平板式光生物反应器培养液混合强度对螺旋藻生长的影响

目的：探讨平板式光生物反应器内培养液混合对螺旋藻生长的影响规律。方法：在平板式光生物反应器中进行钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）户内和户外培养,通过改变通入反应器内气体的流量来控制培养液的混合强度,测定藻细胞的面积产量和叶绿素含量。结果：在一定的混合强度范围内,藻细胞的面积产量随着混合强度的增加而增加;室内培养时,混合强度的改变不会影响藻细胞的光合反应特性,户外高密度培养时,培养液混合强度的改变会造成藻细胞光合反应特性的变化。结论：强化培养液的混合可以提高螺旋藻产量。     

羊草叶片气孔导度特征及数值模拟

对松嫩平原草地羊草叶片气孔导特征及与环境因子关系的研究结果表明,羊草叶片气孔导度日变化与环境因子密切相关,晴天表现为双峰曲线,阴天为单峰曲线,同时叶片气孔导度（gs)对瞬时光合有效辐射（PAR）,叶片与空气间的水汽压亏损（VPD）,空气温度（Ta）反应十分明显,依据野外实测资料,在对国际上两类代表性气孔导度模型验证比较的基础上,建立了适用于羊草草原的羊草叶片气孔导度对环境因子的响应模型gs=PAR(2.01Ta^2 147.74Ta-2321.11)/(444.62 PAR)(-538.04 VPD).     

环境因子对小麦叶片水分利用效率影响的实验研究和数值模拟

根据现有的光合作用和蒸腾作用的模型,利用Ｂａｌｌ－Ｂｅｒｒｙ 的气孔导度模型,将叶片的光合作用模型和蒸腾作用模型结合起来,建立了光强（Ｉ）、叶片－大气水汽饱和差（ＶＰＤ）和大气ＣＯ２ 浓度（Ｃａ）等环境因子对小麦叶片水分利用效率（ＷＵＥ）影响的模型。由于这３ 种环境因子对光合、蒸腾的影响方式上的差异,作为两者之比的叶片ＷＵＥ随各环境因子的变化出现复杂的图景,同时,在人工气候箱内分别于这３ 个因子变化时对光合、蒸腾的变化作了测定,计算了叶片的Ｗ ＵＥ。测定结果与模拟结果的对比表明,在多数情况下两者符合程度良好,但在高Ｃａ下有较大的偏离     

氧对膜生物反应器短程硝化的影响

为了研究膜生物反应器的短程硝化性能以及氧对短程硝化的影响,通过对比耗氧率和供氧率,提出了膜生物反应器短程硝化的控制优化建议。在膜生物反应器硝化过程中,DO小于1 mg/L开始出现亚硝氮积累;DO降到0.5 mg/L,出水氨氮浓度与亚硝氮浓度之比接近1∶1;DO调控在0.5-1 mg/L范围内,有利于前置硝化反应器与后续厌氧氨氧化反应器衔接。膜生物反应器中污泥浓度可达20 g/L,耗氧能力可达19.86 mg O2/(L·s),但最大供氧能力仅为0.369 mg O2/(L·s),供氧成为反应器运行的制约瓶颈,"低DO高流量"曝气是继续提高短程硝化效能的控制策略。     

鼻腔结构影响人体嗅觉反应的数值模拟

采用一个符合实际解剖学的鼻腔结构,建立了鼻腔仿生模型和气味分子传输过程的控制方程,应用ANSYS软件,对鼻腔流场进行了数值模拟。结果显示吸气速度越大,流过嗅觉区的气味分子越多,越容易产生嗅觉;鼻腔入口处到嗅觉区的距离越短,流过嗅觉区的气味流量越大,越容易产生嗅觉。从而,丰富了嗅觉理论,使人们进一步认识嗅觉,为人工嗅觉提供了仿生理论依据。     

管道式光生物反应器的设计和性能

该文概述了管道式光生物反应器在设计上对性能的要求,对影响光生物反应器培养效率的各种生长条件如光能利用效率、CO2利用效率、环境温度、溶解氧等问题进行了探讨,指出高效并可自动调节的藻液循环混合系统对于高密度海藻培养是非常重要的,提出了能否自动清洗光生物反应器内壁是判断光生物反应器是否可用于工业化生产的关键。     

UASB反应器结构与性能的研究

借助于刺激响应实验,发现本中试规模(15m³)uASB的布水系统能保证反应器起动后每3．8m²有一个布水点就可使摹质分布均匀;实验验证反应器的床部和层部可分别用两个完全混合流描述,而沉降区则近似于多级串联混合流,并且在床部存在沟流(<12．2%F)和死区(7．3％Vr),层一床之间存在着反向流(300％F),三相分离器的分离功能主要由两个循环流和沉降区的作用来完成,其内部污泥的分布与分离模型相一致,分离效率在实验的有机负荷范围内保持在80％一90％。     

生物反应器的概况及发展前景

生物反应器是人们为适应生物反应的特点以获得人们所需的生物化学产品而设计的反应设备。生物反应器又称生化反应器。凡反应中采用整体微生物细胞时,反应器则称发酵罐;凡采用酶催化剂时,则称为酶反应器。另还有适用于动植物细胞大量培养的装置,称为动植物细胞培养用反应器。     

遮阴对猫爪草光合特性及叶片解剖结构的影响

【目的】探究不同遮阴度对野生植物猫爪草（Ranunculus ternatus Thunb）光合特性和叶片解剖结构的影响,为深入了解其耐阴性以及开展规模化栽植提供理论基础。【方法】采用控制变量法,以盆栽猫爪草为试验材料,设置全光照（CK）、30%遮阴（T1）、50%遮阴（T2）、70%遮阴（T3）和90%遮阴（T4）5个处理,对不同遮阴处理下的光合特性及叶片解剖结构进行分析。【结果】（1）随着遮阴程度增加,叶面积在T3环境下达到最大值,株高和茎粗逐渐降低。（2）随遮阴程度的增加,叶片表观量子效率（AQE）先升后降,在T4处理下显著低于其他处理,而光饱和点（LSP）、光补偿点（LCP）、暗呼吸速率（Rd）和最大净光合速率（Pnmax）逐渐降低;最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）、最大化学效率（Fv/Fm）和PSⅡ潜在活性（Fv/F0）先升后降,初始荧光（F0）热耗散的电子比率（φDo）则先降后升。（3）随着遮阴程度的增加,叶片气孔密度先减后增,并在T3处理达到最小值,上下表皮厚度和海绵组织厚度逐渐降低,组织结构紧密度（CTR）先降后升,组织结构疏松度（SR）先升后降。（4）叶片栅栏组织、海绵组织、叶片厚度及上、下表皮厚度与Rd呈极显著或显著正相关关系;海绵组织厚度、CTR和SR与Pnmax ,以及栅海比（P/S）、SR与AQE均呈显著正相关关系;海绵组织厚度和SR与F0呈显著负相关关系。【结论】猫爪草可以通过降低光合速率和改变叶片结构来提高耐阴性,在全光照下生长良好,也能较好地适应30%-70%遮阴环境。     

叶片叶肉结构对环境光强的适应及对光合作用的影响

本文利用Kubelka-Munk理论描述了平行光在叶片内的吸收和散射,同时利用叶片分层光合作用非直角双曲线光反应模型,给出了整张叶片光合作用计算式。最后利用优化理论阐明了叶片叶肉分化成光合特性具有明显差异的栅栏组织和海绵组织可能是对叶片内光梯度的一种适应;同时证明了叶片叶肉在一定环境光强下存在一个最佳的栅栏组织和海绵组织比例,并且这个比例随环境光强增大而增大,这最佳比例也受叶肉组织光合特性差异的影响。     

UV-B辐射增强对马铃薯叶片结构及光合参数的影响

叶片作为植物进行光合作用的主要器官,在长期进化过程中形成了对不同光照环境条件的形态可塑性和相应的适应机制,以保证植物能在变化的、非适宜环境下的生存与繁衍。随着大气臭氧层衰减引起地表UV-B辐射增强,其对植物叶片结构和光合作用的影响显著,但这种气候变化趋势对马铃薯叶片形态结构、光合作用的影响尚不明确。设置增强UV-B辐射2.5 kJm~(-2)d~(-1)(T1)、5.0 kJm~(-2)d~(-1)(T2)、自然光(CK)3个处理,以6个马铃薯品种(系)为材料,研究增强辐射对不同基因型马铃薯叶片结构和光合参数的影响。结果表明:增强的UV-B辐射使马铃薯叶片解剖结构不同程度增厚,叶片厚度增加;叶片气孔和非腺毛的密度增加明显,腺毛有增多倾向。扫描电镜显示处理后的近轴面叶片角质层厚度增加,蜡质晶体增多,但表皮细胞变小且失水萎缩,细胞轮廓模糊;气孔、腺毛及非腺毛附属结构受胁迫影响呈萎缩状态。透射电镜显示处理后的叶肉细胞中基粒类囊体肿胀,结构层次紊乱,胁迫引起细胞质壁分离,细胞壁扭曲并有较多的沉淀物;部分品种过氧化物酶体可见清晰的过氧化氢酶晶体。叶片缩小增厚、腺毛增多、角质层和蜡质增厚、胞内积累过氧化氢酶的形态适应和生理响应并未能有效减少UV-B辐射对光合参数和光合效率的影响,合作88、丽薯6号、师大6号的净光合速率、气孔导度等参数均受到抑制,光能利用效率明显降低,属于UV-B辐射敏感型品种;剑川红21-3、21-1和转心乌3个品种(系)的相关光合特性几乎不受影响,显示云南地方品种具有较强的UV-B辐射耐受性,有待于进一步从生理生化和分子水平探究更多的适应机制。     

模拟酸雨对白筋叶片抗氧化酶活性及叶绿素荧光参数的影响

采用棚内盆栽方法, 设置pH值5.6 （对照）、4.0、3.0和2.0的模拟酸雨胁迫试验, 探讨其对白簕幼苗叶片MDA含量、保护酶活性、叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明, 随着模拟酸雨pH值的降低, MDA含量呈先降低后升高的趋势; SOD活性逐渐降低, POD活性逐渐升高, APX活性呈先升高后降低的变化。叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均比对照高, 在pH 4.0时达最大值。气孔限制值（Ls）、PSII实际光化学量子产量（ΦPSII）、光化学淬灭系数（qP）均随pH值的降低而下降, 净光速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、水分利用效率（WUE）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII的潜在活性（Fv/Fo）、非光化学淬灭系数（qN）呈先升高后降低趋势, 且也都在pH 4.0时达最大值。由此推测, pH 4.0的酸雨处理有利于白簕幼苗的生长, 表明白簕幼苗可能喜欢生活在微酸环境中, 但是随着酸度加强, 反而起到抑制作用。     

遮光对红果榆幼苗光合作用及叶片解剖结构的影响

为揭示不同光照条件下红果榆幼苗光合生理及叶片结构的变化,推测其耐荫性,设置L_(0)(辐射光强100%)、L1(辐射光强45%)、L_(2)(辐射光强25%)和L_(3)(辐射光强18%)4种不同的光环境,研究了遮光对红果榆幼苗光合作用参数、叶片形态及解剖结构的影响。结果表明:不同遮光处理下P_(n)呈现出不对称的凸型变化。L_(1)处理下P_(n)变幅较大,最大值出现在午时,午后P_(n)开始急剧下降。而遮光处理下光合有效辐射(PAR)显著不足,各时点P_(n)绝对值显著减小,峰值降低。相应地,G_(s)表现出先升高后降低,而G_(i)呈现先降后升的凹形变化。不同遮光条件下P_(n)的日均大小序列为L_(0)>L_(1)>L_(2)>L_(3)。遮光显著影响红果榆幼苗的光响应参数。弱光条件下红果榆幼苗LCP、LSP显著降低,P_(nmax)、R_(d)均明显变小。遮光影响叶片的形态发育。随着遮光强度的加大,单叶面积(SLA)增加,比叶重(LMA)减小,比叶面积(LAM)增大,并与对照相比呈现显著差异(P<0.05)。遮光条件下红果榆叶片厚度变小,表皮细胞(EP)厚度变薄,栅栏组织(PT)和海绵组织(ST)厚度均明显降低。红果榆苗期表现出一定的喜光性,对弱光具有一定的生理调节能力,但是重度郁闭将导致幼苗营养不良。光照条件不足可能是影响红果榆种实成苗、种群更新的重要外因。生产实践中,建议对密度过大的自然林实施适度疏伐,增进通风透光,适度清理林内凋落物,为野生种群的更新繁衍创造条件。     

异质性光对野牛草叶片解剖结构的影响

自然界中植物生长所需资源通常呈异质性分布, 具有发达匍匐茎的野牛草(Buchloe dactyloides)在蔓延过程中相连克隆分株常生活在异质性的光环境中。有研究证明, 在异质性光条件下, 植株幼叶的叶片解剖结构受成熟叶所处光照条件的影响, 而异质性光条件下克隆分株的叶片形态解剖结构是否也受相连分株所处光照条件的影响则未见报道。通过设置高光(全光照)和低光(遮阴)两个水平, 对由匍匐茎相连的野牛草克隆分株施以同质和异质性光处理, 研究了异质性光对野牛草叶片解剖结构的影响。结果发现: 在异质性光环境中, 遮阴的野牛草克隆分株的主脉直径、维管束鞘细胞个数、叶片厚度以及近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度均显著降低; 同质性的低光处理对这些指标则没有显著影响。在异质性光处理下, 未遮阴姊株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度以及远轴侧的气孔大小显著增加, 而未遮阴的妹株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度、气孔密度和气孔大小、叶片厚度和维管束鞘细胞个数则会降低。同质高光处理下克隆分株近轴侧和远轴侧的气孔密度和气孔大小显著高于同质低光。野牛草克隆分株近轴侧和远轴侧叶肉细胞的厚度、气孔密度和气孔大小受相连分株所处光照条件的显著影响。该研究结果表明: 未遮阴的姊株因为与遮阴的妹株相连而显著受益, 而未遮阴的妹株则因为与遮阴的姊株相连而损耗严重; 在异质性光处理下, 遮阴分株叶片形态上缩减的可塑性生长是为减少维持其存活的消耗, 提高遮阴分株存活率的一种适应性表现。     

模拟酸雨对毛竹叶片抗氧化酶活性及释放绿叶挥发物的影响

为了探讨酸雨胁迫与毛竹(Phyllostachys pubescens)绿叶挥发物(green leaf volatiles, GLVs)释放规律以及抗氧化酶活性的关系, 通过盆栽试验, 采用不同pH值(5.6、4.0、2.5)的模拟酸雨对毛竹三年生实生苗进行处理, 研究酸雨对毛竹叶片可溶性蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性的影响, 并采用热脱附/气相色谱/质谱联用技术对毛竹释放的GLVs成分和含量进行分析。结果表明: 酸雨胁迫下毛竹叶片MDA含量明显增加, pH 2.5模拟酸雨胁迫处理45天毛竹叶片MDA含量与对照相比增加了43.0% (p < 0.01); pH 4.0处理MDA含量增加缓慢, 处理75天时MDA含量比对照增加了0.36倍(p < 0.01)。pH 4.0和pH 2.5模拟酸雨胁迫处理45天时, 毛竹叶片可溶性蛋白质含量极显著增加, 与对照相比分别增加了32.0%和65.0% (p < 0.01)。在酸雨胁迫下, 毛竹叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的响应时间存在一定差异, 表现为互相协调, pH 2.5模拟酸雨胁迫处理SOD活性和POD活性分别在45天和60天时达到最大值, 分别为对照的1.67倍和1.31倍(p < 0.01), 随后降低。pH 4.0和pH 2.5模拟酸雨胁迫处理, 毛竹叶片GLVs含量比对照分别增加26.4%和132.9% (p < 0.01), 新增GLVs为 (E)-2-辛烯醛、2-乙基己醛、(E)-2-己烯醛和(E)-2-壬烯醛。研究表明: 酸雨胁迫条件下, 毛竹可以通过调节保护酶活性、可溶性蛋白质含量和释放GLVs来提高适应环境的能力。     

不同温度处理对虎耳草叶片气体交换及叶肉结构的影响

在人工气候箱中对盆栽虎耳草进行处理,测定不同温度条件下虎耳草叶片光合特征、叶绿素含量、抗氧化酶活性、叶肉结构等生理形态指标。结果表明：低温处理后,虎耳草叶片净光合速率、气孔导度下降迅速,叶绿素含量最少,SOD、CAT活性最低,MDA含量最高,栅栏组织排列更紧密,移置正常温度下,光合速率能在短时间内恢复;高温处理的净光合速率下降速度不及低温处理,但叶片海绵组织显著增加,光合速率恢复较慢。     

环境和遗传对烟草叶片结构的影响

叶片性状很大程度上反映了植物的功能及其对环境的适应。叶片性状的变异受环境及遗传特性的影响,但是很多研究未能很好区分出它们的相对影响。本研究通过将同一烟草品种种植于不同地点来认识环境对烟草叶片性状的影响;将不同的烟草品种种植于同一环境来了解遗传差异对烟草叶片性状的影响。研究发现,叶脉密度和叶片厚度受环境的影响较大,气孔密度和长度受环境的影响较小。气孔密度和叶片厚度受遗传的影响较大,叶脉密度和气孔长度受遗传的影响较小。在生长温度高的地方,烟草叶脉密度越大。研究结果对于认识植物对环境的适应性具有重要意义。     

遮光处理对草珊瑚光合特性及叶片解剖结构的影响

为探索遮光处理对草珊瑚光合特性及叶片解剖结构的影响,为草珊瑚的科学栽培提供理论依据。该研究以2年生草珊瑚为材料,设置全光照(L_0)及50%(L_(50))、70%(L_(70))和90%(L_(90))遮光处理,测定分析其光合特性和叶片解剖结构以及植株生长的变化。结果表明:(1)随着遮光率的增加,草珊瑚叶面光合有效辐射(PAR)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)逐渐减小,胞间二氧化碳浓度(C_i)先减少后增加,净光合速率(P_n)先增加后减少,并在L_(50)和L_(70)处理下具有较低的PAR、G_s、T_r和C_i,光合‘午休’现象得到有效缓解,表现出更高的P_n。(2)随着遮光率的增加,草珊瑚光补偿点(LCP)逐渐下降,光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(R_d)先升高后下降,表观量子效率(AQE)逐渐上升,叶片最大净光合速率(P_(nmax))先升高后下降,并在L_(50)和L_(70)处理下具有较低的LCP,较高的LSP和AQE,以及更高的最大净光合速率。(3)随着遮光率的增加,草珊瑚叶片、表皮细胞、栅栏组织和海绵组织的厚度明显增加,角质层厚度逐渐变薄;在L_(50)和L_(70)处理下,草珊瑚叶片栅栏组织和海绵组织发达,栅栏组织细胞长度变短,海绵组织厚度显著增加,细胞排列疏松,叶绿体数量显著增加;叶肉细胞和叶绿体结构完整,基粒类囊体和基质类囊体片层结构发达,叶片捕获光能力增强。(4)随着遮光率的增加,草珊瑚株高、地径、总叶面积数及单株生物量先增加后减少,并在L_(70)处理下均达到峰值,分别为58.58 cm、5.09 mm、1 038.53 cm~2和15.50 g。研究认为,草珊瑚具有一定的弱光耐受力和光可塑性,50%～70%遮光处理有利于草珊瑚生长,在实际生产中可根据该光照范围选择合适的间套作林分或进行适当的遮光处理。     

生物反应器填埋场系统渗滤液的脱氮性能探析

目前,较为常用的生活垃圾处理方法有填埋法、焚烧法以及堆肥法,其中填埋处理技术以其自身诸多的优点,被广泛应用于垃圾处理当中。但是由于我国对于该项技术的研究起步较晚,从而使得实际应用中存在一些问题。虽然COD、BOD等问题已经得到有效解决,但氨氮处理效果仍旧欠佳。借此,本文就生物反应器填埋场系统渗滤液的脱氮性能进行探析。