性与进化关系，选取14个担子菌和12个子囊菌的UGPase基因，使用Codon W、SPSS和MEGA等软件对26个真菌UGPase基因的密码子使用偏好性和密码子RSCU、CDS的聚类情况进行分析。... 详细信息

为明确真菌UDP-葡萄糖焦磷酸化酶基因（UGPase）的密码子使用特性与进化关系，选取14个担子菌和12个子囊菌的UGPase基因，使用Codon W、SPSS和MEGA等软件对26个真菌UGPase基因的密码子使用偏好性和密码子RSCU、CDS的聚类情况进行分析。结果表明，26种真菌UGPase密码子的GC含量为36.9%～59.2%，GC3s含量为31.6%～87.7%。其中，担子菌中有12个UGPase密码子偏好以G/C结尾；子囊菌中除酵母菌外的第三位密码子组成具有G/C偏好性。相关性分析结果显示，GC3s与ENc呈极显著负相关，与GC呈极显著正相关；ENc与L＿aa呈显著正相关，与密码子适应指数（CAI）呈极显著负相关。ENc绘图分析结果表明，真菌UGPase密码子偏性同时受突变压力和选择压力的影响，其中子囊菌受选择压力的影响大于担子菌。奇偶偏好分析结果表明，该基因密码子第三位碱基的嘧啶含量高于嘌呤含量。聚类分析结果显示，密码子使用偏性与序列和物种的进化水平不一致。多数真菌的UGPase密码子偏好使用G/C结尾，且同时受到自然选择、突变等方面因素的影响，其密码子使用偏性与物种间的进化关系存在差异，不适合用于判定作为物种间的进化关系。

关键词： UDP-葡萄糖焦磷酸化酶担子菌子囊菌密码子偏好性物种进化

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食用菌菌种退化机制及其保藏方法研究进展

菌物研究 2024年

作者：甘颖陈杰林俊彬严俊杰羊淑琴韩星甘炳成四川省汉源县农业农村局中国农业科学院都市农业研究所国家成都农业科技中心

食用菌菌种是食用菌产业发展的基础，菌种质量直接影响着食用菌子实体的质量和产量。如何做好菌种保藏避免菌种退化是困扰食用菌从业人员的重要科学问题。综述了食用菌菌种退化的表现、辨别方法、退化的机制，以及菌种保藏的关键因素，... 详细信息

食用菌菌种是食用菌产业发展的基础，菌种质量直接影响着食用菌子实体的质量和产量。如何做好菌种保藏避免菌种退化是困扰食用菌从业人员的重要科学问题。综述了食用菌菌种退化的表现、辨别方法、退化的机制，以及菌种保藏的关键因素，并探讨了防止菌种退化的保藏方法及其复壮手段。旨在加深对菌种退化机理的认识，为解决菌种退化问题提供参考，为维护食用菌种源安全，推动食用菌产业的可持续发展提供理论基础。

关键词：食用菌菌种退化机制菌种保藏菌种复壮

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LED光质对辣椒果实色泽品质的影响

核农学报 2024年第4期38卷 794-803页

作者：杨奇谢小玉李清明郑胤建中国农业科学院都市农业研究所四川成都610218 西南大学农学与生物科技学院重庆400716

为探究LED光质处理对辣椒果实色泽的影响,采用光强为140μmol·m^(-2)·s^(-1)的LED蓝光(450 nm)、LED绿光(520 nm)、LED红光(660 nm)和LED白光,其中LED白光为对照,在温度25℃、相对湿度80%和光周期12 h的条件下,对花后30 d的辣椒果实... 详细信息

为探究LED光质处理对辣椒果实色泽的影响,采用光强为140μmol·m^(-2)·s^(-1)的LED蓝光(450 nm)、LED绿光(520 nm)、LED红光(660 nm)和LED白光,其中LED白光为对照,在温度25℃、相对湿度80%和光周期12 h的条件下,对花后30 d的辣椒果实分别进行照射,测定照射前及花后38、46 d辣椒果实的色泽指标、总叶绿素含量、总类胡萝卜素含量、总类黄酮相对含量、总花青素相对含量、β-胡萝卜素含量、叶黄素含量、β-隐黄质含量、玉米黄质含量、辣椒红素含量、美国香料贸易协会标准(ASTA)色值和国际色价标准(ICU)等变化。结果表明,与对照相比,LED红光能加速辣椒果实的转色,花后38和46 d,LED红光照射下辣椒果实的色泽指标均显著优于对照。在花后38 d时,LED红光照射下的辣椒红素含量显著增加至花后30 d的27倍,ASTA色值则显著提高至花后30 d的约3.5倍(P研究结果为LED光质加速采前辣椒果实转色,尤其是加快辣椒红素的积累及果实色泽品质提升提供了新思路。

关键词： LED光质辣椒果实色泽品质辣椒红素 ASTA色值

基于营养与智能感官综合比较不同烹饪方式下芫根的品质差异

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现代食品科技 2024年第3期40卷 239-246页

作者：蔡雪梅乐洋刘欣张婧彭毅秦易宇文乔明锋四川旅游学院烹饪科学重点实验室四川成都610100 潍坊市检验检测中心山东潍坊261000 中国农业科学院都市农业研究所四川成都610213

为筛选出芫根的适宜烹饪方式,本研究利用氨基酸自动分析仪、电子舌和食品热量检测仪(Calory Answer)比较了5种烹饪方式(水煮、气蒸、微波、高压和油炒)下芫根游离氨基酸、整体滋味和营养成分的差异,同时对芫根的抗氧化活性进行了分析。... 详细信息

为筛选出芫根的适宜烹饪方式,本研究利用氨基酸自动分析仪、电子舌和食品热量检测仪(Calory Answer)比较了5种烹饪方式(水煮、气蒸、微波、高压和油炒)下芫根游离氨基酸、整体滋味和营养成分的差异,同时对芫根的抗氧化活性进行了分析。结果表明:新鲜芫根中总游离氨基酸含量为261.06 mg/100 g,以甜味氨基酸为主,气蒸、微波和油炒后芫根中总游离氨基酸的含量分别提高90.50%、59.74%和83.92%,其中苦味氨基酸比例增加;水煮能够增加酸味和鲜味氨基酸的比例,减少苦味氨基酸比例。油炒、微波和高压能显著提高芫根的能量和碳水化合物含量,气蒸和油炒能显著提高其多酚含量和抗氧化活性(P<0.05)。电子舌能有效区分不同方式烹饪的芫根,水煮和气蒸的芫根滋味较为接近,微波和高压的相似,油炒的较其他相比滋味差异较大。主成分综合评价分析表明:芫根最适宜的烹饪方式是气蒸,其次是油炒。

关键词：游离氨基酸电子舌芫根食品热量成分检测仪

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植物工厂中不同LED光质对番杏植株生长及营养物质积累的影响

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南方农业学报 2024年第2期55卷 520-530页

作者：刘宣宣贺忠群李清明扎西桑布秦艳梅李春燕张瑞洁四川农业大学园艺学院四川成都611130 中国农业科学院都市农业研究所四川成都610299 西藏昌都市八宿县农牧科技推广服务中心西藏昌都854600

【目的】研究植物工厂中不同LED光质对番杏植株生长及营养物质积累的影响,为筛选适宜番杏植株生长的最佳光质及番杏的优质高效栽培提供参考依据。【方法】以种植在植物工厂中的番杏为试验材料,设置白光为对照(CK)及不同比例红、蓝光(R2B... 详细信息

【目的】研究植物工厂中不同LED光质对番杏植株生长及营养物质积累的影响,为筛选适宜番杏植株生长的最佳光质及番杏的优质高效栽培提供参考依据。【方法】以种植在植物工厂中的番杏为试验材料,设置白光为对照(CK)及不同比例红、蓝光(R2B8、R5B5和R8B2)4个光照条件处理,处理后45 d,测定番杏主根长、株高、茎粗、叶片数、叶面积和含水量等生长指标,测定光合色素含量与光合参数[净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))和蒸腾速率(T_(r))]及营养品质(单宁、总黄酮、总皂苷、可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白和硝酸盐含量)指标,并分析主要农艺性状与营养指标的相关性。【结果】随着红光比例的增加,株高和主根长呈上升趋势,排序为R8B2>R5B5>CK>R2B8;红光比例的增加显著促进了番杏叶面积的增加(P0.05),硝酸盐含量随着红光比例的增加而降低。相关分析结果显示,不同LED光质处理下番杏的生长特性和营养成分变化密切相关。番杏的株高与茎粗、叶面积、鲜重等呈极显著正相关(P<0.01,下同),P_(n)与叶绿素a、总叶绿素含量和茎粗呈极显著正相关,总黄酮与单宁和可溶性蛋白呈显著正相关,硝酸盐与茎粗、叶绿素b、G_(s)等呈负相关。【结论】红、蓝光不同配比影响植物工厂中番杏的生长和营养物质积累,当2种光质光配比为R8B2时可促进番杏光合作用、形态建成和营养物质积累,降低硝酸盐含量,提升食用口感,可应用于番杏实际生产。

关键词：番杏 LED光质生长品质

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