DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 实例分析 取文献 [ 1 ] 中某油田在生产后期的产量数据(表1)。文献 [ 1 ] 将产量变化曲线与标准图版对比，确定递减指数 n = 0.3 、初始递减率 a i = 0 .05 ，从而得到产量和递减率随时间变化的关系分别为： Q = 902.2 ( 1 + 0.015 t ) 1 / 0.3 a = 0.05 1 + 0.015 t 采用GM(1，1)幂模型求解，得到 A = 0.00961 、 B = 0.00139 、 m = 1.65 ，从而得到产量和递减率随时间变化的关系分别为： Q = { − 0.14464 + 0.15664 e 0.00284 t } − 1.53846 a = 0.00961 + 0.00139 × ( − 0.14464 + 0.15664 e 0.00284 t ) − 1 预测结果见表1。 Table 1 The results of model prediction (data taken from reference [ 1 ] 数据来源 时间 实际日产量/t Arps产量递减模型 GM(1，1)幂模型 实际生产时间/d 建模时间/100 d 产量预测值/ (t∙d − 1 ) 递减率预测值/ (100 d) −1 产量预测值/ (t∙d − 1 ) 递减率预测值/ (100 d) − 1 样本值 3780 0.0 902.2 902.2 0.05 902.2 0.057 4000 2.2 799.2 809.7 0.048 799.0 0.053 4220 4.4 714.0 729.1 0.047 713.8 0.050 4440 6.6 641.8 658.6 0.045 642.1 0.047 4660 8.8 580.3 596.8 0.044 581.3 0.044 4880 11.0 527.9 542.3 0.043 529.1 0.042 5100 13.2 482.6 494.1 0.042 484.0 0.040 5320 15.4 443.8 451.3 0.041 444.6 0.038 预测值 5540 17.6 413.2 0.040 410.1 0.036 5760 19.8 379.2 0.039 379.6 0.034 5980 22.0 348.7 0.038 352.5 0.033 6200 24.2 321.4 0.037 328.3 0.032 样本平均相对误差*/% 1.958 0.121 表1. 模型预测结果(数据来自文献 [ 1 ] ) *样本平均相对误差是根据式(14)计算得到，即 1 k [ ∑ j = 1 k | Q ⌢ ( 1 ) ( j ) − Q ( 1 ) ( j ) Q ( 1 ) ( j ) | ] × 100 % 。 从表1中的结果可以看出，相对Arps产量递减模型，GM(1，1)幂模型相对误差小，建模精度高。另外计算时发现在 A < 0 、 m > 1 和 A > 0 、 0 < m < 1 两个区域，也可以达到很高的建模精度，但是根据长期预测，产量趋近于 ( B / A ) 1 1 − m ，不符合现场实际。主要原因是样本数据点少，贫信息，只能反映中、短期产量变化规律。对于长期预测，则需要更多的数据点。这也同时说明任何模型的建立，都必须以实际规律为基础。
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user: 6. 结论 1) GM(1，1)幂模型适合少样本、贫信息的不确定系统，能满足多种形状序列的建模。同时GM(1，1)幂模型与Arps产量递减模型在形式上存在共性，可以用来预测油气产量，建模精度高。 2) 在油田现场，受各种因素的影响，测试的数据带有一定的“噪声”，因此在建模过程中，不仅要追求建模精度，更要分析模型是否能反映实际生产规律。尤其是长期预测，要随时用最新的测试点更新模型。
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user: 摘 要 介绍了新型载荷自适应五连杆抽油机的结构组成，推导出了载荷自适应五连杆抽油机的运动计算和动力计算的理论公式。以CYJZ10-4.2-53HB型载荷自适应抽油机为计算实例，论述了该五连杆抽油机的性能特点，并与偏置抽油机进行了对比。计算结果表明，在相同的条件下，载荷自适应五连杆抽油机可节电8.65%以上，连杆拉力减少44.94%，减速器峰值扭矩减少16.83%，是一种比较有发展前途的节能抽油机。 关键词 :游梁式抽油机，五连杆抽油机，节能抽油机，设计计算，载荷自适应 Copyright © 2018 by authors， Yangtze University 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. 概述 随着油田进入中后期开发阶段，原油含水率不断上升，油层压力降低，油井动液面逐渐下降，为了保持原油稳产，降低采油成本，要求采油设备不仅能满足“深抽、大排量”提液的工艺要求，而且要具有能耗低、可靠性高等特点，为此，选用高效五连杆的抽油机变得特别重要。近几年，出现了大量新设计的五连杆抽油机。笔者介绍一种新型载荷自适应五连杆抽油机的设计方法，供有关设计者和使用者参考。 载荷自适应五连杆抽油机的受力简图如图1所示，可以看出游梁平衡重W 1 与副连杆BC连成一体，分别与游梁、主连杆(BA)铰接。即该抽油机由曲柄、连杆、副连杆、游梁及机架组成。按照平面机构理论，该抽油机由2个自由度构成，必须有2个驱动件才能使机构有确定的运动，实际计算过程中一般以曲柄转角θ和游梁摆角δ为自由度进行几何参数、运动参数和动力参数的求解。文献 [ 1 ] - [ 6 ] 分别介绍了二自由度五杆机构的分析计算方法。由于游梁平衡重W 1 与悬点载荷W 2 的相互作用、相互适应，其结果是当曲柄在任何位置时，使得游梁具有确定的位置。即当游梁平衡重W 1 和悬点载荷W 2 一定时，游梁摆角δ随曲柄转角θ而定，可归属于单自由度问题，因此该抽油机实际上是一种载荷自适应型单自由度抽油机。 图1. 载荷自适应五连杆抽油机受力简图
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user: 3. 计算实例及分析 以CYJZ10-4.2-53HF型抽油机为例，研究自适应抽油机的性能特点。抽油机机构尺寸如下：曲柄半径为1120 mm，连杆长度为3800 mm，游梁后臂长度为2550 mm，游梁前臂长度为4365 mm，减速器输出轴中心到支架轴承中心的水平距离为3400 mm，减速器输出轴中心到支架轴承中心的垂直距离为3615 mm，副连杆长度为855 mm。计算工况冲次数为6.0 min −1 ，泵径为44 mm，理论计算冲程为4.20 m。运用抽油机计算软件 [ 7 ] 可进行相应的计算，图4为悬点的加速度曲线图，图5为抽油机的工作扭矩、平衡扭矩和减速器输出轴扭矩图。 图4. 抽油机悬点加速度随曲柄转角变化的曲线 图5. 抽油机的扭矩随曲柄转角变化曲线
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user: 4. 结论 1) 载荷自适应五连杆抽油机具有运转平稳、能耗低、抗冲击能力强的特点，特别是当光杆失载的情况下具有明显的抗冲击性能。 2) 与相同工况的偏置型抽油机相比，节电8.65%，减速器峰值扭矩降低16.83%，连杆受力降低44.94%。载荷自适应五连杆抽油机是一种比较有发展前途的节能型抽油机。 3) 研究的数值计算方法，对于其他同类型二自由度自适应抽油机的设计计算提供了技术支撑。 在设计过程中，由于该抽油机的冲程长度随着外载荷的变化而变化，在结构设计时应以最大载荷的冲程长度来设计驴头的弧面结构，以防止出现弧面长度不足的情况；另外，在上下冲程换向时，由于载荷的突然变化而造成游梁短时不运动，而副连杆出现“爬行”的现象，对此，应当引起设计者和使用者的高度重视。
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user: 摘 要 以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、烯丙基聚乙二醇(APEG-500)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体，利用溶液聚合法制备了一种钻井液用两性聚合物降滤失剂。对降滤失剂进行了红外光谱表征，探讨了单体质量配比对钻井液降滤失性能的影响，评价了降滤失剂在淡水基浆、饱和盐水基浆、复合盐水基浆中的降滤失性能。研究结果表明：单体的最佳配比为m(AM): m(AMPS): m(APEG-500): m(DAC) = 65:25:5:5，降滤失剂在淡水基浆、饱和盐水基浆、复合盐水基浆的滤失量分别为7.5、9.6、10.1 mL，最高使用温度可达200℃。 关键词 :两性聚合物，聚合物钻井液，降滤失性能 Copyright © 2018 by authors， Yangtze University 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 随着油气资源勘探不断向深部地层发展，一些高温深井以及地质条件复杂井使得钻井液的抗温、抗盐性能面临严重挑战 [ 1 ]。钻井液性能的要求对于石油天然气工业至关重要，其中降滤失剂是深井、超深井、复杂地质井等钻井液中关键处理剂之一，其对维护钻井液性能稳定，保障钻采安全高效，保护储层、油层等方面起着非常关键的作用 [ 2 ] [ 3 ]。目前，纤维素、腐殖酸、淀粉等天然产物和丙烯酰胺类聚合物是应用比较广泛的两大类降滤失剂。天然产物降滤失剂具有原材料来源广，价格相对便宜等优点，但是现场使用时存在黏度损失导致钻井液流变性变差、较高地层温度下易降解，容易被Ca 2+ 、Mg 2+ 污染等问题，造成复杂的井下情况，限制其应用范围 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]；丙烯酰胺类聚合物具有良好的抗温、抗盐能力，性能稳定，具有很大的应用潜力。但是，传统聚合物存在分子量分布范围宽、价格不好控制，抗温、抗盐性仍不能满足目前钻井液的性能需求等问题，因此研制性能更加优良的新型聚合物降滤失剂非常迫切 [ 7 ]。 目前研究的两性聚合物降滤失剂不仅具有良好的降滤失性能，还可抑制页岩水化膨胀，该类降滤失剂具有一剂多效、用量少以及成本低的特点。例如，罗霄等 [ 8 ] 以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)，丙烯酰胺(AM)，二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、乙烯基吡咯酮(NVP)制备了一种两性离子共聚物降滤失剂PADMS，具有一定的抗温、抗盐钙、抗降解能力，与黏土颗粒的吸附作用强于传统的降滤失剂SMP-II。白晓东等 [ 9 ] 也报道了一种新型四元聚合物，研究发现2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酰胺(AM)/二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)/苯乙烯磺酸钠(SSS)四元聚合物降滤失剂具有优良的耐温性能。此外，张玉平等 [ 10 ] 以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)为原料，制备了AM/AMPS/DMDAAC/DAAM四元共聚物，实验表明二甲基二烯丙基氯化铵共聚时主链上形成刚性五元环，同时引入少量的阳离子基团与黏土颗粒产生正面封堵，从而增强主链的热稳定性和抑制性，四元共聚物具有较好的抗盐和增黏性能。但是，目前关于两性聚合物降滤失剂报道较少，仍不能满足钻井液发展对抗高温、抗盐性能要求，两性聚合物降滤失剂的研究仍是目前的重点 [ 11 ]。 丙烯酰胺(AM)中含有酰胺基团，共聚物分子链上具有水化基团和吸附基团，其吸附能力强；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)中含有可离子化基团的 SO 3 2 − 增加与黏土颗粒的水化作用，并且能提高对盐、钙的耐受性能，从而稳定钻井液；烯丙基聚乙二醇(APEG-500)长链可以伸入黏土悬浮介质中，并在高温、高盐的环境中从空间上阻碍胶体聚集，同时APEG-500的非离子基团易形成氢键，提高降滤失效果；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)在分子链上引入阳离子基团，有助于提高与黏土颗粒的封堵抑制作用。因此，选取AM、AMPS、APEG-500、DAC为共聚单体，利用溶液聚合法制备了一种钻井液用两性降滤失剂，并对制备产物的降滤失性能和抗温、抗盐性能进行了评价。
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user: 2. 试验部分 2.1. 试剂及试验仪器 试剂有：丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、烯丙基聚乙二醇(APEG-500)、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钠、过硫酸铵(APS)、亚硫酸氢钠(SHS)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、十二烷基硫酸钠(SDS)，以上试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；丙烯酰氧基乙基氯化铵(DAC)，工业级，济南万多鑫化工有限公司。 试验仪器有：DZKW-4型数显恒温水浴锅，北京中兴伟业仪器有限公司；MPLR-702数显控温磁力搅拌器，常州市金坛大地自动化仪器厂；Nicolet 6700型FT-IR，美国Microtrac公司；ZNN-D6型旋转黏度计、BURI-2型高温滚子加热炉、CJSS-B12K型变频高速搅拌机、ZNS型滤失仪，青岛海通达专用仪器有限公司；LG-01型高速多功能粉碎机，百信制药机械有限公司。 2.2. 两性聚合物的合成 称取一定量的AMPS溶于去离子水，在冰水浴环境下用30% NaOH水溶液调节pH值至7~9，依次加入一定量的AM、APEG-500、DAC，EDTA、SDS)将单体混合溶液转入带有磁力搅拌器、温度计、氮气进出口的三口烧瓶中，通入氮气并升温到设定温度，加入氧化还原引发剂NaHSO 3 -(NH 4 ) 2 S 2 O 8 ，反应6 h。将反应得到的黏稠状产物转移至烧杯中，加入乙醇浸泡，除去未反应的单体和引发剂，提纯后的聚合物置于50℃真空干燥箱中干燥24 h。两性聚合物合成反应式如图1。 2.3. 不同体系基浆的配制 淡水基浆：1 L去离子水 + 质量分数为4.0%的膨润土 + 2.4 g Na 2 CO 3 。 复合盐水基浆：1 L去离子水 + 质量分数为4.0%的膨润土 + 2.4 g Na 2 CO 3 + 45 g NaCl +5 g CaCl 2 + 13 g MgCl 2 。 饱和盐水基浆:淡水基浆 + 40 g NaCl。 图1. 两性聚合物合成反应式
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user: 4. 结论 1) 以AM、AMPS、APEG-500、DAC为单体，制备了一种钻井液用两性聚合物降滤失剂，该降滤失剂的单体最佳质量配比为m(AM): m(AMPS): m(APEG-500): m(DAC) = 65:25:5:5。 2) 降滤失剂在淡水、饱和盐水和复合盐水基浆中均具有良好的降滤失性能和流变性能，在淡水基浆中质量分数为1.2%时，API滤失量为7.5 mL，200℃热滚老化16 h后的API滤失量为13.9 mL。 3) 聚合物降滤失剂还具有优良的抗盐、抗钙性能，当在饱和盐水基浆、复合盐水基浆中质量分数为2.0%时，API滤失量分别为9.6、10.1 mL。
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user: 摘 要 在原油开采和集输过程中，会产生大量的含油污泥，除占据库存、影响清罐周期外，还会对生产和生态环境产生危害，同时含油污泥又是一种宝贵的二次资源，对其进行无害化处理和资源化利用具有重要意义。通过检测含油污泥微生物，分析得出土壤中微生物含量极低，土壤极度贫瘠。采集土样培育出43株石油降解菌和17株多环芳烃降解菌。通过降解率和16S rDNA鉴定试验，筛选出4株能产生表面活性剂的菌种。利用筛选出的微生物菌种，对现场500 t含油污泥进行了处理。含油率大于10%的含油污泥采用机械清洗 + 微生物降解，含油率小于10%的含油污泥直接采用微生物降解。通过微生物降解处理后，含油污泥里的含油率明显下降。在油田环境治理方面具有良好的应用前景和工业化生产潜力。 关键词 :含油污泥，微生物，降解，油泥清洗 Copyright © 2018 by authors， Yangtze University 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 含油污泥是指在原油开采、集输、炼制等过程中产生的大量含油固体废物，含油污泥处理最终的目的是以减量化、资源化、无害化为原则。含油污泥常用的处理方法有焚烧法、溶剂萃取法、生物法、焦化法、注水井调剖、含油污泥综合利用等。苏洪敏等 [ 1 ] 分析了超声波对污泥粒径、脱水性能和厌氧消化的影响。但超声波功率过大，处理时间太长，可能会改变污泥的内部结构，增加污泥黏度，使污泥脱水性能变差。王鹏等 [ 2 ] 从污泥的种类、固化剂种类、主要技术指标、关键影响因素及固化/稳定化机理等进行研究和总结，但固化后的污泥堆放占用了大面积土地，造成了资金的浪费，且加入有机固化剂可能带来二次污染。舒政等 [ 3 ] 总结了在国内油田开展的含油污泥调剖技术，该技术为含油污泥的无害化处理与资源化利用开辟了新途径，同时也为油田综合治理、降低生产成本提供了可靠的技术支撑。但由于污泥调剖剂封堵强度较低、粒径分布较窄，限制了在不同渗透率油藏中的应用。笔者利用微生物降解技术对含油污泥进行有效处理，可大规模、短周期、无害化治理，试验效果较为可靠。
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user: 2. 室内菌种培养及筛选 2.1. 污油微生物含量分析 通过取样分析，检测了污油泥池内微生物的含量、速效氮、磷、钾、pH值、水分、总石油烃的质量浓度(表1)。通过分析可知，被污染的土壤中微生物含量极低，速效氮、磷、钾含量为0，说明土壤极度的贫瘠。 Table 1 The analysis of microbial content in oily sludge 土样 各物质质量浓度/(mg∙L −1 ) 微生物含量/(10 2 cfu∙g −1 ) pH值 含水率/% 含盐率/% 石油烃 速效氮 速效磷 速效钾 北侧土样 0.366 0 0 0 1.2 7.23 18.20 0.51 中部土样 0.254 0 0 0 1.3 7.69 19.20 0.50 东部土样 0.153 0 0 0 13 7.11 17.30 0.38 西侧土样 0.187 0 0 0 1.3 7.27 16.20 0.48 南侧土样 0.124 0 0 0 14.5 7.56 17.50 0.39 表1. 污油微生物含量分析 2.2. 菌种培养 将采集的3个土样(标号为A、B、C)分别取5 g加入到50 mL以石油烃为唯一碳源的无机盐中，在30℃、150 r/min的条件下，恒温培养4 d后取1 mL培养液至原油无机盐培养基中，继续培养5 d，重复3~4次，吸取培养液在加富培养基平板上涂布，挑取单菌划线分离，将纯化后的单菌在斜面培养基划线保存，得到43株石油降解菌CQ-Y-01~CQ-Y-43及17株多环芳烃降解菌CQ-F-44~CQ-F-60。 2.3. 降解率试验 向6个10 mL容量瓶中分别加入0、0.5、1、2、3、4 mL的标准油溶液，用石油醚(60℃)稀释至标线。将制得的标液在紫外分光光度225 nm处测定其吸光度(图1)。 图1. 吸光度随原有质量浓度变化的曲线 将需要检验的石油烃降解菌株接种到50 mL牛肉膏蛋白胨液体培养基摇瓶中，在恒温30℃下培养24 h，采用磷酸缓冲液对其进行3次洗涤，添加无菌水混合均匀配制成一定浓度的菌悬液，取菌悬液培养制得种子液。以5%的菌液量接入到定量原油无机盐培养基中，在30℃、120 r/min条件下分别培养7、14、21 d，培养完成后用石油醚完全萃取培养基中未被降解的石油烃，测其吸光度。 根据试验结果，筛选出31株高效降解菌，其中原油降解菌23株、多环芳烃降解菌8株。单菌7d降解率在18%~26%，14 d降解率达到24%~45%。 2.4. 16S rDNA鉴定试验 以CQ-Y-22为例，将CQ-Y-22菌株的基因组DNA作为模板，利用细菌16S rDNA扩增通用引物进行PCR扩增，获得一条长度约为1400 bp的基因片段。 由图2可以看出，PCR扩增产物在1.4 kb处有特异性条带，与预先估计的扩增产物长度一致。根据PCR产物测序结果，将基因序列通过Blast在Genback/EMBL/DDBJ中进行相似性分析，发现CQ-Y-22菌株与不动杆菌属sp.S248 (HQ704716.1)的核苷酸序列同源性达到99%，采用MEGA4.1软件包中的Neighbor-joining方法构建了系统发育树 [ 4 ] [ 5 ] 。结果显示CQ-Y-22菌株与不动杆菌属sp.S248 (HQ704716.1)具有相隔最近的亲缘关系，结合菌落的形态对比初步鉴定CQ-Y-22为不动杆菌属细菌。 图2. CQ-Y-22菌株16S rDNA PCR扩增电泳图 经16SrDNA测序鉴定，CQ-Y-02、CQ-Y-25、CQ-Y-28、CQ-Y-29、CQ-Y-37、CQ-Y-43为芽孢杆菌属，CQ-Y-07、CQ-Y-13、CQ-Y-15、CQ-Y-31、CQ-Y-39为假单胞菌属，CQ-Y-10、CQ-Y-05、CQ-Y-09为微杆菌属，CQ-Y-33、CQ-Y-01、CQ-Y-03为酵母菌属，CQ-Y-22 、CQ-Y-11、CQ-Y-16、CQ-Y-18为不动杆菌属，CQ-Y-23、CQ-Y-40为黄杆菌属，CQ-F-46、CQ-F-52、CQ-F-47为分枝杆菌属，CQ-F-48、CQ-F-51、CQ-F-55为红球菌属，CQ-F-44、CQ-F-60为类芽孢杆菌属。其中CQ-Y-10、CQ-Y-13、CQ-Y-31、CQ-Y-39降解菌能使原油变成细小油滴。图3为CQ-Y-10降解菌对原油作用的照片。可以看出，CQ-Y-10降解菌使原油分散成小油滴悬浮于培养基液面上，说明这4株菌能产生表面活性剂。 图3. CQ-Y-10降解菌对原油的分散作用
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user: 3. 现场试验及评价 利用筛选出的微生物菌种，对现场500 t含油污泥进行了处理。其中，含油率大于10%的油泥采用机械清洗+微生物降解，含油率小于10%的油泥直接采用微生物降解。 3.1. 对含油率大于10%油泥的处理 采集3个土样。测得其中1 # 土样含油率18.6%、2 # 土样含油率15.2%、3 # 土样含油率17.4%。首先对170 t含油率大于10%油泥进行了机械清洗，主要包括：油泥清洗、浮油收集、压滤机压滤、油泥晾晒等过程；然后加入微生物菌种。测试结果如表2所示，含油率都下降到5%以下。 Table 2 The cleaning effect of sludge with oil content over 10 土样 状态 含油率/% 微生物含量/(10 4 cfu∙g −1 ) 含水率/% 1 # 清洗前 18.6 1.65 15.2 清洗后 4.9 1.35 69.0 2 # 清洗前 15.2 2.76 14.3 清洗后 3.4 1.69 62.0 3 # 清洗前 17.4 1.25 20.1 清洗后 5.0 1.05 63.0 表2. 含油率大于10%的油泥清洗效果 3.2. 对含油率小于10%油泥的处理 将170 t清洗后的油泥和330 t含油率小于10%油泥进行混合生物堆的堆建处理。每两周补充一次营养，确保碳氮磷质量比例为100:10:1，含水率控制在40%~60%之间，大棚温度控制在20~40℃之间。微生物降解检测结果见表3，可以看出，利用微生物降解后含油率从6.3%下降到0.26%。 Table 3 The results of microbial degradation tes 日期 含油率/% 有效菌含量/(10 6 cfu∙g −1 ) 微生物含量/(10 7 cfu∙g −1 ) 有效氮质量浓度/(mg∙L −1 ) 有效磷质量浓度/(mg∙L −1 ) 含水率/% 2016-11-09 6.30 0.73 0.82 90 15 45 2016-11-16 4.60 6.2 7.8 89 20 40 2016-11-23 3.20 43 51 78 18 36 2016-11-30 2.01 52 63 119 32 50 2016-12-07 1.23 78 89 107 25 43 2016-12-14 0.26 83 72 121 34 45 表3. 微生物降解检测结果
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user: 4. 结论 1) 通过检测污油泥池内微生物的含量、速效氮、磷、钾、pH值、水分、总石油烃的质量浓度。可知该检测土壤极度的贫瘠。 2) 通过降解率试验，筛选出31株高效降解菌，其中原油降解菌23株、多环芳烃降解菌8株。单菌7 d降解率在18%~26%，14 d降解率达到24%~45%。 3) 通过细菌16S rDNA试验检测出CQ-Y-10、CQ-Y-13、CQ-Y-31、CQ-Y-39降解菌能产生表面活性剂，使原油变成细小油滴。 4) 对现场500 t含油污泥进行了处理。其中含油率大于10%的油泥采用机械清洗 + 微生物降解，含油率下降到5%以下；含油率小于10%的油泥直接采用微生物降解，含油率从6.3%下降到0.26%。
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user: 摘 要 针对涪陵页岩气田焦石坝区块试验井组PCS系统不能直接与后期开发井组采用的SCADA系统纳入统一平台进行集中监控的问题，提出了借助第三方OPC服务器整合PCS系统与SCADA系统的通信方案，探讨了KEP Server与PLC及SCADAvantage Explorer与KEPServerEX的通信配置与实现方法，并以Visual Studio 2013软件为主设计了人机交换界面。运行表明：采用该方案可有效完成试验井组生产过程数据与SCADA系统的信息交换，目前在涪陵页岩气田实现了33个集气站和15个井口采气平台无人值守生产。 关键词 :页岩气，KEPServerEX，SCADA系统，通信技术 Copyright © 2018 by authors， Yangtze University 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 SCADA系统是近年来在电力、天然气站等领域广泛应用的数据采集和监控系统 [ 1 ] ，除了能完成传统的数据采集和监控功能外，其提供的信息平台有利于实现企业数字化管理，提高科学管理水平，因而也获得涪陵页岩气田的青睐，目前正在页岩气集气站推广应用。而涪陵焦石坝区块试验井组于2013年前期建成的以西门子S7-300为核心的集气站PCS过程控制系统，旨在提高集气站的自动化水平，降低工人劳动强度，经过几年的生产运行表明：该PCS过程控制系统达到当初设计要求，但信息化程度稍差，不能直接与后期开发井组采用的SCADA系统纳入统一平台进行集中监控，因而亟需将前期试验井组的PCS系统进行整合以便纳入统一平台进行集中监控与管理。 随着涪陵页岩气田生产管理要求的不断提升及后期开发井组的增多，油气田生产指挥管理对信息技术提出了更高要求，需要兼容更强、平台更广的SCADA系统。SCADA系统的实时数据库系统支持Modbus协议、OPC协议，能够接入智能仪表的数据，但不支持西门子S7-300 TCP/IP协议，无法与试验井组的西门子S7-300冗余PLC系统直接通讯。笔者研究采用KEPServer实现对工业现场西门子S7-300的生产过程数据进行采集汇总，并上传至SCADA实时服务器，最终用Visual Studio 2013软件制作HMI画面进行数据实时监控。
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user: 2. KEPServerEX OPC服务器简介 KEPServerEX是第三方OPC服务器，为连接、管理、监控和控制各种自动化设备和软件应用提供了灵活的和可扩展的解决方案，支持OPC、专有的通信协议、API以及各种自动化系统接口 [ 2 ] 。配置KEPServerEX是与PLC通信的关键步骤，目的就是在KEPServerEX中建立一个OPC Server [ 3 ] ，为OPC客户端和需要读写PLC地址位之间建立连接。
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user: 3. 通信系统整合方案 图1为涪陵焦石坝区块试验井组PCS系统数据通讯及人机界面流程，现场仪表如压力变送器、温度变送器、切断阀的关断等信号通过数字或模拟信号传输至西门子S7-300 PLC控制器，PLC控制器及智能仪表分别通过Siemens TCP/IP协议和Modbus TCP/IP协议传送至集气站站控系统里。以力控软件为基础开发的上位机软件对集气站站内数据进行实时监控，调控中心电脑客户端也可以借助网络对力控画面进行实时监控。 图1. 试验井组PCS系统数据通讯及人机界面流程 如前所述，试验井组PCS系统不能直接与SCADA系统纳入统一平台进行集中监控，究其原因是因为西门子S7-300与基于ABB PLC的SCADA系统采用了不同的通讯协议所致。由于KEPServerEX支持各种专有通信协议以及各种自动化接口，因而借助第三方OPC服务器便可建立PCS系统与SCADA系统的联系，如图2所示。 KEP Server OPC服务器通过交换机直接从S7-300及智能仪表中读取其现场仪表的数据。数据采集成功后直接存入SCADA服务器中，交由上位机服务器上通过C # 编写的后台服务做处理，最终通过Visual Studio 2013制作HMI画面，实现对页岩气现场仪表数据的实时监控。 图2. 通讯系统整合方案及人机界面流程
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user: 4. 系统配置与实现方法 4.1. KEP Server与PLC通信配置 采用KEP Server软件通过以太网TCP/IP通信协议使基础自动化系统的数据整合到SCADA系统中。示例系统主要采集焦石坝页岩气1号集气站的数据，由于控制器件使用通讯协议不同，故分成2组数据。JQZ01-Modbus组和JQZ01-PCS组。分别代表智能仪表使用Modbus TCP/IP Ethemet协议和Siemens TCP/IP Ethemet协议。实现KEPServerEX与PLC的通信，首先需要对所要连接的PLC设备进行授权获得该设备驱动的使用；然后在KEPServerEX中建立OPC服务器。步骤如下：① 点击“Click to add a channel”，根据所要连接的设备选择 设备驱动类型，建立一个New Channel；② 依据所用设备的型号以及所接模块的属性信息建立Device；③ 为建立的Device创建所有需要的Tag [ 4 ] ，系统所需全部数据一部分从PLC采集，另一部分从智能仪表采集，对各种需要采集的数据，先从PLC和智能仪表里查找出对应点的存储地址、点位描述、数据类型、线性转化等信息。并根据KEPServerEX符号编码规则，编制出每一个数据的编码，相应地写在每一个Tag里面。当1 # 集气站所有Tag建立好后，通过SCADAvantage服务器作为客户端读取KEP Server OPC服务器内数据。 4.2. SCADAvantage Explorer与KEPServerEX通信配置 SCADAvantage Explorer软件用于配置SCADAvantage系统。首先通过在巡检站SCADA系统及调控中心SCADA系统分别安装KEPServerEX软件和SCADAvantage Explorer软件，KEPServerEX软件读取现场PLC系统和智能仪表实时数据；然后通过SCADAvantage服务器里面的SCADAvantage OPC服务器读取Kepserver OPC服务器内数据；最后通过SCADAvantage Explorer软件进行组态显示数据。对SCADAvantage Explorer软件配置如下：① 打开软件点击里面的System在其配置启动时需要运行可执行文件名及路径；② 配置Network，在Communication选择OPCNetwork，实现与OPC服务器通讯；③ 配置Device，在Communication建立OPC Device为JQZ01PCS，设备地址为Kepware.KEPServerEX.V6；④ 配置数据点，在Telemetry中根据实际变量依次添加Analog Point和Digital Point；⑤ 配置报警，ABB人机界面的报警均来自SCADAvantage的设置，因此需要在服务器数据库中完成报警组和报警上下限以及颜色的设置。 4.3. 人机交换界面设计 根据设计需求应用Visual Studio 2013软件制作HMI画面，应用C#服务读取SCADAvantage Explorer软件数据，实行对现场数据实时监控。1 # 集气站人机交换界面如图3所示。 图3. 1 # 集气站人机交换界面
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user: 5. 应用效果 整合后的SCADA系统采用3级控制方式 [ 5 ] 。第1级为调控中心控制级，通过SCADA系统进行远程监控，实现生产统一调度管理；第2级为站场控级，通过PCS、ESD、RTU或脱水站站控系统实现；第3级为就地控制级，由现场仪表、控制阀门等设施实现。该系统经过1年多的运行表明，各子系统间通讯可靠，显示、控制及时，整体性能稳定，达到设计要求。依靠该系统，涪陵页岩气田目前实现了33个集气站和15个井口采气平台无人值守生产，易于得到用户进行决策所需要的各种报表及趋势图，极大地提升了油气田自动化、数字化程度及科学决策水平。
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user: 摘 要 城市是许多重大社会–经济–环境问题的显著表现场所，尤其对于资源密集型区域而言，城市是促进和实现区域人地关系优化的核心载体，具有复杂的资源调动力和影响力。而城市化水平的提高和社会经济的快速发展，必须以消耗大量的能源作为基础保障。本研究以全国典型资源密集型区域的山西省为研究靶区，综合运用主成分分析法和多元通径分析模型，解析1978~2014年间山西城市化进程中的能源消费的影响效应。结果表明，1) 人口城市化率的总效应最大达到0.985，但其直接影响仅为0.109；间接影响效应则高达0.876，山西省城市化通过其他因素做“中介”对能源消费影响发生作用，而且间接影响远大于直接影响。2) 城市居民可支配收入的直接影响最大，且同向变化。3) 间接效应最高的是民用汽车拥有量，并且正的间接效应达到负的直接效应两倍多，交通方式将我们的生产生活各方面连接起来，车辆增多通过影响其他因素间接导致能源消费的增加。城市居民可支配收入和民用汽车拥有量起到的中介作用非同寻常，其他因素通过这三个因素起中介作用的影响和机会较大。 关键词 :城市化，能源消费，通径分析，影响效应，山西省 Copyright © 2018 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 城市是一个以人类活动为主的，以生态代谢过程为经络，受自然生命支持系统所供养的开放型社 会–经济–自然复合生态系统 [ 1 ] ，而对于资源型省份而言，城市是促进和实现区域人地关系优化的核心载体，具有复杂的资源调动力和影响力。城市化是经济发展和社会进步的必然结果，是衡量一个国家或地区经济社会发展水平的重要标志。改革开放以来，中国经济飞速发展，城市发展建设迅速，城市化水平也由1977年的17.92%提高到2015年的56.1%。但是，这种高投入、低效率、高排放的线型城市发展模式对城市生态系统产生了环境污染、资源紧张等一系列负面影响 [ 2 ] ，甚至危害到居民生命和健康 [ 3 ]。 诺贝尔经济学奖获得者斯蒂格利茨曾预言，21世纪影响人类社会进程的两大事件，一是新技术革命，二是中国城市化 [ 4 ]。作为世界人口第一大国，中国的城市化和能源消费问题也是全球学者研究的热点。Jones从不同角度分析了城市化对能源消费的影响，发现城市化增加了交通能源的消费以及单位产出的能耗，得出城市化率和人均能源消费存在显著的正相关关系 [ 5 ]。Hiroyuki利用多个国家1980~1993年的数据进行分析，得到相似的结论 [ 6 ]。然而，Ewing和Rong对美国城市的研究得出了相反的结论，认为在高收入国家中，城镇化水平与能源消费显著负相关 [ 7 ]。Lariviere和Lafrance对加拿大城市化和能源消费的研究也得出相似结论 [ 5 ]。张晓平分析了中国能源消费时空特征，结果显示城市化是影响我国能源消费总量增长和能源消费区域差异的主要因素之一 [ 8 ]。刘耀彬利用因素分解模型定量测算了城市化对中国能源消费的贡献份额 [ 9 ]。王超利用1997~2012年30个省际面板数据进行实证分析，结果表明城市化进程中交通、消费、生活以及建设(包括居民住房)等方面能耗的大幅度增加，使得城市化对于中国的能源消费具有较为明显的正效应 [ 5 ]。国内外多数学者的研究表明城市化与能源消费之间具有显著的正向关系，但也有研究表明两者之间具有负向关系，未达到共识，说明城市化对于能源消费影响的作用机制相对复杂。大部分研究仅限于人口城市化率的角度分析城市化与能源消费的关系。但是城市化不仅仅是农村人口向城市集中和乡村景观转变为城市景观的过程，还包含城市生活的社会和行为特征在整个社会的扩展。前者是城市化数量的度量，后者则更反映了城市化的质量。文章指标选取除了人口城市化率指标外还增加了二三产业从业人员比重、城镇居民人均住宅面积、城市居民可支配收入、民用汽车拥有量等表征城市化质量的指标，多方面综合考虑城市化对能源消费的影响。此外，多数研究是国家或者多国比较的层面，省域层面的相对较少，尤其缺乏煤炭资源性地区的能源消费和城市化的多元分析研究。 山西省的城市发展对能源消费的影响不但具有一般性，更具有特殊性。因为，对于资源富集性区域，社会经济发展普遍和资源禀赋息息相关，产业结构单一，系统脆弱极易波动，面对前所未有的发展与环境的双重压力。相对大多数中心职能及新兴科技文化城市，资源型城市代谢特殊性表现在它们大多形成“因矿而兴因矿而废”的城市结构，资源衰退和枯竭往往意味着城市的终结，油城玉门的兴衰更是资源城市的生命周期真实写照，山西城市发展亦步入“因煤而兴因煤而衰”的资源诅咒的怪圈。近年来，由于煤炭、焦化、冶金、电力四大主导产业的持续低迷，山西省主要城市社会经济负增长，与东部及中部其他地区的差距呈现持续扩大趋势。而且，由于过分依赖煤炭等资源开发，生态环境恶化、资源浪费严重已成为制约山西社会经济发展的瓶颈。对山西面临的发展和生态危机国家高度重视，2010年国务院正式批复设立“山西省国家资源型经济转型综合配套改革试验区”。而区域可持续发展需要以对经济活动的资源环境影响的充分认知为基础，才能通过科学管理和政策引导推动各项工作的开展。本研究旨在分析城市化进程中的能源消费的影响效应，明确山西省城市发展中能源消费的状况及其主要影响因素，寻求调控对策，协调山西省城市经济、能源系统之间的相互关系，促进山西省城市向可持续发展的方向迈进。
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user: 2. 研究区概况 研究区域山西位于我国中部，是中华民族发祥地之一，被誉为“华夏文明摇篮”。尧、舜、禹均在山西南部建都，分别为“尧都平阳(今临汾市)”、“舜都蒲坂(今永济市)”、“禹都安邑(今夏县)”；境内具有丰富的民族文化遗产，五台山、平遥古城、大同云冈石窟均被列入世界文化遗产 [ 10 ]。同时，山西省是我国重要的原材料和能源供应基地，为国家能源保障和现代化建设做出突出贡献；但长时期、大规模、高强度的挖掘开采，使得矿区地面塌陷、崩塌、泥石流等严重的地质灾害频发，“采煤大省”几乎变成“塌陷大省” [ 11 ]。目前，采煤形成的采空区已达到200万多公顷，采煤影响面积约7000公顷 [ 12 ]。值得关注的是2014年山西省地区生产总值12，761.49亿元，三产比重为6.2:49.3:44.5；山西GDP较上年同比增长4.9%，较2013年的8.9%出现断崖式下跌，在全国GDP增速排名中倒数第一。境内县市经济已经出现大面积的负增长，与东部及中部其他地区的差距呈现持续扩大趋势。 1979年，国家中心工作转移到经济建设以及山西“有水快流”政策刺激推动，各市矿井大幅增加，全省煤炭产量激增突破1亿吨，1990年达到2.86亿吨，年均增长率达到9.3%，煤炭产量占全国的比重由1978年的15.9%提高到1990年的26.5%，提高了10.6个百分点；其间山西省人口城市化率年均增长4.2%，煤炭增长带动城市发展。20世纪90年代，随着我国由计划经济向社会主义市场经济转变，山西煤炭行业遭受严重冲击，煤炭波动中低迷徘徊，2000年全省煤炭产量只有2.5亿吨，十年期间煤炭产量年均增长率为−1.3%，期间山西省人口城市化率年均增长2.4%，城市发展与煤炭生产出现背离现象。2000~2011年间，山西作为全国重要的能源和原材料供应基地，煤炭产量由2000年的2.5亿吨提高到2011年的8.7亿吨，年均增长达12.0%，煤炭行业占工业比重由2000年的26.9%提高到2011年的58.7%；与此同时，山西省人口城市化率年均增长3.8%，与煤炭产量增长保持高度一致性。2012年，山西省包括11个地级市、11个县级市和85个县的中心镇与一般建制镇人口的城镇化率首次突破50%，达到51.26%。2014年城市化水平进一步提高到的53.8%相对1977年的18%翻了近三番。 煤炭产业的发展加快了山西城市化进程，而随着城市的扩张和非农产业的发展，社会经济发展迅速，人民生活水平的提高，生产生活用能也稳步增长(见图1)。2014年山西省煤炭消费总量为22，897万吨标煤比1978年增加20，076万吨标煤，增长了7.11倍；非农业用电量为2193万吨标煤，约为1978年115万吨标煤的18倍；石油制品消费量为867.74万吨标煤比1978年增加了795.21万吨标煤，增长了约11倍；焦炭消费量是211.54万吨标煤是1978年的7.66倍。煤炭依然是能源消耗的最大组成部分；这主要由于山西省是我国典型的资源型地区，煤炭产量占全国25%左右，长期以来形成的煤炭产业为支柱产业，规模以上工业行业中煤炭、焦炭、冶金、电力四大传统产业增加值占全省规模以上工业增加值比重75%以上，生产建设用煤比重非常高。非农业用电量激增主要因为城市发展迅速，山西人口城市化率较1977年增长近三倍，生产生活用电需求巨大。石油制品消费量大幅增加主要由于人民生活普遍改善，民用汽车拥有量从1978年的4.56辆增加到2014年421.95辆，增加了约91倍。 图1. 山西省城市化发展和能源消费情况(1978~2014)
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user: 3. 模型构建 3.1. 主成分分析 主成分分析首先是由K.皮尔森非随机变量分析引入的，尔后H.霍特林将此方法推广到随机向量的情形。通过对现实数据资料的分析，采用数学降维方法，把多个复杂的因素归一为几个主要因素(主成分或主因子)，原则上，提取的主成分应该保证累计贡献率在85%以上，提取的主要因素可尽可能多地保留原始因素所表示的信息，并具有较强的可解释性 [ 13 ] [ 14 ]。能源分品种消费量虽然37年来整体趋势一致，但是它们的计量单位不同，增长率变化幅度不同，成因也各不相同，通过主成份方法提取能源消费主控因子(Y)，保留了影响能源消费各个因素指标体系的大部分经济信息，消除数据相互干扰噪音。具体算法，在spss13.0中对因子做标准化，计算相关系数矩阵求得特征值和特征向量，提取主成分，根据前m个主成份累计贡献率大于85%的标准，以前m个主成份所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例为权重，构造能源消费主控因子。 3.2. 通径分析 通径分析(path analysis)是1921年数量遗传学家Sewall Wright提出来，可反映自变量对因变量直接影响和间接影响的一种多元统计技术 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] ，同时也能研究变量之间因果关系比较好的一种多元统计分析方法 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]。它克服了多元相关分析中任意2个变量线性相关程度中由于包含其他变量的影响成分的片面性，也克服了多元回归分析中由于偏回归系数带有单位，使得原因对结果的效应不能直接比较的缺陷 [ 21 ]。通径分析是在多元回归的基础上将相关系数分解为直接通径系数(某一自变量对因变量的直接作用)和间接通径系数(该自变量通过其他自变量对因变量的间接作用)。具体计算过程： 1) 构造因变量Y关于 X i ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ) 的线性回归方程为： Y = α 0 + α 1 X 1 + α 2 X 2 + ⋯ + α n X n + e (1) 2) 计算通径系数(path coefficient)： β i Y = α i ( σ X i / σ Y ) (2) 其中σ Xi 、σ Y 分别为X i 和Y的标准差，β iY 称为标准偏回归系数即通径系数。 3) X i 与Y的相关系数r iY 可分解为两部分，一部分为通径系数β iY ，表示X i 对Y的直接影响；一部分为∑r ij β jY ，表示X i 通过其余变量X j 对Y的间接影响。即： r i Y = r i 1 β 1 Y + r i 2 β 2 Y + ⋯ + r i n β n Y (3)
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user: 5. 主要结论 综上所述，经过37年的建设发展，城市化目前到了一个提升质量的阶段，城市规划中需要转变注重城市规模、建设大城市为目标的思路，不能仅仅注重人口、非农产业、城市建设用地等城市化“量”的改变，还应该加强城市化的生活方式、文化等诸多“质”发面的发展；而这些也更加深刻地影响城市资源能源的消费。山西城市化进程中能源消耗效应的主要特点：城市化率的总效应最大达到0.985，但其直接影响仅为0.109；间接影响效应则高达0.876，说明城市化通过其他因素做“中介”对能源消费影响发生作用，而且间接影响远大于直接影响。城市居民可支配收入直接影响最大，且同向变化；城市居民可支配收入、民用汽车拥有量起到的中介作用非同寻常，其他因素通过这两个因素起中介作用的影响和机会非常大。间接效应最高的是民用汽车拥有量，并且正的间接效应达到负的直接效应两倍多，交通方式将我们的生产生活各方面连接起来，车辆增多通过其他媒介间接导致能源消费的增加。
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user: 摘 要 独脚金内酯(strigolactones， SLs)是近年来植物源激素研究的热点之一，其广泛的存在于各类高等植物的根系中，是独脚金醇类化合物的总称。独脚金内酯在抑制植物腋芽分蘖、促进菌根真菌分枝和诱导根寄生植物种子萌发等方面起着重要作用。但目前关于SLs的研究集中在高等植物中，另有少数的研究也得出其在低等植物如轮藻类中也有独脚金内脂的发现，可能将独脚金内脂的进化起源进一步提前。本文从SLs的生物活性、合成途径、作用机制等方面进行阐述，为独脚金内酯的进一步开发应用提供参考。 关键词 :独脚金内酯，植物激素，研究现状 Copyright © 2018 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 植物激素是一类结构上无关的小分子的统称，这些小分子来源于植物体内各种重要的代谢途径，是植物生长的重要调节因子 [ 1 ] ，由植物自身合成，低浓度调节植物生长发育和逆境响应 [ 2 ] 。已知的植物激素除五大经典激素：生长素(auxin， IAA)、赤霉素(gibberellic acid， GA)、细胞分裂素(cytokinin， CTK)、脱落酸(abscisic acid， ABA)、乙烯(ethylene，ETH)，还包括近年来鉴定的油菜素甾醇(brassinosteroid， BR)、水杨酸(salicylic acid， SA)和茉莉酸(jasmonic acid， JA) [ 3 ] ，以及目前植物学领域热点研究对象：独脚金内酯(strigolactone， SL)。 1966年Cook C E等人从棉花根系中分离得独角金内酯 [ 4 ] ，1972年鉴定出其化学结构 [ 5 ] ，SLs是一类萜类小分子化合物，广泛存在于植物界 [ 6 ] [ 7 ] ，是一些天然的独脚金醇类化合物及人工合成类似物的总称，一种植物体内可能存在多种结构不同的SLs，目前已经分离得到了36种天然SLs，这些独脚金内酯可分为两类：独脚金醇类和列当醇类。人工合成类似物 [ 8 ] 有GR系列如GR3、GR7、GR24等。
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user: 2. 独脚金内酯的生物活性 SLs的碳骨架大多是相同的，如图1，由三环内酯(Tricyclic lactone，ABC三环)通过烯醇醚键与α， β-不饱和呋喃环耦合形成的，SLs的差异是由于其A-B环上的取代基不同引起的。是否具有生物活性通常是由烯醇醚键相连的C-D环决定，但烯醇醚键很容易被包括水在内的亲核剂裂解，且在甲醇或甲醇水溶液中SLs活性会大大降低 [ 9 ] 。 随着近年来的研究发现SLs作为一类新的植物激素，是促进高等植物根系分枝和与真菌产生共生关系 [ 10 ] 的关键激素 [ 1 ] 。SLs与其他植物激素存在协同作用，动态平衡。主要功能为在植物体外可诱导根寄生植物种子萌发、促进丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi， AMF)分枝；植物体内不同部位可抑制植物分枝、腋芽的生长，控制中胚轴伸长、促进侧根形成和诱导根毛伸长 [ 2 ] [ 6 ] [ 9 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 。从而显示出多商业应用价值 [ 14 ] ：“自杀式”萌发杂草的寄生杂草的管理、“间接生物肥料”：AMF与植物共生 [ 15 ] 促进植物矿物质营养(尤其是磷肥)吸收；作为植物激素调节植物的生长和形状等等。 然而SLs的合成量少却降解十分快速。在棉花幼苗研究中运用了大量植物栽培装置，但得到的每株植物每天独脚金醇和乙酸独脚金内酯的分泌量均在皮克级，且SLs在土壤中传递传输困难，需收集水培分泌物，则天然生产的方式在研究中不适用 [ 14 ] 。
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user: 3. 独脚金内酯的合成途径及作用机制 目前已有的关于SLs的研究均围绕高等植物展开，在低等植物中研究并取得的成果很少。现有研究资料显示，高等植物中SLs的合成，主要在根部 [ 12 ] ，通过木质部向上运输至地上部分 [ 6 ] ，参与调控植物株型；植物根系渗出到根际的SLs，可识别促进AMF菌丝分枝；运送至体外、土壤中，诱导寄生杂草、孢子的萌发。 图1. 独脚金内酯的碳骨架图 SLs是以类胡萝卜素为前体物质、己内酯(carlactone)为内源性生物合成前体 [ 7 ] ，经一系列的酶促反应合成，所涉及的基因序列多且复杂。王闵霞等人 [ 16 ] 在关于SLs合成途径中相关基因的研究进展中，从矮化多分蘖的水稻突变体(dwarf/high tillering dwarf， htd)、顶端优势削弱的矮牵牛(decreased apical dominance， dad)、多分枝的豌豆(ramous， rms)、拟南芥(more axillary， max)突变体中克隆得到基因研究得出，其中参与合成途径的基因包括：编码同源蛋白类胡萝卜素裂解双加氧酶7 (carotenoid cleavage dioxygenase 7， CCD7)的MAX3/RMS5/DAD3/D17/HTD1、编码同源蛋白类胡萝卜素裂解双加氧酶8 (carotenoidcleavage dioxygenase 8， CCD8)的MAX4/RMS1/DAD1/D10、编码细胞色素P450单加氧酶的MAX1、以及编码β-胡萝卜素异构酶的D27 [ 7 ] ；参与信号传导途径的基因包括编码核内高亮氨酸重复F-box蛋白的MAX2/RMS4/D3、编码α/β水解酶家族成员的D14/D88/HTD2、编码TCP家族转录因子的TB1、以及编码SLs信号传导途径抑制因子的D53 [ 17 ] ，这些蛋白在其中起着重要的作用。 而低等植物如藻类等中某些SLs合成途径或传导途径中的基因与高等植物存在不同，且存在研究空白。如D53基因是连接SLs信号接收和应答的一个关键抑制因子，而低等植物、动物和微生物中不存在，表明D53基因是高等植物特有的 [ 16 ] 。类胡萝卜素解氧酶(CCDs)在物种之间有很大的差距，在微藻类中难以找到相关的CCD8基因 [ 18 ] 。而Delaux等人通过研究 [ 19 ] 得出，不能排除SLs-缺陷体中存在SLs抑制物，且在绿藻相关研究中，发现轮藻能产生SLs。陈虞超等人 [ 6 ] 报道，SLs的分布与分化中，SLs不仅存在于苔藓类、轮藻类植物中，在诱导萌发的根寄生植物种子中也存在。 在水稻SL信号途径中F-box蛋白D3 (DWARF3)与SL的受体D14 (DWARF14)形成SCF复合 [ 20 ] ，参与泛素介导的蛋白降解，作用机制如图1~图2。D53 (DWARF53)基因编码SLs信号途径中的关键抑制因子，该抑制因子在SLs作用下，与D14、D3形成复合体，并被泛素化修饰和降解，从而解除了对下游基因表达的抑制。但是拟南芥SLs信号途径中AtD14和MAX2 (D3的同源基因)发挥功能的机制尚不清楚 [ 21 ] 。另外，常金科等人在《植物学报》中详细描述了SLs信号感知揭示配体—受体作用新机制 [ 22 ] ，清华大学谢道昕、饶子和及娄智勇等人合作，实验研究揭示了一种全新的“底物–酶–活性分子–受体”激素识别机制，研究者们通过不同实验方法获得的结果均表明：在植物体内CLIM (covalently linked intermediate molecule)是SLs由受体D14催化产生并与受体蛋白共价结合进而诱导信号转导的活性分子 [ 23 ] 。如图2所示 [ 20 ] ，Snowden K C等人研究总结得出，在未接收到SLs时，AtD14蛋白(SLs的受体)中间有一个大型的开放腔，包含催化位点，SLs结合进入腔内位点后，ABC环被AtD14蛋白水解释放，且AtD14蛋白构象转变。剩余部分与D3蛋白、SCF复合体的ASK1形成中间复合物，降解随后进入的目标蛋白。最后蛋白酶体装置降解，D环被释放，AtD14蛋白进入原先的循环。但其中目标蛋白与D环如何被释放以及在体内还是体外释放还未得知 [ 20 ] 。 图2. 独脚金内酯与受体相互作用机制图 [ 20 ]
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user: 4. 目前关于独脚金内酯的研究方法 目前促进合成分泌SLs的研究方法，有低磷胁迫 [ 24 ] [ 25 ] 、限氮胁迫 [ 26 ] 以及钙离子、钾离子 [ 27 ] 等，其中磷胁迫对促进SLs相关基因表达，提高SLs合成分泌最为显著。GomezRoldan等人 [ 1 ] 实验中24h无磷培养植物，根系分泌物进行SLs检测以及用于真菌培养48h 后观察菌丝分蘖现象。Yoneyama K等人 [ 28 ] 在高粱植物研究中，缺氮和缺磷实验明显提高SLs的分泌。赵晨晨等人 [ 29 ] 研究中根据森林草莓中SLs合成关键基因D27的序列信息，设计实验在供磷、缺磷和在缺磷条件下接种AMF，结果表明缺磷条件下接种AMF，植株中磷含量极显著提高，而缺磷处理的磷含量极显著降低。Umehara等人 [ 30 ] 实验得出结论由缺磷(磷胁迫)引起的SLs水平的提高有助于抑制水稻分蘖芽的生长。 短期盆栽试验，对植物等根分泌物的粗提物进行考察，SLs的主要功能是促进真菌分枝以及抑制植物腋芽分蘖。在藻类、藓类等植物研究中应用藻菌共生 [ 31 ] ，通过真菌等菌丝分枝数变化，进行预期实验。藻菌共生是近年来研究的热门，微藻如绿藻类是高效的生物质能源，目前对于藻菌共生技术的研究，主要是利用固定化藻菌处理有机废水 [ 32 ] ，结合目前的研究热点方向，若是藻类、藓类等植物中合成SLs 成为可能，通过藻菌共生体系，如促进食用菌等真菌分蘖，这将改善食用菌对营养元素的利用效率，优化食用菌养殖条件，减少化肥的施用数量，产生一定的生态环境效益