1。教育部的绿色制备和功能材料应用主要实验室,湖北大学,武汉430062,中国2。固体润滑的国家主要实验室,兰州化学物理研究所,中国科学院,兰州730000,中国摘要,世界人口的爆炸性增长以及工业用水消耗的迅速增长,世界供水已陷入危机。淡水资源的短缺已成为一个全球问题,尤其是在干旱地区。本质上,许多生物可以在恶劣的条件下从雾水中收集水,这为我们提供了开发新功能性雾收集材料的灵感。大量的仿生特殊润湿合成表面是合成的,用于水雾收集。在这篇综述中,我们引入了一些自然界的水收集现象,概述了生物水收集的基本理论,并总结了生物水收集的六种机制:表面润湿性增加,水传输面积增加,长距离水的散热,水积累和储存,冷凝水,凝聚力促进和重力促进和重力驱动。然后,讨论了三种典型生物的水收集机制及其合成。及其功能,收集水效率,其仿生材料中的新发展,包括仙人掌,蜘蛛和沙漠甲虫。多种生物学的研究是受到nepenthes潮湿和光滑的蠕动的启发。彼此相互结合的各种生物水收集结构的出色特征远远优于其他单一合成表面。此外,植物雾收集材料的制备和应用的主要问题以及材料雾收集的未来发展趋势。
水的供应,水力和粮食安全是中亚社会在人类时代的主要关注点(Jalilov等,2016; Reyer等,2017)。与工业前级别相比,在本世纪末2 C以下2 C以下的全球变暖限制了全球变暖(Meinshausen等,2020)。然而,CA的温度趋势上升已经显着高于全球平均值(Yao等,2021)。因此,如果越过这个阈值,则假定社会和经济影响是严重的(Reyer等,2017)。CA的气候主要由干旱,半干旱,温带和半渗透区域主导(Duan等,2019; Jalilov等,2016; Yao等,2021)。此外,这些地区在苏联崩溃后经历了极端的非校园和经济状况(Lioubimtseva&Henebry,2009年)。根据Pekel等人。(2016年),在1984年至2015年之间,CA和中东发生了超过70%的全球永久性地表水损失。地下水在全球范围内提供超过36%的饮酒和42%的农业水(Ashraf等,2021)。但是,其可用性受蒸发和人类戒断的增加影响。大约33%的地球人口生活在封装地中海,亚洲,中东和北非的半干旱和干旱地区,被归类为水压力区域(Vörösmarty等,2010)。全球综合综合(Vörösmarty等,2010)得出的结论是,世界上约80%的人口遭受了高水平的水安全性。山是加利福尼亚州当地河流的最重要水源。他们在冬季和秋季中通过冰川,多年冻土和雪保持前态(Chen等,2016)。在CA的更快的全球变暖趋势下,降水量和融雪/冰川比和降水
水的供应,水力和粮食安全是中亚社会在人类时代的主要关注点(Jalilov等,2016; Reyer等,2017)。与工业前级别相比,在本世纪末2 C以下2 C以下的全球变暖限制了全球变暖(Meinshausen等,2020)。然而,CA的温度趋势上升已经显着高于全球平均值(Yao等,2021)。因此,如果越过这个阈值,则假定社会和经济影响是严重的(Reyer等,2017)。CA的气候主要由干旱,半干旱,温带和半渗透区域主导(Duan等,2019; Jalilov等,2016; Yao等,2021)。此外,这些地区在苏联崩溃后经历了极端的非校园和经济状况(Lioubimtseva&Henebry,2009年)。根据Pekel等人。(2016年),在1984年至2015年之间,CA和中东发生了超过70%的全球永久性地表水损失。地下水在全球范围内提供超过36%的饮酒和42%的农业水(Ashraf等,2021)。但是,其可用性受蒸发和人类戒断的增加影响。大约33%的地球人口生活在封装地中海,亚洲,中东和北非的半干旱和干旱地区,被归类为水压力区域(Vörösmarty等,2010)。全球综合综合(Vörösmarty等,2010)得出的结论是,世界上约80%的人口遭受了高水平的水安全性。山是加利福尼亚州当地河流的最重要水源。他们在冬季和秋季中通过冰川,多年冻土和雪保持前态(Chen等,2016)。在CA的更快的全球变暖趋势下,降水量和融雪/冰川比和降水
水的供应,水力和粮食安全是中亚社会在人类时代的主要关注点(Jalilov等,2016; Reyer等,2017)。与工业前级别相比,在本世纪末2 C以下2 C以下的全球变暖限制了全球变暖(Meinshausen等,2020)。然而,CA的温度趋势上升已经显着高于全球平均值(Yao等,2021)。因此,如果越过这个阈值,则假定社会和经济影响是严重的(Reyer等,2017)。CA的气候主要由干旱,半干旱,温带和半渗透区域主导(Duan等,2019; Jalilov等,2016; Yao等,2021)。此外,这些地区在苏联崩溃后经历了极端的非校园和经济状况(Lioubimtseva&Henebry,2009年)。根据Pekel等人。(2016年),在1984年至2015年之间,CA和中东发生了超过70%的全球永久性地表水损失。地下水在全球范围内提供超过36%的饮酒和42%的农业水(Ashraf等,2021)。但是,其可用性受蒸发和人类戒断的增加影响。大约33%的地球人口生活在封装地中海,亚洲,中东和北非的半干旱和干旱地区,被归类为水压力区域(Vörösmarty等,2010)。全球综合综合(Vörösmarty等,2010)得出的结论是,世界上约80%的人口遭受了高水平的水安全性。山是加利福尼亚州当地河流的最重要水源。他们在冬季和秋季中通过冰川,多年冻土和雪保持前态(Chen等,2016)。在CA的更快的全球变暖趋势下,降水量和融雪/冰川比和降水
本报告探讨了摩洛哥采用新农业生产技术(特别是谷物生产)面临的挑战和机遇。农业是摩洛哥经济的重要组成部分,但潜在产量和实际产量之间存在巨大差距。尽管国家农艺研究所 (INRA) 与国际干旱地区农业研究中心 (ICARDA) 等国际组织合作开发了创新实践,但采用率(尤其是小农户的采用率)仍然很低。本报告探讨了这种阻力背后的原因,重点关注创新本身的特点以及农民经营的社会经济背景。报告强调,虽然改良种子品种、直接播种和优化投入应用等新技术具有公认的优势,但各种障碍阻碍了它们的广泛应用。这些障碍包括技术成本高,特别是对于小农场而言;信贷渠道有限;农民缺乏有效的营销渠道;信息传播和推广服务不足;农民规避风险;以及许多摩洛哥农场规模较小。报告强调,创新不仅仅是技术创新,还需要制定商业战略和支持性体制框架,包括国家补贴,以及研究、推广和开发服务之间的有效协调。此外,报告还指出,了解农民的看法、偏好和制约因素对于促进新技术的成功采用至关重要。报告还总结了影响全球农业技术采用的因素的关键文献,包括农场规模、教育、信贷获取和推广服务,以确定摩洛哥特有的研究空白。报告的结论是,缩小产量差距并确保摩洛哥的可持续农业实践需要采取整体方法,考虑技术、经济、社会和制度因素。
Bambara花生(Vigna subterranean)是一种有弹性的豆科农作物,可以承受干旱的条件,并且通常在土壤降解和低生育状态的干旱地区生长。尽管农作物可以固定氮,但其产量通常降低其最大潜力,这可能归因于与无效的根瘤菌菌株的关联。在本研究中,我们从Bambara花生的根状结节中分离,筛选和体外表征了具有植物生长促进特性的Bambara花生的根状细胞,以潜在用作生物调节剂。根结节是从jkuat农场采样的,在那里,健康的Bambara花生植物正在生长。隔离生长速率缓慢的十个分离株。使用形态学,生化和分子(16S rRNA基因测序)技术筛选了10个分离株。序列分析表明,所有分离株均具有胸骨bradyrhizobium。此外,所有分离株均显示出氮固定电位,并且具有显着(P <0.005)的能力,可以在0.77±0.771–3.22±0.368磷酸盐溶解度溶解范围内溶解磷酸盐。此外,分离株P4A17,P4A18,P4A16,P4A6和C2产生的IAA浓度为54.97±3.21–108±12.10μg/ml。但是,没有一个分离株可以产生HCN。分离株在各种生理条件下的生长能力进一步评估。在pH 3,pH 5,pH 9,pH 11、1%NaCl,3%NaCl,5%NaCl,5%NaCl和高温范围为40°C – 50°C的情况下,P4A6和P4A18比其他分离株显示出更高的生长潜力。鉴于视野的结果,这些分离株是有希望的生物污染物(生物肥料)候选物,应该在温室和田间条件下进一步测试Bambara花生的生产。
咸水滴灌是解决干旱地区淡水短缺问题的一个潜在解决方案。然而,长期使用会使土壤盐分积累并降低磷 (P) 的有效性。生物炭和秸秆改良剂已被证明可以减轻这些影响,但它们在调节长期咸水灌溉下参与磷转化的微生物基因方面的机制仍不清楚。本研究旨在评估生物炭和秸秆掺入对盐灌棉田土壤微生物群落结构和磷有效性的影响。基于 14 年的田间试验,开发了三种处理方法:仅咸水灌溉 (CK)、咸水灌溉加生物炭 (BC) 和咸水灌溉加秸秆 (ST)。结果表明,这两种改良剂都显著提高了土壤含水量、有机碳、总磷、有效磷和无机磷组分 (Ca 10 -P、Al-P、Fe-P 和 OP),同时降低了土壤电导率和 Ca 2 -P 和 Ca 8 -P 组分。生物炭增加了 Chloro flexi、Gemmatimonadetes 和 Verrucomicrobia 的相对丰度,而秸秆则促进了 Proteobacteria 和 Planctomycetota 的丰度。两种处理均降低了几种 P 矿化基因(例如 phoD、phoA)的丰度并增加了与 P 溶解相关的基因(例如 gcd)。相关性研究表明,微生物种群和 P 循环基因与土壤特性紧密相关,其中 Ca 2 -P 和 Al-P 是重要的介质。通常,在长期含盐灌溉下,生物炭和秸秆改良剂可降低土壤盐分,提高土壤 P 的有效性,降低磷循环相关微生物基因的表达并改善土壤特性。这些结果使它们成为可持续土壤管理的绝佳技术。
这项研究是引入一种新的方法来提高太阳能收集器的性能。太阳散发出足够的太阳辐射能力,以满足能量的需求。收获可再生太阳能需要高级技术和要求。太阳能池在内,包括盐度梯度太阳池(SGSP)是常见的太阳能收集器。这些池塘是用于许多工业和家庭用途的太阳能应用之一。然而,常规SGSP的挑战,例如蒸发,盐扩散,温度差异以及层混合,深刻地影响了其全球范围。研究了一种新型的实验太阳能收集器配置,以克服常规太阳能池塘(太阳能收集器)的挑战,没有水体,也没有盐度梯度可以建造;它完全是一个没有水体的收藏家。实验单元是在干旱地区构建的。基本上是一个圆柱罐,总深度为1.4 m,带有三个区域或层以储存热量,即石蜡蜡层(厚度为10 cm)。石蜡层被厚度为30厘米的煤覆盖。在煤层的顶部,厚度为80 cm的气隙。用厚度为0.2 cm的透明塑料盖用于覆盖构造的层并制成气隙。监测实验单元,并在17/7/2021-30/9/2021收集温度测量。在研究期间即使在夜间,石蜡层的温度也保持在43°C左右。结果表明,石蜡层的温度在短时间内达到48°C以上,白天和夜晚的差异(1°C)。此外,结果表明,煤层和气隙的温度分别达到53°C和71°C的最大值,白天和黑夜之间存在明显的差异。本研究的结果令人鼓舞,以在太阳能收集器的新方向上进行更多研究。
棕榈科植物包括 200 个属,2500 多个品种,在农业食品生产和工业应用领域仅次于禾本科 (Poaceae) 和豆科 (Fabaceae)。椰子 (Cocos nucifera L.)、槟榔 (Areca catechu L.)、油棕 (Elaeis guineensis Jacq.) 和枣椰子 (Phoenix dactylifera L.) 是棕榈科中具有重要经济价值的多年生植物。椰子通常被称为“生命之树”,因其在食品、营养、医药和各种工业用途中的广泛应用而闻名 (Ramesh et al., 2021)。椰子产品包括从椰仁或种皮中提取的食用油、嫩椰子水、椰仁、椰干、椰子壳、椰子饼、木质产品、椰壳髓以及各种增值过程产生的物品。未开放的佛焰苞被挖掘以提取花序汁液(neera),可进一步加工成棕榈糖、糖、醋和各种副产品(Hebbar 等人,2022 年)。槟榔(Areca catechu L.)是热带亚洲和东非部分地区的一种作物。在印度,它是一种重要的经济作物,也有重要的医学价值,主要种植在该国的几个邦。尽管如此,其商业产品分布在整个印度,该国在种植面积和产量方面无疑处于领先地位,占世界产量的 54%。槟榔棕榈的果实或坚果,俗称槟榔或 supari,在印度人民中作为咀嚼产品使用已有悠久历史,可以追溯到吠陀时期。因此,槟榔与印度的历史和社会遗产深深交织在一起。在全球范围内,仅亚洲就有多达 6 亿人食用槟榔。另一方面,椰枣生长在埃及、伊朗、沙特阿拉伯和阿联酋等干旱地区(Aljohi 等人,2016 年)。除了果实外,椰枣种子也是食用油的新来源,进一步拓展了其工业应用(Ali 等人,2015 年)。油棕是一种具有经济重要性的棕榈树种,供应着全球约 35% 的植物油。油棕的遗传改良可能在全球营养安全中发挥关键作用。
唯一不同的是,大多数已知的可开采锂矿仅分布在少数几个国家。尽管澳大利亚目前是世界上最大的锂生产国,但全球已知储量的一半左右都蕴藏在智利、玻利维亚和阿根廷边境“锂三角”的盐滩中。中国也有相当可观的储量。从这些来源提取锂是一个能源密集型的过程。需要大量的水将水从源头泵入巨大的池塘,水在那里蒸发,剩下盐。这些盐经过进一步加工和分离,可获得富含锂的矿物。该过程的所有阶段都需要使用大量的淡水,通常是在这种资源稀缺的干旱地区。据估计,提取一吨锂需要多达 200 万升的水。一个显而易见的替代方法是从盐水(比如海水)中获取锂;这种元素在世界海洋中储量丰富。但是,由于锂的含量为百万分之0.1-0.2,从这些来源提取金属在技术上具有挑战性,而且和锂矿开采一样,它也会产生相当大的环境影响。出于这些原因,盐水不被认为是一种可靠的来源。但是,正如中国南京大学材料科学家何平、周浩生和他们的同事在《自然》杂志的一篇评论文章中所解释的那样,有办法改进现有的从低质量来源中分离锂的方法,比如开发更有效地捕获锂的化学品,或使用特殊的过滤器和电力将其分离出来(S. Yang 等人,《自然》杂志 636 期,309-321 页;2024 年)。好消息是,从改进的过滤器到更好的沉淀方法,几种技术正在被开发来实现这一点。然而,作者表示,要充分利用低质量的锂源,研究需要回到基础,了解如何分离低浓度的微小离子,然后重新开始改进目前正在开发的技术。研究人员还在研究锂的替代品,包括钠。钠元素在元素周期表中位于锂的正下方,具有相似的化学性质,更容易获取,但其原子更重。