两株耐碱性木聚糖酶产生菌的筛选及产酶条件研究

本文主要研究了从造纸厂碱性土壤中筛选得到的，能够产生耐碱木聚糖酶的两株放线菌X24-14和X15-17。通过16 S rRNA基因序列分析并结合菌株的形态特征以及生理生化特性，初步认为菌株X15-17为拟诺卡氏菌属（Nocardiopsis）的一个潜在新种；菌株X24-14为纤维化纤维菌（Cellulosimicrobium cellulans）。 在此基础上探索了菌株X24-14和菌株X15-17所产木聚糖酶的基本酶学性质。研究发现，两株菌所产的木聚糖酶的耐碱性均较强： 1）菌株X24-14所产的木聚糖酶，在pH 4.2～9.4的范围内能维持较高的活力，pH 9.4条件下，仍能保持80％的酶活力；2）菌株X15-17所产的木聚糖酶在pH 4.0～9.0的范围内能维持较高的活力，pH 9.0条件下，仍能保持80％的酶活力；3）两株菌所产的木聚糖酶均具有较好的pH稳定性，在pH 2.0～11.0范围内稳定，pH 11.0、4 ℃条件下处理24 h仍具有75％的活力。 本文还重点研究了菌株X24-14在不同培养基成分及不同培养条件下的产酶情况，确定了其适宜的产酶条件。结果显示，菌株X24-14的最适碳源为麸皮；最适氮源为蛋白胨；最适产酶pH为pH 8.5。菌株X24-14适宜的产酶条件为：麸皮60 g/L，蛋白胨10 g/L，K2HPO4 7.0 g/L，pH 8.5，接种量为5％，37 ℃，200 r/min发酵培养108 h。 Two strains of actinomycetes, X24-14 and X15-17, which produced alkali-tolerant xylanase were screened from the soil samples collected from a pulp mill in china. Based on the morphological, physiochemical characteristics and 16S rRNA sequence, X24-14 was priminarily identified as cellulosimicrobium cellulans ; X15-17 was priminarily identified as a new species of Nocardiopsis. The investigation examined the enzyme activities which produced by X24-14 and X15-17 under different pH and different temperatures. The results showed that : 1）The xylanase from X24-14 had characteristic of alkali-tolerance: It remains 80% relative activity at pH ranges between pH 4.2 and pH 9.4 under 50℃. 2)The xylanase from X15-17 also showed characteristic of alkali-tolerance, it remains 80% relative activity at pH ranges between pH 4.0and pH 9.0 under 50℃. 3）The xylanase from the two strains showed alkali-stable characteristics. They were stable at pH ranges between pH 2.0 and pH 11.0, showing 75% of its maximal activity remaining under 24 hours of treatment at 4℃. We also studied the effect of different growth conditions: carbon source, nitrogen sources, inoculum size, and initial pH on the production of xylanase of strain X24-14. The results showed that :The optimal carbon source was wheat bran; The optima nitrogen source was peptone; The maximum xylanase activity was achieved in the medium containing 60 g/L wheat bran, 10 g/L peptone, 7 g/L K2HPO4, inoculum size 5% and pH 8.5, under 37℃ in 108 h.

碱法草浆造纸蒸煮黑液厌氧生物降解性及其主要微生物类群研究

造纸行业是造成我国水环境有机污染物的重要污染源之一，其水污染的特点是小厂多、草浆多、工艺落后、污染扩散面广、造成废 水排放量大，每年排放的废水量约39亿立方米，占全国工业废水排放量的1/6，其中有机污染物（以BOD5计）160万吨左右，约占全 国工业废水中有机污染物总量的1/4。尤以占全国制浆造纸行业90%以上的碱法草浆造纸厂的蒸煮黑液量大面广，除含有机物外，还 含有木质素、残碱、硫化物、氯化物等污染物，属于PH值高、色度深、难于治理的高浓度有机废水，对水体污染特别严重，各地要 求治理呼声很高，急待研究并尽快找出各种有效的治理途径。对于碱法草浆蒸煮，黑液高浓度废水的治理，有各种方法，根据国内 的研究进展和我们已有试验工作表明，最经济有效，具有实用价值，在生产上可获得成功是厌氧处理法。近10多年来，国外关于高 效厌氧处理技术研究进展迅速，并出现了多种多样的工艺设备，如高效厌氧生物反应器，并在实用化方面取得了很大成绩，建立了 生产性装置，达到了高负荷运行，效果良好。本试验是根据我们已有研究基础，针对我国国情，对小型制浆造纸厂水污染防治除了 开发碱回收及各种综合利用技术外，要特别加强废水(废液)实用技术研究的指导思想，本试验采用改进型的上流式厌氧污泥床反应 器，设计了两种试验方案，通过试验结果如下。1. 试验方案I—碱法草浆黑液酸化和厌氧发酵I号UASB反应器动态模型试验结果表 明：(1). 采用中温35℃±1℃高效厌氧反应器USAB内装有填料(陶粒)和三相分离器，具有保持高浓度生物量和防止污泥流失的特点 ，污泥浓度Vs 可达30%以上，因而具有高效、节能、产能、滞留期短的优点，当进水CODcr在7500-10000mg/l，HRT由7天缩短到3天 ，有机容积负荷在1.22gCODcr/l·d-3.43gCODcr/l·d时，CODcr平均去除率可达55%-45.5%，最高CODcr去除率可达60.2-63.5%， BOD5去除率可达75.9-83.2%,沼气容积产气率可达0.29-0.67l/l·d，每克CODcr转化为沼气产率达0.39-0.48l/gCODcr·d，CH4含量 65.8-75.5%。厌氧发酵出水再用化学法进行后处理脱除难降解的木质素，CODcr总去除率达80%以上。(2). 动态试验结果表明：采 用酸化—厌氧发酵处理黑液工艺合理，技术路线可行。2. 试验方案II—黑液用化学法(Hcl)去除木质素进行厌氧发酵，II号UASB反 应器动态模型试验结果表明：(1). 采用中温35℃±1℃高效厌氧反应器UASB(内有软填料)，当进水CODcr7000-13000mg/l左右，HRT 由6天缩短到1天，有机负荷由0.98gCODcr/l·d增加到11gCODcr/l·d时，COD平均去除率均可稳定在70-77%，BOD5去除率为87.3- 93.1%，沼气容积产气率0.21-2.6l/l·d，每克CODcr转化为沼气产率为0.39-0.48l/gCODcr·d，高的可达0.53l/gCODcr·d，转化 率较高，CH4含量63-70%。(2). 试验证明碱法草浆黑液物化预处理—厌氧发酵处理的技术路线也是可行的，工艺合理、效果较好。 在有条件的工厂可采用。3.厌氧发酵阶段几大类群微生物计数表明：(1). 当发酵工艺和运行处于相对稳定状态时，微生物群体的 组成也达到相对的稳定，各类微生物之间保持动态平衡关系。当产乙酸菌的数量为107-108个/ml时，产甲烷菌的数量为105-106 个/ml，当产乙酸菌数量为106-107个/ml时，产甲烷菌的数量为103-105个/ml。(2).稳态运行条件下，黑液预处理为甲烷发酵创造 了有利的生态环境，获得了较好的处理效果和较高的COD转化为沼气的产率0.39-0.48l/g·CODcr·d，反应器中形成较为稳定而数 量较下水污泥中高1-2个数量级的厌氧发酵微生物区系组成。这一结果为黑液厌氧发酵提供了微生物理论依据。Paper industry is one of the important pollution source of water environment in our country. Its character of water pollution is many small factories, much grass pulp, disadvantageous technique, large preading area of pullution. Its effluent makes up 1/6 of whole country's industry wastwater. Its organic pollutant accounts 1/4 of whole country's. Alkaline grass paper pulp effluent with pollutants such as ligoin, remaining alkali sulfide, chloride besides organic material, is a kind of high concentrate organic wastewater which has high PH walug, dark colour and is difficult in treatment. There is urgent require to find ways to treat the wastewater. There are different ways to treat alkaline paper grass pulp effluent. According to the research advances and our experiment work, the most economical and useful way is anaerobic degradation which was advanced quick in last ten years. In the control of waste water of small pulp paper mill, the study of wastewater utilization technology should be emphasized, besides alkaline retrieving and different kinds of comprehensive utilization technology. Our experiment used modified UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor). Two kinds of plan were disgned. The results are lined below. 1. The first experiment plant-aciding black pulp effluent and methanogenic digestion. The dynamic model experiment results of I-UASB reactor showed: (1)The mesophilic(35℃±1℃)high effect UASB reactor having haydite and threee state seperation in it had the character of keeping high bioimass concentration and preventing losss of sludge. It had advantages of high effect, energe saving, energe prodcing and short HRT(Hydroulic retention time). When the influent COD was 7500-10000mg, HRT was shortened from 7 days to 3days, organic loading rate was 1.22g-3.43COD/l· d, the average COD removal efficiency was 55%-45%. The highest COD efficiency was 60.2-63.5%, BOD removal of 75.9 -83.4% was achieved. Biogass production rate were up to 0.29-0.67l/l·d. Biogass converted efficiency from every gram of COD could reach 0.39-0.48l/gCOD·d. Methane content was 65.0-75.5%. Chemical method was used to deplate lignin in anaerobic digestion effluent. Total COD removal efficiency could be more than 80%. (2)Using aciding annaerobic digestion to treat the black effluent was reseanable in technique and technology. 2. The second experiment plan-anaerobic digestion was used after the chemical method was used to deplate lignin in the black effluent. The result of dynamic experiment of II-UASB reactor showed: (1)High effect mesophilic (35℃±1℃)UASB reactor having soft slaffing in was used. When influent COD was about 7000-13000mg/l, HRT was shortened from 6 days to 1 day and organic loading rate was increased from 0.90 to 11g COD /l·d, average COD removal efficiency remained stable on 70-77%. BOD, removal efficiency was between 87.3-93.1%. Biogass production rate was 0.2-2.6l/l ·d .Biogass converted efficiency from a gram of COD was 0.39-0.481/gCOD·d with the high value of 0.53l/gCOD·d. Methane content was 63-70%. (2)The way that using physical, chemical Pre-treatment-anaerobic digestion to treat alkaline black effluent is feasible and can be used in some factories when the condition exists. 3. Counting of several class of microoganisms in anaerobic digestion stage showed: (1)As the disgestion was in stable motion, the compositon of microorganic colony could get relative stable. Dynamic balance was remaining among different kinds of microorganism such as methanogenic bacteria, Acidogenic bacteria, sulfate reducing bacteria, and heterotrophic bacteria. (2)Under stable motion, the pre-treatment of black effluent produced favourable eco-enviroment for methanegenic digestion. Good treatment effect and high biogass convertent efficiency from COD(0.39-0.48l/g·COD· d)were gotten. Some stable and high quantity(10-100times more than sewage sludge)microorganism colony were formed in the reactor. This result provided theoretical basis for anaerobic digestion of black effluent.

30MeV/u~(40)Ar+~(112,124)Sn反应中态布居核温度的同位旋效应

用 13单元望远镜探测器阵列测量了 30MeV u40 Ar +112 ,12 4Sn反应中小角关联粒子 ,由两体符合事件提取了α α关联函数 .用三体弹道理论模型MENEKA计算本底关联函数 ,用Monte Carlo方法计算探测效率函数 ,在扣除本底产额并考虑探测效率的修正后 ,对不同同位旋反应系统 40 Ar +112 Sn和 40 Ar+12 4Sn提取的相对态布居核温度分别是 4 .18±0 .2 50 .2 1MeV和 4 .10±0 .2 20 .2 0 MeV ;考察态布居核温度和粒子能量的关系时 ,观察到两个系统的发射温度均随着粒子能量的增加而降低 ,缺中子系统40 Ar +112 Sn中由低能时的 5 .13±0 .3 00 .2 6MeV降低到高能时的 3.87±0 .3 70 .2 9MeV ,丰中子系统 40 Ar +12 4Sn中由低能时的 5 .39±0 .3 00 .2 6MeV降低到高能时的 3.32±0 .2 80 .2 3 MeV .用激发热核衰变过程的同位旋选择性对这种同位旋相关性进行了解释

Evidence of N-*(1535) resonance contribution in the pn -> d phi reaction

The N ∗(1535) resonance contributions to the pn → dφ reaction are evaluated in an effective Lagrangian model. The π-, η-, and ρ-meson exchange are considered. It is shown that the contributions from π- and ρ-meson exchange are dominant, while the contribution from η-meson exchange is negligibly small. Our theoretical results reproduce the experimental data of both total cross section and angular distribution well. This is more evidence that the N ∗(1535) resonance has a large s ¯s component leading to a large coupling to Nφ, which may be the real origin of the Okubo-Zweig-Iizuka rule violation in the πN and pN reactions.

3种藓类植物水分含量与光合作用、呼吸作用和水势的关系(英文)

对湿地匍灯藓〔Plagiomnium acutum(L indb.) T.Kop.〕、大羽藓〔Thuidium cymbi-folium(Dozy &Molk.) Dozy &Molk.〕和垂藓〔Chrysocladiun retrorsum(Mitt.) Fleisch.〕的水分含量与光合作用、呼吸作用和水势的关系进行了初步研究 (1 999年 5月 2 0日到 6月1 0日 )。在这 3种藓类植物中 ,其水分含量与光合作用速率 (Pn)的关系可以分为 2种类型 :一种类型如大羽藓和垂藓 ,在藓体水分含量 2 0 %～ 70 %时 ,Pn随着水分含量增加而增加 ,但是在 80 %～ 95%时 ,Pn随水分含量增加而下降 ,光合最适水分含量约 70 %～ 80 % ;另一种出现在湿地匍灯藓 ,水分含量 2 0 %～ 80 %时 ,Pn随着水分含量增加而增加 ,在 80 %～ 95%时 ,Pn维持一个较高的水平 ,光合最适水分含量为 80 %～ 90 %。在一个大的水分含量范围内 (60 %～ 95% ) ,暗呼吸 (Rd)保持相对稳定 ,但是在水分含量较低时 (2 0 %～ 70 % ) ,Rd随着水分含量的下降而下降。在藓体水分含量与水势之间的关系方面 ,3种藓类植物相似 ,水分含量与水势对数之间的回归曲线为 S形曲线

不同种类氮肥对土壤释放N_2O的影响

用培养试验模拟研究了在正常水分 ( 2 2 % )、干旱 ( 1 2 % )和高含水量 ( 32 % )条件下 ,普通碳酸氢铵 (普碳 )、尿素及新型肥料长效碳酸氢铵 (长碳 )对土壤释放N2 O的影响 ;同时考察了土壤NO-3 的形成时间和形成量 .结果表明 ,农田中施加的无机氮肥是大气中N2 O的重要来源 ,而长碳与普碳和尿素相比 ,不但可以明显延后N2 O释放高峰期出现时间 ,而且大多数情况下可以显著减少其释放量 (P <0 .0 1 ) .在 5个月的监测期内 ,与普碳和尿素相比其减少N2 O释放的比例分别为 80 .2 3和 88.41 % ( 1 2 %含水量 ) ,40 .0 0和2 7.59% ( 2 2 %含水量 ) ,无减少作用和 45.88% ( 32 %含水量 ) .本研究结果提示长碳具有作为农田生态系统N2 O减排措施的巨大潜力 ,同时暗示在农业中用长碳代替目前普遍应用的普碳 ,可以减少地下水中NO-3 引起的污染 .

醋酸酯淀粉包膜尿素水中养分溶出特征

以研制的4种醋酸酯淀粉包膜尿素肥料为研究对象,日本70 d聚烯烃包膜尿素肥料为对照,研究醋酸酯淀粉包膜尿素在水中尿素态氮溶出特征,以确定醋酸酯淀粉包膜尿素的控释性能。结果表明,醋酸酯淀粉包膜肥料尿素累积溶出曲线呈倒"L"型,在水中7~13 d达到最大溶出量,尿素态氮累积溶出80%的时间为2~3 d,初期溶出率65.71%~75.79%;养分累积释放率不超过75%的时间为1~2 d;第7 d微分溶出率都显著大于2.5%。聚烯烃包膜肥料尿素态氮累积溶出80%的时间超过40 d,初期溶出率为2.05%;聚烯烃养分累积释放率36 d为73.32%,37 d为75.01%;第7 d微分溶出率1.68%。醋酸酯淀粉包膜尿素缓/控释效果较差,对养分的控释能力明显低于聚烯烃包膜尿素,但对尿素态氮起到了一定的缓/控释作用。醋酸酯淀粉包膜尿素及聚烯烃包膜尿素肥料在水中尿素态氮累积溶出特征曲线符合一元二次方程模型。

科尔沁沙地乌兰敖都地区降水特点分析

分析了科尔沁沙地西部乌兰敖都地区 2 1年的降水特点和降水趋势。年平均降水量为 31 1 .4mm ,降水集中在 5 - 9月份。夏季占全年降水量的 70 .1 % ,年平均降水日数约 76天。≥ 5 .0mm、≥ 1 0 .0mm的降雨日数全部集中于 3— 1 0月份。历年最长连续降水日数多发生于夏季 ,占 85 %。相对于年平均降水量 31 0mm而言 ,本地正常降水年份占 43%。异常降水年份占 5 7%。最长干旱持续期出现在冬春两季 ,约占 80 %。 2 1年平均降水量波动较大 ,并存在总体下降的趋势 ,可能与 1 999- 2 0 0 2年的年降雨量低于多年平均降雨量有关。

辽西半干旱区褐土涌流畦灌的节水效果

研究了辽西半干旱区井灌条件下褐土涌流畦灌的节水效果。结果表明 ,与传统的连续灌方式相比 ,涌流畦灌节水率可达2 1%～ 35 % ,灌水有效率、储水效率和灌溉均匀度分别提高 5 .3%～ 7.2 % ,6 .3%～ 7.8%和 18.8%～ 2 4 .9%。涌流畦灌的平均水流速度提高了 30 %～ 80 % ,最大灌水长度增加了 2 2 %～ 37%。在一定范围内 ,适当缩短周期灌水时间 ,增加灌水周期数会提高涌流畦灌的节水率。涌流畦灌的周期数依畦田长度而定 ,畦长短于 2 0 0m以 2～ 3个周期为宜 ,畦长 2 0 0～ 4 0 0m则以 3～ 4个周期为宜

磷肥残效及农业系统养分循环再利用中长期试验

在辽宁西部褐土上进行的一12年中长期田间试验结果表明:每年施用小剂量磷（P14.4kg·hm-2）和每6年1次大剂量磷（P86.4kg·hm-2）两种施磷方式的作物增产效果相似而以前者略优，两种施磷方式的磷肥利用率12年平均分别为0.38和0.36，表明磷肥在该土壤上有着极持久的残效。在施用氮磷肥基础上，每年以80％的收获籽实和2／3的秸杆喂猪、垫圈，猪圈肥循环回田，11年平均每公顷可增产粮食1吨，增产率17％。经连续施用12年循环回田猪圈肥后土壤的供氮力显著提高，年供氮量180～200kg（N），玉米产量每公顷接近9吨，当季施用氮肥几无增产作用。

农业生态系统养分循环再利用作物产量增益的地理分异

根据 3个地点中长期田间试验联网比较研究发现 ,保持养分循环再利用可明显减少作物产量的年际波动 ,使作物具有较好的产量稳定性。农业生态系统养分循环再利用的产量增益与化肥施用和所处气候区的热量因素有关。在无化肥的前提下 ,保持 80 %循环率养分循环再利用的平均粮食增产量从北向南分别是 :海伦 2 62kg·hm-2 ( 14年平均 ) ,沈阳 95 6kg·hm-2 ( 12年平均 ) ,桃源 3 0 63kg·hm-2 ( 11年平均 ) ;在施用N、P化肥基础上保持养分循环再利用其增产量分别为 :海伦2 5 0kg·hm-2 ( 14年平均 ) ,沈阳 489kg·hm-2 ( 12年平均 ) ,桃源 15 3 1kg·hm-2 ( 11年平均 )。表明养分循环再利用这一生态过程所产生的效应有着明显的地理分异规律。据此可以认为 ,保持农业中养分循环再利用对于热量充沛的我国南方热带、亚热带地区尤为重要。

气候变化和长白山岳桦树线树木年轮的关系(英文)

通过对生长在海拔1950m岳桦的树轮生长特征和气候关系的分析,评价了长白山树线对气候因子的敏感性。结果表明,长白山岳桦树线对气候因子有明显的敏感性,与其它研究不同的是,影响树线处岳桦生长的主要气候因子并不是当年夏季的温度,而是上年冬季的平均最低温度和当年3月的温度。尽管研究区降水量很大,但年轮宽度与上年冬季和当年春季的降水呈显著相关。另外,由于气候因子的年际变化对岳桦径向生长没有明显的影响,因此自20世纪80年代以来的年平均温度的升高并没有在年轮宽度上表现出持续的增加。图2表5参39。

大尺度流域不同地貌类型区水土保持减水效益分析

趋势分析结果显示 ,河源涧区、风沙区、丘陵区各代表流域年径流量均在 1970年前后发生一致性改变 ,即从 1970年以来开始有明显的减少趋势 ,平均减流幅度 (与 195 9～ 196 9年径流相比 )以河源涧区 (大理河 )和丘陵区 (小理河 )最大 ,分别为 36 .33%和 36 .2 1% ,风沙区 (海流兔河 )最小 (2 0 .6 1% )。减流幅度的大小是各类型区下垫面状况、水土保持措施和治理程度、降雨量变化等多种因素综合作用的结果。借助适合于黄土高原降雨 -产流特性的月水量平衡改进模型 ,计算天然状态下降雨应有的产流量与同期实测径流量求得减水效果。结果表明 ,3个地貌类型区 70年代的减水效益没有明显差异 ,而在 80年代减水效果差异显著 ,丘陵区 (小理河 ,2 4.99% ) >风沙区 (海流兔河 ,17.2 8% ) >河源涧区 (大理河 ,13.13% )。上述结论为定量评价黄土高原生态环境建设对黄河水资源及水环境演变的影响提供了数据基础。

杉木人工林土壤可溶性有机质及其与土壤养分的关系

通过在福建省来舟林场对不同栽植代数杉木人工林土壤可溶性有机碳(DOC)和氮(DON)及土壤养分的研究,其结果表明,随着杉木栽植代数的增加林地土壤DOC和DON含量逐渐下降,在0～10cm土层内第3代杉木林土壤DOC和DON含量分别是第1代杉木林的83.9%和87.1%、第2代杉木林的90.6%和96.9%,在10～20cm土层内第3代杉木林土壤DOC和DON含量分别是第1代杉木林的80.2%和81.5%、第2代杉木林的81.8%和90.0%。在不同林地和土层内土壤DOC含量之间的差异性达到了显著或极显著水平,而DON含量之间的差异性不显著。不同栽植代数杉木林土壤养分的变化趋势与DOM一致,随着杉木连栽,土壤养分含量呈下降趋势。在0～10cm土层内第3代杉木林土壤全氮、全钾、铵态氮和速效钾含量分别是第1代杉木林的83.1%、60.4%、68.1%和44.3%,是第2代杉木林的84.6%、68.5%、74.4%和58.7%;在10～20cm土层内第3代杉木林土壤全氮、全钾、铵态氮和速效钾含量分别是第1代杉木林的74.0%、53.4%、57.6%和54.6%,是第2代杉木林的94.8%、59.5%、74.3%和65.5%。经相关性分析,在各土层内土壤DOC和DON含量与土壤全氮、全钾、铵态氮和速效钾等土壤养分含量存在着不同程度的相关性。