稻壳的水蒸气蒸煮爆碎处理研究

利用水蒸气蒸煮爆碎(steam explosion)处理装置,研究了蒸煮温度和蒸煮时间对稻壳蒸爆过程的影响。得到多聚糖含量高的水相产物可用作提纯多聚糖的原料。经蒸爆后的稻壳表面致密层遭破坏,易于粉碎,且吸水性大大提高;蒸爆后的稻壳与其他材料配合可作为蘑菇的培养基。另外,通过对稻壳蒸爆前后成分分析发现：水蒸气蒸煮爆碎过程可分解绝大部分的半纤维素,而其它成分基本不变。     

豆腐渣资源在近临界水中的分解动力学实验研究

根据豆腐渣中的主要组分蛋白质、脂肪、纤维素、糖分等在近临界水中分解速度的不同，提出了一条豆腐渣资源化新工艺。该工艺包括豆腐渣在近临界水中分解、过滤和分离等工序。对近临界水中豆腐渣的分解动力学进行了研究。在该实验条件下，豆腐渣分解的表观活化能为10.2 kJ/mol。通过对分解产物的分析，初步确认了新工艺的可行性。     

纤维素高效分解复合菌系筛选及分解特性研究

以小麦秸秆纤维素为主要原料,在纤维素分解过程中,通过继代转接,筛选和驯化了一组高效而稳定的纤维素高效腐解菌系CMS-3。筛选出的复合菌系在50℃,静止培养条件下,在第7天可使未经任何处理的麦秸的分解率达到73%,其中纤维素、半纤维素的分解率分别为67%、75%,而对木质素的分解能力很低。复合菌系CMS-3经过多次继代筛选和培养,菌系种类组成和分解能力都具有较好的稳定性。复合菌系CMS-3中的菌种主要由隶属于芽孢杆菌属、梭菌属和瘤胃杆菌属组成,菌群结构稳定。     

高效纤维素优势分解菌的筛选和鉴定

本试验基于获得高效纤维素优势分解菌的目的,通过分离纯化初步得到30株菌株,利用刚果红染色法初筛共得到14株纤维素分解菌,并通过滤纸条崩解实验进一步进行筛选得到5株效果较好的纤维素分解菌,通过发酵产酶利用DNS显色法测定CMC酶活力和FPA酶活力最终确定了4株优势纤维素分解菌,通过测定4株菌株的羧甲基纤维素酶(CMCase)、滤纸酶(FPA)以及β-葡萄糖苷酶(β-Gase)活,验证4株纤维素优势分解菌的产酶能力,并分别命名为X-1、X-6、X-7和X-11,并将该4株优势纤维素分解菌应用于秸秆的液态发酵,其对秸秆的降解率较自然降解相比,降解率分别提高了31.92%、40.15%、35.29%和39.98%。对4株优势菌株进行了分子鉴定,根据16S r DNA序列比对结果表明,菌株X-1、X-7和X-11均为粪产碱杆菌;菌株X-6属于解糖假苍白杆菌。     

复合菌系XDC-2分解未经化学处理的水稻秸秆

利用最近筛选得到的一组木质纤维素分解复合菌系XDC-2分解未经任何化学方法预处理的水稻秸秆,结果表明,接种后第6 d,胞外木聚糖酶活达335 U/mL。经分解12 d,水稻秸秆总质量减少率达39.71%,其中半纤维素质量减少率为78.27%,纤维素质量减少率为14.08%。在分解第6 d,产物种类及含量均达到最多,共检测出4主要的物质分别为乙酸、丙酸、丁酸和甘油,这些有机物均可在工业生产中得到转化和利用。DGGE分析表明,复合菌系XDC-2在分解未处理水稻秸秆过程中的微生物组成结构稳定。结果表明,复合菌系XCD-2对于未经任何化学方法预处理的水稻秸秆分解能力强,极具开发利用潜力。     

稻草秸秆纤维素分解菌的分离筛选

本研究基于获得高效木质纤维素分解菌的目的,以刚果红纤维素琼脂和滤纸条培养基为初筛培养基,从分离获得的124株真菌中筛选出透明圈与菌落直径比值较大、滤纸条分解能力较强的11个菌株。经液体发酵,测定其酶活力,复筛得到羧甲基纤维素酶活和滤纸酶活均较高的4个菌株;并进行了不同碳源和不同pH对筛选菌株产酶能力的影响试验,发现不同菌株对不同纤维素物质的分解能力不一样,同一菌株对不同纤维素碳源的利用能力也不相同。     

温度-压力解耦条件下汽爆玉米秸秆物化作用及酶解效果

为研究温度-压力解耦条件下汽爆玉米秸秆物化作用及其酶解效果,分别采用不同蒸煮温度(453、471和485 K)和不同爆破压力(1.0、1.5和2.0 MPa)对玉米秸秆进行汽爆处理,测定并分析对其物理结构(微观形貌和多孔特性)、化学组成(组分含量、官能团结构和结晶程度)和热力学性质的影响.结果显示:随蒸煮温度增加,汽爆...     

Br离子液体中微波辐射加热促进稻草秸秆酸水解制备还原糖

为了探讨微波辐射及离子液体对酸催化植物纤维素水解的促进作用, 以稻草秸秆为原料,在[Bmim]Br离子液体介质中,用微波辐射加热促进纤维素的酸水解,并对水解产物中的还原糖进行了测定。着重考察了微波辐射功率、微波辐射时间、硫酸浓度、反应温度等因素对还原糖收率的影响。结果表明,在[Bmim]Br离子液体介质中,用微波辐射加热促进稻草酸水解制备还原糖的最佳条件是：30.0 mL质量分数为10.0%的硫酸、[Bmim]Br10.0 mL、微波辐射温度85℃、微波辐射时间45 min、微波辐射功率500 W,在此条件下还原糖的收率达到了22.94%,而常规酸水解得到的还原糖收率为14.50%。显然,在[Bmim]Br离子液体介质中,微波辐射加热促进稻草酸水解所得还原糖收率大于常规酸水解的所得还原糖收率。由此可知,离子液体介质中,微波辐射加热能够促进植物纤维素的酸水解,并显著缩短糖化时间,使得还原糖的收率提高。     

复合系WSC-6的菌种组成特性及其木质纤维素分解能力

利用平板分离法与变性梯度凝胶电泳(DGGE)法研究了高效分解木质纤维素的微生物复合系WSC-6的菌种组成，平板法分离得到了9株好气性的细菌，它们与Pseudoxanthomonas taiwanensis、Tepidiphilus margaritifer、Bacillus sp. E53-10、Proteobacterium S072、Beta proteobacterium HMD444、Rhizobiaceae str. M100、Petrobacter succinimandens BON4、Bacillus thermoamylovorans、Paenibacillus sp. SAFN-016的相似率分别达到了97.5％，99.0％，98.4％，100％，98.9％，99.3％，98.1％，99.5％，99.8%。利用DGGE分析表明，复合系中还存在利用平板法难以培养的5株厌氧或者兼性厌氧细菌，它们的16SrDNA V3区的序列与Ureibacillus thermosphaericu、Clostridium thermosuccinogenes、Clostridium thermopalmarium、Uncultured Clostridium sp. clone A1-3、Uncultured bacterium tbr4-24具有很高的相似率。在50℃静置培养条件下，接种3d 后复合系WSC-6可以分解添加稻秆总量的81.3％。好氧菌与厌氧菌共存于复合系中，复合系表现出了高的细菌组成多样性，从而保证了复合系具有强的稳定性和多菌协同分解木质纤维素的能力，明确菌种组成多样性对于研究复合系高效分解木质纤维素的机理意义重大。     

碳酸盐在稻壳挤压膨化加工中的应用研究

在稻壳挤压膨化加工中,加入３％～５％的碳酸盐作助膨剂,以２５０～３００℃的温度连续膨化处理稻壳,可降低稻壳中粗纤维２０％～３０％,大分子物质裂解为中小分子,使原来不能被利用和利用率很低的养分得以充分利用。膨化后的稻壳代谢能提高近１０倍,作饲料中部分能量代用料育肥效果显著。部分或全部用作食用菌种料和栽培料,增产２０％～４０％。碳酸盐助膨化稻壳加工为稻壳的深度开发利用开辟了新的途径。     

汽爆预处理青玉米秸秆厌氧发酵特性

为了研究青玉米秸秆未汽爆和汽爆预处理后厌氧发酵产沼气特性,该文采用汽爆压力为2.5MPa,保压时间为90s,加入质量分数为30%的沼液,未气爆青玉米秸秆的TS(总固体物)质量分数为6%,汽爆预处理青玉米秸秆厌氧发酵的TS质量分数分别为1%、2%、3%、4%、6%、8%、10%和15%,考察了厌氧发酵过程中pH值和产气量随时间和TS质量分数的变化。结果表明:未汽爆秸秆在TS质量分数为6%时能够顺利厌氧发酵,但汽爆秸秆厌氧发酵液极易酸化,且无法调节,适宜的TS质量分数最大为4%;未汽爆秸秆挥发性固体产气率为214.6mL/g,汽爆秸秆在TS质量分数为3%时产气率最大,为334.8mL/g,比未处理秸秆提高了56%;未汽爆秸秆的产气速率为3.3mL/(g·d),汽爆秸秆产气速率随TS质量分数增大而减小,在TS质量分数为1%时最大,为14.8mL/(g·d)。青玉米秸秆经汽爆预处理后其厌氧发酵产沼气的产气率和产气速率大大提高,可以节约发酵时间,缩短发酵周期,有利于秸秆能源化利用的工业化生产。     

Effects of different growing media on vegetative and reproductive growth of bell pepper

A soilless pot experiment was conducted to investigate the effects of different growing substrates on vegetative and reproductive growth of bell pepper. The growing substrates consisted of: rice hull (100%), perlite (100%), coarse saw dust (100%), rice hull (75%)+zeolite (25%), perlite (75%)+zeolite (25%), saw dust (75%)+zeolite (25%), rice hull (50%)+perlite (50%), saw dust (50%)+perlite (50%), and rice hull (50%)+saw dust (50%) (by volume). Results showed that for all measured vegetative traits the highest and lowest amount was related to the plants grown in the perlite+zeolite and pure rice hull or saw dust, respectively. Results also showed that using perlite+zeolite as the media produced the highest fruit number and yield, while plant grown in the saw dust+zeolite produced the lowest fruit number. According to the results, adding zeolite and perlite to rice hull or saw dust in most cases, significantly increased the pepper yield compared with their pure treatments.     

蒸汽爆破预处理和微生物发酵对玉米秸秆降解率的影响

为了提高玉米秸秆的利用效率,首先对玉米秸秆进行蒸汽爆破预处理（压力2.5 Mpa,维压200 s）,然后再进行米曲霉发酵,研究物理和生物学处理对秸秆成分及相关酶活变化的影响。结果表明,蒸汽爆破使秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别达到8.47%、50.45% 和36.65% （p＜0.05）。爆破预处理的秸秆再经米曲霉发酵6 d后,秸秆中纤维素和半纤维素的降解率分别为27.89%和64.80% （p＜0.05）,发酵秸秆中的滤纸酶、羧甲基纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶活力分别达到335.10、1138.92、1954.20和201.99 U/g。爆破预处理后进行米曲霉发酵,对于提高玉米秸秆的降解率具有非常重要的意义。     

两步法高效水解水稻秸秆制取木糖和葡萄糖

在序批式高压反应釜反应器中,采用两步法研究了水稻秸秆在稀硫酸水溶液中水解为木糖和葡萄糖,系统考察了反应温度、反应时间、水稻秸秆用量和稀酸浓度对水稻秸秆水解反应的影响。实验结果表明:与传统一步法酸水解相比,采用两步法酸水解水稻秸秆,既可以得到很高的木糖产率,又可以得到较高的葡萄糖产率;反应温度、反应时间和酸浓度对水稻秸秆酸水解产物的分布和产率有着重要影响。第一步水解反应中,当底物用量为1.5 g,酸浓度为0.5%wt时,140℃反应120 min,木糖产率高达162.6 g·kg-1;第二步水解反应中,当底物用量为0.5 g,酸浓度为1.0%wt时,180℃反应120 min,葡萄糖产率高达216.5 g·kg-1。本研究为农业废弃物水稻秸秆的高效和高值资源化利用提供了新的策略。     

沤制水花生作麦稻基肥的效应研究

在沿海潮土上设置沤制和肥效对比试验 .结果表明 ,水花生加其鲜体 2 %～ 4 %的碳铵沤制至茎自然脱落 ,不致再生形成草害 ,并可作稻、麦基肥 ,其腐殖化系数为 0 1 8.与等量钾相比 ,水花生供钾效果更好 ;连续还田 ,稻、麦增产 4 %～ 5%     

竹子蒸汽爆破法预处理及酶解获取可发酵单糖

竹子的生物量很高,可作为生物能源生产的重要原料.预处理是纤维素乙醇生产中的关键技术,该文以孝顺竹和大木竹为原料,采用蒸汽爆破法对竹子进行预处理,并进行酶解试验,用高效液相色谱法测定预处理滤液和酶解液中的可发酵单糖含量.结果表明,采用0.5％稀硫酸预浸泡能使总糖得率提高49％;汽爆强度对预处理效果有显著影响,汽爆强度指数为3.35时,预处理后固形物的酶解转化率最高;汽爆强度指数为3.65时总糖得率最高,每千克干基竹粉可得单糖289.5 9.汽爆法预处理存在聚糖分解后进入滤液、单糖分解等现象,通过质量平衡才能准确预测其单糖产率.汽爆预处理后竹子的酶解率不及玉米秸秆等生物质原料,可能与其木质化程度高、微观组织结构更为致密等因素有关.     

干湿交替灌溉下水氮耦合对沸石处理稻田产量和水氮利用的影响

为了明确斜发沸石在干湿交替稻田中的应用潜力,运用离心机法测定不同斜发沸石处理下稻田土壤水分特征曲线,分析了斜发沸石对土壤持水性能的影响;运用自动遮雨棚蒸渗仪进行了灌溉-施氮-沸石的综合水稻栽培试验,明确了斜发沸石和氮肥对干湿交替稻田阳离子交换量、产量、水氮利用率及稻米蛋白质含量的影响及机理。结果表明:稻田土壤基质势在-35~0 k Pa范围内,增施斜发沸石可明显提高土壤持水性能,改善土壤水分状况,在持续淹灌和干湿交替灌溉条件下均能提高水分生产率,且后者更为明显;增施斜发沸石可增强土壤阳离子交换量,从而提高保肥能力和氮肥利用率,尤其是10~15 t/hm2的斜发沸石同105 kg/hm2的氮肥混施可显著提高氮肥农艺利用率和稻米蛋白质含量;增施斜发沸石可增产4.7%~16.8%,且可优化水肥耦合,避免在高氮水平下干湿交替灌溉增产效果低于持续淹灌的现象。与常规施氮的淹灌稻田相比,干湿交替灌溉稻田施用10 t/hm2斜发沸石和105 kg/hm2的氮肥,可减少27.8%的耗水量和33.3%的施氮量,增产10.6%,进而显著提高氮肥利用效率(89.2%)和水分生产率(52.5%),且这些正效应至少可持续2年。     

Fe-resin/NaCl对Na_2SO_3处理的稻草的水解

为了提高稻草(RS)的转化率和产物收率,采用了超声、蒸汽爆破和Na_2SO_3处理3种方法对稻草进行预处理(处理后的稻草分别记为CS-RS、ZQ-RS和Na_2SO_3-RS),通过XRD、SEM、元素分析及化学组分含量分析,筛选出Na_2SO_3处理是最好的预处理方法。Na_2SO_3-RS在200℃下经10%Fe-resin在3.3%的NaCl溶液中水解后,转化率达到97.3%,还原糖(TRS)和平台化合物乙酰丙酸(LA)的产率分别达到为29.6%和13.5%。     

灌溉方式和有机无机氮比例对水稻产量与水分利用的影响

通过盆栽试验,研究了3种有机无机氮比例,即60%无机氮+40%有机氮（F1）、80%无机氮+20%有机氮（F2）、100%无机氮（F3）,和3种灌溉方式,即常规灌溉(FIR)、控制灌溉（CIR）和间歇灌溉(IIR),对水稻生长、产量构成、产量和水分利用的影响。结果表明,与FIR处理相比,CIR和IIR处理水稻全生育期灌水量分别下降31.3%和15.9%,但是理论产量平均分别降低31.9%和15.9%,因此水分利用效率（WUE）提高不明显。与F3相比,F1和F2的理论产量平均增加20.1%和14.2%,FIR条件下WUE分别提高37.3%和25.5%。通径分析表明,在不同灌溉方式与有机无机氮比例条件下,有效穗数、每穗粒数、千粒重仍是影响水稻产量的主要因素。主成分分析表明,在间歇灌溉条件下,在总施氮量不变时,配施40%有机氮肥可降低水稻灌水量,并适当提高水稻产量。