玉米秸秆生物炭固化细菌对镉砷吸附

为了确保细菌对镉砷复合污染土壤的修复效果,对细菌进行固定化处理.本研究将细菌悬液(Delftia sp. B9, B9)、玉米秸秆生物炭(corn stalks biochar,CSB)以及玉米秸秆生物炭-细菌复合体(corn stalks biochar-bacteria complex,B-CSB)作为3种吸附材料,探究3种材料对镉和砷的吸附特性及pH对3种材料去除水中镉砷离子性能的影响,进行了等温吸附模型拟合,并采用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱分析(XPS)对3种材料进行表征分析,同时探究添加B9、 CSB和B-CSB对土壤中镉和砷形态变化的影响.结果表明, 3种材料对Cd~(2+)的饱和吸附量分别为49.43、 82.68和75.38 mg·g~(-1);对As的饱和吸附量分别为24.67、 42.92和34.03 mg·g~(-1).添加B-CSB可使土壤中的弱酸可溶态Cd显著下降,残渣态Cd显著增加;铁型砷含量显著减少,残渣态砷含量增加.B-CSB是一种更有效地修复镉砷复合污染的材料.     

Biodegradation of Coproducts from Industrially Processed Corn in a Compost Environment

Information pertaining to biodegradability of renewable polymeric material is critical for the design and development of single-use biodegradable consumer products. The rate and extent of biodegradation of corn fiber, corn zein, cornstarch, distillers grain, and corn gluten meal were evaluated in compost environments under variable temperature, pH, and moisture conditions. Generally, composts with higher temperature (40°C), neutral pH (7.0), and 50%–60% moisture appeared to be ideal for corn coproduct biodegradation, particularly for corn gluten meal and corn zein. Low moisture conditions slowed biodegradation considerably, but degradation rates improved when moisture content increased up to 60%. Thereafter, increased moisture particularly slowed the degradation of corn gluten meal and corn zein, whereas cornstarch degradation remained unaffected. At low pH (4.0) and high pH (11.0) the rate of degradation of most coproducts was slowed somewhat. Cornstarch degradation was slower at pH 7.0, but degradation improved with increased temperatures. Increase in compost temperature from 25 to 40°C (in 5°C increments) also improved biodegradation of corn fiber and distillers grain. Addition of 1% urea to compost as a nitrogen source decreased the extent of biodegradation nearly 40% for corn gluten meal and corn zein, and 20% for cornstarch samples. Treatment of compost with 0.02% azide inhibited biodegradation of all coproducts, suggesting that the presence of metabolically active microbial cells is required for effective degradation of biobased materials in a compost environment.     

玉米秸秆干式厌氧发酵乙酸产生规律及其对发酵的影响

为解决玉米秸秆干式厌氧发酵系统因乙酸积累而致发酵失败、工程运行不稳定等问题,利用气相色谱仪对玉米秸秆干式厌氧发酵过程中w(乙酸)和w(CH₄)进行检测,结合相关性分析和回归分析等方法,研究了乙酸动态产生趋势、w(TS)(TS为总固体)与w(乙酸)的相关性,以及w(乙酸)对CH₄产生的作用机制. 结果表明:发酵过程中w(乙酸)先增后降,w(TS)由20%增至30%,w(乙酸)增加的持续时间由5 d延至15 d. Pearson相关性分析结果表明,w(TS)与w(乙酸) 呈极显著负相关(R<-0.979,P<0.01). 一元线性回归分析得到拟合方程y=-1 214.8w(TS)+668.2,由斜率(-1 214.8)可知,w(TS)对产乙酸过程具有较明显的抑制作用. 玉米秸秆干式厌氧发酵系统内w(乙酸)为160~451 mg/g,随着w(乙酸)的增加,底物CH₄产率经历上升、稳定、下降后再稳定和下降4个阶段,其中w(乙酸)为212~312 mg/g时,底物CH₄产率(大于120 m3/t,以秸秆干质量计)最大,其次为w(乙酸)在>312~410 mg/g时的80~120 m3/t.      

长春市1998-2008年玉米虚拟水量动态变化研究

长春市玉米种植面积约占全市粮食种植面积的60%。通过对长春市1998-2008年玉米虚拟水量的计算与分析,探讨其时空分异规律,为长春市玉米生产的可持续发展提供科学依据。11年来长春市玉米虚拟水量呈现不断波动趋势,分别在1999年、2004年和2007年出现高峰值,2003年呈现最低值。对比分析1998年、2004年和2008年五县市区玉米虚拟水量的空间分布,1998年五县市区虚拟水量只分为四个等级,没有达到第五等级;2004年农安县达到第五等级,位居首位,榆树市虚拟水量仍然为第三等级,排名第2,德惠市和九台市均由第一等级上升为第二等级,排名第三,市区位于第一等级,排名最末。到2008年,榆树市由第三等级上升到第四等级,九台市由第二等级下降到第一等级,其他各县市区虚拟水量等级没有变化。     

铀胁迫对大豆与玉米幼苗细胞DNA损伤的彗星试验研究

以铀浓度为1000 μmol·L-1、800 μmol·L-1、600 μmol·L-1、400 μmol·L-1、200μmol·L-1和100μmol·L-1的6组铀溶液和对照组(0μmol·L-1)培养大豆和玉米幼苗,采用彗星试验研究铀胁迫对大豆和玉米幼苗细胞DNA的损伤情况.试验结果表明,铀浓度为1 000 μ...     

生物炭与硅酸钠复合施加抑制水稻对土壤铅吸收富集的机制研究

将水稻秸秆生物炭（RB）、玉米秸秆生物炭（MB）分别与硅酸钠（G）复合施加到从矿区周边采集的铅（Pb）污染农田土壤,通过盆栽试验,比较分析了Pb在土壤-水稻系统各部位中的迁移和累积情况,探讨了生物炭与硅酸钠复合施加抑制水稻对Pb吸收转运的机制.结果表明,与对照组相比,生物炭与硅酸钠复合施加（RBG和MBG）使糙米Pb含量显著降低71.0%~75.6%,且比生物炭或硅酸钠单一施加时的降幅更大.其主要机制为：①生物炭与硅酸钠复合施加提高了土壤pH和有机质含量,促进了土壤对Pb的固定,从而使土壤Pb从弱酸提取态向可氧化态Pb转化,在成熟期RBG和MBG处理分别使CaCl₂溶液浸提的土壤有效Pb含量降低54.3%和60.0%.②生物炭与硅酸钠复合施加降低了DTPA溶液浸提的土壤有效态Fe含量,减少了根表铁膜的数量（DCB-Fe）,而且根系Pb含量与DCB-Fe含量之间呈显著正相关关系,推测生物炭与硅酸钠复合施加使根表用于存储Pb的铁膜减少,从而降低Pb进入根系的几率.③生物炭与硅酸钠复合施加显著降低了分蘖期TF_根-叶和成熟期TF_土-根、TF_茎-糙米、TF_叶-糙米（p<0.05）,阻碍Pb在糙米中累积.此外,生物炭与硅酸钠复合施加显著提高了稻谷质量（p<0.05）.因此,生物炭与硅酸钠复合施加可用于修复铅污染稻田土壤.     

玉米燃料乙醇生命周期碳平衡分析

玉米燃料乙醇作为化石燃料的替代品,其温室气体排放的多少(净碳排放量)是评价其可持续性的一个重要标准.基于生命周期分析原理,建立了玉米燃料乙醇的碳平衡分析方法.以我国夏玉米燃料乙醇的生产为例,计算了玉米燃料乙醇生命周期的净碳排放量并对其影响因素进行了分析.研究表明:与汽油相比,目前我国夏玉米燃料乙醇的生产并不能明显减少温室气体的排放,为此玉米生产过程中氮肥施用和灌溉以及乙醇转化过程的能耗等方面有待于重点改善.     

4种玉米水解肽的除草活性及与相对分子质量的关系

以碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、风味蛋白酶和中性蛋白酶4种蛋白酶为水解酶制备玉米蛋白水解肽,用培养皿生物分析法检测在不同浓度(0.5、1.0、2.0和5.0 mg.mL-1)下的4种玉米蛋白水解肽对光鳞水蜈蚣(Kyllingabrevitoliavar.leiolepis)种子萌发过程中根系生长的抑制活性;采用超滤法制备相对分子质量不同的肽段并比较其除草活性。结果表明:不同浓度下的4种玉米蛋白水解肽对光鳞水蜈蚣种子萌发过程中根系生长均有抑制作用,且随着水解肽浓度的增高,其对根系生长的抑制活性增强;碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶制备的玉米蛋白粉水解肽对根系生长的抑制活性明显高于风味蛋白酶和中性蛋白酶制备的玉米蛋白粉水解肽。相对分子质量不同的玉米蛋白粉水解肽对根系生长的抑制活性存在差异,5 000 u以下的小分子肽具有更高的抑制活性。     

NTA对玉米体内Cu、Zn的积累及亚细胞分布的影响

通过向多金属复合污染土壤中加入螯合剂氨三乙酸(NTA)并运用差速离心法研究了NTA对玉米根、茎和叶中Cu、Zn亚细胞分布的影响.结果表明:Cu和Zn在玉米细胞内的分布特征与其吸收和富集重金属能力密切相关,NTA能显著促进Cu和Zn在玉米体内的吸收和积累并且影响重金属在细胞壁和液泡内的分布.在玉米细胞内,细胞壁是Cu的主要结合位点,其次为含液泡的细胞质部分,只有少量的Cu分布在叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器组分中;Zn更趋向于分布在以液泡为主的细胞质中,并且在细胞器中也有较高的分布.在NTA诱导下,Cu和Zn在液泡内的分布呈强化趋势,有从细胞壁向细胞质转移的趋势,叶片中细胞器的重金属也部分向细胞质转移.     

粉煤灰钝化污泥对土壤理化性质及玉米重金属累积的影响

通过温室盆栽试验研究施用不同量及不同比例粉煤灰钝化污泥对土壤理化性质、玉米生长和重金属累积的影响。试验结果表明：施用粉煤灰钝化污泥能显著提高酸性土壤的pH值和Ca、Mg、B的含量,降低土壤的电导率和重金属的有效性。施用合适比例和合适量的粉煤灰钝化污泥能明显改善土壤的物理性质,增加土壤的N、P养分,并能显著提高玉米地上部干物重。10％和5％是高施用量和低施用量时合适的粉煤灰加入比例,施用此比例粉煤灰钝化污泥时,玉米的地上部干物重显著高于施用化肥的对照土壤或于之相当,且没有硼和重金属的毒害。