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不同比例硫酸铵替代尿素对玉米根际土壤环境及微生物群落的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3584-3594页

作者：张延慧刘宇韩莹董馨宇郭探文闫秋艳闫双堆山西农业大学资源环境学院太谷030801 山西农业大学小麦研究所临汾041000 山西农业大学农业资源与环境国家级实验教学示范中心太谷030801

为了探究工业副产物硫酸铵以不同比例替代尿素做为氮肥施入土壤后对土壤养分以及微生物群落的影响,进行了盆栽玉米试验.试验采用完全随机设计方法,共设置5个处理:CK(不施肥)、U_(10)S_(0)(100%尿素)、U_(8)S_(2)(80%尿素+20%硫酸铵)、U_... 详细信息

为了探究工业副产物硫酸铵以不同比例替代尿素做为氮肥施入土壤后对土壤养分以及微生物群落的影响,进行了盆栽玉米试验.试验采用完全随机设计方法,共设置5个处理:CK(不施肥)、U_(10)S_(0)(100%尿素)、U_(8)S_(2)(80%尿素+20%硫酸铵)、U_(6)S_(4)(60%尿素+40%硫酸铵)和U_(0)S_(10)(100%硫酸铵).应用常规方法进行土壤基本理化性质以及玉米植株干重的测定,通过Illumina Nova Seq平台进行微生物测序.结果表明:①在玉米的各个生育期,施肥处理土壤p H(7.85~8.15)与CK(8.1~8.21)相比都有所下降,并且随着硫酸铵比例的增加p H呈不断下降的趋势;②在玉米各生育期土壤碱解氮含量随着硫酸铵比例的增加呈逐渐增加的趋势,U_(0)S_(10)处理比CK和U_(10)S_(0)处理分别提高了30.56%~63.68%和13.22%~38.43%;有机碳含量变化趋势为:U_(8)S_(2)>U_(6)S_(4)>U_(0)S_(10),但除苗期以外其他生育期添加硫酸铵的处理都仍高于U_(10)S_(0)处理;③所有的施肥处理蛋白酶活性都高于对照,并且随着玉米的不断生长和硫酸铵比例的增加蛋白酶活性逐渐增强,U_(0)S_(10)处理在玉米各生育期都高于U_(10)S_(0)处理,提高了10.54%~100%;各施肥处理土壤蔗糖酶活性范围为0.04~0.24 mg·(g·24 h)^(-1),并在所有生育期U_(0)S_(10)处理都显著高于U_(10)S_(0)和CK处理,分别提高了20.32%~99.16%、24.31%~79.33%;④所有施肥处理的玉米根际细菌和真菌物种丰富度都低于CK处理,U_(10)S_(0)处理仅低于CK,硫酸铵替代尿素的3个处理细菌群落物种多样性趋势为:U_(8)S_(2)>U_(0)S_(10)>U_(6)S_(4),真菌为:U_(6)S_(4)>U_(8)S_(2)>U_(0)S_(10);⑤U_(0)S_(10)和U_(10)S_(0)处理玉米植株干重最大,分别比CK处理提高了39.47%和36.16%,U_(0)S_(10)处理高于U_(10)S_(0)处理但差异不显著;Pearson模型表明相关环境变量对土壤根际真菌和细菌物种丰富度和多样性有一定影响,其中p H值和土壤碱解氮含量是影响微生物物种多样性的最主要因素.综上,在石灰性褐土的玉米种植中,以一定比例硫酸铵替代尿素比单施尿素更能提高土壤养分,在一定程度上影响了玉米生长及根际微生物群落,并且有更大的产出.

关键词：硫酸铵 pH 碳氮养分土壤酶活性根际微生物

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干燥物系解析理论研究进展

农业工程学报 2024年第6期40卷 1-13页

作者：李长友华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 广东省工业机器人及机械自动化工程技术研究中心大旺526238

干燥是含湿物料与有限介质两个独立物系,在限定的工艺条件下,自发进行能量传递和转换的过程。它隶属热力学范畴,而又不同于一般的热力过程,在物系边界存在诸多错综复杂的随机因素交互作用,使得基于热力学熵参数无法对实际过程的能效进... 详细信息

干燥是含湿物料与有限介质两个独立物系,在限定的工艺条件下,自发进行能量传递和转换的过程。它隶属热力学范畴,而又不同于一般的热力过程,在物系边界存在诸多错综复杂的随机因素交互作用,使得基于热力学熵参数无法对实际过程的能效进行实时的定量评价。基于传递定律建立扩散模型,得不到传递系数严格意义的数学解,存在微积分结果偏离实际较远的情况;基于反应工程原理建立干燥动力学模型,存在指前因子,活化能,机理函数等待定的物理量,实际应用存在很大的局限性。如何从理论上完整地解析出实际过程,得到其分析解是热力学应用技术基础科学研究领域自古以来的重大理论难题。近十几年,笔者从非均相系热力学基础和干燥㶲分析入手,以干燥㶲传递和转换时的自由能消耗为统一尺度,以水分活度为一切干燥物系的共同属性,揭示了干燥物系固有特征函数及其理论解,丰富了热力学应用技术基础理论。该文从干燥物系解析理论发展的历史现状,阐释揭示物料干燥理论过程、评价工艺装备能效的解析理论与方法并指明其应用与发展的技术途径,为揭示物系传递机理、评价工艺装备系统能效、实现干燥过程自适应控制和制订科学的工艺能效评价标准提供参考。

关键词：干燥模型机理函数分析解水分结合能汽化潜热能效评价

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交配前后雌雄桑蚕蛾营养价值评价

食品与发酵工业 2024年第2期50卷 145-152页

作者：林碧敏钟杨生潘子文张莹严会超陈芳艳华南农业大学基础实验与实践训练中心广东广州510642 华南农业大学动物科学学院广东广州510642

为深入了解桑蚕蛾的营养物质成分,检测了交配前后9芙雌雄蚕蛾蛋白质、脂肪酸和氨基酸的组成和含量。通过粗蛋白、粗脂肪、不饱和脂肪酸含量、动脉粥样硬化指数(indices of atherogenicity,IA)、血栓形成指数(thrombogenicity,IT)以及氨... 详细信息

为深入了解桑蚕蛾的营养物质成分,检测了交配前后9芙雌雄蚕蛾蛋白质、脂肪酸和氨基酸的组成和含量。通过粗蛋白、粗脂肪、不饱和脂肪酸含量、动脉粥样硬化指数(indices of atherogenicity,IA)、血栓形成指数(thrombogenicity,IT)以及氨基酸评分、化学评分、必需氨基酸指数(essential amino acid index,EAAI)、营养指数(nutrition index,NI)和生物价(biological value,BV)等指标评价了蚕蛾的营养价值。结果表明,蚕蛾氨基酸和不饱和脂肪酸含量丰富,交配前雌蛾蛋白质(21.6%,鲜重)、总氨基酸(46.94 g/100 g)、必需氨基酸含量(15.86%)以及EAAI(99.33)、NI(21.45)和BV(96.57)最高,同时含有丰富的甜味、药效和支链氨基酸,粗脂肪含量(7.11%,鲜重)低,多不饱和脂肪酸占比(78.18%)高,IA(0.21)和IT(0.14)低,是理想的蛋白源。交配后的雄蛾粗脂肪(24.46%,鲜重)、不饱和脂肪酸(44.31 g/100 g)、亚麻酸含量(19.37 g/100 g)最高,IA(0.28)和IT(0.22)指数较低,是提取不饱和脂肪酸的优质原料。该研究为桑蚕蛾在食品领域的开发应用提供了理论依据。

关键词：桑蚕蛾粗蛋白粗脂肪脂肪酸氨基酸营养评价

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水凝胶纺织复合材料

化学进展 2024年第6期36卷 914-927页

作者：郭婉茹李政刘兵巩继贤张松楠郑国保天津工业大学纺织科学与工程学院先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 国家先进印染技术创新中心泰安271001 宁夏神聚农业科技开发有限公司中卫755000 宁夏农林科学院农业生物技术研究中心银川750002

水凝胶材料因优异的亲水、生物相容性及可调节的仿生特性等备受关注,但其固有的非均匀微观结构和低密度分子链使得其力学性能较差,限制了其实际应用,制备出机械强度高又有韧性的水凝胶材料一直是本领域研究的难点。由于复合材料不断向... 详细信息

水凝胶材料因优异的亲水、生物相容性及可调节的仿生特性等备受关注,但其固有的非均匀微观结构和低密度分子链使得其力学性能较差,限制了其实际应用,制备出机械强度高又有韧性的水凝胶材料一直是本领域研究的难点。由于复合材料不断向功能化和智能化的方向发展,将高分子水凝胶引入纺织领域制备凝胶基纺织复合材料不仅能改善凝胶材料的缺陷,还可提升纺织材料的性能,扩宽其潜在的应用前景。本文综述了水凝胶纺织复合材料的研究进展,重点介绍了水凝胶基纺织复合材料的设计策略及其力学性能、抗菌性能等方面的增强,讨论了复合材料在油水分离、医用敷料、可穿戴电子设备和阻燃防护等方面的应用进展,并对未来研究方向进行了展望。

关键词：水凝胶纺织品复合材料表面改性

甘蔗尾叶的干法预处理及其乙酰化产物的制备与表征

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化工进展 2024年

作者：张健林日辉银江林李彦姿付雨璐刘晓霞广西民族大学化学化工学院广西多糖材料与改性重点实验室广西中医药大学中医药科学实验中心

甘蔗尾叶（ST）是可再生大宗农业副产物和潜在重要工业原料，有效预处理是其高值化利用的关键步骤。对比分析ST和pST1，pST2和pST3（3种干法预处理甘蔗尾叶）的化学组分和微观结构，发现干法预处理能够有效去除半纤维素并保留纤维素，以... 详细信息

甘蔗尾叶（ST）是可再生大宗农业副产物和潜在重要工业原料，有效预处理是其高值化利用的关键步骤。对比分析ST和pST1，pST2和pST3（3种干法预处理甘蔗尾叶）的化学组分和微观结构，发现干法预处理能够有效去除半纤维素并保留纤维素，以pST3效果最佳，半纤维素去除率和纤维素保留率分别为89.51%和90.58%。分别以pST3和ST为底物，利用乙酸酐-硫酸体系进行乙酰化，分析乙酰化反应效率的差异，采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）等表征产物，结果表明，干法预处理有效增加乙酰化反应活性，Ace-pST3（pST3乙酰化产物）产率为Ace-ST（ST乙酰化产物）的2.07倍，Ace-pST3为含木质素的醋酸纤维素，具有良好热塑性，可制备紫外光屏蔽膜。因此，甘蔗尾叶在干法预处理后直接制备热塑性醋酸纤维素是可行的。

关键词：生物质甘蔗尾叶干法预处理酯化膜

重组木聚糖酶XynH的C/N端及“Thumb”结构对其酶学性质的影响

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食品与发酵工业 2024年第12期50卷 17-23,I0001-I0004页

作者：朱澳迪赵婷徐锦陈茂彬方尚玲李琴工业发酵省部共建协同创新中心发酵工程教育部重点实验室工业微生物湖北省重点实验室湖北工业大学生物工程与食品学院湖北武汉430068 四川农业大学食品学院四川雅安625014

木聚糖酶在造纸、饲料、能源、食品和医药等行业广泛应用,利用基因工程技术快速挖掘适用于工业生产需求的木聚糖酶资源具有重要意义。该文基于生物信息学分析,针对木聚糖酶XynH的C/N端及“Thumb”结构进行分子改造,成功构建突变体X-N、... 详细信息

木聚糖酶在造纸、饲料、能源、食品和医药等行业广泛应用,利用基因工程技术快速挖掘适用于工业生产需求的木聚糖酶资源具有重要意义。该文基于生物信息学分析,针对木聚糖酶XynH的C/N端及“Thumb”结构进行分子改造,成功构建突变体X-N、X-C、X-f。各突变体与原酶XynH相比,X-N的最适pH值为5.5,其他酶均是在pH 5.0时表现出最高酶活力;各突变体与XynH在pH 4.0~6.0的残余酶活力均在60%左右,具有良好的耐酸性。X-N的最适温度(60℃)与其他酶相比提高了5℃;在55℃下保温1 h后,X-N和X-f的残余酶活力高于XynH,X-N的耐热性表现更好。各突变体对榉木木聚糖的亲和力较弱,但表现出更高的转化率。该文利用基因工程手段对木聚糖酶进行分子改造,构建了3个突变体,均表现出较好的耐酸性,X-N的最适pH略高于原酶,而且在高温下稳定性更好。N端替换改善了木聚糖酶的热稳定性,C端替换可能涉及到催化结构域的一部分,从而导致酶活性的变化。而“Thumb”末端的改造可能使活性位点的裂缝变窄,阻止了底物的进入,导致酶的催化效率降低。突变体凸显出的与原酶酶学性质的差异,从中展现出的结构与功能的关系,为木聚糖酶的改良和应用提供了一定的思路和策略。

关键词：木聚糖酶生物信息学分子改造酶学性质

土壤含水率对豫中植烟土壤微生物群落多样性及氮循环功能基因丰度的影响

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中国农业科技导报 2024年第1期26卷 214-225页

作者：刘威赵园园陈小龙史宏志河南农业大学烟草学院烟草农业减害研究中心烟草行业烟草栽培重点实验室郑州450002 河南中烟工业有限公司郑州450016

为揭示豫中典型浓香型烤烟产区植烟土壤氮素矿化动态变化、土壤微生物多样性以及氮素循环功能基因对水分条件的响应特征,通过室内培养法研究50%(H-50%)、65%(H-65%)和80%(H-80%)持水量条件下,河南许昌植烟土壤细菌和真菌群落功能多样性... 详细信息

为揭示豫中典型浓香型烤烟产区植烟土壤氮素矿化动态变化、土壤微生物多样性以及氮素循环功能基因对水分条件的响应特征,通过室内培养法研究50%(H-50%)、65%(H-65%)和80%(H-80%)持水量条件下,河南许昌植烟土壤细菌和真菌群落功能多样性的差异。结果表明,H-65%处理土壤的无机氮矿化量及矿化速率均高于其他处理。在土壤细菌中,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(Planctomycetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)为优势菌门(相对丰度>3%),其中,H-80%处理中变形菌门的相对丰度显著高于其他处理,而厚壁菌门的相对丰度显著低于其他处理;H-50%处理中放线菌门、绿弯菌门的相对丰度显著高于其他处理。在土壤真菌中,子囊菌门(Ascomycota)占土壤真菌总OTU(operational taxonmic units)数的90%以上,其相对丰度随土壤含水率增加呈倒“V”的变化趋势。LEfSe(LDA effect size)分析结果表明,各处理在细菌属水平共检测出6种活性生物标志物(LDA值>3.5)。细菌群落具有丰富的功能多样性,一级功能层表现为代谢方面较活跃,二级功能层的功能基因丰度在不同含水率条件下发生明显变化;与固氮过程相关的固氮酶基因nifK、nifD、nifH的相对丰度在不同处理中表现为H-50%>H-65%>H-80%,反硝化过程相关基因norB、nirK、nosZ的相对丰度均在H-65%处理最高。综合来看,合理调控土壤含水率可以有效调节豫中烟区土壤氮素矿化动态、土壤微生物群落功能多样性以及氮循环相关功能基因的丰度。

关键词：氮素矿化土壤含水率氮素循环功能基因土壤微生物群落结构

壳聚糖和ε-聚赖氨酸对肉食杆菌抑菌机制初步研究

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食品工业科技 2024年第5期45卷 144-152页

作者：黄伟英刘晓婷关玉凤吴忆惠范灿烨刘巧瑜陈海光吴俊师王小玉仲恺农业工程学院轻工食品学院广东省岭南特色食品科学与技术重点实验室农业农村部岭南特色食品绿色加工与智能制造重点实验室现代农业工程创新研究院广东广州510225 广州辐锐高能技术有限公司广东省工业钴-60伽玛射线应用工程技术研究中心广东广州511458 拱北海关技术中心广东珠海519015

研究壳聚糖和ε-聚赖氨酸对肉食杆菌细胞结构和细胞保护酶的作用,探讨其对肉食杆菌的抑菌作用机制。采用肉汤稀释法测定壳聚糖和ε-聚赖氨酸对肉食杆菌的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC),由细菌生长曲线、电导率、... 详细信息

研究壳聚糖和ε-聚赖氨酸对肉食杆菌细胞结构和细胞保护酶的作用,探讨其对肉食杆菌的抑菌作用机制。采用肉汤稀释法测定壳聚糖和ε-聚赖氨酸对肉食杆菌的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,MIC),由细菌生长曲线、电导率、胞外核酸、胞外蛋白、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AKP)活力等指标,并结合扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察,综合评价壳聚糖和ε-聚赖氨酸对肉食杆菌的作用机制;通过测定细胞保护酶(超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT))的活力变化分析其氧化应激反应参与情况。结果表明:壳聚糖和ε-聚赖氨酸对肉食杆菌的MIC分别为0.1953和0.1563 mg/mL,经MIC和2MIC的壳聚糖和ε-聚赖氨酸处理后,菌体细胞内成分(AKP酶、蛋白质、核酸和离子)发生渗漏,CAT和SOD酶活力呈显著下降趋势(P<0.05),且壳聚糖和ε-聚赖氨酸质量浓度与酶活力呈负相关关系。由扫描电镜观察得出,壳聚糖能使菌体变形且内容物渗出,ε-聚赖氨酸则使菌体出现褶皱和扭曲变形,细胞表面生成孔洞。综上所述,壳聚糖和ε-聚赖氨酸均能通过破坏细胞壁、损伤细胞膜、产生氧化应激反应等机制来抑制肉食杆菌的生长。

关键词：壳聚糖 ε-聚赖氨酸肉食杆菌细胞结构抑菌

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化肥减量配施有机肥对植烟土壤及烤烟根系生长的影响

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作物杂志 2024年

作者：钟国兴杨欣张少搏郭维杨启航李淮源陈建军陈晓恒黄瑞寅邓世媛华南农业大学烟草研究室广东中烟工业有限责任公司湖南省烟草公司衡阳市公司华南农业大学基础实验与实践训练中心

为明确化肥减量配施有机肥对植烟土壤及烤烟根系生长的影响，以烤烟品种云烟87为试验材料，设置常规施肥（CK）、化肥减量10%（T1）、化肥减量10%+芝麻饼（T2）、化肥减量10%+腐殖酸（T3）、化肥减量10%+芝麻饼+腐殖酸（T4）等5个处理... 详细信息

为明确化肥减量配施有机肥对植烟土壤及烤烟根系生长的影响，以烤烟品种云烟87为试验材料，设置常规施肥（CK）、化肥减量10%（T1）、化肥减量10%+芝麻饼（T2）、化肥减量10%+腐殖酸（T3）、化肥减量10%+芝麻饼+腐殖酸（T4）等5个处理进行大田试验。结果表明：（1）配施有机肥降低了土壤容重，提高了土壤含水率和孔隙度，有机质含量比化肥减量处理增加35.34%～83.7%。（2）化肥减量处理的各土壤酶活性均比CK有所降低，但配施有机肥各处理的土壤酶活性比T1处理明显提高，有的甚至还高于CK，其中T2、T4处理又高于T3处理。（3）与化肥减量处理相比，T3处理的根系生长指标和根系活力略有提高，T2和T4处理则显著增加。（4）土壤容重与土壤酶活性、烤烟根系生长呈负相关，土壤含水率、孔隙度和有机质含量与土壤酶活性呈正相关，土壤酶活性与根系生长指标均呈正相关关系。综上所述，化肥减量情况下通过配施有机肥可以改善植烟土壤理化特性、促进烤烟根系生长，在本试验条件下，配施芝麻饼肥的效果较优。

关键词：烤烟化肥减量有机肥植烟土壤根系生长