为筛选常温高效产酶复合菌系,分别以枯叶土壤、牛粪、堆肥和自然腐烂的小麦秸秆为微生物源,通过"外淘汰法"筛选了4组常温分解小麦秸秆并产胞外酶的复合菌系WSD-5、N、M和D。培养15d后,WSD-5分解小麦秸秆75.6%,而N、M和D的分解率分别为65.0%、69.4%和67.5%。通过各复合菌系对小麦秸秆纤维素、半纤维素和木质素成分的分解比较,可知WSD-5复合菌系具有明显的分解优势:相对于初始秸秆,WSD-5复合菌系使麦秆中的纤维素、半纤维素和木质素分别减少了94.2%、81.9%和21.3%。4组复合菌系虽然均检测到纤维素酶、木聚糖酶及滤纸酶的酶活性,但以WSD-5复合菌系的酶活性为最高。...

为加快小麦秸秆木质纤维素酶解,提高小麦秸秆资源的利用率,探讨了一组小麦秸秆好氧分解菌复合系的酶活表达特性。该复合系能高效的分解秸秆,对纤维素的分解率达到80.0%,利用DNS法测定该复合系分泌的酶的酶活性。研究表明,在复合系分解的0~10 d内,0.78 g纤维素被分解,0.16 g半纤维素被分解;复合系分泌的酶是一组能够降解不同底物的酶复合系;复合系的最高纤维素酶活性(内切酶、外切酶、β-糖苷酶和总纤维素酶)为0.17 U/mL;最高木聚糖酶活性出现在第2天,其数值达到2.82 U/mL;最适木聚糖酶反应温度为50℃,最高耐受温度是60℃,最适木聚糖酶反应pH为7,pH≤5对酶活性产生强烈抑...

将木质纤维素原料转化为燃料乙醇,受到全世界的期待。本研究探讨了利用复合菌系直接分解糖化的新途径。结果显示,该复合菌系优化的产酶活条件是转速为0r/min,底物添加量为3%,第6天酶活达到峰值,主要酶活为木聚糖酶活、CMC酶活和滤纸酶活,分别为15.18、3.43和0.79IU/mL。在第15天培养结束后,WSD-5对小麦秸秆中纤维素、半纤维素以及木质素的分解率分别达到71.3%、90.6%和51.7%。在酶活高峰期,在添加底物的同时升温至55℃保温糖化,结果发现还原糖的浓度显著提高。酶解小麦秸杆产生的总还原糖达到125mg/g以上,两次糖化总还原糖浓度为常温发酵时的15倍以上。当底物浓度为6%...

为了加快小麦秸秆资源的资源转化,提高小麦秸秆的生物分解率,从小麦秸秆堆肥中筛选到一组高效的小麦秸秆分解菌复合系WDC2。研究表明,WDC2在PCS培养基中以小麦秸秆作为唯一碳源,60℃培养15 d,对小麦秸秆的分解率达到64.47%,其中纤维素分解44.7%,半纤维素分解13.61%,木质素减少3.85%,pH由初始的8.3迅速下降,60 h下降到6.6,而后逐渐回升接近初始值。羧甲基纤维素酶(CMCase)随小麦秸秆的分解而升高,在15 d达到0.372 U/mL。GC-MS分析WDC2分解小麦秸秆不同阶段的培养液,检测到乙醇、乙酸、乙二醇、丙酸、2-甲基丙酸、丁酸、3-甲基丁酸、2-甲基丁...

[目的]本研究旨在评价高效木质纤维素分解菌Aspergillus fumigatus Z5分解木质纤维素的能力,并以小麦秸秆为材料解析其分解过程。[方法]以小麦秸秆为唯一碳源,研究接种菌株Z5后小麦秸秆物理、化学特性及胞外水解酶活力,并结合扫描电镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱和二维核磁共振等方法,原位分析菌株Z5对小麦秸秆的分解过程。[结果]与对照相比,接种28 d后小麦秸秆的总碳相对含量减少了22.05%,总氮相对含量却增加了76.77%,而纤维素和半纤维素含量分别下降了36.97%和39.77%。电

【目的】对一组人工构建的常温(28℃)菌群的分解能力及分解性质进行研究,以获得常温下能够分解秸秆的微生物群及人工加速秸秆还田的分解技术。【方法】以多年堆积的稻草腐烂物为菌源,用改良的Mandels培养基经长期富集培养和定向驯化获得一组稳定的纤维素分解菌群。以标准的纤维素酶活性测定方法对分解过程中酶的活性进行评定,利用气质联机测定分解后的挥发性产物,用变性梯度凝胶电泳(DGGE)监测分解过程中菌种动态变化。【结果】5d后稻秆总减重量达到39.6%,在培养基占总体积1/5、pH=6、培养第5天时纤维素内切酶(CMC)活性表现最高,达到14IU·ml-1;培养过程中发酵液中有10余种挥发性产物,且不...

为探究利用小麦秸秆及浸提液对谷田杂草的化感作用。室内试验设置小麦秸秆浸提液1(T_1)、2(T_2)、10(T_3)、100 g/L(T_4)共4个处理和对照(CK_1,0 g/L),测定对稗草(Echinochloa crusgalli(L.) Beauv)、反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)、狗尾草(Setaria viridis(L.) Beauv)、藜(Chenopodium album L.)4种杂草种子发芽率、根长、芽长、发芽化感指数、根长化感指数、芽长化感指数、综合化感指数的影响；田间试验设置0(CK_2)、2 250(W_1)、4 500(W_2)、9 000 kg/hm~2(W_3)4种小麦秸秆覆盖还田量，50%(P_1)、70%(P_2)、100%(P_3)3种地膜覆盖遮光处理，测定4种田间杂草的株数、密度、盖度和防效等指标。结果表明，T_4处理的小麦秸秆浸提液对4种谷田杂草种子化感指数最大，化感抑制效果最强，对4种杂草种子萌发的抑制效果由高到低为：藜>反枝苋>狗尾草>稗草，化感指数分别为-0.85、-0.77、-0.71和-0.34;T_1处理对藜、狗尾草、反枝苋杂草种子萌发表现为化感促进作用，促进效果由强到弱为：狗尾草(0.14)>藜(0.05)>反枝苋(0.02),对稗草种子萌发表现为化感抑制作用；T_2处理对4种杂草的芽长均表现为化感促进作用；T_3处理对狗尾草和稗草的根长表现为化感抑制作用，对藜和反枝苋表现为化感促进作用；T_4处理对4种谷田杂草的综合化感效应由高到低为：狗尾草>反枝苋>藜>稗草。与无秸秆覆盖处理相比，W_3(9 000 kg/hm~2)处理在3次中雨5 d后，藜的发生密度分别降低69.39%、64.29%和43.34%,杂草总盖度分别降低22.04%、41.98%、12.49%。随着秸秆覆盖时间的延长，降雨场次增加，杂草密度先降低后升高，杂草盖度逐渐降低，随着秸秆覆盖量从2 250增加到9 000 kg/hm~2,杂草株防效从20%增加到60%以上。因此，100 g/L小麦秸秆浸提液对4种杂草种子萌发、根长、芽长的抑制效果最为显著，9 000 kg/hm~2小麦秸秆覆盖可应用于谷田杂草防除。

采用网袋培养法,研究在好气和厌氧条件,小麦秸秆腐解过程中碳、氮释放及纤维素、半纤维素和木质素的变化规律。结果表明:小麦秸秆在好气和厌氧条件的残留质量、碳和氮残留量均随培养时间的延长而降低,且呈前期(0~3个月)降解较快,而后(3~12个月)逐渐减缓的趋势。用一级动力学方程y=y0+a·e-kt对小麦秸秆在好气和厌氧条件的残留质量随时间变化进行拟合(决定系数R2均大于0.957),质量腐解半衰期分别为72.8和121.9d,腐解速率常数(k)分别为0.022 0和0.014 0/d。在好气条件,小麦秸秆中碳和氮元素释放速率常数分别是其在厌氧条件的1.79和1.67倍,小麦秸秆中碳和氮元素的释放率...

农作物秸秆作为重要的非粮生物质原料,其大规模的能源化利用将会产生巨大的经济效益、环境效益及社会效益。但在其进行产业化利用之前,对生产成本进行分析是保证其经济可行性的必要过程。本研究以河南天冠集团小麦秸秆收集实践为基础,首先建立关于收集、运输、装卸、预处理和储存过程的模型并进行成本分析;然后对影响秸秆收储运成本的因素进行蒙特卡洛模拟分析,以期为降低其生产成本提供科学依据。结果表明:人工散秆的收储运总成本最高,为298元/t,其次为人工打包、机械散秆、机械打包,总成本分别为265、252和222元/t。用蒙特卡洛分析法对影响总成本的部分因素模拟分析结果显示:田间人工工资和人工捡拾速率对总成本的影响...

【目的】明确稻麦轮作田秸秆全量还田对小麦纹枯病发生的影响。【方法】对江苏地区一年两熟耕作田稻麦秸秆全量还田对小麦纹枯病发生的影响进行调查。【结果】水稻秸秆全量还田可以促使小麦纹枯病在早春提早发生,但随着气温逐渐升高,则会抑制小麦纹枯病的发生,并且不同还田方式间抑制效果也会产生差异;而小麦秸秆全量还田可以显著促进小麦纹枯病的发生。另外,水稻秸秆长期全量还田对小麦纹枯病发生的抑制效果低于小麦秸秆的促进效果,稻麦秸秆均长期全量还田情况下小麦纹枯病的发生呈加重趋势。【结论】稻麦秸秆全量还田情况下,要加强小麦纹枯病

【目的】由辣椒疫霉（Phytophthora capsici）侵染引起的疫病给辣椒等作物产业带来了巨大的经济损失。论文旨在明确球毛壳菌（Chaetomium globosum）代谢产物抑制辣椒疫霉的稳定性和抑菌机制，为研究与开发辣椒疫霉的微生物源抑菌剂提供参考。【方法】将球毛壳菌发酵粗提物分别在不同温度（40—121℃）、pH(1—13)、光照时间（0—12 d）和储存时间（0—60 d）条件下进行处理，采用菌丝生长抑制法测定经不同处理后粗提物对辣椒疫霉的抑制率，以探究粗提物抑制辣椒疫霉的热、酸碱、光和时间稳定性。利用光学显微镜观察粗提物对辣椒疫霉菌丝形态的影响，通过多种生理生化试验探究粗提物作用于辣椒疫霉12—72 h后，对辣椒疫霉细胞壁、细胞膜、活性氧代谢、蛋白质含量、还原糖含量和致病力的影响。【结果】在所设置的处理范围内，球毛壳菌发酵粗提物（1 mg·mL-1）经不同光照时间和储存时间处理后对辣椒疫霉的抑制率没有显著降低，抑制率维持在93%左右；粗提物在40—70℃的热处理范围内对辣椒疫霉的抑制率没有显著降低，70℃以上的热处理会显著降低粗提物对辣椒疫霉的抑制率，但抑制率不低于70%；粗提物在pH 1—5和9—13的酸碱处理范围内会显著降低对辣椒疫霉的抑制率，但抑制率也不低于70%。粗提物处理影响辣椒疫霉菌丝形态，使菌丝发生严重的扭曲皱缩现象，并影响活性氧代谢，使菌丝中的活性氧大量积累。辣椒疫霉经粗提物处理12—72 h后，其培养液中的碱性磷酸酶活性、β-葡萄糖苷酶活性、核酸和蛋白质含量均显著升高，且其菌丝中的丙二醛和过氧化氢含量显著增加。辣椒疫霉菌丝中的过氧化氢酶活性、可溶性蛋白和还原糖含量则在粗提物处理12—72 h内显著降低，而超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多聚半乳糖醛酸酶和β-葡萄糖苷酶活性则仅在一定时间显著降低。【结论】在本试验所设置的处理范围内，球毛壳菌的小麦秸秆发酵粗提物抑制辣椒疫霉的效果不受光照及储存时间的影响，但超过70℃的热处理和pH 1—5和9—13的酸碱处理会显著降低粗提物对辣椒疫霉的抑制效果。此外，该粗提物通过改变菌丝形态，破坏细胞壁和细胞膜，引发细胞内物质泄漏，降低菌丝中蛋白质和还原糖含量，抑制抗氧化酶活性，干扰活性氧代谢使活性氧大量积累从而抑制辣椒疫霉。

为分析小麦茎秆在剪切过程中力的变化规律,以及不同加载速率对剪切强度和剪切功的影响,选择成熟期自然状态下风干的宜宾1号、矮抗58、周麦22和豫麦7号4个品种小麦茎秆的第2～4节间为研究对象,采用美国FTC公司生产的TMS-PRO型质构仪在茎秆节间中心进行横纹剪切试验,测定不同加载速率下不同品种不同节间的最大剪切力、剪切强度以及剪切功。结果表明:小麦茎秆在剪切过程中力的变化规律是先上升再减小,然后上升直至切断最后卸载的变化过程,4个品种小麦茎秆不同节间的硬度为37.3～191.0N,剪切强度为4.2～9.8MPa,剪切功为43.53～432.23mJ;同一小麦品种不同节间的剪切强度和剪切功均为第2...

【目的】小麦秸秆表皮结构完整性是判断其资源化利用效果的关键因素之一，目前尚难以对秸秆破碎程度进行量化分析，为了实现小麦秸秆表皮结构完整性的分类，本研究提出了一种改进的GhostNet轻量级卷积神经网络，用于对小麦秸秆表皮显微图像进行完整性分类。【方法】基于小麦秸秆表皮显微成像技术，将迁移学习引入GhostNet中，降低了模型过拟合的风险，同时采用了Dropout层以提升网络的分类准确率。为了验证该方法的有效性，利用4 320幅小麦秸秆表皮显微图像进行训练和验证，同时与ShuffleNet V2、ResNet 50和AlexNet深度学习网络进行了对比。【结果】试验结果表明，改进的GhostNet网络模型的分类准确率为99.2%，分别比ShuffleNet V2、ResNet 50和AlexNet提高了12.6%、3.5%和3.3%，为了验证该模型的鲁棒性，分别对高斯噪声和不同亮暗程度影响进行了测试，测试结果表明，改进后的GhostNet网络模型依然可以取得最佳的分类效果。【结论】该方法应用于小麦秸秆表皮显微图像的完整性分类是有效的、可行的，该方法可为秸秆预处理技术效率的量化分析提供参考。

研究了炭化温度对小麦秸秆生物炭产率及理化特性的影响,为小麦秸秆生物炭的制备及还田作用机制提供理论依据。通过低氧炭化法,以20℃/min的升温速度将小麦秸秆炭化至特定温度(100,200,300,400,500,600,700,800℃),然后对其炭化产率和理化性质(孔隙状况、全碳及无机碳含量、CEC含量、表面含氧官能团情况及p H值、FTIR)进行分析,结果表明,低温炭化时小麦秸秆生物炭呈酸性,400℃之后呈碱性;随热解温度的升高,小麦秸秆生物炭的炭化程度逐渐增大,100400℃产率自91.32%降至18

[目的]施用生物炭是稻麦轮作系统温室气体减排的新型措施。研究甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)在土壤剖面中的分布特征,可以揭示生物炭影响温室气体的产生和排放机制。[方法]设置对照(N0B0)、单施氮肥(N1B0)、单施生物炭(N0B1)和氮肥配施生物炭(N1B1)4个处理,利用土壤剖面气体原位采集系统研究氮肥配施生物炭对稻麦轮作系统土壤剖面7、15、30和50 cm这4个层次CH4和N2O浓度周年变化的影响。[结果]N2O浓度的峰值均出现在氮肥施用后;施氮肥处理较不施氮肥处理显著增加水稻季土壤各层次CH4浓度和整个轮作期间土壤各层次N2O浓度(P<0.05);施氮处理均表现出土壤上层CH4和N...