科研产出
微塑料输入对热带农田土壤N2O排放及氮转化过程的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：农田土壤微塑料污染引发的土壤生态与环境问题已备受关注．为探究不同类型微塑料输入对热带典型农田土壤性质、N2O排放及氮转化过程的影响，以海南典型辣椒-玉米轮作土壤为研究对象，通过室内恒温培养试验，设置空白对照（CK）、添加5%聚乙烯（PE）微塑料和添加5%聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯微塑料（PBAT）这3个处理．结果表明，两种微塑料的添加均增加了土壤pH，提高土壤有机碳（SOC）和溶解性有机碳（DOC）含量，其中PBAT较PE影响更大；PE和PBAT处理分别增加66.07%和119.65%的铵态氮（NH4+-N）含量，降低8.56%和29.68%的硝态氮（NO3--N）含量．PBAT处理显著增加土壤N2O累计排放量（P <0.05），增幅为254.92%，而PE处理较CK无显著差异．此外，PE和PBAT处理均增加土壤净氮矿化速率（NMR）和降低土壤净硝化速率（NNR），且PBAT较PE影响更明显．PBAT处理可提高ureC基因丰度，而PE处理对其影响不显著．微塑料的输入均降低了硝化微生物功能基因丰度（AOA-amoA、AOB-amoA和nxrA），且PBAT处理较PE影响更为显著．PBAT处理显著增加了nirK、nirS、nosZ和Fungal nirK基因丰度（P <0.05）；而PE处理对其无明显影响．相关分析表明，N2O排放量与NH4+-N排放强度、pH、DOC、SOC和nirS基因丰度呈显著正相关关系．结果表明，与不可降解微塑料相比，可生物降解微塑料更强烈地改变热带农田土壤性质，并通过促进反硝化作用加剧土壤N2O的排放．
关键词： 微塑料(MPs) 土壤性质 氮转化 氧化亚氮(N2O)排放 功能基因
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臭氧预处理与月桂酸复合改性对香蕉淀粉结构和性质的影响
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究臭氧预处理与脂质复合改性对淀粉结构和性质的影响，以青香蕉淀粉为原料，通过臭氧预处理和月桂酸复合改性制备臭氧预处理香蕉淀粉-月桂酸复合物，并分析复合改性对香蕉淀粉理化性质和消化性的影响。结果表明，与天然香蕉淀粉相比，臭氧预处理香蕉淀粉与月桂酸的复合指数提高了12.67%，复合改性所形成的复合物水溶性、溶胀力和析水率显著提高，糊化温度由104.24～135.23℃提高至155.60～161.68℃，抗性淀粉质量分数提高6.71%，但碘结合力降低。扫描电镜和原子力显微镜结果显示，月桂酸结合在淀粉粒表面与淀粉形成复合物，提高了淀粉粒表面高度。傅里叶变换红外光谱和X射线衍射结果表明，香蕉淀粉与月桂酸通过氢键和疏水效应形成了非“V”型包合物和“V”型包合物。接触角和热重分析结果表明，复合物的疏水性和热稳定性增强。因此，通过臭氧预处理与月桂酸复合改性能够改善香蕉淀粉的水溶性、溶胀力和热稳定性，并进一步提高淀粉的抗消化性。本研究结果将有助于拓展淀粉在食品领域的应用前景。
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不同尺寸改性果胶基磁性微球的制备及对Pb2+吸附性能的研究
《材料导报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：本工作以乙二胺改性果胶为基质，将其与海藻酸钠、Fe3O4进行复配，采用微胶囊造粒仪制备了不同尺寸（750μm、540μm、400μm、100μm）的改性果胶基磁性微球。通过红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜和显微镜分析对样品进行了表征，并研究了不同尺寸的改性果胶基磁性微球对Pb2+的吸附性能。结果表明，100μm的改性果胶基磁性微球达到吸附平衡仅需要1 h。动力学模拟结果表明，吸附更符合准二级动力学模型，吸附速率受化学吸附控制。Langmuir模型可以较好地拟合实验结果，最大吸附容量为256.41 mg/g。解吸再生实验结果表明，100μm的改性果胶基磁性微球经过九次解吸循环再生，去除率无明显下降。
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强割和乙烯利刺激对不同品系幼龄橡胶树排胶生理特性的影响
《林业科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究不同割胶方式下不同品系幼龄橡胶树的排胶生理特性,为阐述乳管排胶机制提供理论基础,也为天然橡胶生产中针对不同品系进行合理规划割胶提供参考依据.[方法]选取PR107、RY8-79、Tjir1和RY7-33-97共4个品系的 6龄未开割橡胶树,在S/2 d/2(割线长度为 1/2茎围,每 2天割 1刀)的强割和后续添加 1%乙烯利刺激割胶方式下,对其橡胶粒子粒径以及干胶含量、排胶体积、排胶时间、排胶初速度、堵塞指数、硫醇含量等常规排胶生理参数进行分析,并比较不同割胶刀次对这些参数的影响.[结果]1)不同品系胶乳橡胶粒子粒径具有明显差异,起始值最大的是RY8-79和PR107,RY7-33-97 的胶乳粒径较小,Tjir1的胶乳粒径最小.强割后,随着割胶刀次增加,不同品系胶乳粒径普遍短暂上升后降低,其中RY8-79和 Tjir1的胶乳粒径变化较大,PR107 和RY7-33-97的胶乳粒径相对稳定,但均在强割 8刀后胶乳粒径降至 0.80 μm以下,与最大胶乳粒径之间存在显著差异(P<0.05).乙烯利刺激后,胶乳粒径维持在较小水平.2)干胶含量起始值最高为RY7-33-97,其次为RY8-79和PR107,最差为Tjir1.在强割条件下,RY8-79和RY7-33-97干胶含量下降较快,PR107和Tjir1干胶含量下降相对缓慢;乙烯利处理后,PR107干胶含量仅略有下降;RY8-79、RY7-33-97和 Tjir1干胶含量相对下调趋势略明显,尤其是RY7-33-97.3)强割条件下,不同品系的排胶时间和排胶体积变化规律高度一致,RY8-79排胶总体积和时间明显高于PR107、RY7-33-97和Tjir1;乙烯利处理后所有品系的排胶时间和总体积显著提高(P<0.05),其中PR107和Tjir1这 2个排胶少的品系受乙烯利刺激的影响更明显.4)强割条件下RY8-79和RY7-33-97排胶初速度明显高于PR107和Tjir1,但乙烯利刺激显著降低所有品系的排胶初速度.5)强割条件下不同品系堵塞指数差异较大,RY8-79最低,RY7-33-97最高,乙烯利刺激明显降低该指数.6)强割条件下RY8-79硫醇含量最高,其次为RY7-33-97、PR107,Tjir1最低,乙烯利刺激后 48 h 4个品系硫醇含量均表现出降低趋势.[结论]不同品系对强割和乙烯利刺激后的排胶反应不同.强割和过度乙烯利刺激均不利于橡胶粒子粒径、干胶含量等产排胶相关参数的恢复.橡胶粒子粒径和干胶含量相对其他参数受周边环境影响较小,可作为衡量排胶是否过度的参考指标.橡胶粒子粒径0.80 μm是一个较有标志性的值,胶乳粒径降到该值之下,预示应降低割胶强度.自然条件下排胶量大的品系通常不耐强割和乙烯利刺激,RY8-79和RY7-33-97作为主栽品种应尽量避免割胶中施加乙烯利,而PR107可配合施用乙烯利刺激剂.利用幼龄树,结合强割和乙烯利刺激,可以作为育种早期快速筛选不同品系是否具有耐割和耐刺激的方法之一,也为不同品系割胶制度的制定提供依据.
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不同尺寸改性果胶基磁性微球的制备及对Pb2+吸附性能的研究
《材料导报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：本工作以乙二胺改性果胶为基质,将其与海藻酸钠、Fe3O4进行复配,采用微胶囊造粒仪制备了不同尺寸(750um、540um、400 μm、100um)的改性果胶基磁性微球.通过红外光谱、热重分析、扫描电子显微镜和显微镜分析对样品进行了表征,并研究了不同尺寸的改性果胶基磁性微球对Pb2+的吸附性能.结果表明,100 um的改性果胶基磁性微球达到吸附平衡仅需要1 h.动力学模拟结果表明,吸附更符合准二级动力学模型,吸附速率受化学吸附控制.Langmuir模型可以较好地拟合实验结果,最大吸附容量为256.41 mg/g.解吸再生实验结果表明,100 pm的改性果胶基磁性微球经过九次解吸循环再生,去除率无明显下降.
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基于归一化植被指数获取环境因子权重的土壤管理分区方法
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：在基于加权环境变量进行土壤管理分区时，常利用作物产量与环境变量之间的关系来获取环境变量的影响权重。然而，当作物产量难以获取或作物产量与环境变量之间不能建立关系模型时，这种基于作物产量获取环境变量影响权重的方法将不再适用。针对此问题，该研究基于归一化植被指数（normalized difference vegetation index,NDVI）可以反映土壤条件而土壤条件又受环境变量影响，提出一种利用NDVI获取环境变量影响权重的方法，并将其应用于橡胶园土壤管理分区。结果表明，利用该方法可以筛选出与NDVI关系紧密的15个关键环境变量，并且可以获取这些环境变量的权重，其中，前5个环境变量（坡向正弦和余弦，地形位置指数，地形湿度指数，剖面曲率）的权重几乎占到15个环境变量权重之和的一半。利用加权后的环境变量可将研究区橡胶园划分为6个分区。这些分区可以很好地区分不同土壤养分（土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾）的丰缺水平。同时，不同分区间环境变量的差异也达到了显著水平（P＜0.05）。可见，该研究提出的利用NDVI获取环境变量影响权重的方法是可靠的。研究可为土壤管理分区提供可靠的思路。
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直链淀粉聚合度对无籽面包果淀粉三元复合物体外一阶消化动力学的影响
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究直链淀粉聚合度对其三元复合物消化特征影响的机理，将5种不同聚合度的面包果直链淀粉与聚合度最高的支链淀粉混合，并与月桂酸和β-乳球蛋白进行复合，制备三元复合物。采用三联高效体积排阻色谱、X射线衍射、小角X射线散射、差示量热扫描、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱表征样品超分子结构和消化动力学。结果表明：复合物均呈现出明显的复合特征峰、Ⅴ型结晶、棒状分子构型。随着直链淀粉聚合度增加，复合指数（68.81%～83.55%）、结晶度（21.10%～28.35%）、短程有序性（0.44～0.63）、分子质量（2.90×10~6～8.02×10~6 Da）、分子密度（3.50～23.07 g/（mol·nm~3））、凝胶化温度（98.52～103.71℃）、凝胶化焓（13.95～18.73 J/g）、二阶段动力学速率常数(1.00×10-2～2.92×10-2 min-1)增加，半晶片层厚度（3.20～4.82 nm）、质量结构分形维数（1.28～1.81）、微晶单元特征长度（6.33～7.01?）、回旋半径（70.31～93.94 nm）、纳米表层“止水塞”尺寸（7.05～15.03 nm）减小，导致体外血糖生成指数（78.83～85.71）降低。统计分析验证结果表明，面包果直链淀粉聚合度极显著影响三元复合物多尺度超结构，进而改变其消化动力学。本研究结果可为淀粉基多组分食品的工业化生产提供新的理论指导。
关键词： 直链淀粉聚合度 三元复合物 斜率对数模式消化动力学 多尺度超分子结构 统计学分析
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基于GEE平台LandTrendr算法的海南岛森林扰动快速监测方法及分析
《地球信息科学学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：热带森林具有重要的经济价值和生态价值,快速准确地监测其扰动对促进热带森林的可持续发展有重要意义.为探究适用于热带森林扰动快速监测的方法,本研究基于1987年以来海南岛所有Landsat5/7/8和Sentinel-2时间序列光学影像和野外调研数据,在谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)云平台利用LandTrendr算法快速监测海南岛1990-2020年的森林年度扰动时空分布特征,并结合7期天然橡胶种植历史分布图、林业政策和自然灾害等因素探讨森林扰动的驱动因子.研究表明:①1990-2020年海南岛森林扰动总面积为2.53×103 km2(占2020年森林总面积的11.78%),集中分布在中部、北部和西北部地区,扰动面积最大的3个市县分别是儋州市、琼中县和白沙县;②海拔300 m以下区域的森林扰动占83.40%,坡度25°以下的森林扰动占94.86%,高海拔地区森林保存完好,鲜有大面积的森林扰动发生;③2000-2010年森林扰动发生最频繁,其中2005年的扰动面积最大,2010年后森林扰动趋势明显减缓;④森林主要受橡胶种植、桉树发展和严重自然灾害(如台风与干旱)共同影响,其中因橡胶种植导致的森林扰动面积占全岛森林扰动总面积的43.48%.本研究建立的森林扰动快速监测方法和研制的海南岛热带森林扰动数据集可为森林监测研究及林业部门决策提供参考.
关键词： 海南岛 森林扰动 橡胶林 LandTrendr 谷歌地球引擎(GEE) Landsat Sentinel-2
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等离子体协同白藜芦醇改性香蕉淀粉及其性质
《食品科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究等离子体协同多酚改性对淀粉性质的影响，以青香蕉淀粉为原料，通过介质阻挡放电（dielectric barrierdischarge,DBD）等离子体和白藜芦醇复合改性，制备DBD等离子体改性香蕉淀粉-白藜芦醇复合物，研究复合改性对香蕉淀粉理化性质和消化性的影响。结果表明，DBD等离子体处理后提高了香蕉淀粉与白藜芦醇的复合率；与未改性香蕉淀粉相比，复合改性所形成复合物的溶解度和凝沉性显著提高；DBD等离子体改性后样品的吸油率有很大提升；凝胶化温度To、Tp和Tc分别从64.10、71.14℃和73.92℃提高至70.18、75.79℃和82.53℃；改性后淀粉的消化率和消化速率提高；膨胀力和冻融稳定性降低。扫描电子显微镜表明，DBD等离子体处理产生了更多的淀粉碎片，对淀粉表面具有刻蚀作用。X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析表明，白藜芦醇与香蕉淀粉通过CH-π键结合，使复合物的结构更加致密有序，形成结晶度较高的非“V”型包合物。因此，通过等离子体协同多酚改性香蕉淀粉，能够改善香蕉淀粉的加工性能，有助于开发新型保健食品。
关键词： 香蕉淀粉 介质阻挡放电等离子体 白藜芦醇
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原位调控基料碳源组分对水虻堆肥效率与碳氮固定效应的影响
《中国环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：选择生物可利用度高的葡萄糖和生物利用度低的木屑作为碳源,花生粕作为氮源,配制总C/N为10、15、20、25、30,碳源难易利用程度为0%、25%、50%、75%、100%的25个水虻堆肥处理组,探究了不同总碳氮比和碳源难易利用程度下的水虻堆肥效率与碳氮素固定效应,基于相关性分析与正交偏最小二乘回归模型分析了调控碳氮固持的关键因子,并利用主成分分析法开展综合评价.结果表明:25个试验处理下,水虻虫体和虫粪产率分别为3.96%～23.06%和13.38%～89.99%;虫体碳含量为48.12%～60.31%,虫体氮含量为5.79%～9.85%,水虻从基料回收的碳、氮素分别为3.24%～29.58%和17.21%～52.69%;水虻堆肥体系碳与氮总固定率分别为40.69%～93.81%和38.06%～72.89%.易利用碳素有效率（ACC1）对水虻堆肥中虫体、虫粪的碳氮固定影响显著（VIP＞1）.总C/N为10,难易利用度碳源比为50%:50%时,水虻堆肥效率与体系总碳氮固定综合效果最佳.本研究证明了总C/N作为水虻堆肥营养基料配置指标上存在局限性,而原位调控基料碳源的生物利用度,可实现虫体高效生产与碳氮固定效能的协同平衡.
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