研究进展

2024-10-19

研究进展(共10篇)

1.研究进展 篇一

得分:_______

南 京 林 业 大 学

研究生课程论文

2013 ~2014

学年

第二

学期

课 程 号: 课程名称: 论文题目: 学科专业: 学

号: 姓

名: 任课教师:

73414 生态环境科学

热塑性淀粉材料的研究进展与应用 材料学 3130161 王礼建 雷文

二○一四 年 五 月 热塑性淀粉材料的研究进展与应用

王礼建

(南京林业大学理学院,江苏 南京210037)

摘要:淀粉与其他生物降解聚合物相比,具有来源广泛,价格低廉,易生物降解的优点因而在生物降解塑料领域中具有重要的地位。本文介绍了淀粉的基本性质、塑化和塑化机理,以及增强体在热塑性淀粉中的应用现状和进展,并对市场应用现状和目前淀粉塑料存在的不足等方面进行了相关的分析。

关键字:淀粉塑料;塑化;增强;市场应用

Research progress and application of thermoplastic starch

materials

WANG Li-jian(College of Science, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)Abstract: Starch has an important status in the biodegradable plastics’ area compared with other biodegradable polymer, because it has a lot of advantages such as a wide range of sources, low cost and easy to be broken down.In this thesis, introduces the basic properties of starch, plastic and plasticizing mechanism, as well as reinforcement application status and progress of the thermoplastic starch, and reinforcement application status and progress of the thermoplastic starch.Aspects of the application and the current status of the market and the presence of starch plastics were insufficient correlation analysis.Key words: Starch plastics;plasticizers;enhanced;market applications 1 淀粉的基本性质

淀粉以葡萄糖为结构单元,分子链呈顺式结构,一般分为直链淀粉和支链淀粉两种。直链淀粉是以α-1,4-糖苷键连接D-吡喃葡萄糖单元所形成的直链高分子化合物,而支链淀粉是在淀粉链上以α-1,6-糖苷键连接侧链结构的高分子化合物,分子量通常要比直链淀粉的大很多。通常玉米淀粉中直链淀粉占28%,分子量大约为(0.3~3×106),占72%的支链淀粉分子量则可以达到数亿[1-2]。

淀粉是一种多羟基化合物,每个葡萄糖单元上均含有三个羟基。分子链通过羟基相互作用形成分子间和分子内氢键,因此淀粉具有很强的吸水性。淀粉与水分子相互结合,从而形成颗粒状结构,因此淀粉具有亲水性,但不溶于水,从而大量存在于植物体中。

淀粉是一种高度结晶化合物,分子间的氢键作用力很强,淀粉的糖苷键在150℃时则开始发生断裂,因此其熔融温度要高于分解温度。热塑性淀粉的塑化

2.1 热塑性淀粉的塑化机理

淀粉分子含大量羟基,分子间及分子内部氧键作用很强,对其直接加热,升至理论熔融温度之前,淀粉便开始分解,即淀粉颗粒内的平衡水因升温会而丢失,导致淀粉的分解(通常天然淀粉水分含量约为9%~12%)。淀粉的热塑性增塑就是使淀粉分子结构无序化,形成具有热塑性能的淀粉树脂。其机理就是在热力场、外力场和增塑剂的作用下,淀粉分子间和分子内氢键被增塑剂与淀粉之间较强的氢键作用所取代,淀粉分子活动能力得到提高,玻璃化转变温度降低。增塑剂的加入破坏了淀粉原有的结晶结构,使分子结构无序化,实现由晶态向非晶态的转变,从而使淀粉在分解前实现熔融,淀粉表现出热塑性[3]。2.2 热塑性淀粉的塑化剂

塑化剂的作用是降低材料的熔体黏度,玻璃化转变温度及产品的弹性模量,但不改变被增塑材料基本的化学性质。被塑化的淀粉颗粒状结构变小(球晶尺寸变小)甚至消失,球晶结构受到破坏,只剩少数片晶分散于非晶态连续相中。同时,淀粉分子间和分子内的氧键作用被削弱破坏,分子链扩展力提高。淀粉在塑化过程中伴随有二级相变过程一玻璃化相变,淀粉的玻璃化转变温度降低,在分解前可实现微晶熔融,长链分子开始运动,分子间产生相对滑动,并由双螺旋构象变为无规线团构象,聚合物变得有粘性,柔韧,从而使淀粉具有热塑加工的可能性。

热塑性淀粉常用的塑化剂有:水,多元醇(丙三醇,乙二醇,丙二醇,山梨醇等),酰胺类(尿素,甲酰胺,乙酰胺等),高分子类(聚乙烯醇,聚乙二醇等)。

(1)水

水是淀粉加工中最常用的塑化剂。由于水的存在,使淀粉颗粒在加工过程中发生一系列不可逆转转变,通常将这些变化称为凝胶化或糊化。此时可观察到淀粉颗粒发生吸水,膨胀,无定形化,双折射等现象[4],使淀粉在高温高剪切条件下转变成热塑性淀粉。

Biliaderis [5]发现,淀粉的溶融温度依赖于水分的含量。一方面,水分的含量要能在淀粉降解前对结晶产生足够的破坏,另一方面,水分也不能过多,以免造成熔体粘度低和材料的低模量。另外,水分过低,加工过程中发生热降解,离模膨胀加剧。熊汉国[6-7]以水,丙三醇等小分子为塑化剂,发现塑化淀粉的结晶峰数急剧减少,说明淀粉结晶区被塑化剂破坏,淀粉中无定形成分增加,淀粉转变为具有热塑性的高分子材料。他认为水是淀粉最有效的塑化剂,其用量达淀粉质量的15wt%。而Mwootton和A.C.Eliasson认为:使小麦淀粉凝胶化的最小水分含量为33%左右[8]。

但是Loercks[9]认为,热塑性淀粉挤出过程中,若淀粉中水的质量分数≥5%,生成的是解体淀粉而非热塑性淀粉,解体淀粉的结构未完全破坏,材料变脆且无可伸缩性,不能用于制备降解塑料。Loerkcks以疏水性可生物降解聚合物(脂肪族,脂肪族聚醋与芳香族聚酷等)作塑化剂加入淀粉溶体,均勻混合并制成淀粉母料,发现疏水性可生物降解聚合物作为增塑剂,可避免在热塑性淀粉溶体中有可迁移,使淀粉在溶融-塑炼过程中形成热塑性淀粉而非解体淀粉。他同时指出,天然淀粉转变为热塑性淀粉有两个关键因素:1.原淀粉与塑化剂混合时,需将原淀粉溶点降至制止淀粉分解温度以下;2.淀粉应充分干燥,以抑制解体淀粉的形成。

尽管水对于生成热塑性淀粉所起到的塑化作用还需进一步研究,但根据GBT/2035-1996中热塑性塑料的定义:在塑料整个特征温度范围内,能够反复加热软化和反复冷却硬化,且在软化状态采用模塑,挤塑或二次成型,通过流动能反复模塑为制品的塑料,称为热塑性塑料。所以在这里仍可把淀粉中水的质量分数≥5%时制备的材料称为热塑性淀粉。

(2)多元醇

水作塑化剂时对温度控制要求较高,而小分子量的多元醇同样可以替代水的作用,所以人们通常用沸点更高的多元醇作为淀粉塑化剂。王佩章[10]对淀粉热塑机理进行了研究,分别使用甘油,乙二醇,聚乙烯醇,山梨醇四种增塑剂制备热塑性淀粉。他认为釆用适当含羟基的高分子量增塑剂和低分子量增塑剂混合增塑,利于提高制品的力学性能。在对于玉米淀粉,木薯淀粉以及可溶性淀粉三种淀粉的塑化研究中发现,直链淀粉比支链淀粉更易塑化及与树脂混合。于九皋[11]用单螺杆挤出机制备了淀粉与多元醇混合物,并研究了其力学性能和流变性能,发现随多元醇的分子量增大及经基数的增加,其塑化能力下降。小分子量的乙二醇和丙三醇比分子量略大的木糖醇和甘露醇分子更易运动,因此可更有效地渗入淀粉分子链间,对淀粉分子间氧键作用破坏更大。而大分子的木糖醇和甘露醇,由于每个分子所含经基数太多,虽与淀粉分子间作用力也较强,但渗透作用远不如乙二醇和丙三醇。通过计算共混物的粘流活化能△Eη辨别分子链柔性大小,发现木糖醇共混物的△Eη=225.1kg/mo1,两三醇共混物的△Eη=122.5kg/mol,后者分子链的刚性明显小于前者。热塑性淀粉的增强

热塑性淀粉材料耐水和力学性能的不足,限制了应用范围,近年来研究表明,加人增强体形成热塑性淀粉复合材料,其耐水和力学性能可得到很好的改善。增强体为复合材料中承受载荷的组分[12]。目前,用于增强热塑性淀粉的增强体主要有有机纤维和无机矿物两大类材料。3.1 有机纤维增强热塑性淀粉

有机纤维密度小、比强度高、韧性好,是理想的增强材料[13],主要包括天然纤维和合成纤维。3.1.1 天然纤维

天然纤维的结构比较复杂,一般主要由纤维素、半纤维素、木质素和果胶四种高分子聚合物组成。纤维的机械性能取决于纤维含量和微纤丝角。当纤维作为强化剂时,我们希望纤维中纤维素含量较高,微纤丝角较小。纤维的品质和其他特性还有纤维的生长条件、纤维的大小、成熟度及纤维的提前方法有关。天然纤维在自然环境中容易吸潮,其缺点就是在含水量高时的耐久性和形状稳定性较差。

马晓飞等[14]在尿素/甲酰胺混合体系(增塑剂:玉米淀粉质量比为3:10)的UFTPS中加入微棉绒纤维(长度大约12mm),一步挤出成型。微棉绒纤维的加入可以有效提高UFTPS的力学性能、耐水性和热稳定性。纤维质量分数从0%增加到20%时,拉伸强度提高了3倍,达到15.16 MPa,而断裂伸长率则从105%降到了19%。另外实验还指出,纤维含量在15%以下,样品具有很好的加工性能。Romhany等[15-16]采用跨层级亚麻纤维(平均纤维直径在68μm)增强TPS,研究其拉伸断裂行为,使用的含量分别为20%、40%、60%,在亚麻纤维为40%之前,随纤维含量增加,复合材料的拉伸性能是提高的,当亚麻纤维含量为40%时,拉伸强度是纯TPS的3倍。用声发射的方法研究样品内部缺陷成长和断裂行为,指出主要由亚麻纤维的含量和排列方式决定。3.1.2 合成纤维

目前,用合成纤维来增强热塑性淀粉的例子比较少,这主要是因为多数合成纤维降解性能差,而热塑性淀粉本身是要取代传统石油塑料的应用,减少污染。Jiang等[17]采用原位聚合法将聚乳酸(PLA)纤维化后来增强热塑性淀粉,得到的复合材料耐水性能和力学性能均有很大提高,且PLA为可降解材料,被认为是具有很强的经济竞争力的高效复合材料。

3.2 无机矿物材料增强热塑性淀粉

无机矿物材料由于共价键结合力强,具有质坚硬,抗压强度高,耐热性好,熔点较高等优点,且化学稳定性较强[18],在热塑性淀粉中加入无机矿物材料来增强体系的力学性能和耐水性已被广泛研究。Huang等[19]使用乙醇胺改性和柠檬酸活化的蒙脱土来增强甲酰胺/乙醇胺混合增塑剂增塑的FETPS,制备纳米复合材料,从X射线衍射(WAXD)可以看到,蒙脱土改性后层间距离由1.0lnm增加到了2.08 nm,FETPS可以很好地分布在层间。当改性后的蒙脱土含量为5%时,该纳米复合材料的拉伸应力达到7.5MPa,拉伸应变为85.2%,而纯的FETPS的这两项值分别为5.6MPa和95.6%。同样的改性MMT也用来增强尿素/乙醇胺混合增塑剂增塑的UETPS[20],效果类似。Schmitt等[21]用未改性埃洛石纳米管(HNT)和苯扎氯铵改性的埃洛石纳米管(MHNT)来增强热塑性小麦淀粉TPWS,埃洛石纳米管具有100—120 nm的外径和60~80nm的内径,长度平均在500—1200 nm。埃洛石纳米管的加入轻微地增强了ST的热性能,分解温度移向高温。不管是改性或未改性的埃洛石纳米管,添加后,拉伸性能显著增强,同时还不破坏纳米复合材料的延展性。

3.3 其他增强材料

其他增强材料有粉煤灰[22]、羧酸盐多壁碳纳米管[23]、纳米SiO2[24]、海藻酸钠[25]、壳质素[26]等均可使热塑性淀粉材料的力学性能和耐水性能得到改善。

粉煤灰是燃烧煤粉的副产品,却也可以用来增强热塑性淀粉,对于甘油增塑的GTPS而言,粉煤灰能使其拉伸强度从4.55 MPa增加到12.86 MPa,同时杨氏模量增加6倍。当含量超过20%时,效果开始下降。羧酸盐多壁碳纳米管的添加量在1.5%以下时,具有较好的增强效果,且该体系具有一定的导电性能;当含量超过1.5%时,易发生团聚,甘油在一定程度上可以抑制团聚,但效果有限。纳米SiO2,的加入可以和淀粉形成很好的相互作用,用酶分解淀粉,纳米SiO2/TPS体系有效减缓了淀粉的分解的速度,同时分解程度也得到减小。1%的海藻酸钠加入可以降低挤出机的加工温度,明显提高TPS的杨氏模量,体系的力学性能主要由海藻酸钠的含水量决定。0.1%-10%的壳质素添加可有效提高复合材料的拉伸性能和耐水性,这是由于壳质素的刚性和相对淀粉的低亲水性。市场应用现状

近年来,国内外生物降解塑料蓬勃发展,逐渐呈现出取代传统塑料的趋势。淀粉基生物降解塑料广泛应用于人们生产生活的各个方面,如包装材料,农用地膜等。目前欧美国家已经建立起了万吨级的生产线。意大利Novanmont公司是世界最先开发淀粉基生物降解塑料的国家,其中淀粉/聚乙烯醇、淀粉/聚己内酯生物降解塑料已有多年历史,主要用途为包装材料,堆肥袋,卫生用品,一次性餐具,农用地膜等,市场规模从2001年的24kt增长到2003年的120kt。美国 Warner-Lambert公司生产的商品名为“Noven”的生物降解材料,以糊化淀粉为主要原料,添加少量可生物降解的添加剂如聚乙烯醇,经螺杆挤出机加工而成的热塑性淀粉复合材料,淀粉含量达90%以上,并具有较好的力学性能。美国Air Product & Chemical 公司开发了“Vinex”品牌,它是以聚合度较低的聚乙烯醇与淀粉共混,具有水溶性、热塑性和生物降解性,近年来受到了极大的重视。日本合成化学工业公司也开发出商品名为“Ecomate AX”的具有热塑性、水溶性和生物降解性的淀粉基树脂,该树脂引入具有热塑效果分子结构的乙烯醇共聚物,可在挤塑、吹塑、注塑等工艺下成型。

加拿大 EPI 公司开发的氧化-生物降解塑料添加剂技术应用于传统聚烯烃塑料制品,不改变或影响塑料传统加工制造过程。TDPA-PE购物袋样品以LDPE和 LLDPE 为基础,聚合物分子分解成氧化分子碎片,暴露或埋藏于土壤,或与成熟堆肥混合,在设定的时间内,可生物降解成 65%-75%的矿化物质(由微生物把碳转化成二氧化碳)以及10%-15%细胞生物量。

淀粉基塑料及淀粉与BDP共混物是我国积极开发的产品,研制而的单位相当多。主要研发单位有中科院理化所,长春应化所,江西科学院,北京理工大学和天津大学等。已经进行中试的单位有广东上九生物降解塑料有限公司,浙江天示生态科技有限公司等。

中科院长春应化所研制的淀粉基生物降解薄膜,采用独特的三元增塑体系制成,淀粉含量60%以上,机械性能(厚度20-50μm,断裂强度12-30MPa,断裂伸长率50-250%)与同等厚度的PE薄膜相当,适用于购物袋、垃圾袋、杂物袋等。

江苏九鼎集团近期内开工建设“两万吨生物可降解塑料项目”。九鼎集团聘请中科院专家担任技术指导和总工程师,3年试验和攻关完成了一系列科研课题,生物可降解塑料生产技术取得重大突破,在国内首次具备完全工业化生产能力,今后3年内可以形成年产2万吨生物可降解塑料生产能力。热塑性淀粉塑料存在的主要问题

虽然热塑性淀粉早己有人用不同的方法进行了研制,而且应用于食品工业,但用于制造塑料却是在近期,全淀粉热塑性塑料是20世纪90年代的新型材料。然而其推广应用还存在一些问题。

(1)降解性能:填充型和淀粉共混聚烯烃塑料型的主要成分为合成树脂,不能完全降解,只是使材料整体力学性能大幅度降低进而崩馈成碎片或呈网架式结构,且其碎片更难以收集处理。比如将其用于农用地膜,聚稀轻产物仍残留于土壤中,长期累积会导致农业大量减产。此外,还存在降解速度低于堆积速度,产品降解速度的人为控制性不好等问题。

(2)使用性能:目前,国内外研制的全淀粉塑料强度大多不如现行使用的通用塑料,主要表现在耐热性和耐水性差,物理强度不够,仅适于制造一次性使用的是传统塑料在应用中的最大优点。

(3)成本价格偏高:全降解塑料的价格比传统塑料制品高3~8倍,尽管目前的生物降解塑料中,全淀粉塑料是最有可能与普通塑料价格持平的,但国内外的淀粉降解塑料价格仍比普通塑料高许多,使推广受到限制。美国Novon International公司,円本谷物淀粉公司,円本住友商事会社,意大利Ferruzzi公司和Novamont公司等已宣布研制成功全淀粉降解塑料[w(淀粉)=90~100 %],能在1~12个月内实现完全生物降解,不留任何痕迹,无污染,能够用于制造各种薄膜,容器和垃圾袋等。由于价格原因,现阶段只能作为医用材料,高级化妆品以及美国海军出海食品用的容器。而对环境影响较大的垃圾袋,一次性餐具,一次性包装袋及农用膜等材料,热塑性淀粉塑料目前还难以涉足。展望

生物降解塑料无论从地球环境保护,或开发取之不尽的可再生资源的角度来看,还是从合成功能性高分子和医用生物高分子的高科技产品的角度来看,都充分显示了其重要意义,符合可持续发展战略的要求,前景看好。

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2.研究进展 篇二

人格研究的传统范式是心理分析、特质论、行为主义和人本主义。近年来, 这四种范式都在各自的领域获得了发展, 尤其是心理分析和特质论。

过去心理分析由于不能被验证而被人所诟病, 现在心理分析也开始步入实证阶段。潜意识、前意识和意识这样一种分类观预示了当前认知的平行分类加工模型的存在, 开始受到认知心理学家的重视, 概念化的行为和意识被视为无数独立操作的大脑子系统的正在进行中的加工活动折衷的结果[1]。

特质论范式在早期主要采用自陈量表、多变量分析等方法来进行研究。近年来, 随着人格的个体差异研究的盛行, 西方一些特质心理学家主张使用同伴提名法来研究儿童人格结构, 以弥补成人评定方法的不足;根据故事法尤其是纵向资料来研究人的整个生活。另外, 该范式也开始综合使用实验法、自然观察法、结构方程模型等多种方法研究人格特质[2]。

在传统的研究范式获得发展的同时, 还衍生出了新的研究范式:社会认知范式、生物学范式和进化心理学范式。

社会认知范式源自于行为主义范式, 以班杜拉、米契尔为代表的社会——认知范式正尝试着从个体的认知过程 (主要是直觉和记忆) 来研究个体的人格, 他们试图以各自的理论来整合社会——认知范式。Mischel的认知—情感系统理论 (Cognitive-Affective System Theory of Personality, CAPS) 把认知社会学习变量整合为一个包括了先前忽视因素 (如文化、社会甚至遗传背景) 的模式。它最著名的方面是根据行为特征或“如果…那么…”行为剖面图 (Situation-Behavior Profile) 对人格倾向进行重新概念化, 以便为每个人详细说明在他所遇到的每一个情景中将如何应对[3]。但是CAPS要想简捷地用来预测人们在一定情景下的行为, 尚有漫长的路要走。

过去人们认为研究神经解剖学及生理学与人格之间的相关是不可能的, 但是近年来通过事件相关电位的研究, 对人格特质与神经系统的结构及功能之间的关系的探索取得了重要的收获。近年来还盛行人格的行为遗传学研究。它的目的就是分析在人格特质的个体差异中, 能够分别用遗传和环境的差异来解释的程度。行为遗传学的研究证明, 人格在某种程度上受遗传的影响。不过这一领域有时似乎有得出超出数据范围的结论的嫌疑。

社会——认知范式和生物学范式分别源自于行为主义和特质方法, 而进化心理学 (evolutionary psychology) 可以被视为人格心理学研究的新范式。这一范式的基本观点是:在对“进化的环境的适应”期间, 具有某些行为倾向的人尤其可能生存下来并保留后代, 结果他们的后裔一般也具备所有那些行为倾向。

二、人格研究方法的进展

近年来传统的人格研究方法有复苏的趋势。早期人格研究方法强调描述性方法, 临床访谈、自我报告、主题统觉测验、Q分类方法都是描述方法或质的分析。引入了统计分析方法之后, 人格心理学家开始重视量的分析, 但最近人们又开始重视临床与质的方法, 特别强调的是定性方法与定量方法的结合。

我国近年也开始出现一些对历史人物进行的个人传记分析研究。朱晨海、孔克勤对近现代150位中国文化名人的人格, 运用问卷调查、人格评定以及个案分析等方法, 研究了近现代中国文化名人的名声等级的排列顺序、整体人格概况及其影响因素, 并对鲁迅等人进行了个案分析。郑剑虹、黄希庭和张进辅则采用人格形容词评定法、心理传记法对历史文化名人梁漱溟的人格及其形成、发展进行了研究[4]。

因素分析是现今普遍而时髦的分析方法, 但在探讨人格发展的重要阶段或转化期时更为有效, 而且对于用因素分析得出的结果应进行仔细的审核。

在纵向研究使用LOST数据, 可增加结果的可信度。其中L是生命发展历程的数据, O是观察数据, T是标准测验数据, S是自我报告数据。通过不同性质的数据来获得一致的结果, 是研究结果自我验证的较好方法。

摘要:本文试从人格研究范式以及人格研究方法两方面对人格研究的进展进行梳理。在传统的人格研究范式获得发展的同时, 衍生出了新的研究范式:社会认知范式、生物学范式和进化心理学范式。传统的人格研究方法有复苏的趋势, 强调定性方法与定量方法的结合。

关键词:人格,范式,方法

参考文献

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3.皮肤美容研究进展 篇三

白癜风:专家估计约占世界总人口的1%。病因复杂,诊断容易,治疗困难。目前,对该病治疗比较好的方法有:1、驱虫斑鸠菊综合疗法:(1)日光浴,全身多发型每日裸体晒1~2小时(上午8~10时为宜,可选择在季节适宜时治疗)。(2)驱虫斑鸠菊注射液,每日肌肉注射1~2次,每次2毫升(一支)。(3)白瘢风(江苏丹阳县日用化学品厂生产)每日2次,每次3~5毫升外涂。(4)白癜风(河南省驻马店制药厂生产)每日2次,每次5~10毫升外涂。此法治疗白癜风,治愈率达11~15%,总有效率为90%。2、复方氮芥醑:5%盐酸氮芥1毫升,盐酸苯海拉明注射液1毫升,95%酒精加至100毫升。用毛笔或棉签蘸少量药液轻擦患处,每日早晚各1次,婴幼儿每日1次,连用3~12个月,一般在3个月时出现疗效。据临床观察治愈率为45%,显效14%,有效22%,无效10%,总有效率为90%。

毛发病:1、男性脱发:抗栓丸(环扁桃酯胶囊,北京第三制药厂生产)口服。每次2粒,每日3次,配合中药“金锁固精丸”治疗市场有售),效果良好。抗栓丸为末梢循环系统,一般在用药后末梢动、静脉支及血管有明显地扩张,且血流量增加,改善了局部营养,促进7毛发生长。2、斑秃:中医认为,多发病多属于肾阴虚,阴血不足,虚风上头,足部的气血经脉运行不畅。基此,专家研制出“101”毛发再生酊,优于国内其它疗法(详细本刊第3期报道)。3、调整饮食对毛发生长期明显的促进作用,专家提出了“标本兼治”的原则。这个“本”就是指使毛发健壮的物质基础。要保持头发的稠密,应该少吃人工合成的糖制品,如蛋糕、苏打水、冷饮和巧克力等;应该多吃些天然糖含量高的水果,如草莓、苹果、梨、杏、桃、西瓜、甜瓜、柑桔、萝卜、洋葱、桑椹和新鲜蔬菜等。

黑芝麻具有养血、润燥、补肝肾、鸟须发之功,可将黑芝麻洗净晒干,用文火炒熟,碾成粉后加上等量白糖,随时取食。鸡油也有生发之功,食用方法是,将生鸡油放在碗里,加盖上锅蒸溶,滤去残渣,取液体鸡油作汤、莱调味品。

痤疮:1、中西医结合疗法:党参10克,枇杷叶10克,桑白皮10克,黄柏10克,黄连3克,连翘10克,菊花16克,生甘草15克,板蓝根10克,每日1剂,水煎服,一般服20~25剂。个别较重病人外用复方硫磺洗剂(沉降硫磺5克、硫酸锌1克、10%樟脑醑10毫升、甘油10毫升、蒸馏水加至100毫升。制法:取硫酸锌溶于适量蒸馏水中,另取硫磺与樟脑醑及甘油混合均匀,蒸馏水加至全量,搅拌即得)涂于惠处,每日2~3次,用前应摇匀。治疗40倒,均在1月内治愈。2、消痤丸与氯柳酊疗法:(1)消痤丸:硫酸锌1克,安体舒通7片(每片20毫克),白花蛇舌草粉(过10 0目筛)100克,研细混匀,以1:1加入炼蜜制成10丸。每次1丸,一日三次,饭后半小时服。(2)氯柳酊:氯霉素8片(每片0.25克),水杨酸2克,75%酒精适量。先将氯霉素片研细,后将75%酒精加到100毫升,4层纱布过滤即成。每天早、午及睡前涂擦患处1次。治疗3天到4周出现疗效,一般8周为1疗程,总有效率95.7%。

4.赣南钨矿研究进展 篇四

赣南钨矿研究进展

赣南是中国最重要的钨矿产地,石英脉型黑钨矿是中国最重要的.钨矿床类型.对近年来赣南钨矿的地层与成矿关系、成矿地质构造环境、花岗岩成矿作用、成矿流体等领域研究成果和观点进行了综合评述.

作 者:聂荣锋 王旭东 NIE Rong-feng WANG Xu-dong  作者单位:聂荣锋,NIE Rong-feng(漂塘钨矿,江西,大余,341515)

王旭东,WANG Xu-dong(南京大学地球科学系,江苏,南京,210093)

刊 名:中国钨业  ISTIC PKU英文刊名:CHINA TUNGSTEN INDUSTRY 年,卷(期): 22(3) 分类号:P618.67 关键词:黑钨矿   地层   构造环境   花岗岩   成矿流体   赣南  

5.设施果树研究进展综述 篇五

果树设施栽培作为露地自然栽培的特殊形式,主要是利用温室、塑料大棚或其他农业工程设施,改变或控制果树生长发育的环境条件,达到果品生产的目标[1]。果树设施栽培能够使果树生长免受自然灾害影响;通过合理调节果树的生长成熟周期,可实现果实提前或延后成熟或一年多次结果来延长市场供应期;果树设施栽培还有助于不断扩增果树的种植区域。近些年随着人们生活水平的提高,对水果需求量逐步增大,果品淡季供应经济效益提高;另外果树矮化密植栽培技术的推广,园艺物资材料的改进,工业高技术所致的环境控制自动化以及生物技术的广泛应用等也为果树设施栽培提供了技术保障[2]。社会需求增大,技术保障逐渐完善使得设施果树产业迅速发展,已成为果树生产中的高效产业之一。

2国内外设施果树栽培的现状

随着现代化农业的发展,世界各国农业已由传统生产方式转向设施栽培,现已形成设施制造、生产资料、环境控制为一体的多功能体系。在设施果树栽培中,以葡萄最多,其次是桃、樱桃、李子、杏、无花果等[4];在草本植物中,草莓种植最多。

2.1 国外设施果树栽培现状[5] 发达国家设施栽培具有发展早、起点高、应用广泛等特点,现在日本、荷兰、澳大利亚、新西兰和以色列等国家处于领先位置。日本在设施果树栽培设备、技术及种植规模等方面走在世界最前列,拥有世界上最先进的设施栽培、温室配套和综合环境调控技术,具有面积大(已达9000公顷)、设施栽培和果树种类多等特点。近几年日本果树设施栽培面积发展较快,每年以10%的速度增长,果树设施栽培面积已占其果树生产面积的60%[6],而且在技术方面也在不断改进和完善。2010年,日本投入使用50座管架塑料温室,已形成一个“植物工厂”。这种轻型管架温室具有用材省、拆卸方便,有利于解决土壤连作障碍等特点。在荷兰和以色列两国,设施栽培面积均较大,但在果树方面则应用相对较少。荷兰主要应用在花卉和蔬菜等方面,其产品出口量均居世界第一;以色列目前温室面积大约有5000公顷,主要集中在花卉和果蔬生产等方面。2.2 国内设施果树栽培现状

相对于国外,我国果树设施栽培起步较晚。总体上可分为三个时期:第一时期为20世纪50—80年代,主要集中在东北、华北等地;第二时期是20世纪80年代至21世纪初,为快速发展时期,果树设施栽培技术不断得到改进,栽培体系逐步完善;第三时期是21世纪初至现今,为稳步发展阶段。截至2015年,全国已有果树设施栽培面积67000hm2(不含草莓),年产量2020kt。中国果树设施生产的地域范围较广,北方各省市均有果树设施栽培,但种植区域较为分散,规模化生产程度远低于蔬菜和花卉。现在全国已经形成了山东、辽宁、河北、宁夏等4 个较为集中的果树设施生产基地。目前,山东省果树设施面积达24000hm2左右,已逐步形成规模化生产,区域优势明显[1]。设施栽培果树种类达到35种,其中常绿果树23种,落叶果树12种,设施栽培最多的为草莓、葡萄、桃、杏、樱桃和柑橘等[7]。随着大田试验及大规模的推广和应用,山东省果树设施栽培涉及的树种、品种较多,技术起点较高,已成为全国果树设施栽培的中心[8]。此外,安徽、北京、陕西、山西、河南等地亦有较大面积的设施果树生产 [1]。

我国设施栽培的技术日趋完善。草莓、葡萄、桃、李、杏、中国樱桃等树种设施栽培技术已经达到露天栽培的技术水平。草莓的周年生产,葡萄、桃、杏、李、中国樱桃的“四当”生产(当年定植、当年促花、当年扣棚、当年丰产),葡萄的一栽多年制,西洋樱桃的大树丰产等技术已普遍推广应用;基质栽培、起垄限根、预备苗培养、人工破眠、逆境增糖、二氧化碳(CO2)施肥等果树设施生产特有的工程技术体系逐步完善和应用;设施果树栽培的成功率得到了保证,设施果品的质量进一步提高。通过不断加大地下投入、多种技术措施组装配套使用等措施,使得高产典型层出不穷,如山东农业大学在诸城市郭家屯镇实施的油桃日光温室栽培,创造了连续5年每666.7m2产量达5719kg 的世界记录[1]。

3中国设施果树栽培模式与设施类型

3.1 设施果树栽培模式

设施果树栽培方式有促成早熟栽培、延迟晚熟栽培、避雨保护栽培、简易保护栽培等。其中,促成早熟栽培又分为冬促成早熟栽培和春促成早熟栽培,延迟晚熟栽培也分为秋延迟晚熟栽培和冬延迟晚熟栽培。目前生产上常以促成早熟栽培为主,延迟晚熟栽培为辅。果树的促成早熟栽培以提早成熟、提前上市为目的,是我国果树设施栽培的主流,保证了早春、初夏果品淡季鲜果的供应。如北京地区现设施果树栽培全部为促成栽培。果树的促成栽培,应在果树的需冷量得到满足后进行升温。为了提前满足果树需冷量的要求,可对果树采取反保温措施。

果树的延迟晚熟栽培可以延长果品成熟期,既能生产出高品质果品,又可省去鲜果贮藏费用,提高鲜果货架期和降低果品成本,获得较高的市场差价。延迟栽培一般用于果实贮藏性较差、优良晚熟和极晚熟品种。3.2 设施类型[9] 在我国果树设施栽培中,设施类型以日光温室为主,避雨棚和塑料拱棚次之。华南地区、华东地区多选择塑料大棚、塑料小拱棚及荫棚;冬季寒冷的西北、华北和东北地区可选择可加温的塑料大棚和日光温室;西南地区适用塑料小拱棚,华中地区多以避雨设施为主。果树设施栽培应根据各地气候特点、栽培品种及栽培模式的不同,选择适宜的设施类型。目前设施类型主要可分为以下两大类。

(1)简易设施

浮面覆盖:以通气、透光、轻巧的材料直接覆盖在植株上,达到防寒、防霜、防风、防鸟的目的。覆盖材料有以聚乙烯醇、聚乙烯纤维、聚丙烯、聚酯为主要材料的不织布,以及维尼纶寒冷纱、聚酯寒冷纱、孔网等。目前,国外应用较多的是不织布,是继塑料薄膜之后在农业上推广应用的又一新型覆盖材料。它具有节能保温、防霜防冻、防膜结露、防湿防病、遮阳调光、防虫防鸟、防雨防旱、防止杂草等作用。因此,利用不织布进行覆盖栽培,果树可以提高品质增加产量,减少病虫害的发生。

防雨棚:在果树的上部搭设天棚,起到避雨、降温、防病作用,以达到改善品质、增加产量、防止水土和养分流失的目的。华中华南地区,如湖北省应用较多。

(2)高级设施

如薄膜大棚、塑料日光温室和玻璃日光温室等,它们是果树设施栽培的主要形式。成本较高。设施可分为加温和不加温两种类型。东北、西北、华北以及华东冬季寒冷地区需设置加温装置。为减少夜间热量损失,提高促成效果,大棚和温室的薄膜或玻璃上常需要覆盖保温材料。传统的做法是用3~5 cm厚的草苫覆盖,但浪费劳动力。目前,许多地方借鉴国外经验,利用带反光膜的保温被,可实现自动卷帘,保温效果好,且省力省工。双层膜覆盖也大大降低了整个系统的热传导系数,提高热效率,特别是外层膜的内表面,有水滴凝结时,水滴可调节棚内气温,减小温度波动。近年来,一些新型复合材料不断问世,不仅保温效果好,使用也更为方便。设施环境调控技术

设施内环境的有效调控是果树设施栽培安全、高效生产的关键因素。设施环境调控主要指对设施内光照环境、温湿度环境、气质环境主要指对CO2浓度的调控等。4.1光照调控

植物生长需要依靠光合作用产生的能量来完成。由于覆盖物对光的吸收和反射、塑料膜内面凝结水滴或尘埃的影响,致使设施内覆盖材料透光率仅有50%~60%[10],长期下去,树体的正常生长会受到抑制。增加棚内光强,首先可以采用南北延长建棚,构建合理的温室结构;覆盖材料应选择透光率比较好的棚膜,地膜也应该采用反光材料,强化光强;同时还应该选择适宜的树形,使树体合理充分利用光强。4.2温度调控

温度对设施果树栽培的重要性主要表现在三个方面:一是温度会影响设施果树芽的休眠。二是温度对果树的营养生长也有影响。温度过高还可能导致裂果、落果,同时温度也是控制枝梢生长的决定因素。三是温度还对果树的生殖生长有影响。如花期的长短、坐果率的高低等都与温度有密切的关系。大棚内昼夜温差大,应根据树种和品种要求及温度变化的规律进行调控。设施果树主要有萌芽开花期和果实发育膨大期两个温度敏感期,期间要控制好棚内温度,冬季增温多采用覆盖地膜、炉火加热、熏烟等方式;夏季降温多采用揭帘、通风、遮阳等方式。4.3湿度调控

果树的生长发育,不仅要求有一定的土壤湿度,还要有适宜的空气湿度。设施栽培果树在不同发育时期对空气相对湿度要求不同,开花坐果期要求湿度为50%~60%,其他时间应该在80%以下。在生产过程中,一是要根据果树种类和品种的需水规律合理浇水,降低土壤湿度。二是适当增加放风量和放风时间。冬天应减少通风,以保温为主,春季则要加大通风量。三是地膜覆盖是降低空气湿度的有效方法,既可减少水分蒸发,又可以提高地温,防止土壤板结。4.4 CO2调控

CO2是植物光合作用的生产原料,对果树的生长发育、产量构成起着重要作用。一天之内棚室内CO2浓度变化较大,日出前很高,上午9时开始急剧下降,下午4时开始回升[8]。光合作用最强时,CO2浓度也下降到最低,只相当于自然条件下CO2浓度的1/5。果树叶片处于“饥饿状态”,若此时增加CO2含量,会有利于果实生长、花芽分化以及果树的生长发育。最好是在日出后半个小时开始施入CO2,浓度多以0.1%(1000毫克/升)为标准,可通过增加有机肥料,追施CO2气肥,通风换气和化学反应的方法来达到目的。

5我国设施果树产业存在的问题

尽管我国果树设施栽培技术在近几年得到了迅速发展,但栽培技术、相关配套技术、设施材料供给等还很不成熟,在设施果树基础理论和生长发育规律研究、环境智能控制、优质高效生产标准化技术体系等方面还存在许多问题。如缺乏设施栽培专用品种资源,品种筛选主要从现有产品中选择,盲目性大;果树设施结构无针对性,目前大多数果树设施仍旧沿用蔬菜设施结构,以日光温室和塑料大棚为主,这些设施虽然结构简单、成本低、投资少、保温性能好等优点,但也存在空间利用率低、光照不良、分布不均、操作费不便等问题,因此,必须研究开发适合中国光热资源特点、适合果树生产的设施结构;另外设施生产的果品存在果实内在品质下降,可溶性固形物含量低、风味偏淡、耐贮性下降等问题;果树熟期调控技术没有实质性突破,限制了设施果树栽培产业的进一步发展;设施内环境调控技术落后,缺乏机械化、自动化、智能化调控设备,生产配套工程化技术体系薄弱,配套设备不足也影响了设施果树栽培产业的发展。此外我国多数地区的果树栽培多为一家一户分散经营,市场调研与开拓力度不够,很多果农由于市场信息不畅,往往任由商贩压价,导致果品价格低,效益差,从而不同程度地制约了果树设施栽培的发展;由于经营规模小,发展空间和余地小,劳动生产率低,规模化、产业化水平更低,小农经济的生产和经营与日益发展的市场经济矛盾越来越突出。

6结语

从总的方面看,虽然中国的设施果树生产发展迅速,但在设施果树基础理论和生长发育规律研究、环境智能控制、优质高效生产标准化技术体系等方面还存在许多问题。所以要根据具体情况,作更深入的研究与实践,结合实际,科学规划,有序发展,促进这一高效产业的健康可持续发展。

随着经济不断发展,无公害绿色果品和淡季果品供应需求愈来愈强烈,这必然会促使果树设施化栽培不断地向前发展。未来我国果树设施栽培要在选育适合设施栽培的品种;加强设施果树树体综合管理模式;病虫防治;设施条件下果树生长发育的规律、生理生化变化规律、营养分配规律、内源激素的动态变化规律研究;智能化设施结构技术的研究与开发;区域化栽培模式和生产模式开发等方面进行深入研究,为设施果树栽培产业的高效健康发展奠定坚实的基础。

参考文献:

6.研究进展 篇六

微尺度反应技术依靠边界 (往往是一个相界面) 把反应控制在一个狭小的空间内。根据边界的特性, 各种微尺度反应技术可以分为两类, 即硬约束型和软约束型[1]。硬约束的反应空间的尺寸一般是固定不变的, 纳米粒子被严格控制在固定的尺度下。典型代表是多孔材料和层状硅酸盐反应器。而软约束型的反应空间边界至少有一个是液-液或液-气类的柔性相界面, 应用最多的微乳液法和反相微乳液法即属于这一类。吸附相反应技术就是利用固体表面的吸附层作为反应器和纳米粒子生长场所, 从而制备纳米复合材料的技术。它是近年来发展非常迅速的新型的纳米复合材料制备方法, 是微尺度反应技术中软约束型技术的最新发展[1]。吸附相反应技术包括吸附、反应以及吸附层中的结晶三个过程, 本文首先介绍了吸附相反应技术的基本原理和载体以及反应体系选择的条件, 在这个基础上着重综述了吸附相反应技术的前提——吸附过程的国内外研究最新进展。

1 吸附相反应技术的原理

目前吸附相反应技术制备纳米复合材料所用的载体分为两类, 即具有层状结构的载体和纳米粒子载体。层状平面结构载体包括硅酸盐等, 纳米粒子载体目前应用最多的是纳米SiO2粒子。图1是纳米粒子[2]载体的原理示意图。

如图1所示, 当载体粒子分散在一定组成A-B二元混合体系中, 由于载体的选择性吸附, 在吸附平衡后载体表面形成富含B的吸附层, 若B不是反应物则需另加能够溶解于B反应物X。当反应物Y加入, 由于扩散作用到达载体表面, 在吸附层中发生反应生成纳米粒子并且粒子进一步生长。层状硅酸盐载体表面吸附层虽然与纳米粒子载体表面吸附层有所差别, 但是吸附相反应技术将吸附层作为反应和纳米粒子生长的场所过程和原理是一样的。由上述基本原理可以看出, 制备过程中反应场所以及粒子生长的场所均在载体表面吸附层中, 因此作者将这一技术称作吸附相反应技术 (见图1) 。

2 载体和反应体系的选择[3]

在这类反应过程中, 反应空间实际上是位于固体和二元液体界面的一个吸附层。通常二元液体一般是由一种极性液体和另一种非极性液体组成。根据固液吸附和反应物的相间分配可知, 只有选择恰当的二元混合体系和载体, 才能保证富含一种组分吸附层的形成、且控制反应和粒子生长仅发生在载体表面吸附层中。

2.1 载体的选择

(1) 吸附相反应技术的反应和粒子生长的场所都是在吸附层中, 因而要保证吸附层的稳定存在, 载体需要有很强的吸附能力。

(2) 反应使用的体系是二元混和体系, 载体只有具备选择性吸附能力才能在其表面形成富含一种组分的吸附层。

2.2 二元混和体系的选择

(1) 体系中两种溶液的物性要有一定差异, 作为吸附层的富含组分B要易被载体吸附, 而另外作为本体相的溶液A则要求基本上不被载体吸附, 这样吸附平衡后才能在载体表面形成富含B的吸附层。目前研究的体系中, 两种溶液物性上差别主要指极性上的差别, 作为吸附层溶液的极性要和载体的极性对应。

(2) 反应物之一X要高度可溶于吸附层, 在体相A中的溶解度则要无限小。这样另一反应物Y溶液才能通过扩散作用到达富含另一反应物X的吸附层反应, 在载体的吸附层上生成纳米粒子并且生长。

(3) 两种反应物只能在吸附层中发生反应, 而不能在体相中进行反应或者说体相中的反应可以忽略不计。假设反应物X在载体表面以XS含量吸附, 而相对应在体相中含量为XO, 也就是说当吸附平衡后XS>>XO这样另一反应物Y才能扩散到吸附层中与X发生反应, 否则体相中将发生反应。

3 吸附过程的研究进展

载体表面富含一种组分的吸附层作为微反应空间, 该吸附层特性和状态直接影响到反应生成粒子的大小以及分布, 因此载体在二元组分中的选择性吸附是吸附相反应技术的前提。另外, 反应物在吸附层和体相中的分配及其随外界条件的变化也决定着吸附相反应和粒子生成的场所, 因此本文也将该分配过程及其变化规律归属于吸附过程的研究。本节针对吸附和反应物的相间分配两个方面阐述了国内外研究小组的最新进展。

3.1 选择性吸附过程研究进展

吸附相反应的研究开始于固体在二元体系中选择性吸附研究, 而选择性吸附的发现又来自二元体系中载体表面吸附等温线的测定, 因此吸附过程的前期理论研究就是对载体表面吸附等温线及其相关因素的研究。Dekany小组研究了具有层状平面结构的高岭土、蒙脱土以及他们表面改性后的产物在甲醇-苯二元混合体系中的吸附和浸湿特性。他们首先利用Zeiss干涉仪测定了吸附前后二元体系的组分变化, 得到了不同载体的吸附过剩等温线, 发现很多等温线都呈“U”和“S”形, 这就说明在一定组分的二元混合体系下, 不同载体对某种组分存在着选择性吸附行为。利用吸附等温线研究小组还推算得到了各个载体表面吸附层中苯和甲醇的组分含量, 发现在选择性吸附平衡后载体表面吸附层富含二元体系的一种组分。同时I.Dekany研究小组通过等温线还计算得到了一定组分含量下吸附层厚度, 发现各种载体由于选择性吸附得到的吸附层厚度均在1nm~5nm范围内。这就表明, 若反应和粒子生长在表面吸附层中进行, 则吸附层完全是一个纳米相反应器。

国内的蒋新研究小组利用实验进一步研究了水-乙醇的二元体系中SiO2的表面吸附现象, 他们首先利用卡尔费休水分测定仪和气相色谱分析测定了两种不同特性的无孔硅胶 (A) 和多孔硅胶 (B) 在水-乙醇二元体系中的吸附过程[4] (图2)

由图2可以看出, 两种载体得到完全不同的两条吸附曲线:载体A达到吸附平衡的时间较长 (5h之后才达到平衡) , 吸附量也远远大于载体B;而载体B吸附非常快, 在1h之内吸附就接近平衡。假设吸附层全部由水构成, 则由测定结果可大致估算得到A载体表面的吸附水层厚度为1nm左右, 载体B表面的吸附层厚度仅为0.2nm左右。结合SiO2的表面吸附现象[5], 以外表面为主的载体B其表面与体系直接接触, 水分子几乎不需要扩散就能到达其表面构成吸附水层, 因而载体B的吸附速率非常快。而A载体表面由大量微小的孔隙构成, 因此载体A表面达到吸附平衡的时间就较长。另外由于载体A的比表面积远远大于载体B, 而大量微小孔隙的存在又能增加其吸附能力, 因此载体A表面的吸附水层的厚度就要大于载体B表面的吸附水层厚度。

另外, 研究小组还通过不同温度下的制备过程实验得到载体表面的化学吸附层和物理吸附层随着温度呈现不同的变化规律[4]。化学吸附构成了紧邻SiO2表面的单分子吸附层, 物理吸附构成了其外层的多分子物理吸附层。低温时物理吸附层和化学吸附层均能稳定存在, 物理吸附层随温度的缓慢变化并没有对反应过程造成明显影响;当温度升高到一定程度分子运动加剧, 导致了物理吸附量大大降低, 物理吸附层体积随着温度升高而急剧变小;而当温度升高使得物理吸附层基本消失时, 仅残留较稳定且对温度不敏感的化学吸附层。

3.2 反应物的相间分配研究进展

当吸附层以及其特性确定后反应物在吸附相和体相中的分配就成为决定反应和粒子生成场所的关键。不同的反应物在吸附层中有不同的分配, 不同吸附层和不同条件下各个反应物的分配也有很大差异, 这些都会大大影响吸附相反应技术得到的粒子的形貌等。国内的蒋新研究小组在这方面做了大量的研究工作。在吸附相反应技术制备NiO的过程中, 他们首先研究了三种反应物在吸附层中的分配[3] (如图3、4) 。

如图3所示, 随着时间的变化, 无论是Ni (NO3) 还是2NiCl作为首先加入的反应物, 2Ni2+在硅胶表面的吸附都很快达到平衡。NiCl在23h后仍维持在1%的相对吸附量, 而Ni (NO3) 在吸附28h后也只达到约5%的吸附率。吸附量低说明Ni2+在吸附层中富集现象不明显, 很难控制反应在吸附层中进行, 不符合首先加入的反应物X选择的原则, 因此本实验中排除以Ni2+作为吸附质。

a.载体分散;b.吸附平衡;c.反应后生成粒子

图4的结果表明吸附12h后基本达到平衡后, NaOH在硅胶表面的吸附率在30%左右。由前期工作结果可知[4]吸附层的厚度在几纳米左右, 其体积远远小于乙醇本体相的体积, 在如此小的空间中却有30%的NaOH, 因此吸附层内的NaOH相对浓度远大于乙醇本体相, 可以初步判断, 在如此大的两相浓度差下, 吸附层可以作为Ni2+与OH-反应的主要场所, 也是Ni (OH) 2粒子生成和长大的场所。所以论文在后续制备研究中选择NaOH作为首先加入的反应物X。

在Ag的制备过程中, 他们更系统全面地研究了在二元体系中不同水浓度的条件下, 各个反应物在吸附层中的分配[6] (如图5) 。

由图5可知, 随着水量的增加, 硅胶表面吸附抗坏血酸和Ag+的量基本没有变化, 分别维持在1%和5%左右。由吸附过程的研究可知, 水量增加过程是硅胶表面吸附水层逐渐形成的过程, 因此, 不同水量条件下Ag+吸附量保持不变说明吸附层的形成对其在两相中的分配并没有影响, 吸附层没有增溶Ag+的能力。也就是说反应物不能在吸附层中富集, 吸附层不能成为反应和粒子生成的主要场所。而Ag制备体系中的另一反应物NaOH却能够在吸附层中有较大量的富集 (图6) 。

由图6中可以看出, 随着体系中起始水浓度的增加, SiO2表面的NaOH平衡吸附率逐渐增加。在起始水浓度为0的体系中NaOH在很短的时间内就能达到吸附平衡, 但吸附率仅为25%, 分析认为这部分NaOH的消耗主要是由于OH-与硅胶表面的SiOH发生了相互作用[5]。当起始水浓度为0.05vol%时, 硅胶表面的NaOH平衡吸附率有一个突变, 由25%增至40%左右, 根据硅胶表面的结构, 分析认为水浓度的增加导致硅胶表面Si-O-Si断开生成为Si-OH[5], 其又与NaOH发生作用, 导致乙醇体相中碱量的减少。而当水浓度由0.05vol%增至0.25vol%时, 硅胶表面NaOH的平衡吸附率只有略微增加, 分析认为硅胶表面正在逐渐形成单分子的化学吸附水层, 但单分子化学吸附水层并没有能力增浓NaOH而使硅胶表面吸附率增加。当水浓度继续增加到0.50vol%时, NaOH在硅胶表面的平衡吸附率又有一个突变 (由40%增至58%) , 分析认为水浓度的增加导致硅胶表面形成了物理吸附水层, 使水层变厚并形成单独的一相NaOH从乙醇体相中转移至吸附水层中。当水浓度继续增加到1.0vol%时, 吸附水量只有略微增加, NaOH的平衡吸附率也就不再明显增加。

除了水浓度之外, 研究小组还发现体系温度和反应物浓度也能对吸附层中反应物的分配产生很大影响。图7和8分别是不同温度和不同浓度下NaOH在吸附层中分配的变化规律[6]。

从图7、8中可以看出, 随着温度的升高, 硅胶表面NaOH的平衡吸附率逐渐增加, 并在25℃~40℃之间基本保持恒定, 之后又继续增加。根据温度对吸附层形成的影响规律[7], 温度升高抑制吸附层的形成且在40℃增至60℃之间存在一个吸附水量快速下降的区域, 理论上, 60℃时由于吸附层的变薄将导致其增浓NaOH的能力明显减弱, 使硅胶表面NaOH吸附率下降, 但实验结果与此并不相符。结合硅胶表面的结构特征分析认为, 由于硅胶表面的Si-O-Si断裂是一个吸热过程[8], 温度越高, NaOH越易和Si-O-Si发生化学作用。因此60℃时硅胶表面NaOH吸附率的增加并不是由于吸附层的变化而引起的, 而是由于温度升高导致NaOH与硅胶表面Si—O—Si发生的化学作用增加所致。

而当各个不同碱浓度条件的体系达到吸附平衡时, 随着碱浓度的增加, 分配在硅胶表面的NaOH百分率先增加后减少, 说明分配在硅胶表面吸附层相和乙醇体相的NaOH质量比先增加后减少。并当NaOH浓度为0.135g·L-1左右时, 分配在硅胶表面的NaOH比例达到最大值, 约为40%。

4 展望

吸附相反应技术包括吸附过程、反应过程以及结晶过程, 其中吸附过程是整个吸附相反应技术的前提和基础。吸附过程的初步研究, 从吸附等温线出发得到了选择性吸附特性、吸附层组分含量和厚度等这些都为吸附相反应技术的应用奠定了基础。而外界条件对吸附过程的影响实验, 使整个吸附的演变过程和规律得到了进一步认识。但是通过上述研究进展的介绍可知由于固液吸附理论的不完善, 吸附过程的研究仍需要进一步的深入和完善, 除了继续进行吸附等温线和外界条件对吸附过程的影响研究之外, 最重要的是建立一个完善系统的吸附模型。目前存在的固液吸附模型由于应用范围局限, 都不能很好地解释吸附相反应技术中的吸附规律, 因而确立吸附相反应技术的吸附模型将成为今后吸附过程的研究方向。另外, 吸附相反应技术的反应过程和结晶过程的研究进展将在下一文中介绍。

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7.水稻根系研究进展 篇七

关键词:水稻;根系;研究法;发展

中图分类号: S233.71 文献标识码:A 文章编号: 1674-0432(2014)-10-26-1

水稻根系是水稻吸收养分和水分的重要器官,也是很多物质同化、转化或合成的场所,还是与地上部进行物质交流的代谢器官。其生长情况与活力会直接影响整个水稻的生长发育、营养状况和产量水平。国内外对于水稻根系的研究多集中于根系形态、根系发育、分布和生理活性,并取得了较大的进展。

1 水稻根系的研究

1.1 水稻根系的形态

水稻的根系是由冠根和侧根组成的。冠根和分枝的侧根的数量、生长方向、长短粗细等的不同,就形成了水稻复杂的根系。川田于上世纪80年代对水稻的冠根及分枝的侧根的形成、分化、组织结构和生理形态等进行了基础性的研究,为后人对水稻根系的深入研究奠定了基础。

1.2 水稻根系的功能

众所周知,水稻通过根系从土壤中吸收水、无机盐等养分。1984年,上川和横山等人发现水稻根系不仅能吸收水、氮、磷、钾等无机养分,还能够吸收二氧化碳或碳酸,打破了人们的传统认识。水稻经过根系吸收释放的碳酸占水稻总体释放碳酸的22%~34%,这表明水稻根系吸收的二氧化碳或碳酸对地上部分的碳素代谢起到了不容忽视的作用。1996年,李木英认为,水稻根系吸收无机盐的强度随着生育进程的推进而逐渐加大。

此外,水稻根系还能够合成氨基酸和一些植物激素。1998年,黄发松发现水稻根系能够合成促进核酸和蛋白质生成的玉米素,这对后期叶片维持光合作用,提高灌浆有着重要的作用。

1.3 水稻根系与产量的关系

为了研究水稻根系与产量的关系,人们对水稻的根系进行了人为的划分。穗分化开始后根上部3个发根节位发生的根为上层根,下部其他所有根位为下层根。根据川田的测定,上层根形成的产量占总产量的60%~80%,这表明上层根对产量的形成有着重要的作用,但是与此同时,为了让产量突破9t·hm-2,则需要重视下层根的发育。近年来有研究表明,水稻的下层根在前期与中期起着主要的作用,可以提高其克服不利环境的能力,培养下层根是进一步提高高产水稻产量的可行措施。

2 水稻的根系研究法

2.1 根系研究的发展历史

根系具有重要的作用,人们很久以前就开始对根系展开了研究。早在西汉时期,就相继产生了保护作物根系,促进扎根的“代田法”和“区田法”。不过根据文献记载,德国学者Hales最早对根系进行了比较系统的研究,他于1727年采用了简单挖掘法探究作物根系在土壤中的分布情况,这种挖掘研究根系的方法一直沿用了一个多世纪。1892年,美国的king先将土壤用铁丝网分割隔离,然后用水冲去,从而获得了接近自然状态的根系,推动了作物根系的研究。1897年,美国的Goff将上述方法进一步改进,成为了钉板法。在这一时期,德国的Knop、Nobbe和Saussure等一些学者也开展了水培法、盆栽法的相关研究。1923年,美国的Weaver改进了挖掘法,并首次将其运用到水稻根系的研究。之后,随着科技的快速进步,以同位素示踪技术、影像技术、计算机等为代表的新技术的采用极大地推动了作物根系研究的发展。

2.2 常见的水稻根系研究法

水稻长期生长在淹水环境中,根系也很纤细,对根系进行完整的取样与观察比较困难,这在一定程度上制约了对水稻根系的研究。目前的根系研究方法大多是借鉴其他植物的研究方法,并结合水稻的自身特点加以改造而成。从研究方法上,水稻根系的研究方法可以分为挖掘法和非发掘法两种。挖掘法主要有原状土片法、原状土柱法、网袋法、简易根箱法、塑料管土柱法;非挖掘法主要有雾培法、同位素示踪法、桶(盆)钵栽培法、沙培法、水培法、水上栽培法等。

3 水稻根系的研究展望

经过近一个世纪的发展,人们对于水稻根系对地上部分的生长和产量的重要作用有了广泛的认识,根系研究的技术手段也有了长足的进步。但是,相对于地上部分而言,由于根系生长在地下,研究的方法受到了各方面的限制,难度比较大,广度与深度也略有不足,在以后的研究中有待加强。

3.1 高超产水稻根系形态特征对产量的影响

与常规水稻相比,超高产水稻根系形态、特征所具有的特点,这些特点如何影响产量,对此进行研究,可对定向培育与调控水稻根系形态提供指导,有助于实现水稻超高产。

3.2 水稻根系分泌物对产量的影响

水稻根系的分泌物中,哪些种类的分泌物影响着地上部分的产量,各种栽培耕种措施对根系分泌物的影响,从而揭示出各种栽培技术调控水稻根系生长发育的机理,从而有助于改进栽培技术并以此指导生产,提高水稻产量。

3.3 水稻根系根尖超微结构

水稻的根尖具有感知、传递环境信号,吸收水分、养分等重要作用,生理活性非常高。但是限于目前的技术条件,对于水稻根尖的超微结构的研究不够细致,根尖超微结构的养分吸收与产量的关系,栽培技术的调控对根尖的影响机理等尚未明确,对此进行更进一步的研究很有必要。

参考文献

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8.草珊瑚研究进展 篇八

综述了草珊瑚的化学成分及其在医学、动物医学上的药理作用、毒理作用、临床应用、质量控制等方面的研究进展,提出了草珊瑚今后的研究方向.

作 者:郁建生 李英伦 作者单位:郁建生(四川农业大学动物科技学院,四川,雅安,625014;铜仁职业技术学院,贵州,铜仁,554300)

李英伦(四川农业大学动物科技学院,四川,雅安,625014)

9.农业生物节水研究进展 篇九

生物节水是未来节水农业的研究重点,节水指标的筛选和耐旱节水高产优质品种的培育对提高水分利用效率和发展优质高效农业具有重要意义.从水分利用效率、作物抗旱节水的`生理生化指标和基因工程的应用等方面综述了生物节水技术的研究进展,并讨论了一些指标的利弊,同时提出了未来在节水农业方面需要重点开展的研究工作.

作 者:张建军 王勇 李尚忠  作者单位:甘肃省农业科学院旱地农业研究所,730070,甘肃兰州 刊 名:作物杂志  ISTIC PKU英文刊名:CROPS 年,卷(期): “”(6) 分类号:S2 关键词:生物节水   水分利用效率   研究进展  

10.杨树育种研究进展 篇十

关键词:杨树种质资源;引种;杂交育种;倍性育种;生物育种

中图分类号:S792.110.4文献标识码:A文章编号:1004-3020(2016)06-0033-04

Research Progress of Poplar Breeding

Wang Ruiwen(1)Guo Yun(1)Zhou Zhongcheng(2)

(1.Hubei Academy of Forestry SciencesWuhan430075;2.Hubei Ecologial Engineering Vocational CollegeWuhan430200)

Abstract: This paper reviewed the progress on breeding of poplar in Hubei province and in China from different aspects such as germplasm resource,introduction,cross-breeding,polyploid breeding and molecular breeding. The problems existed and the countermeasures that should be taken in poplar breeding at present in Hubei province and in China were also discussed in this paper.

Key words:germplasm resource of Poplar;introduction; cross-breeding;polyploid breeding;molecular breeding

杨树是杨柳科Salicaceae杨属Populus树种的统称。杨树具有适应性强、生长速度快和丰产等特性,是世界上中纬度地区广泛栽培的重要用材树种,已被广泛地用作短期轮伐的造林树种,在生态环境治理和解决木材短缺方面占有重要位置[1]。

1国内杨树育种的现状

1.1杨树种质资源

杨属包括白杨派、青杨派、黑杨派、胡杨派和大叶杨派等5个派,共100余种。杨树5个派在中国均有分布,共53种,其中青杨派资源最多,黑杨派次之,胡杨派最少[1]。青杨派Sect.Tacamahaca Spach.是最大的一个派,有34种21变种,抗寒,主要分布在中国纬度较高的华北地区和东北地区。黑杨派Sect.Aigeiros Duby有3种2变种,速生,仅在新疆地区有欧洲黑杨的分布。白杨派Sect. Leuce Duby有9种7变种,在中国从南到北海拔较高的地方沿山脊均有分布。胡杨派Sect.Turanga Bge.有2种,主要分布于新疆、青海、甘肃、宁夏等地[2]。据知网统计得知,目前世界上栽种的杨树品种90 %以上属“黑杨派”,且绝大多数为黑杨杂种 [3]。

1.2引种

各国对杨树育种资源的收集和保存主要通过乡土杨树基因资源收集和国外优良杨树种质资源引种保存两个途径。在欧洲把美洲黑杨作为抗叶部病害的种质资源进行保存收集,法国于1964年在全国3个地区建立了美洲黑杨的基本育种群体,构成了多世代育种基础;新西兰把滇杨作为抗锈病和叶斑病的基因资源并建立了抗病研究基因库;在土耳其、意大利和德国均建立了杨树树木园。

中国杨树引种始于19 世纪,1949年至20世纪80年代引进的杨树品种和无性系主要有钻天杨P.nigra var.italica、箭杆杨P.nigra var.thevestina、山海关杨P.deltoids‘ Shanhaiguan’和加拿大杨P. canandensis Moench、‘Ⅰ214杨’P.×euramericana (Dode) Guineircv.‘Ⅰ214’、沙兰楊P.×euramericana(Dode)Guineir cv. Sacrau79’等60个品系; 从日本、罗马民亚、意大利、荷兰、比利时、法国等国引进140多个无性系。其中引入黑杨派无性系331个,首次建立了中国黑杨派杨树基因库 [4-6],特别意大利的美洲黑杨南方型无性系Ⅰ63杨P.deltoides cv.‘Harvard’、Ⅰ-69杨P.deltoides cv.‘Lux’和欧美杨杂种无性系Ⅰ72 P.×euramericana cv.‘San Martion’等成功引种后,中国开启了以黑杨为中心育种亲本的阶段,培育出速生兼顾抗病的众多品种,促进了全国乡土树种改良 [7]。

1.3杂交育种

杨树雌雄异株,易杂交,种间可配性强,杂交效应表现早,后代变异大,通过杂交育种可培育出超亲本的优良个体[8]。

国外在杨树人工杂交育种方面均做了大量的研究,并根据不同的选育目标,选育出了不同品种。1912年英国学者A.Henry教授进行了世界首例杨树种间杂交,并选育出了速生、适应性强的格氏杨P. generosa Henry。美国以毛果杨和不同种源的美洲黑杨 P. deltoids Marsh为亲本,选育出了速生、抗寒和抗病的NE 311、NE 296、NE200 等杂种无性系。加拿大选育出了速生、抗寒及插穗生根能力强的美洲山杨 ×大齿杨P. grandidentata Michx.cv.‘Faverit’杂交组合。前苏联从银白杨×新疆杨中选出莫斯科银毛杨P.suaveolens×P.tremula和苏维埃塔型杨P.albax×P.bolleana,从欧洲山杨、新疆杨中选出的雅布洛考夫杨P.treaula×P.bolleana[9]。

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中国杨树良种选育起步较晚,最早是叶培忠教授于1946年在甘肃天水首次进行了杨树杂交育种,成功选育出银毛杨(银白杨×毛白杨)、南林杨[(河北杨×毛白杨)×响叶扬]。70年代之前,主要以乡土树种为亲本,选育出具有速生性的北京杨P.beijingnesis W.Y.Hsu、合作杨P. ×xiao zhuanica W.Y.Hsu.et ling cv.‘Opera’、群众杨P. ×xiao zhuanica W.Y.Hsu.et ling cv.‘Popularis’等杨树品种[10]。经过育种工作者多年的努力,中国目前形成了中林抗虫系列和速生系列、南林系列、北林系列、中金系列、山东窄冠系列、辽宁系列、黑龙江系列、廊坊系列、白城系列、陕西系列等10大杨树品种系列[11]。培育出速生品种有鲁山杨、山哈杨;高产用材林优质品种有中林2000系列、南林95杨、南林895杨;抗寒、抗病、耐盐碱的品种有山新杨、小黑杨系列、窄冠黑杨系列等;抗虫害树种品种有健杨抗虫杨、南抗系列、巨霸杨、丹红杨等;少开花,且种子成熟时无飞毛污染环境的雌株窄冠黑白杨;能立地成林,观赏性强,可用于大面积园林绿化的彩叶树种中华红叶杨,基本使中国各生态区杨树栽培实现了品种化,推动了中国杨树产业化的发展。

湖北林业科技第45卷

第6期王瑞文,等:杨树育种研究进展

1.4多倍体育种

杨树中天然三倍体广泛存在,并且在纤维长度、木材力学和对病虫害抗性等方面都优于同种二倍体,在短期内可产生多快好省的效果。20世纪60到80年代国外学者分别利用秋水仙素及高温诱导成功获得欧洲山杨、美洲山杨、或欧美山杨杂种的三倍体和四倍体。中国于1983年开始毛白杨Populus tomentosa三倍体育种工作。截止1998年,获得的毛白杨三倍体无性系已有31个,其中天然三倍体5个,用秋水仙素诱导的6个,用选择2n大花粉授粉杂交的20个[12]。近年来,李艳华、Wang分别解决了白杨、青杨大孢子染色体加倍的有效处理时期即时判别的技术方法问题,提高了三倍体诱导得率[1314]。康向阳等以银腺杨P.alba×P.glandulosa 为母本、毛白杨为父本,对授粉后一定时间的雌花序施加秋水仙碱处理,得出授粉后24~36 h施加秋水仙碱处理可将三倍体得率提高到57%[15],为杨树多倍体育种的发展提供了新的途径。

1.5分子育种

1986年,Parson等首次证实杨树可以进行遗传转化和表达外源基因。20 世纪90年代国内外学者将基因工程技术应用于杨树育种工作中。近年来,杨树基因工程研究的热点已转向抗性育种方面。中国利用生物技术获得了抗虫、抗病、抗逆境转基因杨树植株[1617],已利用原生质体培育、体细胞杂交成功获得再生植株,体细胞变异和突变体筛选植株 [1819]。杨树遗传图谱已趋于完整, DNA指纹图谱已经构建[ 2024]。利用QTLs,找到了与青杨锈病紧密连锁的标记, 并定位在连锁图谱上;南抗杨新品种抑制害虫的物质和与抗虫相连锁的标记已找到[25] 。这些成果的取得为杨树定向育种开辟了新的途径。

2湖北省杨树育种现状

2.1湖北省杨树资源自然分布

湖北省杨属乡土树种主要是白杨派,大叶杨派和青杨派的几个种类,如响叶杨P. adenopoda,大叶杨P. lasiocarpa,椅杨P. wilsonii,山杨P. davidiana和小叶杨P. simonii等,主要分布于鄂西的恩施及宜昌地区,以野生状态自然更新为主,未开展过较系统的研究[26]。

2.2引种及良种培育

湖北省于20世纪50年代引种美国小叶杨和钻天杨及60年代引种加拿大杨,由于适生性以及管理措施等方面的原因,先后被逐步淘汰。70年代引种南方型黑杨派无性系63杨(Ⅰ63/51)、69杨(Ⅰ69/55)、72杨(Ⅰ/58)、214、沙兰杨等,并在湖北省不同地区大面积造林进行造林试验。经过初选和中试,于1994年筛选出中嘉2、5、7、8号,中潜1、2号,中监1、3号以及中天1号9个杨树品种[27]。湖北省林科院与湖北省林木推广中心筛选出了一批适合全省平原地区造林的品种(品系),如中潛3号,中石7、8号,中监1号,中驻1、2号等。2000年先后陆续引进了天寅杨、鲁山杨、山哈杨、南抗杨、常绿杨、三角杨、DD102杨、DD95杨、107杨、108杨等品种。近年来通过杂交自主选育及引进推出了南林895、南林95、丹红杨、2025杨、DD杨、楚林2号杨、华石杨等新品种[28]。

从引种栽培杨树几十年的历史来看,适宜在湖北省栽培的杨树品种有: 从国外引进的南方型美洲黑杨Ⅰ69杨、Ⅰ63杨和南方型欧美杨Ⅰ72杨;南方型美洲黑杨的杂交后代如通过审定中嘉8号、中潜3号等9个品系;美洲黑杨和欧美杨的杂交后代如南林95、南林895;南方型美洲黑杨×北方型美洲黑杨的杂交后代如中林2025(Ⅰ69×美洲黑杨北方型)及最新引种的丹红杨、巨霸杨(以美洲黑杨50号杨和36号杨为亲本)等杨树新品种,均在湖北表现较好,丰富了湖北省杨树资源。

3问题及对策

湖北省及全国杨树育种工作均取得了较大成就, 选育的杨树良种在生产中已发挥出巨大的经济效益、生态效益和社会效益。但也存在诸如育种策略简单,育种方法及程序落后;育种目标不明确;栽培品种退化,新品种更新换代慢等问题。

要解决中国杨树育种中面临的问题,促进杨树育种工作的进一步发展,应以社会需求为导向,建立长短结合合理的育种目标;通过收集利用乡土树种及引进国外杨树优良资源来丰富育种资源, 创新杨树种质;加强常规杂交育种的基础性研究,利用多种手段,强化育种效果; 加强生态育种和低耗高效型品种选育, 持续有效利用环境资源实现育种目标的多元化;现代生物技术与常规育种的有效结合, 建立现代杨树育种技术体系;随着生物技术与常规育种技术的有机结合, 中国杨树育种工作将会取得新的突破。

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(责任编辑:夏剑萍)

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