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农田氧化亚氮减排技术及其与绿肥协同应用分析

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草业学报 2025年第2期 196-210页

作者：刘蕊常单娜周国朋高嵩涓柴强曹卫东甘肃农业大学农学院干旱生境作物学国家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方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室安徽农业大学资源与环境学院农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室南京农业大学资源与环境科学学院

氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的主要温室气体之一，农业活动是N2O的重要排放源。土壤N2O排放主要源于硝化和反硝化过程，受土壤p H值、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分、质地、温度和外源碳氮投入等因素的影响。近年来，中国在利用... 详细信息

氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变暖的主要温室气体之一，农业活动是N2O的重要排放源。土壤N2O排放主要源于硝化和反硝化过程，受土壤p H值、氧气浓度、二氧化碳浓度、水分、质地、温度和外源碳氮投入等因素的影响。近年来，中国在利用绿肥实现化肥减施、驱动土壤健康方面取得了明显成效。但关于绿肥参与N2O排放的研究尚处在起步阶段。种植利用绿肥对N2O排放的影响受绿肥种类、土壤理化性状等多方面因素共同作用，绿肥主要通过调控土壤无机氮含量影响N2O排放，绿肥生长期间能够吸收土壤盈余的无机氮，翻压后能够替代部分氮肥，通过减少硝化和反硝化底物减少农田土壤N2O排放，但同时存在由于绿肥腐解引发的有机氮矿化导致的N2O排放风险。可根据绿肥种植制度、作物种类、气候条件和土壤类型等，采用适宜的N2O减排技术。南方水稻与绿肥轮作区，可减施氮肥40%，添加生物炭等碱性调理剂；华北地区主作物与绿肥轮作区，可减施氮肥15%～20%，添加化学抑制剂、结合氮肥机械化深施；东北和西北地区的主作物复种、间作绿肥制度中，可减施氮肥13%～48%，结合添加硝化抑制剂、结合水肥一体化和免耕；西南地区主作物与绿肥轮作制度中，可减施氮肥15%～20%，配合缓控释肥一次性施肥和添加化学抑制剂等。重点探讨了N2O减排技术在绿肥制度中应用的可行性，以期为更好发挥绿肥作用，进一步减缓N2O排放提供参考。

关键词：绿肥氧化亚氮影响因素减排技术

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基于自研光谱仪的痕量气体光解速率测量研究

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 15-23页

作者：李浩然曾议朱磊窦科刘志宏常振江宇司福祺中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境科学与技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学科学岛分院安徽合肥230026 合肥大学生物食品与环境学院安徽合肥230601

光解速率及其测量技术最早由德国科学家提出,21世纪初Metcon公司开发了光解速率测量仪,该技术在国内得到关注,部分高校和公司对光解速率测量系统开展了研究和开发。国外产品一般体积较大,价格昂贵。国内产品中光谱仪、接收器等核心器件... 详细信息

光解速率及其测量技术最早由德国科学家提出,21世纪初Metcon公司开发了光解速率测量仪,该技术在国内得到关注,部分高校和公司对光解速率测量系统开展了研究和开发。国外产品一般体积较大,价格昂贵。国内产品中光谱仪、接收器等核心器件仍依赖于国外进口,易受国外技术封锁影响。在我国“十四五”国家重点研发计划中“大气与土壤、地下水污染综合治理”重点专项对化学气候综合站检测技术与装备需求引导下,研制了测量大气物质光解速率的光谱仪系统,并满足其核心部件国产化的要求。系统采用自主设计的小型光谱仪作为核心部件,配合各向均匀响应的光学接收器,经实验室光学定标后测得各种物质的光解速率。该系统工作波段为285~430 nm,时间分辨率可达0.1 s,可测物质包括NO_(2)、HONO、HCHO、H_(2)O_(2)等,与国外进口测量仪器对比,各气体物质光解速率的测量误差小于5%,相关性均超过0.93。采用该系统在合肥市董铺岛对大气中气体光解速率开展了长时间的连续监测。对NO_(2)光解速率变化趋势以及NO_(2)光解速率与浓度间的相关性进行分析,发现光解反应与驱动光化反应的能量密切相关,晴天的光解速率数值明显高于阴天与雨天。发现NO_(2)光解速率与浓度的积分曲线间存在一种经验公式,相关性大于0.9,可通过测量NO_(2)光解速率对NO_(2)浓度的累积量进行估计。该系统实现了核心部件的国产化,整体结构简单、便携,方便外场试验安装的同时,降低成本,提高经济性。研究为大气污染综合监测治理提供数据支撑,对各地区的环境监测及污染预防具有参考意义。

关键词：光解速率光谱仪辐亮度光学接收器

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屎肠球菌R2发酵豆腐黄浆水的代谢作用

中国食品学报 2021年第3期21卷 360-368页

作者：陈志娜叶韬张慧宇郭晓香马琳琳李金凤张萍沈业桥刘天淮南师范学院生物工程学院安徽淮南232038 资源与环境生物技术安徽普通高校重点实验室安徽淮南232038

为研究屎肠球菌R2对豆腐黄浆水的代谢作用,采用高效液相色谱法测定发酵过程中豆腐黄浆水中的低聚糖、有机酸及大豆异黄酮的组分和含量,对α-半乳糖苷酶和β-葡萄糖苷酶进行初步定位及活性测定,并测定发酵黄浆水对DPPH自由基的清除能力... 详细信息

为研究屎肠球菌R2对豆腐黄浆水的代谢作用,采用高效液相色谱法测定发酵过程中豆腐黄浆水中的低聚糖、有机酸及大豆异黄酮的组分和含量,对α-半乳糖苷酶和β-葡萄糖苷酶进行初步定位及活性测定,并测定发酵黄浆水对DPPH自由基的清除能力。结果表明,发酵过程中,豆腐黄浆水中的水苏糖、棉籽糖、葡萄糖、蔗糖和果糖均被屎肠球菌R2利用,其中葡萄糖、水苏糖和果糖的利用率最高。发酵36 h后,豆腐黄浆水的pH值降到3.58,有机酸总量显著升高,其中乳酸和醋酸的变化最明显。同时,大豆异黄酮的组分及含量发生显著变化,糖苷型大豆异黄酮转变为游离苷元型大豆异黄酮,大大提高了豆腐黄浆水对DPPH自由基的清除能力。此外,屎肠球菌R2具有α-半乳糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性,且两种酶均为胞内酶,且多数为不可溶性蛋白酶。

关键词：屎肠球菌豆腐黄浆水代谢

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基于骨龄学方法鉴定大别山商城肥鲵的年龄

生态学杂志 2021年第10期40卷 3205-3213页

作者：陈玉翠陈锦云淮南师范学院资源与环境生物技术安徽普通高校重点实验室安徽淮南232038

2014年4月—2018年8月,在大别山鹞落坪国家级自然保护区内采集50只中国特有物种商城肥鲵(Pachyhynobius shangchengensis)个体,采用常规石蜡切片法对其肱骨、股骨、指骨和趾骨各骨节等骨质材料进行年龄鉴定并比较其年轮特征,根据体长分... 详细信息

2014年4月—2018年8月,在大别山鹞落坪国家级自然保护区内采集50只中国特有物种商城肥鲵(Pachyhynobius shangchengensis)个体,采用常规石蜡切片法对其肱骨、股骨、指骨和趾骨各骨节等骨质材料进行年龄鉴定并比较其年轮特征,根据体长分布频率数据初步确定其年龄为参照,比较肱骨、股骨、指骨和趾骨各骨节在年龄鉴定读数中的精确性和准确性,以确定适合的年龄鉴定材料。同时以剪切脚趾作为标记,根据野外重捕获得的硬骨组织材料进行骨龄鉴定,验证年龄鉴定的准确性和年龄组划分的合理性。结果表明:趾骨的总精确度和总准确性均最高,股骨次之,肱骨最小;小于8龄的个体,骨切片年轮线清晰,骨龄学法适用于该物种的年龄鉴定,分析认为后肢第三、第四趾第2骨节是鉴定商城肥鲵年龄的最佳材料。通过分析野外商城肥鲵的生长规律发现,年龄与体重、体长和头长具有显著相关性,相关系数分别为0.975、0.945和0.97,8龄后这种相关性有降低趋势。

关键词：商城肥倪年龄鉴定生长速率骨龄学生活史

过渡金属离子活化地下水厂泥饼除氨效能及机理

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环境工程技术学报 2025年

作者：刘晓丹殷芳青程亚黄廷林熊子康文刚丁正华西北水资源与环境生态教育部重点实验室西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室西安建筑科技大学西安建筑科技大学陕西省水污染控制与水质安全保障协同创新中心深圳市福田区水务局深圳市楠柏环境科技有限公司

因地下水厂泥饼含锰氧化物能够回收作为催化氧化去除水中氨(NH4+-N)的潜力材料，而过渡金属元素能使锰氧化物提高催化活性，故本研究在此基础上探究了5种过渡金属离子(Mn2+、Fe2+、Cu2+、Co2+、Ni2+)对泥饼催化氧化除氨活性形成（活化... 详细信息

因地下水厂泥饼含锰氧化物能够回收作为催化氧化去除水中氨(NH4+-N)的潜力材料，而过渡金属元素能使锰氧化物提高催化活性，故本研究在此基础上探究了5种过渡金属离子(Mn2+、Fe2+、Cu2+、Co2+、Ni2+)对泥饼催化氧化除氨活性形成（活化）的影响，并将活化效果最佳的泥饼负载石英砂滤料，考察其实际运行效果。研究结果表明：同时投加2种不同的过渡金属离子及单独投加Cu2+、Co2+、Ni2+时会抑制泥饼形成除氨活性，而单独投加Mn2+或Fe2+时会促进其形成良好除氨活性。其中每克泥饼投加0.5 mg Fe2+能够使泥饼形成最好活性，在该条件下泥饼催化氧化除氨的能力提高近30%，氨去除速率可达0.234 mg/（g·h）。将该活化条件下泥饼负载滤料后，可使滤柱启动时间缩短近10 d，连续运行13 d后氨去除率稳定达到96.7%，且滤料在实际地下水和地表水环境下均适用。通过表征分析，泥饼经过Fe2+活化后生成更多以Fe2O3和FeOOH形态为主的铁物相，其中FeOOH中的氧原子活性位点活跃，利于与反应体系中的氨反应；Mn（Ⅲ）、金属—O及金属—OH的含量上升，增强了泥饼催化氧化活性。活化后泥饼及其反应后溶液中均不含有致病微生物，重金属元素未超标，将其负载滤料应用后出水水质良好。该技术为高效利用废物资源及提高水厂除氨效率提供新思路，具备实际应用价值。

关键词：地下水厂泥饼过渡金属离子催化氧化氨锰氧化物

微塑料与铅复合污染对水稻幼苗根系生长和氧化应激的影响

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农业环境科学学报 2021年第12期40卷 2623-2633页

作者：刘玲洪婷婷胡倩男谢瑞丽周颖王玲汪承润淮南师范学院生物工程学院安徽淮南232038 资源与环境生物技术安徽普通高校重点实验室安徽淮南232038

为探讨聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)、铅(Pb)及其复合污染对水稻幼苗根系生长和氧化应激的影响,研究了水稻幼苗分别暴露于10~40 mg·L^(-1)PS-MPs、20μmol·L^(-1)Pb及其复合溶液后根长、根系生物量、氧化损伤、抗氧化酶活性和Pb含量的变化... 详细信息

为探讨聚苯乙烯微塑料(PS-MPs)、铅(Pb)及其复合污染对水稻幼苗根系生长和氧化应激的影响,研究了水稻幼苗分别暴露于10~40 mg·L^(-1)PS-MPs、20μmol·L^(-1)Pb及其复合溶液后根长、根系生物量、氧化损伤、抗氧化酶活性和Pb含量的变化。结果表明,与空白对照比较,PS-MPs处理降低了水稻幼苗的鲜质量、干质量和根长,显著诱导了丙二醛(MDA)和超氧自由基(O_(2)^(-)·)的产生以及根尖细胞坏死,还不同程度提高了根部超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性。与Pb单一处理比较,10~20 mg·L^(-1)PS-MPs+Pb减少了根部对Pb的吸收累积,增加了根长和鲜质量,降低了MDA和O_(2)^(-)·产物,减轻了根尖细胞的氧化损伤,而40 mg·L^(-1)PS-MPs+Pb则增加了Pb含量,降低了根长和鲜质量,促进了MDA和O_(2)^(-)·的积累,并加剧了根尖细胞的坏死。另外,高浓度PS-MPs+Pb还降低了SOD和过氧化氢酶(CAT)活性,同时提高了愈创木酚过氧化物酶(POD)活性。研究表明,PS-MPs诱导了水稻幼苗根系的氧化损伤并抑制其生长;低浓度PS-MPs能够缓解Pb对水稻幼苗根系的氧化胁迫,而高浓度PS-MPs则可能与Pb产生了协同作用,加剧了Pb对水稻根系的氧化损伤。

关键词：水稻聚苯乙烯微塑料铅氧化应激协同效应

泡菜源屎肠球菌Enterococcus faecium R2的环境胁迫耐受性及安全性评价

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食品与发酵工业 2019年第22期45卷 32-38页

作者：陈志娜裴纪柳叶韬薛咏振詹志强李雅刘天淮南师范学院生物工程学院安徽淮南232038 资源与环境生物技术安徽普通高校重点实验室安徽淮南232038

屎肠球菌R2是分离于泡菜中的优势产酸菌,可高效利用豆腐黄浆水中的低聚糖产酸制备酸浆,可作为一种新型酸浆纯种发酵剂。该文通过毒力基因检测、万古霉素耐药基因筛查、有害代谢产物实验来评价屎肠球菌R2的安全性,并进一步研究该菌株对... 详细信息

屎肠球菌R2是分离于泡菜中的优势产酸菌,可高效利用豆腐黄浆水中的低聚糖产酸制备酸浆,可作为一种新型酸浆纯种发酵剂。该文通过毒力基因检测、万古霉素耐药基因筛查、有害代谢产物实验来评价屎肠球菌R2的安全性,并进一步研究该菌株对外界环境的耐受性,为生产一种新型酸浆纯种发酵剂奠定基础并为其实际生产应用提供科学基础。结果表明,屎肠球菌R2的毒力基因检测和万古霉素耐药基因筛查及有害代谢产物检测结果均为阴性,也不会产生溶血现象;该菌株对外界环境中的酸性、胆盐及高渗透压耐受性较好且具有一定的自聚集性和疏水性。由此可见屎肠球菌R2具有安全性。

关键词：屎肠球菌安全性毒力基因万古霉素耐药基因环境胁迫耐受性

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神仙豆中脂肽产生菌的筛选及脂肽特性分析

食品与发酵工业 2020年第14期46卷 48-53页

作者：陈志娜薛咏振叶韬刘天沈业桥淮南师范学院生物工程学院安徽淮南232038 资源与环境生物技术安徽普通高校重点实验室安徽淮南232038

该文采用血琼脂平板法,从皖北特色神仙豆中分离筛选出5株溶血性较强的菌株,根据各菌株的排油性、抑黑曲霉活性,结合脂肽合成相关基因的检测,筛选出1株产Surfactin的菌株BS6-2,经16S r DNA分子生物学鉴定确定为枯草芽孢杆菌。通过傅里叶... 详细信息

该文采用血琼脂平板法,从皖北特色神仙豆中分离筛选出5株溶血性较强的菌株,根据各菌株的排油性、抑黑曲霉活性,结合脂肽合成相关基因的检测,筛选出1株产Surfactin的菌株BS6-2,经16S r DNA分子生物学鉴定确定为枯草芽孢杆菌。通过傅里叶变换红外光谱分析该菌株的代谢产物,初步鉴定为脂肽类物质,进一步采用高效液相色谱和质谱与标准品进行对比,确定所产脂肽为3种Surfactin同系物,其可能结构为β-OHC13-15-Glu-Leu-Leu-Val-Asp-Leu-Leu(Ile)。该菌株所产Surfactin提取物表现出良好的乳化性,对黑曲霉有很好的抑制作用,具有潜在的应用前景。

关键词：脂肽表面活性素神仙豆枯草芽孢杆菌乳化性抑菌活性

水稻幼苗根对羧基化多壁碳纳米管复合镉胁迫的生长生理响应

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生态学杂志 2020年第1期39卷 252-259页

作者：刘玲戴慧芳唐凤雪张进许婷婷刘海燕淮南师范学院生物工程学院安徽淮南232038 资源与环境生物技术安徽普通高校重点实验室安徽淮南232038

为了探究羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)复合镉(Cd)胁迫对植物生长生理的影响,采用液体培养方法,以水稻(Oryza sativa L.)为受试作物,测定了0~12.0 mg·L^-1MWCNTs-COOH、10μmol·L-1Cd单一和复合处理水稻幼苗21天后根生长、氧化损... 详细信息

为了探究羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)复合镉(Cd)胁迫对植物生长生理的影响,采用液体培养方法,以水稻(Oryza sativa L.)为受试作物,测定了0~12.0 mg·L^-1MWCNTs-COOH、10μmol·L-1Cd单一和复合处理水稻幼苗21天后根生长、氧化损伤、抗氧化酶活性及根中Cd含量的变化。结果表明:(1)MWCNTs-COOH单一处理,根长、根鲜重均低于对照,并表现出先升高后降低的趋势,当其浓度达到12.0 mg·L^-1时,较对照分别下降了9.3%和15.2%,且低于10μmol·L^-1Cd单一处理;而复合处理组水稻幼苗根长、根鲜重、干重皆低于对应的单一处理;(2)MWCNTs-COOH单一胁迫下,水稻根的超氧自由基(O2-·)明显积累,并伴随着超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性升高,3.0和6.0mg·L^-1MWCNTs-COOH处理下,SOD、POD活性最高;(3)MWCNTs-COOH复合Cd胁迫下,水稻根的SOD、POD活性大均低于单一处理组,而丙二醛(MDA)及羰基化蛋白含量均显著高于单一处理;(4)MWCNTs-COOH复合Cd后,水稻幼苗根尖细胞死亡加剧,其中,10μmol·L-1Cd与12.0 mg·L^-1MWCNTs-COOH复合处理的根尖根冠区细胞伊文斯蓝染色最深;(5)1.5~6.0 mg·L^-1MWCNTs-COOH复合Cd处理水稻幼苗后,其根中Cd含量呈上升趋势,且在6.0 mg·L^-1浓度处理时达到最大值303.30μg·g-1;高浓度MWCNTs-COOH及其与Cd的复合均对水稻根产生毒性效应。

关键词：羰基化蛋白氧化损伤抗氧化酶活性生态风险