双指标优化黑曲霉液态发酵条件及降解棉秆效果

【目的】以羧甲基纤维素钠酶活(Carboxymethylcellulose sodium enzyme activity,CMCase)和滤纸酶活(Filter paper enzyme activity,FPAase)作为双指标,通过响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger)ZD产纤维素酶的液体发酵条件进行优化,研究黑曲霉对棉花秸秆的降解效果。【方法】通过单因素试验确定主要影响因素,通过Plackett-Burman和Box-Behnken设计进行因素优化和交互作用的影响,测定棉秆中纤维素含量。【结果】单因素试验确定碳源为淀粉,氮源为蛋白胨,无机盐为K₂HPO₄,培养时间168 h,转速150 r/min,温度30℃,接种量7%;利用Plackett-Burman设计筛选出影响产酶的显著因素是淀粉质量浓度、蛋白胨质量浓度、转速和接种量;最后通过Box-behnken确定产酶的最佳发酵条件,淀粉质量浓度1.21 g/100 mL,蛋白胨质量浓度0.25 g/100 mL,K₂HPO₄质量浓度0.1 g/100 mL,培养时间168 h,转速170 r/min,温度30℃,接种量7.8%,比初始发酵条件提高了35.96%。【结论】利用黑曲霉通过液体发酵降解棉秆效果显著,可以有效降解棉秆中纤维素和半纤维素,用真菌实现棉秆饲草化极具前景。     

黑曲霉ZD利用棉花秸秆固体发酵产纤维素酶条件优化

【目的】以棉花秸秆作为发酵基质,优化黑曲霉(Aspergillus niger)ZD固体发酵产纤维素酶的发酵条件。【方法】以固体发酵条件(棉花秸秆和玉米粉的比例、发酵时间、接种率、含水量和pH值)为优化因素,通过单因素试验和Plackett-Burman试验,确定主要影响因素;再由最陡爬坡试验确定优化中心点,最后通过 Box-Behnken中心组合设计确定主要影响因素及其交互作用对固体发酵产酶的影响,并对其进行回归分析。【结果】由单因素试验和Plackett-Burman试验确定碳氮比,接种量和含水率为主要影响因素;最陡爬坡试验确定棉花秸秆与玉米粉的比例4∶1,接种量10%和含水率60%为中心点;Box-Behnken中心组合试验确定最佳发酵条件:棉花秸秆和玉米粉的比例为4.4∶1,接种量8.12%,含水率60%,发酵时间40 d,pH为4,此条件下羧甲基纤维素钠酶活最高,为310.885 U/mL;比未优化条件下的酶活207.496 U/mL提高了49.8%。【结论】确定黑曲霉ZD利用棉花秸秆固体发酵产纤维素酶的最优条件,为利用该菌制备棉花秸秆发酵饲料,降解棉花秸秆纤维素含量,提供了理论依据和工艺参数。     

黄河口盐碱地大豆根瘤菌分离鉴定及田间应用

开发利用盐碱地种植大豆是提高我国大豆生产能力、保障粮食安全的重要途径，然而高盐碱环境严重抑制大豆生长，限制大豆产量。接种根瘤菌可增强大豆对盐胁迫的耐受性，从而提高盐碱地大豆产量。本研究从黄河三角洲黄河口地区分离到一株大豆根瘤菌DY23-9,经形态学观察和16S rRNA基因测序，鉴定该菌株为弗雷德中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)。DY23-9菌株可与11种耐盐碱大豆共生结瘤，能够在D-苹果酸、L-天冬酰胺酸、L-丝氨酸、D-甘露醇和N-乙酰基-D-葡萄胺等18种单一碳源条件下生长，最短世代时间仅为4.13 h。与模式菌株USDA110和USDA205相比，菌株DY23-9具有耐低温和耐盐优势。菌株DY23-9在实验室条件和大田条件下均对耐盐碱大豆TZX-805有显著的促生作用，并显著增加盐碱地大豆产量。以上结果表明土著根瘤菌DY23-9在盐碱环境中具有明显的生长优势，能够在黄河三角洲滨海盐碱地大豆生产中发挥促生增产作用。本研究为耐盐碱大豆根瘤菌的开发利用及盐碱地大豆高效种植技术的发展提供了菌株资源和理论依据。     

冬枣采后果皮生理变化与转色关系研究

为探讨采后冬枣果皮转色的机制,研究了冬枣采后于(0±0.5)℃冷库贮藏60 d期间,果实呼吸强度、果皮叶绿素含量、PPO活性、POD活性、总酚含量变化及与转色之间的关系。结果表明:随着贮藏期的延长,果实呼吸强度平缓上升,果皮色泽逐渐加深,叶绿素被不断降解,PPO和POD活性逐渐增加,总酚含量逐渐下降,说明果皮色泽的变化与其组织氧化作用有关,酚类物质氧化而引起的果皮褐变参与了冬枣果皮色泽的加深。     

不同花生品种养分吸收分配特性

通过田间试验研究4个花生品种不同生育期氮磷钾吸收和分配特征，旨在为花生科学施肥提供理论依据。结果表明：不同取样时期4个花生品种对N、P、K的吸收量均表现为N>K₂O>P₂O₅,花生播后50～77 d和77～110 d是花生氮、磷、钾养分吸收的高峰期，其中氮素的吸收高峰出现在结荚期（占生育期总吸收量的46.72%）,钾素吸收高峰出现在花针初期（占生育期总吸收量的47.69%）,磷素在花针初期、结荚期的吸收量分别占磷素总吸收量的39.56%、32.22%。不同花生品种生产100 kg荚果所需氮磷钾养分量分别为3.18～4.62、0.34～0.49、1.25～1.80 kg,中花16、冀花16每生产100 kg荚果产量所需营养元素显著低于开农1760、豫花37,养分和干物质生产效率也较高，是养分高效利用品种；而开农1760、豫花37是养分需求较多的品种。     

黑龙江省垦区耕地利用功能转型与调控建议

客观评价耕地利用功能,分析其演化特征及权衡协同关系,既是耕地利用转型理论研究的有益探索,又可以为自然资源资产评估和耕地利用调控提供依据。本文通过构建耕地利用功能评价指标体系和土地系统功能权衡度模型(LFTD),研究分析1995—2018年黑龙江省垦区耕地利用国民经济贡献、粮食安全保障、社会就业保障和生态安全维护4个功能的时空转型特征和权衡协同关系。结果表明:1)耕地利用总功能呈下降—上升—平稳趋势,耕地利用子功能主要经历了由国民经济贡献功能和社会就业保障功能为主向以生态安全维护功能和粮食安全保障功能为主的转型过程,转型过程可分为总功能衰退、总功能提升和主体功能凸显三个阶段;2)耕地利用功能转型三阶段,三江平原垦区和松嫩平原垦区的耕地利用功能转型呈现出明显的空间非均衡性;3)耕地利用功能转型三阶段,功能间权衡协同关系分别为权衡—协同—持平,转型过程趋于相互促进。此外,针对耕地利用功能在转型过程中面临的突出问题,从完善社会保障、农业产业体系、现代企业管理制度以及加强垦区耕地生态建设方面提出相应的调控建议。     

水果番茄新品种绿洋梨的选育

绿洋梨是以XS36为母本，以XTS21为父本配制的中早熟杂交一代番茄新品种。生长势旺盛，坐果率高，丰产性好；成熟果绿色，梨形，单果质量60 g左右；维生素C含量298 mg/kg，番茄红素含量345μg/kg，有机酸含量3.84 g/kg，可溶性固形物含量54 g/kg，还含有钙、铜、铁、钾、镁、锰、钠、磷、锌等多种矿质元素，口味酸甜；高抗叶霉病、枯萎病，耐热性强。适合于春秋茬日光温室和大棚越夏栽培。     

盐碱地肥沃耕层构建水肥盐综合调控机理与技术研究进展

盐碱地是我国重要的后备耕地资源，我国历来高度重视盐碱地的改良和利用工作，但目前盐碱区淡水资源日益短缺严重制约了盐碱地的改良利用。如何在水资源约束下，优化统筹土壤水肥盐动态调控是当前盐碱地可持续利用中亟待解决的关键科学问题。近年来，大量研究利用有机培肥、耕作、节水灌溉、田间覆盖、咸水利用等农艺措施，在盐碱地建立“控盐、保肥、保水”的肥沃耕作层，显著改变了水肥盐在土壤-植物-大气连续体中的运移过程，实现了盐碱地质量和产能快速提升，上述内容也日益成为盐碱地改良利用中的重要研究方向。本文系统总结了盐碱地改良和肥沃耕层构建等方面的研究进展，并针对盐碱地肥沃耕层构建下土壤水肥盐综合调控及其与植物生长的协同关系等进行了展望，以期为盐碱地可持续改良利用提供参考。