DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 互联网 + 背景下制造企业市场竞争新态势 2.1. 由单边市场转向多边市场 传统制造业所面临的基本上都是没有网络效应的单边市场，比如零售商购买批发商的商品，再卖给消费者，则零售商使用的是单边市场的模式。在此模式下，制造企业服务的对象主要是批发商，与终端消费者的距离较远，企业产品开发、技术创新等较少吸纳终端市场消费者的意见，而主要吸取批发商的建议，此模式下的竞争主要是“以产品为中心”的质量和价格竞争，企业创新的主要目的是降低产品生产成本。互联网的应用直接催生了网络平台的产生，使双边或多边市场成为可能，消费者可能会通过网络平台的应用查看商品其它使用者的相关信息而产生对同一商品的购买欲望，网络效应随即产生。所谓网络效应，就是当消费者因为越来越多的用户使用产品而对同一产品有需求，也可称之为同化效应(Rochet & Tirole， 2003) [ 2 ] ，几乎所有具有网络效应的市场都可称之为双边或多边市场。 在双边或多边交易平台上，消费者选择如何被另外一群异质消费者影响是非常重要的，消费者在做购买决策时不只考虑产品本身功能所具有的价值，还会考虑到另一群消费者所做出的选择(Parker & Alstyne， 2005) [ 3 ] 。上述双边市场还可以依平台有无进行实质交易进一步分为双边非交易市场与双边交易市场两类。所谓双边非交易市场就是消费者没有发生实质性的交易行为(如各种产品论坛和技术交流平台等)；双边交易市场则是消费者在平台上具有交易行为(比如淘宝、当当网等电子商务平台)。从当前网络商务平台发展状况来看，双边市场所销售的产品不仅仅局限于日用品、书籍等小型商品，业已扩展为汽车等大型制造类产品。与此同时，相关专业性制造类产品购物平台也正在不断涌现。互联网的深化应用正在将传统制造产业链的单边市场转化为双边或多边交易市场模式，这也使制造企业采用双边平台的商业模式成为了可能。 2.2. 由封闭式创新转向开放式创新 一般来说，创新包括产品创新、技术创新、管理创新和服务创新等不同类型，其中产品创新、技术创新和管理创新多是面向企业内部的封闭式创新，而服务创新则是面向客户和消费者的开放式创新。受“以产品为中心”传统制造思维的影响，产品创新和技术创新一直是制造企业创新的主流，即使是管理创新也是更好的为产品创新和技术创新服务而进行的内部改造，面向客户和消费者的服务创新长期被制造企业所忽视。互联网的产生不仅给企业技术创新带来了新的方向，也缩短了企业与终端客户的距离，改变了企业与消费者之间的关系，这势必会推动企业创新方式的改变。 21世纪初，伴随着知识经济时代的来临，企业创新方式逐渐由封闭式转向开放式，强调企业应该打破原有物理边界，积极引入外部资源和知识进行技术创新。本质上，开放式创新是企业利用外部资源进行技术创新的一种方式，其目的是为了降低研发成本、缩短研发周期、加快技术创新速度、分解创新失败风险，以获得比较竞争优势。开放式创新一般是在两个或多个相类似主体间的合作创新，是企业与科研机构、同行业竞争者、供应链上下游企业之间的合作，并未将消费者纳入其中。互联网经济时代的到来，一方面会继续推动企业技术创新，另一方面也将企业服务创新提到了前所未有的高度。 2.3. 由单维产品竞争转向系统性竞争 传统制造企业的竞争模式是“以产品为中心”的，企业竞争优势的获得往往取决于向市场提供与众不同的产品，或以更低的价格提供更优质产品的能力。在此模式下，企业往往投入巨大资源用于产品开发和技术研发，以期能够以更低的成本生产出更优质的产品。实质上，产品竞争涉及多方面因素，消费者所关注的不仅仅是产品质量本身，还包括售后服务等其他附加价值，尤其是在消费者需求日益个性化、多样化的今天，纯粹的产品功能性消费所占比例逐步下降，取而代之的是体验型消费、创意型消费和网络消费等新型消费形式，而服务则逐渐替代产品成为这一新型消费体系中的主导。 消费形式的转变也引致企业竞争逐渐由单维的产品竞争转向系统性的多维竞争，企业提供给消费者的不再是单纯的产品，而是集产品、服务、生活于一体的综合体，消费者的购买行为更多的是为了一种生活态度和体验。这就对企业产品开发和技术创新提出了更高要求，不仅要制造出质优价廉的产品，更要回应消费者现在甚至是将来的生活需求，融企业创新与消费者需求为一体，真正实现“以人为目的”。网络技术的应用使这一融合成为可能，谁能在企业与消费者融合方面领先一步，谁就能获得消费者的青睐，获得市场先入优势，这种竞争态势的演变也促使企业不得不将服务创新提上议事日程。
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user: 3. 传统商业模式的演化 商业模式的概念是伴随着20世纪90年代电子商务的兴起而逐渐进入人们视野的。许多网络公司凭借独特的经营模式，利用当时的网络工具获得超额利润，逐渐引起学术界对商业模式的关注与研究。时至今日，虽然已有大量有关商业模式的研究成果，但却未形成商业模式的统一概念，许多学者均从自己的角度提出了有关商业模式的逻辑，并由此发展出了一套符合自己主张的价值创造体系。一般而言，任何一家企业都需要创造价值并从中获得超过成本的额外价值，这一创造并获取价值的方式方法就构成了 图1. 四因子模型 商业模式的主体，一般而言，商业模式是描述一个组织如何创造、传递及获取价值的手段与方法(陈建良，2013) [ 4 ] 。关于商业模式要素，普遍被学者所接受的是Mark (2010) [ 5 ] 等提出的四因子模型，见图1。 面对新的市场环境，企业需要绘制一张清晰的商业模式地图，以了解企业踏进新天地后会是什么样子(Mark， 2010)。为此，企业首先要考虑新的市场环境下顾客的真正需求是什么？企业现况能否在保证一定比例利润的情况下满足那种需求？如果不能，做哪些改变才能实现？拥有哪些核心资源支撑这种改变？按照此种模式，一般而言商业模式应具备顾客价值主张、关键资源、关键流程与获利模式四个要素。顾客价值主张是针对客户待解决的问题提供适合的解决方案，来协助顾客解决问题，其中包括目标客户、客户待解决的问题与企业提供的解决方案等；关键资源是企业为了解决顾客问题或满足顾客需求所需的资源，包括人员、产品、设备、厂房、通路和品牌等；关键流程是企业进行价值创造的程序，包括人员训练、生产、规划、销售，也包括公司的规则与规范等；获利模式则是企业在为顾客创造价值的同时为自己创造价值的方式，包括营收结构、成本结构、毛利结构与资源的流动性等。这四个要素有如企业经营的基石，成功的企业能够设计比较稳定的系统，让这四个要素以一致的方式实现有序联结，共同创造价值。
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user: 4. 开放式服务创新与制造企业商业模式创新的契合 开放式创新主要集中于研发领域的技术创新和产品创新，是借助外部资源和知识实现内部创新的一种方式。在竞争日益激烈的知识经济时代，企业不可能具备发展所需的全部资源和知识，开放式创新有助于企业在短时间内以更快的速度、更低的成本，获得更多的收益。但当多数厂商所提供的产品均能符合消费者需求，而已有相关产品的客户群又很难继续扩大时，开放式创新则不能保证企业获得竞争优势，而只有转向特色化服务才能使企业在激烈的竞争中脱颖而出(Reiskin， 2000) [ 6 ] 。 服务要素是制造业生产经营不可或缺的一部分，有利于提高制造业产出和生产率(Pilat & Wolfl， 2005) [ 7 ] ，服务业和制造业的融合对于提升制造业产业竞争力，实现产业结构升级具有积极作用，是推动我国经济发展方式转型的关键(梁敬东、霍景东，2017) [ 8 ] 。制造企业可以通过流程再造优化制造与服务的关系，以满足顾客的多样化和个性化需求，提高企业竞争优势并增进公司绩效(Reinartz， 2008) [ 9 ] 。随着服务业与制造业的逐渐融合，服务开始被纳入商业模式创新范畴。本质上，制造业服务化是一种产业价值链的延伸，其目标是以产品为基础，通过服务的附加价值，创造出更多价值的商业模式(Line， 2008; Witell， 2015) [ 10 ] ，服务与商业模式在价值创造层面具有内部契合性。 随着服务在制造企业价值创造链条中重要性的日益凸显，Henery (2011)在开放式创新的基础上提出了开放式服务创新的概念，强调企业必须将其发展重点与视野从技术与产品研发创新转化为服务创新，才能在当下激烈竞争的环境下摆脱“商品化陷阱”，实现可持续发展，并进一步构建了如图2所示的开放式服务创新架构，实现了开放式服务创新与商业模式在形式和内容上的双重契合。 在形式上，开放式服务创新与商业模式共同组成了开放式创新平台。企业与顾客等相关利益者可以 图2. 开放式服务创新架构图 在此平台上进行互动，顾客所获得的不再是单一产品而是通过附加的增值服务获得整体性产品与服务。在经营理念上，制造业与服务业存有较大差别，开放式服务创新要求制造企业转变原有理念，视自己为综合型服务提供商，而不是单纯的产品制造商，这就迫使企业将原有割裂的产品制造与销售服务整合成统一的产品服务化平台，变传统价值链为服务价值链，从而推动以产品价值链为基础的商业模式转向以服务价值链为基础的商业模式。 开放式服务创新首先是一种理念创新，要求制造企业将自己视为服务型企业，树立“以人为目的”的服务型思维，将顾客需求放在首位，以顾客需求引导产品开发和技术创新，而不是以产品开发和技术创新满足市场需求。合作创造主要是指顾客参与企业产品设计、研发和生产等价值链各个环节。为了充分了解顾客的需求意愿，引领未来市场潮流，制造企业必须改变顾客在创新流程中的角色，引入顾客知识参与产品创新。但是顾客知识并不只是问卷调查或访谈所得到的显性知识，亦包括大量体验性隐性知识，这反过来又促使企业不断进行技术创新、管理创新以发展出管理和发掘顾客内隐知识的方法，从而有效地管理与顾客共同创造的流程。 在内容上，开放式服务创新与商业模式创新具有一体性。开放式服务创新并不是否定开放式创新模式，而是通过开放式创新促进与强化服务创新。借助开放式创新模式，企业可以使用内外两种资源，创造出能够满足顾客需求的新产品和服务，而将新产品和服务以适当的方法投放市场并有效激发顾客的购买欲望，又有赖于合适的服务模式。如果新产品计划与企业原有商业模式相符，则可以借助原商业模式进行推广，相反则必须转变原有商业模式，而开放式服务理念则成为商业模式转变的主导思维，也即是说用服务创新来推动商业模式转变，从而实现了开放式服务创新与商业模式在内容上的契合。
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user: 5. 基于开放式服务创新的制造企业网络式商业模式创新架构 四因子商业模式基本包含了企业商业模式的所有要素，企业可以依据外部环境、顾客需求、自身条件等多种要素，采取适当方式实现四种要素的联结，商业模式创新也即是要素联结方式的创新(陈建良，2013)。结合当前互联网+制造业的发展趋势，以及服务在企业价值链中的地位，本文结合开放式服务创新理论构建了网络式制造企业商业模式创新架构，如图3所示。该架构由虚拟网络通道和实体网络通道两个主要通道组成，虚拟网络通道主要用于信息收集和共享，实体网络通道主要用于产品设计、生产和流通，虚拟网络通道与实体网络通道相互融合共同组成一套完整的商业模式。该模式与传统商业模式的最大区别在于将顾客放在了商业模式的首位，是以满足顾客需求为目的而衍生出来的商业模式，凸显了服务价值。 如图3所示，虚拟网络通道主要由一个信息共享平台组成，通过信息共享平台实现顾客、制造企业 图3. 基于开放式服务创新的网络式商业模式架构 与相关合作者(供应链上下游企业、同业合作者、科研部门等)的联结。顾客通过信息共享平台发布产品需求、产品消费过程中需要解决的问题等相关信息，制造企业借助信息共享平台及时获取顾客的相关信息，并在平台上与相关合作者进行即时共享，对顾客需求进行回应，改进产品设计或开发新的产品。虚拟网络通道缩短了顾客、制造企业、相关合作者之间的距离，使各方之间的信息沟通即时化。制造企业可以根据自身实际，以创新性的方式构筑信息共享平台，以建立具有自身特色的商业模式。 实体网络通道是建立在虚拟网络通道基础之上的，以从虚拟网络通道获取的信息为基础进行产品研发，并借助虚拟网络通道将设计出的产品进行预评估，及时获得顾客、相关合作者对新产品观感的相关信息，对新产品进行优化和完善，之后交由产品制造事业单位进行生产制造，并通过网络营销或传统营销流程进行产品流通。值得提出的是，在该商业模式架构上，制造企业可以完全凭借自己的力量进行产品研发和设计，也可以与相关合作者进行共同研发和创新(产学研联盟、战略联盟等)；与此相类似，制造企业既可以自行生产新产品，也可以采取外包的方式由相关合作者进行产品生产；产品流通可以根据实际情况采用网络营销、传统营销或混合式营销等多种模式(根据服务科学的观点在选用产品流通模式时应主要考虑顾客获得产品的便利性)。图中虚线组成的“服务企业”代表了制造企业向服务型企业的转变，如果制造企业采用此种模式，实行“以顾客为目的”的服务理念，适当剥离产品生产和制造环节在企业价值链中的所占比重，专注于产品研发和流通以满足顾客需求，则企业就是在向服务型企业蜕变。在进行商业模式构筑过程中，制造企业应该根据自身实际状况采用最适合自己的实体网络通道。 该模式与当前流行的社交网络营销商业模式有着根本差异。网络营销实际上是借助网络效应进行产品销售的一种方式。一般来说，人们可以在社交网络上交流互动，形成一个社交群落；对企业来说可以在网络平台上建立粉丝团、投放广告等。当使用同一个品牌、产品或可相容产品的用户数达到一定程度时，会吸引更多的使用者花更多时间在上面，企业也愿意支付广告费，将其作为营销或维护消费者关系的工具，但此种商业模式实际上并未给企业创造太多价值，也并未给消费者带来额外价值，只是增加了一种消费者获得产品信息的途径。同时，此种方式也容易使企业陷入网络陷阱，过于注重点赞人数、曝光人数、转发和分享次数等虚拟数字，而忽视了消费者的真正需求。殊不知，如何提供顾客需要且喜爱的产品才是企业真正该努力的方向。本文所建构的商业模式架构即是以满足顾客需求为最终目的，此模式中的网络营销是以更好地服务顾客为目标，而非单纯地销售产品。正如马云(2017)所说，新零售是线上与线下的整合性思考，思考的重点不是如何销售产品，而是学会怎么服务好你的客户。 上述商业模式架构并未明确标示Mark (2010)所提出的商业模式四要素，而是将它们内置于架构之中。比如在进行信息共享平台建设时，企业要考虑自身所拥有的关键资源和顾客特征以决定信息共享平台的建构模式；在进行产品研发和技术创新时企业也必将考虑自身的关键资源和关键流程，以找出最适合的研发模式；在进行产品制造时，企业也不得不思考自身的关键资源和流程以采取最佳的生产方式在满足顾客需求的同时实现盈利目的。 另外，该商业模式架构是一开放系统，仅列示出了商业模式的一般框架，并未给出具体的商业模式，企业可以根据自身实际情况构筑最适合的商业模式。实际上，上述商业模式架构中的每一环节均可以成为企业商业模式创新的着力点，企业在进行商业模式创新时可以视具体情况选择一个或多个环节进行突破，也可以进行革命性的变革。
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user: 6. 实务案例分析 苹果公司是目前全球手机制造商的领导者，其开创的新型商业模式与本文所建构的基于开放式服务创新的商业模式架构颇为相似，如图4所示。苹果公司新型商业模式是供应链系统变革与开放式营销的综合体。1998年库克开始调整供应链和营运系统，剥离生产制造环节强化与鸿海的合作，使公司扭亏为盈；之后公司又变革了原有营销模式，引入服务概念，以预购的方式掌握消费者需求量，大大降低了库存并降低了产品创新风险，取得了极大成功。 由图4可知，苹果公司的商业模式也是由虚拟和实体两条通道构成，虚拟通道主要用以信息收集和共享，实体通道用以产品设计开发、生产与销售，只不过虚拟与实体通道的结合更加紧密，虚拟通道也承担了部分产品销售的功能。在整个系统中，苹果公司扮演着服务者和设计师的角色，负责收集消费者需求信息，设计符合消费者需求的手机功能和外形，而这一过程是在苹果公司自己的Apple Store平台上完成的。与传统制造企业先生产再销售模式不同，苹果公司通过预购和定制的方式实现了生产与销售一体化。在销售方面，苹果公司采用了预购和定制两种模式，一是通过自己的Apple Store平台接受消费者预购，二是与网络运营商合作推出定制机，由网络运营商向苹果公司订购，之后根据消费者预购和网络运营商订单信息进行精准化生产，将存货风险和成本进行了有效转移。同时，苹果公司也采用了生产外包的方式剥离了制造环节，专注于产品设计与开发。苹果公司这种新型商业模式，打破了传统3C产业的运作模式，取得了空前成功。
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user: 7. 结论 商业模式是一种生存和盈利机制，是企业内部与外部环境经过多次融合之后所形成的能够满足企业 图4. 苹果公司的商业模式示例图 当前经营要求的一种短暂均衡状态。理论上，商业模式是一种不断变化的动态过程，应随着企业经营环境的变化或战略的调适而进行修正或变革。但是，成功的商业模式本能上又具有一种阻碍变革的惯性，这种惯性可能导致企业抵制与现行商业模式逻辑相抵触情形的出现，而沉浸在原有成功的辉煌之中对产生的机会或威胁视而不见。也正因为此，企业所处经营环境发生明显或较激烈变化时，往往也是企业“改朝换代”之时。依然沉浸在原有优势光环之下的企业会逐渐丧失竞争力、直至被市场所淘汰，而能够时刻保持环境敏锐性，不断检视商业模式与环境的适配性，将有助于企业及时消除威胁，并发现新的机会，甚至开拓新的蓝海，使企业成功得以延续。 适宜的商业模式是企业成功的关键，在产品竞争日益激烈、顾客需求日益多元化和互联网技术高速发展的时代，制造业“以产品为中心”的传统商业模式已经不适应当前的竞争态势，而必须进行商业模式优化和创新，以实现企业可持续发展。同时，双边市场的形成和企业物理边界的日益模糊使得企业创新逐渐由封闭式转向开放式，企业竞争逐渐由单一产品竞争转向系统化竞争，而服务在系统化竞争中的地位逐步提升。因此，制造企业商业模式创新不能忽略当下网络经济背景、顾客产品需求模式的转变，以及顾客对服务要求的提高，而必须将开放和服务纳入新型商业模式系统中。另外，制造企业也应该清醒的认识到，商业模式是动态变化的，需要根据环境的变化不断进行优化和调整，商业模式可以学习但不能完全复制。
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user: 摘 要 在超声作用下，以磷钨酸为催化剂水解微晶纤维素，高效快速的制备纳米纤维素(NCC)。超声功率为250 W及磷钨酸浓度为75%的情况下，室温下超声15 min，NCC产率约为84%。采用透射电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱仪对NCC的形貌、晶型结构及光谱性质进行分析。结果表明：超声辅助磷钨酸催化制备的NCC呈棒状结构，直径分布在19.6~94.0 nm，长度分布在112.4~639.7 nm，晶型结构仍属于纤维素I型，结晶度为82.9%，NCC仍然具有纤维素的基本化学结构。 关键词 :微晶纤维素，超声，磷钨酸，纳米纤维素 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 纤维素是自然界蕴藏最为丰富的天然高分子聚合物。当纤维素具有纳米尺度时，称为纳米纤维素 (nanocrystalline cellulose， NCC)，其直径在5~100 nm之间，长度从几十到几百纳米，呈棒状结构 [ 1 ] 。纳米纤维素具有高强度和弹性模量、高结晶度、超精细结构、大的比表面积、良好的透明性、较高的表面活性等优良特性，同时还具有天然纤维素的轻质、低毒、生物可降解和可再生等性质，使其在制药、生物、化妆品及塑料等领域显示出广阔的应用前景 [ 2 ] 。目前纳米纤维素的制备及性能研究已成为之一。天然纤维中的纤维素分子是由β―(1，4)―D―葡萄糖基构成的线性链。纤维素纤维由向列有序的结晶区和无序的非结晶区构成。在一定物理化学处理手段下，纤维素的非结晶区域优先于结晶区域发生反应，生成小分子而被去除，留下纳米尺度的纤维素晶须。比较主流的制备方法是浓硫酸水解法 [ 3 ] ，但使用强酸处理对环境污染大，而且产品后处理复杂，反应后的残留物难以回收。 具有Keggin结构的磷钨酸 [ 4 ] 是一种绿色环保且可重复使用的固体酸，可在制备NCC的过程中代替无机酸 [ 5 ] 。而超声处理引起的“空化效应”能够促进物理和化学反应速率，从而提高纤维素的可及度 [ 6 ] 。本文利用超声辅助磷钨酸水解纤维素的方法制备NCC，将超声的作用应用于整个酸水解的过程中，提高磷钨酸水解效率，以期高效快速的制备NCC。与常规酸水解方法相比，该方法具有反应时间短、对设备腐蚀性小、环保等优点。
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user: 2. 实验部分 2.1. 原料和仪器 微晶纤维素(microcrystalline cellulose， MCC)购于Sigma-Aldrich，直接使用未处理。磷钨酸(H 3 PW 12 O 40 )、乙醇、乙醚和四氢呋喃购于国药集团化学试剂有限公司，均为分析纯。所用超纯水(18.25 MΩ∙cm)为实验室自制。超声波细胞破碎仪(Scientz-IID型)和冷冻干燥机(Scientz-10N型)购于宁波新芝生物科技股份有限公司。 2.2. NCC的制备 配制浓度为70% (w/w)的磷钨酸水溶液，随后按照MCC与超纯水1:10 (w/v)的比例向磷钨酸溶液中加入MCC，搅拌均匀后，在室温下超声处理。超声波细胞破碎仪探头采用φ3，功率设为250 W，超声时间为3 min，5 min，10 min，15 min，20 min。反应结束后，将过量乙醚与纤维素溶液混合，静置后分为三层，下层为乙醚和磷钨酸混合液，收集后除去乙醚可以回收磷钨酸；上层是乙醚和水的混合液；中间层是NCC和水的混合物。用过量的乙醚萃取两次，留下中间层离心洗涤后得到NCC。 2.3. NCC膜的制备 将浓度为2.5%的NCC悬浮液超声分散5 min，以确保NCC均匀分散在水中。然后取6 ml置于培养皿中，室温下干燥3天即得到NCC膜。 2.4. NCC气凝胶的制备 NCC悬浮液稀释至0.6%，超声分散5 min，置于−60℃冷冻12 h，然后冷冻干燥，即得到NCC气凝胶。 2.5. NCC得率的计算 取一定量的NCC悬浮液于称量瓶，冷冻干燥。根据公式(1)计算NCC得率，测量三次取平均值： Y = ( m 1 − m 2 ) V 1 m 3 V 2 × 100 % (1) 式中：Y—NCC得率，%；m 1 —干燥后样品与称量瓶的质量，mg；m 2 —称量瓶的质量，mg；m 3 —原料的质量，mg；V 1 —所制备NCC溶液的总体积，mL；V 2 —移取NCC溶液的体积，mL。 2.6. 分析与表征 采用日本HITACHI公司的S-4800N型扫描电子显微镜(SEM)和荷兰FEI公司的Tecnai G2型透射电子显微镜(TEM)表征MCC和NCC的形貌特征。 采用德国BRUKER，AXS公司的D8-FOCUS型X射线粉末衍射仪(XRD)对产物进行物相分析(λ = 1.5418 Å)，扫描角度范围：2θ = 10˚~90˚，扫描步长为0.01˚/step，扫描速度为0.05 s/step，灯管电压40 kV，电流40 mA。MCC和NCC的结晶度按照公式(2)进行计算。 C r I = I 002 − I a m I 002 × 100 % (2) 式中：CrI—样品的结晶度，%；I 002 —002峰的强度；I am —2θ = 18˚的无定形区衍射强度。 采用美国P-E公司的Nicolet 5700型傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对样品表面进行特征基团分析，将样品和KBr粉末一起研磨压制成片，用于测试，测试范围为400~4000 cm −1 。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 超声时间对NCC得率的影响 磷钨酸表面存在大量的B酸位，能够催化纤维素水解。Liu等 [ 7 ] 在未加超声的条件下，利用70%的磷钨酸催化纤维素水解制备NCC需要大约30 h，产率为60%。本实验采用超声辅助磷钨酸水解纤维素的方法制备NCC，并考察不同超声时间对NCC产率的影响。图1显示NCC的产率随着超声时间的延长而提高。在超声反应15 min时，NCC的产率就达到84%左右，大大缩短了反应时间。这是因为超声产生的 图1. 超声时间对NCC产率的影响 空化泡在水相中瞬间发生破裂，由此产生强烈的冲击波，并释放出大量的机械和热能。这样的液体高能泡能够与纤维表面产生强烈的碰撞从而导致纤维素分子内和分子间氢键的破坏和纤维素糖苷键的断裂。这使得纤维内部变得松散而有益于酸的渗透，增加了磷钨酸和纤维反应的机会，从而提高酸水解效率 [ 8 ] 。 3.2. NCC的形貌和粒径分析 MCC的扫描电镜图如图2(a)所示。从图中可以看出，MCC具有不规则的形状，宽度约为50 μm，长度约为50~200 μm。在超声条件下经75%磷钨酸水解15 min后，得到形状较规整的短棒状NCC，宽约为几十纳米，长度达数百纳米(图2(b))。磷钨酸催化制备的NCC在11，000 rpm的转速下离心15 min后呈白色凝胶状，如图2(c)所示。图2(d)为固含量在1.5%的NCC悬浮液的照片。可以看出，磷钨酸催化制备的NCC在水中具有较好的分散性。 选取透射电镜图中的100根样品，通过Nano measurer粒径分布统计软件对NCC的尺寸进行测量统计，结果表明NCC直径和长度主要分布在19.6~94.0 nm和112.4~639.7 nm (图3)。 3.3. XRD分析 MCC和NCC的XRD表征如图4所示。MCC的XRD谱图中，在2θ = 16˚附近出现一个衍射峰，该峰是14.6˚ (101)和16.6˚ (110)衍射峰的合并峰。此外，在2θ = 22.8˚附近出现了(002)衍射的极大峰值，这些衍射峰是纤维素Ⅰ所对应的特征峰。从图中可以看出，NCC的XRD图谱中的几个衍射峰的位置与MCC基本相同。这表明NCC保持了纤维素Ⅰ的晶型结构，其结晶晶胞构造与MCC是相同的，都属于单斜晶系。经计算得到MCC的结晶度为70.4%，而NCC的结晶度为82.9%，两者的结晶度相差12.5%。这是因为在超声和磷钨酸催化的共同作用下，纤维素分子间氢键发生断裂，MCC中的无定形区和部分具有缺陷的结晶区被破坏，而对具有规整结晶结构的区域影响不大，从而使结晶度增大，相应的特征峰较为尖锐，衍射强度增加。 3.4. FTIR分析 MCC和NCC的红外吸收光谱如图5所示。纤维素大分子中每个重复单元都含有三个醇羟基，可使得纤维素分子链间及分子链与表面水分子间形成氢键。图中3340 cm −1 位置出现的强吸收带，可以归属为 图2. (a) MCC的扫描电镜；(b) NCC的透射电镜；(c) 凝胶状NCC；(d) NCC悬浮液 图3. NCC的尺寸分布图 图4. MCC和NCC的XRD图 图5. MCC和NCC的红外吸收光谱图 纤维素分子内－OH的伸缩振动峰。2900 cm −1 附近的特征峰为纤维素中亚甲基(－CH 2 －)对称伸缩振动的吸收峰。1429 cm −1 处为纤维素亚甲基(－CH 2 －)的剪式振动吸收峰。1034和1058 cm −1 对应于纤维素醇的C－O伸缩振动，且在其附近有很多较弱的肩峰，其中1161 cm −1 处的特征峰为纤维素C－O－C不对称伸缩振动的吸收峰，而1110 cm −1 处特征峰代表了纤维素分子内酯键伸缩振动。897 cm −1 处特征峰体现了纤维素分子的β-D葡萄糖基特性。1429、1161、1110和897 cm −1 处的吸收峰被认为是纤维素Ⅰ型的特征峰 [ 6 ] 。与MCC的红外谱图对比，磷钨酸水解制备的NCC的特征峰并没有发生明显的变化，说明NCC仍然具有纤维素的基本化学结构，这一结果与XRD结果一致。 3.5. NCC膜和气凝胶的形貌表征 干燥方式对纳米纤维素的形貌和微观结构具有很大的影响。将NCC悬浮液置于PS培养皿中，室温蒸发干燥得到的是透明的NCC膜。从图6(a)可以看到，NCC膜具有较高的透明度。图6(b)是NCC膜的扫描电镜，图中显示NCC膜具有光滑的表面。NCC悬浮液冷冻干燥后得到的是白色的纤维素气凝胶(图6(c))。其扫描电镜图(图6(d))显示纤维素气凝胶具有多孔的三维微观结构，其内部结构由二维的片状结构 图6. NCC膜的数码照片(a)和扫描电镜(b)；NCC气凝胶的数码照片(c)和扫描电镜(d) 组成，这些片层结构是由NCC聚集而成，与文献报道的结果一致 [ 9 ] 。这是因为在冷冻干燥过程中，随着水分的移走，相邻的NCC表面的羟基之间产生氢键作用，相互靠近，最终聚集形成片状结构。
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user: 4. 结论 在超声条件下，采用磷钨酸为催化剂水解MCC，制备NCC，通过透射电镜观察发现所制备的NCC呈棒状结构，直径和长度分别分布在19.6~94.0 nm和112.4~639.7 nm。NCC的产率随着超声时间的延长而提高，在超声反应15 min时，NCC的产率就达84%，与不加超声相比，大大缩短了反应时间。XRD分析结果可知NCC的几个衍射峰的位置与MCC基本相同，表明NCC保持了纤维素Ⅰ的晶型结构，结晶度为82.9%。FTIR分析结果表明，磷钨酸水解制备的NCC的特征峰没有发生明显的变化，说明NCC仍然具有纤维素的基本化学结构。干燥方式对NCC的形貌和结构具有很大影响，室温干燥下NCC形成透明的膜，而冷冻干燥下形成具有三维多孔结构的气凝胶。
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user: 摘 要 根据钱营孜煤矿断层条件及矿山生产过断层要求，研究提出一种超前管棚 + 管缝式锚杆超前支护作掩护技术，主要包括：采用管棚超前预注浆加固围岩、采用超前管缝锚杆 + U型棚支护方式控制顶板、设置围岩变形观测站。方案在钱营孜煤矿实际施工后表明：巷道变形小于20 mm，施工支护效果显著提高、施工进度加快50%，施工工期缩短明显、节约成本73万元，经济效益显著。 关键词 :断层，支护，注浆加固，管缝式锚杆，U型棚 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 煤矿生产掘进过程中常常会遇到各种复杂的地质条件，断层作为常见的一种，在巷道施工过程中对巷道支护影响巨大，极易引发安全事故，为巷道掘进施工带来困难 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。张欢 [ 4 ] 采用软件对断层处巷道围岩的破坏形式和特征进行了分析；孟庆彬等 [ 5 ] 人对复杂条件下的巷道过断层技术进行了研究，通过对地质条件的分析，提出了有效可行的过断层围岩支护方案；闫帅等 [ 6 ] 通过对过断层巷道围岩破坏机制的研究，确定了巷道内需要重点支护区域以及急需加固的关键部位，通过采取相关支护措施，围岩得到明显控制。史文豹等 [ 7 ] 通过地质调研、软件模拟及原位实验等方法研究了巷道围岩力学性质在断层构造影响下的变化特征。上述研究为巷道过断层支护提供了科学有效的指导，笔者在借鉴上述研究成果的基础上，结合钱营孜煤矿具体条件，提出了一种巷道围岩注浆加固和超前管缝式锚杆管控顶板支护技术，以确保巷道顺利通过断层。
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user: 2. 工程背景 钱营孜煤矿隶属于皖北煤电集团，位于安徽省宿州市西南15 km。年生产能力350万吨。根据矿区地面勘探及三维地震资料显示，现西三胶带机、轨道石门前方存在F22及F22-1两个正断层，断层贯穿整个矿区，走向延展长度大于6.5 km，综合落差0~350 m，切割3、7、8、10煤，属查明断层，西三采区集中石门布置平面图如图1所示。利用地面钻探等超前探查技术对包括导水性、断层带发育情况在内的断层属性进行分析，得出F22断层破碎带岩性较混杂，多为泥质充填，且断层带内岩石挤压和揉皱严重。西三胶带石门F22断层破碎带位置确定在P60点前80~118 m，西三轨道石门F22断层破碎带位置确定在G72点前123~153 m；F22断层富导水性：本区煤系地层砂岩、F22断层带、深部太灰等含导水性均弱；F22断层充水水源：主要为煤层顶底板砂岩裂隙水。
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user: 3. 方案设计 根据勘探结果，通过对断层性质情况的研究，结合历史上东一轨大巷过DF165断层的施工经验，通过对支护质量和工程技术方面进行技术论证，对过断层技术进行优化，提出了巷道围岩注浆加固和超前管缝式锚杆管控顶板支护技术。具体的施工方案如下。 图1. 西三采区集中石门布置平面图 3.1. 管棚超前预注浆加固围岩，提高围岩整体性和承载能力 根据超前探查已经探明，断层带内多为泥质充填，且断层内岩石破碎严重，致使断层处及周围岩体物理力学性质较差，因此在过断层支护前应对断层围岩进行加固。本次方案选择超前预注浆加固围岩，提高岩体整体的承载能力，结合历史上过东一断层预注浆技术方案，设计本次方案如下： 1) 在西三胶带石门提前10 m的迎头位置施工5个超前钻孔，开孔位置应选择在拱基线以上、终孔位置应选择在巷道轮廓线外1.8 m为宜，设计孔深50 m。以127 mm孔径开孔11 m后，下10.5 m直径108 mm套管固管试压达到8 MPa合格后，以75 mm钻头施工到设计孔深位置，然后全程下直径为50 mm的钢制花管进行管棚超前支护和预注浆加固巷道顶板。超前预注浆孔开孔和落点位置剖面及开孔位置断面图如图2、图3所示。 2) 钻孔施工顺序：1-5#孔—2-4#孔一3#孔，每组钻孔施工完毕及时注浆，并利用下一茬孔查看注浆效果。钻孔参数见表1。 3) 注浆材料主要选择水泥单液浆，本次设计使用PC42.5普通硅酸盐水泥，水灰比2:1。注浆的最终压力选择为8 MPa，当注浆泵用在低档时(一般为1~2档)，压力增长规律性明显，达到最终压力稳定15分钟，钻孔吸浆量小于40 L/min时，即可结束注浆。经计算，每孔注浆量为53 m 3 ，5个孔共计265 m 3 ，每孔需水泥23.9吨，共需水泥119.5吨。实际注浆量为205 m 3 ，水泥92.4吨。 3.2. 超前管缝锚杆 + U型棚支护方式控制顶板 根据前营孜煤矿实际的地质条件，结合我国其他煤矿在管缝锚杆以及U型棚对巷道支护方面的施工经验，本次设计采用超前管缝锚杆 + U型棚支护方式对过断层巷道进行支护，如图4所示，方案设计如下： 1) 管缝式锚杆布置方式：锚杆规格为φ43 mm × 3000 mm，中对中间距200 mm，沿巷中对称布置，支护范围沿巷中至肩窝，全断面管缝式锚杆数量不得少于21根。每架设2棚施工一组超前管缝式锚杆。 2) 打设管缝锚杆时必须从巷中向两帮逐根打设，施工前在迎头的第一棚架棚棚梁上方，外端紧贴迎头第二棚棚梁下沿，采用φ45 mm的钎花配合风锤，紧贴迎头巷道顶板以10˚~20˚左右斜向上顺巷道施工方向打设，眼深度不小于2200 mm，护顶距离2棚。 图2. 西三胶带石门超前预注浆孔开孔和落点位置剖面示意图 图3. 西三胶带石门超前预注浆孔开孔位置断面图 Table 1 Ahead of pre-grouting drilling of western third tape stone gat 编号 方位角(˚) 倾角(˚) 开孔孔径(mm) 终孔孔径(mm) 孔深(m) 套管(m) 注浆量(m 3 ) 1 274 2 127 75 50 10.5 48 2 275 2.5 127 75 50 10.5 41 3 276 3 127 75 50 10.5 28 4 277 2.5 127 75 50 10.5 37 5 278 2 127 75 50 10.5 51 合计 250 52.5 205 表1. 西三胶带石门超前预注浆钻孔一览表 图4. 西三胶带石门“U”型架棚超前管缝锚杆支护示意图 3) 钻孔施工好后随即使用大锤将管缝式锚杆砸入孔内；管缝式锚杆紧贴迎头第2棚棚梁，末端超出棚梁100~200 mm。 4) 对施工巷道迎头顶板进行超前预注浆，注浆管采用Ф20 mm × 5000 mm的中孔注浆锚杆，间排距：1500 × 3000 mm，角度前倾呈15˚角。每进尺5棚布置一组超前预注浆锚杆，即注5 m，进尺3 m，循环进行。注浆后凝固1个小班后方可进尺。 5) 使用Φ32 mm的钎花开孔，一次性施工5个预注浆孔。注浆时从下向上按照1~5号孔顺序依次注浆。注浆深度应达到破碎围岩的边缘，注浆选用ZBQ-50/6型注浆泵。注浆时要求使用的水泥为PC32.5复合硅酸盐水泥，并且控制终止压力在5 MPa，设定水灰比1:1。水泥浆具体配比见表2，具体注浆消耗量见表3。 3.3. 设置围岩变形观测站，及时掌握巷道围岩变形情况，确保后路安全 围岩监测是避免巷道事故发生的有效方式，对于保证矿山安全生产意义重大。本次方案中为及对巷道变形情况进行统计，监测支护效果确保矿山安全，设计如下监测方案：巷道内每隔5 m建立一组围岩 Table 2 The ingredient of cemen 水灰比W:C 水泥(Kg) 水(l) 制浆量(m 3 ) 比重(g/cm 3 ) 0.042361 750 750 1 1.5 表2. 水泥浆配比表 Table 3 The consumption of cement in western third concentrated Shime 巷道名称 断层名称 水泥(Kg) 制浆量(m 3 ) 破碎带宽度(m) 西三轨道石门 F22 21，000 28 30 F22-1 3750 5 19 西三胶带石门 F22 24，000 32 38 F22-1 15，800 21 12 表3. 西三集中石门预注浆消耗量 位移观测站，巷道变形量观测站(采用十字布点法)由施工单位负责安装，每2日进行一次观测，地面做好电子版台账。当顶板、两帮位移量达到100 mm时，及时按照滞后注浆设计对顶板及两帮进行注浆加固。
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user: 4. 实施效果分析 巷道围岩注浆加固和超前管缝式锚杆管控顶板支护技术在钱营孜煤矿实施后取得良好效果，具体如下： 1) 2016年1月份自进入F22断层破碎带前10 m开始，采用本方案施工，4月份通过该断层组后连续6个月观测两帮移近量及顶底移近量，根据1#测量站测得数据显示，施工中在距离掘进工作面不同距离处两帮移近量及顶底移近量均不同，整体表现为距离工作面越远处两值越大，但两帮收敛均小于20 mm，如图5所示，明显低于设计要求，同时底板并未发现有底鼓现象产生，施工过程安全可靠，与之前巷道过断层情况相比，支护效果显著提升。支护效果如图6、图7所示。 2) 西三胶带石门F22 (落差240 m)断层破碎带宽度38 m，自2015年12月28日开始架棚，至2016年2月5日结束，共架设60棚穿过断层破碎带，用时40天，平均单进1.2 m/天(棚距0.8 m)。东一轨大巷过DF165 (落差55 m)断层时，DF165断层破碎带宽度18 m，施工用时29天，架设30棚，平均单进0.8 m/天(棚距0.8 m)，本次施工较东一轨过断层施工单进提高50%。 西三轨道石门F22断层破碎带宽度30 m，在西三胶带过F22断层施工的基础上，进一步优化设计，取消管棚和中空锚杆预注浆施工工序，采取架设U型棚配合超前管缝锚杆支护，共架棚50棚穿断层破碎带，用时25天，平均单进1.6 m/天(棚距0.8 m)，单进提高50%，较东一轨大巷过DF165 (落差55 m)断层，单进提高1倍。本次施工与东一轨大巷过断层施工进度对比见表4。 3) 本次采用的支护形式较以往支护每米降低支护材料成本2000元以上，西三集中石门过F22断层组累计架设150棚，节约材料费约25万元，节约人工成本48万元，合计节约成本73万元。
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user: 5. 结论 根据钱营孜煤矿断层条件提出的超前管棚 + 管缝式锚杆超前支护作掩护技术主要包括：1) 采用管棚超前预注浆加固围岩；2) 采用超前管缝锚杆 + U型棚支护方式控制顶板；3) 设置围岩变形观测站，及时掌握巷道围岩变形情况。方案在钱营孜煤矿实际施工后取得以下效果：1) 两帮收敛均小于20 mm，低于设计要求，底板未发现有底鼓现象，巷道支护效果明显；2) 巷道过断层施工单进提高50%，施工 图5. 西三胶带石门1#测站围岩观测曲线图 图6. 西三轨道石门支护效果 图7. 西三胶带石门支护效果 Table 4 The construction schedule through the fault of F22 and DF16 巷道 断层名称 断层最大落差(m) 破碎带宽度(m) 单进(m/d) 施工工期(d) 名称 原支护 现支护 原支护 现支护 西三轨道石门 F22 350m 30 0.8 1.6 50 25 西三胶带石门 F22 350m 38 0.8 1.2 60 40 东一轨大巷 DF165 55m 18 0.8 29 表4. 过F22断层与过DF165断层施工进度对照表 工期缩短；3) 节约成本73万元，经济效益显著。实际表明该技术可实现巷道安全快速穿过破碎带，建议在处理煤矿岩巷过大断层时推广应用。
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user: 摘 要 为探讨地热水处理对小麦萌发和生长的影响，以济麦22为材料，用不同稀释浓度地热水(1/4，1/3，1/2稀释及完全地热水)处理小麦种子及幼苗，测定了小麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数、根长、芽长及小麦幼苗的丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性。结果表明，一定低浓度的地热水可以促进小麦种子萌发及萌发期小麦幼苗的根长、芽长，高浓度地热水处理则抑制小麦种子萌发和幼苗生长，但对小麦苗期的生长影响不明显。随着地热水处理浓度的升高，小麦叶片中的MDA含量表现为升高趋势，同时SOD及POD活性升高。总之，影响小麦的萌发和幼苗生长的地热水浓度不同，较低浓度的地热水即可影响小麦种子萌发。 关键词 :地热水，小麦，萌发，生长 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，随着农村城镇化建设的进行，各农村联合小区的供暖方式由以往单个农户烧煤取暖的方式改为集中统一供暖，由于各联合小区远离城市中心的集中供暖设施，因此采用地热水供暖成为农村联合小区供暖的首选方式。地热水是从地下深层自然涌出地表或人工钻孔提取的地下热水，温度可达50度以上，含有丰富的矿物质。近年来，山东省探明的地热资源位居全国之首，越来越多的小区采用这一清洁能源供暖。德州主要热储为馆陶组含砾砂岩及砂砾岩层，井口水温56℃，矿化度4857 mg/L，水化学类型为NaCl型，水中含有硼、硅、锶、碘、溴等多种对人体健康有益的微量元素。其中偏硼酸含量6.0~6.3 mg/L，偏硅酸含量36.13~42.42 mg/L [ 1 ] 。笔者调查发现，使用后的地暖水往往排放到农村的灌溉渠中，成为农民灌溉冬小麦的水源，有的农户将排放的地热水直接用于灌溉，有的则将地热水和用于灌溉的黄河水混合后用于灌溉。目前对于地热水的研究主要集中在资源的开发利用、对河流水质的影响等方面，但对作物生长和品质的影响尚未见研究报道。有研究表明地热水可能会影响河流水质 [ 2 ] ，农民的这些灌溉方式是否会影响小麦的生长急需研究。 小麦是我国第二大农作物，小麦种子萌发和早期幼苗生长是决定其能否在胁迫条件下生长、成熟的关键时期。本文以小麦为研究材料，探讨地热水对小麦种子萌发和生长的影响，以期为地热水的合理利用提供理论依据。
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user: 2. 材料和方法 2.1. 供试材料 供试小麦品种为山东省农业科学院作物研究所育成、在山东种植面积较大的济麦22，该品种具有高产、多抗特性。种子购自德州市种子公司，供试地暖水取自德州市郝王庄镇草屯社区取暖用地热水。 2.2. 种子发芽实验 选取饱满的小麦种子，用0.5%的高锰酸钾表面消毒5分钟，自来水反复冲洗数次后，再用灭菌的去离子水反复冲洗，滤纸吸干种子表面水分。将种子置于铺有2层滤纸的培养皿(直径9 cm)中，每皿摆放30粒种子，分别加入等量处理液至饱满为止，每个浓度均设3个重复，置于恒温培养箱中培养，培养温度为23℃/25℃ (11 h黑暗/12 h光照)，每日以培养液冲洗种子，并保持培养皿中溶液量不变。实验设计5个浓度水平，A为去离子水处理，作为对照，地暖水依次用去离子水稀释成4个不同浓度：1/4浓度地暖水，1/3浓度地暖水，1/2浓度地暖水，地暖水，分别标记为B、C、D、E。 统计发芽数至第7天发芽基本结束为止，每天统计种子发芽数(以胚根突出达到小麦籽粒长度一半为标准)，按如下公式分别计算发芽率、发芽势、发芽指数和相对伤害率 [ 3 ] ：1. 发芽率(GR) = 萌发种子数/种子总数 × 100%，2. 发芽势(GV) = 发芽达到高峰时(第二天)萌发种子数/种子总数 × 100%，3. 发芽指数(GI) = ∑(Gt/Dt)(Gt指在时间t日内的发芽数，Dt指相应的发芽天数)，4. 相对伤害率 = (对照发芽率 −处理发芽率)/对照发芽率 × 100%。 2.3. 地热水处理对小麦芽长和根长的影响 处理7天后，从每个培养皿中取出10株生长状态一致的幼苗，测定幼苗的芽长和根长。 2.4. 地热水处理对小麦苗期生长、MDA含量、抗氧化酶活性的影响 将小麦种子消毒后，用去离子水催芽，5天后挑选生长一致的幼苗移植到多孔培养盒中进行溶液培养，培养液分别与萌发时的处理液浓度一致，以1/2Hoagland溶液为对照A，地热水处理组分别用1/2Hoagland溶液替代去离子水稀释为1/4、1/3、1/2浓度，处理10天后测量株高、根长，并进行以下生理指标的测定。 2.4.1. 小麦幼苗丙二醛含量的测定 采用李合生的方法 [ 4 ] ，以µmol∙g −1 Fw表示。 MDA = [6.452(A 532 − A 600 ) − 0.56A 450 ]Vr/(Va·Fw)样品式中，Vr：提取液总体积(ml)；Va：测定用提取液体积(ml)；Fw：样品鲜重(g)。 2.4.2. 抗氧化酶酶活性的测定 超氧化物岐化酶(SOD)活性的测定采用NBT法 [ 5 ] ，活性单位以抑制NBT光化还原的50%为一个酶活性单位表示。按下式计算： SOD活性 = [(A0 − AS) × VT]/(A0 × 0.5 × Fw × V1) A0为照光对照管光吸收值，AS为样品光的吸光值，VT为样液总体积，V1为测定时样品液体积，Fw为取材的鲜重。 过氧化物酶(POD)活性活性测定采用愈创木酚法 [ 5 ] ，以每分钟内OD470变化0.01为一个过氧化物酶活性单位(U)，过氧化氢酶活性 = (A 470 × VT)/(0.01 × W × Vs × t)。 A 470 ：反应时间内OD变化值；VT：提取液总体积(ml)；W：植物鲜重(g)； Vs：测定时所用酶液体积(ml)；t：反应时间(min)。 2.5. 数据分析 利用Excel2013软件进行数据分析。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 地热水对小麦种子萌发特性的影响 如表1所示，1/4浓度地热水处理促进了小麦种子的萌发，随着地热水浓度的升高，小麦种子的发芽率降低，当用完全地热水处理时发芽率比对照降低24.16%，比1/4地热水处理降低28.50%。同时，由累积发芽率(图1)可以看出，1/4浓度地热水处理条件下小麦种子发芽率高于对照，在处理浓度为1/3地热水浓度时，随着地热水处理浓度的升高，萌发率降低。可见，一定浓度的地热水可以促进小麦种子萌发，而高浓度的地热水会抑制小麦种子的萌发。 发芽势可以表明种子出苗的整齐度，由表1可以看出，低浓度(1/4浓度的地热水)可以明显提高小麦种子发芽势，但随着地热水浓度的升高(1/3、1/2及完全地热水)，发芽势呈现下降趋势。 发芽指数是表征外界胁迫对种子萌发胁迫高低的指标。如表1所示，地热水处理条件下，发芽指数的变化与发芽势结果一致。 1/4浓度的地热水处理可以明显降低外源胁迫的伤害率，当处理浓度高于地热水浓度的1/3时，随着处理浓度的升高，伤害率增加，这可能与高浓度的地热水中所含的高浓度矿质离子所产生的胁迫有关。 3.2. 地热水处理对小麦芽期生长的影响 小麦苗期的生长状况决定着小麦未来的生长势强弱，萌发7 d后，分别测定了不同处理条件下小麦幼苗的根长和芽长，结果如图2所示，与对照相比，1/4浓度地热水处理促进了小麦生长，1/4浓度地热水处理小麦根长和芽长的生长与对照相比差异不显著(P > 0.05)，而高于1/2浓度的地热水降低了小麦幼苗的生长，且随着地热水浓度的增高，幼苗的生长受到明显抑制。 3.3. 地热水处理对小麦苗期生长的影响 将生长一致的小麦幼苗进行地热水处理，地热水处理10天后测定小麦幼苗的生长，结果如图3所示，与对照相比，1/4 -1/2浓度的地热水处理未引起明显的生长差异，根及地上部长度测定结果的差异不显著(数据未显示)，但完全地热水处理组的生长明显低于其他组。以上结果表明，与小麦萌发期不同，除完全地热水处理影响小麦幼苗生长外，1/4-1/2浓度的地热水处理不影响小麦苗期生长。 3.4. 地热水处理对小麦幼苗MDA含量、SOD及POD活性的影响 如图4所示，1/4浓度的地热水处理条件下，小麦幼苗地上部MDA含量与对照相比略有降低，但差异不明显，随着地热水处理浓度的增高，MDA含量增加，当用完全地热水处理时，MDA含量明显增加，含量为对照组的2.39倍。 如图5所示，1/4浓度的地热水处理条件下，小麦幼苗地上部SOD活性与对照相比略有降低，但差异不明显(P > 0.05)，随着地热处理浓度的增高，SOD活性升高，当用完全地热水处理时，SOD活性明显降低，约为对照组的82.0%。 如图6所示，1/4浓度的地热水处理条件下，小麦幼苗地上部POD活性与对照相比略有升高，但差异不明显(P > 0.05)，随着地热处理浓度的增高，POD活性降低，当用完全地热水处理时，POD活性明显降低，含量为对照组的44.1%。
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user: 4. 讨论 种子的发芽势、发芽率可以反映出种子的发芽速度和整齐度，因此常被用作评价种子发芽的指标，小麦种子的萌发及萌发时期的生长状况直接影响小麦的生长和产量 [ 6 ] 。已有的研究表明盐渍、重金属处 Table 1 Effect of hot spring water on seed germination percentage， germination energy， germination index and Relative injury rate of whea 地热水浓度 发芽率(%) 发芽势(%) 发芽指数 相对伤害率(%) A 89.97 ± 3.27 43.27 ± 1.20 10.72 ± 0.25 0 B 95.43 ± 2.13 56.01 ± 2.31 12.00 ± 0.42 −6.06 C 86.27 ± 2.01 40.03 ± 1.26 10.71 ± 0.17 4.11 D 80.21 ± 1.46 27.05 ± 0.89 9.86 ± 0.37 10.85 E 68.23 ± 1.32 26.07 ± 0.24 8.57 ± 0.24 24.16 表1. 地热水对小麦种子发芽率、发芽势、发芽指数和相对伤害率的影响 图1. 地热水处理对小麦种子累积发芽率的影响 图2. 地热水处理对小麦萌发期生长的影响 图3. 不同浓度地热水处理对小麦幼苗生长的影响 图4. 地热水处理对小麦幼苗地上部MDA含量的影响 图5. 地热水处理对小麦幼苗SOD活性的影响 图6. 地热水处理对小麦幼苗POD活性的影响 理是影响小麦等植物种子萌发的重要因素。本实验结果表明，低浓度(1/4浓度)的地热水可以明显提高小麦种子发芽势、发芽率及发芽指数，但超过1/3浓度的地热水则使小麦萌发能力降低，这与我们以前的研究结果一致，即低浓度的重金属处理可以促进小麦种子萌发，而较高浓度则出现抑制效应 [ 7 ] 。 小麦在幼苗阶段对盐胁迫反应最敏感，该阶段是筛选品种耐盐性的关键时期 [ 8 ] 。在干旱、盐渍等胁迫条件下，植物细胞内自由基的代谢会产生大量活性氧，当活性氧的积累超过伤害阈值时，会引起细胞膜脂过氧化反应从而产生MDA，导致MDA含量升高并对细胞膜系统造成伤害，从而损害植物的生长 [ 9 ] [ 10 ] 。MDA是膜脂过氧化分解的重要产物，其含量的高低可以反映细胞膜过氧化损伤的程度和作物对逆境条件的抵抗能力 [ 11 ] 。Bowler等 [ 12 ] 研究表明，植物在低温、干旱、高盐分等逆境条件下，膜脂过氧化作用的进程都可以增强。本实验结果表明，1/4浓度的地热水处理条件下，小麦幼苗地上部MDA含量与对照相比略有降低，但差异不明显，随着地热水处理浓度的增高，MDA含量增加，当用完全地热水处理时，MDA含量明显增加，含量为对照组的2.39倍，可见较高浓度的地热水对细胞膜系统造成伤害。胁迫条件下，植物能通过有效增加清除活性氧的抗氧化防御系统而增加对外界胁迫的适应，抗氧化防御系统主要包括过氧化物酶、超氧化物歧化酶等，他们能降低膜脂过氧化水平，从而使膜受伤害的程度减轻 [ 13 ] ，SOD和POD是活性氧清除酶系统中重要的保护酶，其活性的变化能反映细胞清除活性氧的能力 [ 14 ] 。大量研究表明，小麦在水分胁迫下，抗氧化酶的活性呈上升的趋势 [ 15 ] [ 16 ] 。本实验结果表明，当地热水稀释四倍，即为1/4浓度时，可以有效促进SOD以及POD活性，但当浓度升高时没有表现出两者活性的增加，这可能是由于小麦对水分胁迫十分敏感，起初酶活性升高是受低浓度胁迫自身调节所致，随着胁迫浓度的升高，其受伤害程度增大，不能再有效的产生抗氧化酶。 总之，低浓度的地热水可促进小麦的萌发和幼苗的生长，这可能与地热水含有较高浓度的硼、硅、锶、碘、溴等多种微量元素有关，但随着地热水浓度的增高则表现出渗透胁迫，结合以上数据，可以采用将地热水用可浇灌用水稀释的方法用于农业生产，但我们的实验仅对地热水的短期处理进行了研究，长期使用地热水是否会对农业生产产生影响？是否会影响农作物的品质？基于目前地热水的大量使用，这方面的问题亟待进一步研究。
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user: 摘 要 本文以蒲公英地上和地下部分为试材，研究其不同浓度的水浸液对辣椒幼苗生长以及相关生理指标的影响。结果表明：辣椒幼苗生长的形态指标和叶片光合特性与水浸液浓度间存在正相关关系，A0.06、B0.04处理的PN、EVAP和GS有所下降但下降幅度不大。幼苗POD活性、MDA含量随水浸液浓度的增加而增加，而膜脂过氧化作用降低。地上和地下部分的水浸液对其影响趋势一致。 关键词 :蒲公英，辣椒，化感作用 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 化感作用(Allelopathy)源于希腊语“Allelon (相互)”和“Pathos (损害、妨碍)” [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ，化感作用普遍存在于自然界，它是植物通过淋溶、挥发、残体分解和根系分泌向环境中释放化学物质，而对周围植物产生间接或直接的有害或有利的作用。 蒲公英在其生长发育的过程中一般不需大量施肥，也少有病害发生(仅有蚜虫发生)，这可能是由于植物体内部有一种或几种抑制各种病原菌侵染的化学物质存在。这些物质即化感物质，而蒲公英化感物质与作物生长、生理代谢及土壤养分之间的关系，目前报道甚少。本试验以蒲公英为供体，选用辣椒为受体材料，通过研究其对种子发芽及幼苗生长的形态学和生理指标的影响，了解蒲公英在化感和土壤培肥方面的作用，并比较不同受体对蒲公英化感作用的敏感性。以期为高效蔬菜生产的合理轮作、倒茬提供基础数据。