科研产出
节水灌溉和控释肥施用耦合措施对单季稻田CH4和N2O排放的影响
《环境科学 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：以我国华东地区典型单季稻水稻田（江苏宜兴）的原柱状土为研究对象,通过两年土柱观测试验,研究不同灌溉管理模式（长期淹水CF、间隙灌溉II、控制灌溉CI）和氮肥施用（不施氮CK、尿素Urea和控释肥CRF）耦合措施对水稻生长期内CH4和N2O排放和产量的影响,以期优选典型单季稻田减排增效的水肥管理模式.结果表明,两种节水灌溉方式（CI和II）均显著影响稻田土壤CH4和N2O排放量及二者的综合温室效应（GWP）和排放强度（GHGI）,与CF相比,II和CI均显著提高了N2O排放量（P<0.05）,降低了CH4排放量（P<0.05）,进而二者的GWP和GHGI分别显著降低28.9%～71.4%和14.3%～70.4%（P<0.05）;两种节水灌溉模式相比,CI较II模式呈现较好的CH4减排优势,排放总量降低了57.7%～91.8%,而二者的N2O排放量无显著性差异（P>0.05）,最终CI对GWP和GHGI的减排效应略优于II模式2.0%～56.2%.施用氮肥（Urea和CRF）均显著促进N2O排放18.4%～2547.8%（P<0.05）,其中CRF处理N2O排放量均略高于Urea处理32.7%～78.6%,但无显著性差异（P>0.05）; CH4排放总量对施氮处理的响应随水分管理模式的不同而不同,总体而言,施用CRF较Urea对稻田土壤GWP和GHGI均无显著影响（P>0.05）.相关分析表明,2018年CF模式的Urea处理和II模式的Urea、 CRF处理中N2O排放通量与田面水NH+4-N浓度分别呈现显著（P<0.05）和极显著的正相关关系（P<0.01）,而二者在2019年CI模式的CK和CRF处理中呈现相反规律;2018年CI模式下CK、 CRF处理的N2O排放通量与田面水NO-3-N浓度呈极显著的正相关关系（P<0.01）.节水灌溉和氮肥施用对水稻产量均呈显著影响（P<0.05）,与CF相比,两种节水灌溉模式（II、 CI）水稻产量均下降了14.7%～37.7%; CRF处理较Urea处理略提高水稻产量2.5%～7.4%（P<0.05）.综合考虑稻田土壤GWP、 GHGI和水稻产量,节水模式与控释肥施用对稻田土壤减排增产的耦合效应仍有待进一步研究.
关键词： 稻田 节水灌溉 控释肥 甲烷（CH4） N2O 产量
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纳米抗菌纤维的静电纺丝制备技术及其抗菌活性研究进展
《中国食品学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：食品微生物污染导致的食品安全和腐败问题是食品工业的难题.如何在不改变食品质量及口感的情况下延长食品保质期是食品加工技术的研究重点.目前报道的一些抗菌物质,如纳米金属粒子、抗菌肽和植物提取物等,具有良好的抗菌活性,在较低浓度下就可杀死大量的致病菌,若采用合适的方法将其制备成食品包装材料则会增加其应用范围.静电纺丝技术反应条件温和,包封效率高,可以更好地保持抗菌物质的抗菌活性等优点,使其在食品工业的应用研究日益增多.本文介绍静电纺丝技术的原理以及纺丝条件对纳米纤维形态的影响,阐述不同抗菌纤维膜的制备方式、抗菌效果和机制以及应用现状,为静电纺丝抗菌材料的工业化制备和应用提供参考.
关键词： 静电纺丝;食品包装;抗菌;植物提取物
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基于柠檬酸-铕纳米配位聚合物构建荧光探针快速检测汤煲中5’-肌苷酸含量
《食品科学 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：基于柠檬酸-铕金属有机纳米配体聚合物(citrate/europium lanthanide coordination polymer nanoparticles,Cit/Eu LCP NPs)构建快速检测肉品汤煲中5’-肌苷酸(inosine-5’-monophosphate,5’-IMP)的荧光探针。研究结果表明,5’-IMP对Cit/Eu LCP NPs有良好的荧光猝灭作用。在最佳条件下,该荧光探针在5’-IMP 2.5～200μg/mL的质量浓度范围内呈现出良好的线性关系,检出限为0.17μg/mL,且具备良好的抗干扰、稳定性和重复性。为了验证方法可行性,将该方法应用于实际鸡汤样品中的5’-IMP检测,测得加标回收率为97.85%～103.95%,可为快速检测肉品汤煲中5’-IMP提供新的思路和方法。
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基于生命周期评价的现代"草-羊-田"农牧循环系统调控
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：现代循环农业是实现农业绿色发展、推进乡村全面振兴的重要途径。但以农户经验构建而成的传统循环农业系统多缺乏精确的数据支持与参数匹配,使得系统的高效循环运行面临挑战。因此,本研究在数据采集与跟踪调研的基础上,采用生命周期评价对现代"草-羊-田"农牧循环系统进行实证研究,通过特征化、标准化与加权评估分析不同类别潜在环境影响,并计算系统模拟调控前后污染降级所需环境服务能。结果表明,饲料加工与湖羊养殖亚系统所产生的各类潜在环境影响都超过了其类别总影响的85%,远高于粮食种植和有机堆肥亚系统的;人体毒性和水体生态毒性在各亚系统中所产生的环境影响都较大,而陆地生态毒性的均最小。为实现污染降级每年所需空气、水体和土壤的环境服务能分别为7.42×1010、6.03×1016和1.59×1012 J;通过耦合参数协调和关键技术优化对系统进行模拟调控,经测算与原系统相比每年所需各项环境服务能分别降低52%、44%和21%。该研究基于生命周期评价形成的适用于现代"草-羊-田"农牧循环系统并指导其整体调控的方法体系,对现代农牧循环系统的可持续发展与复制推广具有指导意义,同时可为其他现代循环农业系统的优化调整提供方法参考。
关键词： 循环农业 生命周期评价 潜在环境影响 污染降级 环境服务能
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机械耕作和播种方式对稻茬小麦光合生产和产量的影响
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：沿淮地区水稻种植后土壤质地黏重加之秸秆还田量大制约了小麦生长,耕作和播种方式的合理搭配是解决这一问题的有效方法。于2017-2019年在泗洪设置了不同耕作方式（耕翻、免耕）和播种方式（中型带播、中型条播、小型带播、小型条播）的田间试验,研究了不同处理对小麦穗数和穗质量形成、光合物质生产和产量的影响。结果表明:1)两年度均以免耕产量最高,比耕翻分别增产25.4%和15.2%。2)两年度采用中型机械播种方式能够稳定实现较高的籽粒产量,小型条播仅2017-2018年度免耕条件下产量与中型机械播种方式差异不显著。带播相比于条播能够提高小麦个体生长空间,增大光合面积,增强了群体干物质生产和转运能力。总的来说,免耕下采用中型带播方式播种是改善沿淮地区稻茬小麦生长发育和提高产量的一种有效农田管理模式,这为当地优化选择和推广适宜的耕播方式组合提供了依据。
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不同耕作方式下水稻田麦秸降解效果
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究稻麦轮作区不同耕作方式下水稻田麦秸的降解效果,在淮河中下游砂姜黑土区,试验测试了"耕翻+旋耕+泡田"（PRP）、"旋耕+泡田"（RP）、"泡田+旋耕"（PR）三种耕作方式下麦秸在45和90 d中的降解率、组分、养分残存量等参数变化情况,并在显微条件下观察了秸秆表面形态特征。结果表明:1)几种还田方式下,麦秸降解率都是先快后慢,到还田45 d时,其降解率达45%～55%,还田90d时最高降解率也不超过58.27%。2)还田时间对麦秸碳（C）、氮（N）、磷（P）、钾（K）,微观凹坑径向长度（Lx）、微观凹坑轴向长度（Ly）,力学强度有显著影响（P<0.05）,对麦秸组分变化有影响。覆盖还田麦秸C、N、P、木质素、半纤维素随还田时间分别上升至其初始值的1.01～1.33、1.81～3.45、1.15～1.82、1.15～1.39、1.45～2.77倍,而麦秸K、纤维素则下降至其初始值的0.04～0.11、0.77～0.95倍;Lx和Ly随还田时间变化上升至其初始值的5.65～13.60、2.48～9.18倍;麦秸剪切、弯曲及压缩强度随还田时间下降至其初始值的0.07～0.34、0.26～0.58、0.43～0.76倍。3)耕作方式对覆盖还田麦秸N、P、K残存量影响显著（P<0.05）,对组分变化有影响。PRP比RP、PR更能促进麦秸N、P、K、纤维素含量下降,提高木质素含量,而半纤维素随耕作方式变化无明显规律。因此,PRP是覆盖还田麦秸降解的较佳选择,其有助于还田麦秸力学强度下降,易引起秸秆表面崩解并形成微观凹坑,促进秸秆腐解及养分释放。
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丙烯酸钠-玉米芯接枝共聚物的制备及其对Ni~(2+)的吸附机制
《复合材料学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探索利用农业废弃物玉米芯制备高效吸附材料去除水溶液中重金属离子的可行性。利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术将大量对重金属离子具有较强亲和能力的羧基嫁接到玉米芯表面,制备出丙烯酸钠-玉米芯接枝共聚物(MC-g-PGMA-g-PAA-Na),同时采用热重、FTIR、SEM、EDS和XPS对吸附Ni~(2+)前后的吸附材料进行表征,研究其吸附机制。结果表明MC-g-PGMA-g-PAA-Na可以有效地去除水溶液中的Ni~(2+),其羧基含量达到6.02 mmol·g~(-1),是改性前的35.4倍。MC-g-PGMA-g-PAA-Na与含有Ni~(2+)溶液接触后,主要是其含有的羧基吸附了溶液中Ni~(2+),并形成了羧酸镍,吸附前后Ni~(2+)的价态没有发生变化,羧基与Ni~(2+)的配位方式主要是双齿桥式。同时MC-g-PGMA-g-PAA-Na含有的Na+全部释放到溶液中,说明该吸附过程伴有Na+与Ni~(2+)的阳离子交换。
关键词： 丙烯酸钠 接枝共聚物 Ni~(2+) 吸附机制 原子转移自由基聚合
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高效纳秒激光多功能表面制备及抗腐蚀性研究
《中国激光 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：近些年,激光加工方法被广泛用于功能性表面的制备。然而,现有的激光加工方法在处理速率、生产成本、制备表面的耐用性/可靠性方面仍有很大进步空间。本工作致力于研发一种高效激光多功能表面制备工艺。此工艺将激光表面加工与化学浸润处理相结合,先使用一定工艺窗口下的激光加工过程对表面进行预处理,再使用化学浸润过程进一步修饰微纳结构,同时改变表面能/表面化学。研究结果表明,激光加工与化学浸润共同作用下制备的微纳米化合金表面实现了超疏水性能和表面显微硬度的提升,同时该表面在海水和海洋大气环境中还展现出了优异的耐腐蚀性能。相对传统激光处理方法,所提方法在一定程度上提升了制备效率并降低了生产成本,在海洋工程领域有很好的应用前景。
关键词： 激光技术 化学修饰 超疏水表面 微纳结构 耐腐蚀性
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羽毛角蛋白改性脲醛树脂模压秸秆花盆力学及降解性能
《农业工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：为解决现有秸秆模压花盆使用不可降解脲醛树脂导致秸秆花盆废弃后难降解的问题,该研究使用还原法从家禽废弃羽毛中提取角蛋白,替代部分尿素与甲醛缩聚合成改性脲醛树脂,并与微生物改性的水稻秸秆混合模压成一种绿色环保可降解花盆。采用傅立叶红外光谱和热重分析仪探讨改性脲醛树脂的官能团变化及热力学性质,同时采用三点弯曲试验、微生物降解能力试验及土壤掩埋降解试验探究模压制备秸秆花盆的力学强度变化和生物降解性能。结果表明:角蛋白能够降低脲醛树脂中的游离甲醛含量,提升胶黏剂的粘度,角蛋白中的-NH和-COOH基团有利于与脲醛树脂的共聚,从而形成交联网络。角蛋白质量为尿素总量3%时,代表树脂缩聚交联结构的第三热解峰对应温度285.8℃,相比于未改性脲醛树脂提升5.0%,热稳定性最好,与脲醛树脂相比,添加角蛋白的改性脲醛树脂的最终残碳量均不同程度降低,有利于其制备的复合材料自然降解。与此同时,角蛋白质量为尿素总量3%时,改性脲醛树脂模压制备的秸秆花盆弹性模量和抗弯强度最优,分别为2 552和47.7MPa,相比于未改性脲醛树脂制备的花盆提升8.97%和85.59%。角蛋白质量为尿素总量5%时,改性脲醛树脂模压制备的秸秆花盆生物降解性能最佳,28d后微生物在秸秆花盆表面的生长面积达到91.2%,6个月后秸秆花盆的剩余质量百分比为64.10%,相比于未改性脲醛树脂降解速度提升80.95%。该研究提供一种可降解秸秆花盆创制方式,合理消纳废弃畜禽羽毛和农业秸秆,可为废弃物处置利用提供参考。
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食源性金黄色葡萄球菌肠毒素基因及其表达检测
《中国食品学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：金黄色葡萄球菌作为一种常见人类病原菌,可通过各种途径污染食品,引发食物中毒。其中,金黄色葡萄球菌肠毒素(SE)的分泌会大大增加其侵袭性和致病力。通过对比肠毒素基因的携带及其表达情况,有助于进一步分析肠毒素表达的环境条件,为产肠毒素金黄色葡萄球菌的防范和控制提供理论和数据支持。本研究采用PCR和3M~(TM)Tecra~(TM)微孔板法分别检测33株食源性金黄色葡萄球菌中5种传统肠毒素SEA～SEE基因的携带及表达情况,结果显示,该批金黄色葡萄球菌中SE基因的检出率为100%,携带率最高和最低的分别为seb(48.48%,16/33)和see(9.09%,3/33)。而其中SE蛋白得到表达的菌株仅为63.64%(21/33),这表明不是有SE基因携带就一定可以有相应毒素蛋白的表达,可能还需相应的系统调控和适宜的环境因素。
关键词： 金黄色葡萄球菌 肠毒素 基因表达 肠毒素蛋白 3MTMTecraTM微孔板法
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