编辑推荐
适读人群 :本书可供环境工程、能源工程、化学工程、生物工程等领域研究人员、工程技术人员和管理人员参考,也可作为高等学校再生资源科学与技术、环境工程、生物工程、能源工程、化学工程及相关专业的本科生、研究生选作教学用书或教学参考书。 海洋藻类是我国的重要海洋资源,但是却没有得到足够的重视和利用,甚至在某些海域出现了污染的情况。我国海藻资源丰富,市场广阔、开发潜力大,加强海藻的加工开发研究,具有深刻的战略意义。
《海洋藻类资源高效利用技术》系统地介绍了海洋藻类资源高效利用的方法和原理。
《海洋藻类资源高效利用技术》共分6章。第1章首先介绍了我国海洋藻类资源的分布、海藻与环境的关系,并对海藻资源化利用方向进行了展望;第2章讲述了海藻的基本生理学特征及其分类;第3章对常见的海藻生物培养技术进行了介绍,包括组织培养、细胞分离培养、原生质体分离培养、种质保存、海藻基因工程等技术;第4章介绍了常见海藻产物的提取方法,如油脂、植物激素、海藻多糖、藻胆蛋白、不饱和脂肪酸等;第5章重点介绍了目前流行的海藻生物质能转化技术;第6章对海藻及其产物的其他资源化利用方式进行了阐述。
本书内容丰富,实用性强,可供环境工程、能源工程、生物工程、化学工程等领域研究人员、工程技术人员和管理人员参考,也可作为高等学校再生资源科学与技术、环境工程、生物工程、能源工程、化学工程及相关专业的本科生、专科生选作教学用书或教学参考书。
内容简介
本书系统介绍了海洋藻类资源高效利用的方法和原理。全书共分6章:第1章介绍了我国海洋藻类资源的分布、海藻与环境的关系,并对海藻资源化利用方向进行了展望;第2章讲述了海藻的基本生理学特征及其分类;第3章对常见的海藻养殖技术进行了介绍;第4章介绍了常见海藻产物的提取方法,如脂类、植物激素、海藻多糖、藻胆蛋白、多不饱和脂肪酸等;第5章重点介绍了目前流行的海藻生物质能转化技术;第6章对海藻及其产物的其他资源化利用方式进行了阐述。
本书内容丰富,实用性强,可供环境工程、能源工程、化学工程、生物工程等领域研究人员、工程技术人员和管理人员参考,也可作为高等学校再生资源科学与技术、环境工程、生物工程、能源工程、化学工程及相关专业的本科生、研究生选作教学用书或教学参考书。
作者简介
刘明华,教授,福州大学环境学院院长,入选福建省第六批“百千万人才工程”和2006年度“福建省高等学校新世纪人才支持计划”。主要从事精细化学品合成、环境友好材料的研究与开发以及植物资源高值化利用方面的研究。已在国内外核心期刊上发表论文80多篇,其中被SCI、EI和ISTP收录51篇,出版专著2部,主编1部。他已申请国家发明专利25项,其中已授权13项,并先后主持或参加了国家863课题、国家九五攻关课题、国家自然科学基金等科研项目。目前为《Journal of Applied Polymer Science》、《Journal of Colloid and Interface Science》、《JSLTC》、《Chemical and Biochemical Engineering Quarterly Journal》、《Analytica Chimica Acta》、《TALANTA》等国际核心刊物审稿专家以及《分析化学》、《感光科学与光化学》、《石油化工高等学校学报》等国内核心刊物的审稿专家,福建省造纸学会理事、福建省水利厅专家委员会委员、福建省青年联合会常务委员、美国化学学会会员、福建省青年科学家联谊会会员、福建省水利学会全球水伙伴工作委员会会员、福建省水利学会个人会员。
内页插图
目录
第1章绪论1
1.1海藻资源分布1
1.2海藻与环境保护3
1.3海藻的经济价值4
1.4海藻资源化利用技术的展望5
参考文献8
第2章海藻生理学9
2.1海藻的基本特征9
2.2海藻生理学9
2.2.1藻类细胞的结构9
2.2.2藻体类型15
2.2.3藻类繁殖19
2.2.4藻类的生活条件27
2.2.5藻类的生态类型31
2.3海藻分类34
2.3.1蓝藻门35
2.3.2裸藻门36
2.3.3甲藻门37
2.3.4隐藻门39
2.3.5金藻门39
2.3.6金鞭藻门40
2.3.7硅藻门41
2.3.8黄藻门42
2.3.9褐藻门43
2.3.10红藻门44
2.3.11绿藻门45
2.3.12轮藻门47
参考文献47
第3章海藻养殖48
3.1海藻养殖概述48
3.2影响海藻养殖的环境因子49
3.3海藻养殖的基本方法和程序52
3.3.1海底增殖53
3.3.2海藻养殖54
3.3.3浮筏式养殖55
3.3.4海藻养殖的基本程序56
3.4施肥59
3.4.1施肥的意义59
3.4.2在海水中施肥的特点59
3.4.3施肥方法和提高肥效的途径59
3.4.4肥料的种类及其作用60
3.5几种海藻的养殖61
3.5.1海带养殖61
3.5.2裙带菜养殖66
3.5.3紫菜的养殖68
3.5.4羊栖菜养殖70
3.5.5其他几种红藻的养殖71
3.6养殖海藻的疾病和防治76
3.6.1海带的病敌害77
3.6.2紫菜的病敌害79
参考文献82
第4章海藻主要产物的提取方法83
4.1脂类83
4.1.1有机溶剂法提取海藻油脂84
4.1.2超临界萃取法提取海藻油脂84
4.1.3亚临界溶剂法提取微藻油脂85
4.1.4耦合法提取微藻油脂85
4.2植物激素86
4.2.1常见植物激素86
4.2.2植物激素的提取88
4.3海藻多糖89
4.3.1海藻多糖的性质89
4.3.2海藻多糖的提取及测定方法96
4.4藻胆蛋白105
4.4.1藻胆蛋白的性质105
4.4.2藻胆蛋白的提取方法106
4.5海藻酸及其衍生物108
4.5.1海藻酸的性质108
4.5.2制备及提取方法110
4.6氨基酸及其衍生物114
4.6.1氨基酸的物化性质114
4.6.2氨基酸的提取方法116
4.7多不饱和脂肪酸116
4.7.1多不饱和脂肪酸的种类及性质116
4.7.2提取方法118
4.8烃类化合物及其衍生物118
4.8.1烃类化合物及其衍生物(类胡萝卜素)的化学结构118
4.8.2类胡萝卜素的提取及保存119
4.9硅藻土119
4.9.1硅藻土的主要性质119
4.9.2硅藻土的提取及提纯120
4.10叶绿素121
4.10.1叶绿素的定义及其性质121
4.10.2叶绿素的提取及测定方法122
4.11海藻膳食纤维124
4.11.1红藻膳食纤维124
4.11.2褐藻膳食纤维131
参考文献141
第5章海藻生物质能转化技术144
5.1海藻生物质开发的特点及优势144
5.2海藻生物质物理转化145
5.2.1压缩成型工艺146
5.2.2生物质压缩成型设备147
5.3海藻生物质化学转化149
5.3.1海藻生物质酯交换技术149
5.3.2海藻生物质直接燃烧技术150
5.3.3海藻生物质热解技术152
5.3.4海藻生物质液化技术157
5.3.5海藻生物质气化技术159
5.4海藻生物质生化转化165
5.4.1厌氧消化技术166
5.4.2发酵乙醇工艺技术172
5.5利用藻类直接合成生物燃料182
5.5.1醇类183
5.5.2烷烃183
5.5.3H2184
5.5.4微藻生物柴油186
参考文献190
第6章海藻的其他资源化利用方式195
6.1海藻在食品行业的应用196
6.1.1海藻多糖196
6.1.2海藻膳食纤维205
6.1.3多不饱和脂肪酸207
6.2海藻在农业、水产业、畜牧业上的应用210
6.2.1固定氮素和用作肥料210
6.2.2饲料211
6.2.3硅藻土储量杀虫剂212
6.3海藻在工业上的应用213
6.3.1硅藻土213
6.3.2藻酸盐215
6.3.3琼脂215
6.3.4叶绿素216
6.3.5碘、钾216
6.3.6海藻酸纤维217
6.3.7防污剂及防污涂料218
6.4海藻在医药行业上的应用219
6.4.1海藻色素糖蛋白219
6.4.2维生素及氨基酸219
6.4.3海藻多糖222
6.4.4烃类化合物及衍生物225
6.5海藻在环境保护中的应用226
6.5.1藻类在食物链中的作用227
6.5.2生物吸附剂228
6.5.3污水处理229
6.5.4抑制赤潮230
参考文献230
前言/序言
现代土壤改良与可持续农业实践 书籍简介 本书聚焦于当前全球农业面临的严峻挑战——土壤退化与环境压力,深入剖析了现代土壤改良的理论基础、前沿技术与可持续应用策略。全书旨在为农业科研人员、土壤改良工程师、农场管理者及相关政策制定者提供一套系统、实用的知识体系与操作指南,推动农业生产向更高效、更环保的方向转型。 第一部分:土壤健康诊断与退化机制 本部分首先界定了“土壤健康”的内涵,从物理性、化学性、生物性三个维度构建了全面的评估框架。详细阐述了当前的土壤退化类型,包括酸化、盐渍化、有机质耗竭、板结和重金属污染等,并剖析了驱动这些退化的主要人为活动和自然因素。 土壤物理性状的量化评估: 重点介绍了颗粒级配分析、容重测定、团粒结构稳定性评价的技术规程,以及如何通过三维结构模型(孔隙度、连通性)指导改良方向。 土壤化学性状的动态监测: 不仅覆盖了常规的pH值、阳离子交换量(CEC)的测定,更深入探讨了土壤缓冲能力的形成机理、微量元素有效性与形态转化,并引入了土壤信息数字化管理的概念。 土壤生物多样性与功能评估: 阐述了土壤微生物群落结构(细菌、真菌、线虫)如何影响养分循环和病虫害抑制。介绍了宏基因组学、宏转录组学等新兴技术在土壤功能评估中的应用前景。 第二部分:有机质提升与生态循环技术 有机质是土壤肥力的核心。本部分着重于提升土壤有机质含量及其功能性,强调构建高效、稳定的土壤碳库。 新型有机肥的研制与应用: 详细介绍了畜禽粪便、农作物秸秆的高效腐熟技术,包括厌氧发酵、好氧堆肥的优化参数控制。重点探讨了腐殖酸、海藻提取物等生物刺激素在土壤改良中的应用机制和增效作用。 生物炭在土壤中的长期效应: 深入分析了生物炭的制备工艺(热解温度、原料选择)如何决定其对土壤pH值、保水能力及污染物吸附性能的影响。探讨了生物炭与有机肥配施(Biochar-amended compost)的最佳技术路径。 覆盖作物与间作轮作系统设计: 提供了针对不同气候区和土壤类型的推荐覆盖作物名录,重点解析了豆科作物固氮、非豆科作物清田(Biofumigation)的定量模型,以及多物种覆盖对土壤微生物群落的正向驱动效应。 第三部分:土壤物理性状的精准调控 本部分聚焦于解决土壤板结和水肥利用效率低下的问题,引入了机械作业与生物措施相结合的策略。 深松与耕作系统优化: 阐述了不同耕作方式(免耕、少耕、深松)对土壤结构、抗蚀性及能耗的影响。提出了基于土壤电阻抗(EMI)技术对耕作层深度和强度进行精准调控的方法。 土壤保水材料与技术: 详细介绍了亲水性聚合物(如聚丙烯酰胺类)、膨润土、火山岩等材料在改善沙质土保水性能中的应用效果与成本效益分析。探讨了微灌和滴灌系统与土壤改良措施的协同作用。 盐渍土的综合治理方案: 针对不同类型盐渍土(淋溶型、潜水位高型),设计了以排水、洗盐、改良剂(石膏、酸性物质)协同作用的多阶段治理流程,并辅以耐盐作物品种的筛选策略。 第四部分:污染土壤的安全修复与高效利用 本部分聚焦于重金属和有机污染物污染土壤的修复技术,强调“减量化、无害化、资源化”的原则。 重金属的植物修复与植物稳定化: 介绍了超富集植物的选择标准、种植密度和收获策略。重点解析了螯合剂(如EDTA的替代品)和生物刺激剂在提高植物对目标重金属(如镉、铅)吸收效率中的作用。 土壤污染的物理化学修复: 详细对比了化学沉淀法、氧化还原法、热脱附法在处理不同污染物时的适用性、效率及二次污染风险控制。特别关注了原位化学氧化技术(ISCO)的药剂选择与注入技术。 污染土壤的安全农业应用路径: 探讨了修复后土壤的风险评估标准和分级利用策略。对于低风险污染地块,提出了安全种植特定作物(如纤维作物、能源作物)的技术规范,以实现污染土壤的经济价值。 第五部分:可持续农业中的数字化与政策导向 本部分将土壤改良技术置于宏观的农业可持续发展框架内进行审视。 精准土壤改良: 介绍了基于传感器网络、遥感数据和土壤测试结果的变率施肥和变率改良技术。探讨了地理信息系统(GIS)在绘制土壤改良需求图谱中的应用。 政策环境与激励机制: 分析了国际及国内关于土壤保育的法规框架,包括碳汇交易对土壤改良实践的潜在经济激励。提出了促进农户采纳可持续改良技术的政策工具箱建议。 案例研究与效益评估: 选取了我国北方旱作区、南方水稻田、西北绿洲区等典型区域的土壤改良成功案例,量化分析了技术投入后的土壤质量改善、作物产量提升和温室气体减排的综合效益。 本书图文并茂,包含大量工程流程图、数据分析模型和操作规范,是实现“藏粮于地、依耕于土”战略目标的重要技术支撑。