玉米秸秆皮拉伸和剪切特性试验

为设计玉米秸秆皮穰叶分离机械并优化其参数,本该文对玉米秸秆皮的拉伸和剪切特性进行了二次回归正交旋转试验研究。该文通过试验研究了含水率和取样高度对玉米秸秆皮拉伸强度的影响;含水率、取样高度和剪切速度对玉米秸秆皮的剪切强度的影响。试验结果分析表明:对于抗拉强度,在含水率为30%时玉米秸秆下部秸秆皮的抗拉强度达到最大值,其值为67.2MPa。在研究抗拉强度的2个因素中,取样高度对玉米秸秆皮的拉伸强度影响较显著。对于剪切强度,在研究的3个因素中,剪切速度和含水率对玉米秸秆皮的剪切强度影响较显著,而取样高度对玉米秸秆皮的剪切强度影响不显著。     

河西绿洲灌区玉米产量对长期秸秆带状覆膜还田方式的响应

【目的】秸秆还田方式影响着其对作物的增产效果，为此，我们探讨了河西绿洲灌区不同秸秆带状覆膜还田对玉米产量的影响。【方法】田间定位试验于2011—2020年在河西绿洲灌区进行。试验设7个秸秆还田方式处理，分别是：玉米秸秆不还田(CK)、半量整株带状翻压还田(1/2WB)、半量整株带状覆盖还田(1/2WM)、半量粉碎带状翻压还田(1/2CB)、全量粉碎带状翻压还田(CB)、半量粉碎带状覆盖还田(1/2CM)、全量粉碎带状覆盖还田(CM)，所有秸秆还田处理均在玉米行间还田，其上覆盖薄膜。在玉米主要生育期测定倒二叶SPAD值，成熟期调查玉米植株生长指标、产量及产量构成因素，并计算秸秆还田对产量的累积贡献率。【结果】两个秸秆全量还田处理(CB、CM)均显著提高了玉米穗粒数、百粒重、株高、茎粗、穗粗、穗长、有效穗长和收获指数，降低了玉米秃顶长度，增加了玉米籽粒产量(P<0.05),CB处理还显著增加了玉米穗数(P<0.05)。在试验第1年(2011年)，6个秸秆还田处理的玉米苗期、拔节期、大喇叭口期和抽雄期的叶片SPAD值与CK均无显著差异；与CK相比，2020年CB和1/2CB处理显...     

添加玉米秸秆对黄棕壤有机质的激发效应

玉米秸秆还田是培肥地力的一项重要措施,但是玉米秸秆添加后会改变土壤原有有机质的矿化过程,即引起激发效应,从而影响土壤碳平衡和周转。因此,适量秸秆还田将是高效且环境友好的提升土壤生产潜力的关键。本试验以黄棕壤为研究对象,设不添加玉米秸秆对照(CK)和添加占干土重的1%、5%和9%的粉碎玉米秸秆处理进行室内培养,分析土壤CO_2释放动态及激发效应。试验结果表明,添加不同量玉米秸秆后,土壤CO_2释放速率和累积量呈现出抛物线型变化趋势。在培养前期,各处理土壤CO_2释放速率表现为9%5%1%CK,到培养的第8天左右,添加5%玉米秸秆的土壤CO_2释放速率超过了添加9%玉米秸秆的土壤,在培养后期,所有处理的土壤CO_2释放速率慢慢地趋于一致。从累积CO_2释放量来看,添加5%玉米秸秆的处理比9%玉米秸秆的处理土壤总CO_2释放量高,表明添加5%秸秆的处理对微生物群落和微生物活性的作用最大。在整个培养阶段,玉米秸秆添加对土壤有机质的激发效应均为负值,而加入的玉米秸秆并没有完全矿化,从而使土壤有机碳含量因添加玉米秸秆而升高。这些结果表明,添加玉米秸秆有利于提高黄棕壤土壤有机碳含量,在本试验的短期培养过程中以土壤干重9%的添加量增加最多。     

外源添加作物秸秆对PAHs污染土壤有机碳矿化和污染物降解的影响

本文通过土壤腐解试验研究外源添加水稻或玉米秸秆对多环芳烃（PAHs）污染土壤CO2-C释放和污染物去除率的影响，同时清晰秸秆腐解中间产物溶解性有机碳（DOC）与土壤PAHs降解的关系。结果表明：秸秆添加处理促进了PAHs污染土壤CO2-C的释放，以玉米秸秆提升效果较好。外源添加秸秆显著增加了土壤DOC含量，且增加幅度随秸秆添加量的增加而增大；水稻秸秆对土壤DOC含量的提升幅度较大。与对照相比，秸秆添加处理下土壤菲、芘残留量均显著降低，菲、芘去除率显著增加，去除效果：玉米＞水稻，高量＞低量，菲＞芘；与对照相比，添加高量玉米秸秆处理（PY15）对土壤菲、芘去除率的增加幅度分别为91.7%和182%。此外，在一定范围内土壤DOC含量与PAHs去除率呈正相关关系。可见，农作物秸秆，尤其是玉米秸秆添加可提升PAHs污染土壤有机碳矿化，亦可在提升土壤DOC含量的同时促进污染土壤PAHs的降解。     

玉米秸秆汁土壤改良剂对黄绵土抗侵蚀能力的影响

改良土壤物理性质是提高土壤抗侵蚀能力的主要途径之一。通过人工模拟降雨试验、风蚀试验和野外原位观测试验,研究了不同玉米秸秆汁土壤改良剂喷施方式下黄绵土抗侵蚀能力的改良效果,探讨了玉米秸秆汁防治土壤侵蚀的机理。结果表明,玉米秸秆汁能有效防治黄绵土的水蚀和风蚀。在模拟降雨条件下,喷施玉米秸秆汁的试验处理,黄绵土溅蚀量较对照处理降低24.7%~78.3%,黄土坡面的径流量和片蚀量分别降低40.0%~43.3%和20.9%~34.5%;在天然降雨条件下,无论是短历时低强度或长历时低强度的降雨类型,还是短历时高强度的降雨类型,喷施玉米秸秆汁的试验处理,黄土坡面的径流量和片蚀量较对照处理明显减少,二者的减少幅度分别介于26.3%~62.1%和58.3%~72.0%之间;在不同风速下,玉米秸秆汁可使黄绵土的风蚀量降低24.5%~64.6%。此外,喷施玉米秸秆汁后的静置时间及翻耕与否对不同类型的侵蚀也有重要影响。喷施玉米秸秆汁可有效提高黄绵土的抗剪强度、硬度及大团聚体的百分含量,从而降低土壤侵蚀量。施用玉米秸秆汁后,黄绵土静水崩解量降低了97.4%~98.5%、土壤抗剪强度增加了97.9%~140.0%、土壤硬度增加了11.4%~127.5%;0.25 mm团聚体降低了46.9%~51.6%;2 mm团聚体增加了88.1%~129.7%。玉米秸秆汁是一种良好的防治坡面水蚀和风蚀的土壤改良剂,在施用玉米秸秆汁时,应尽量一次喷施完毕并避免人为土壤扰动。     

不同秸秆还田模式和施氮量对农田CO2排放的影响

以山东省桓台县高产农田为试验对象，分析在高产条件下，不同秸秆还田模式和氮肥施用量对农田CO2排放的影响。结果表明，氮肥施用量与秸秆还田模式都是影响土壤CO2排放的重要因素，玉米秸秆和小麦秸秆全部还田的处理土壤CO2排放通量高于其它中低氮处理，而小麦秸秆还田与不还田的各处理间差别不大。麦秸还田配施高氮处理的CO2排放通量普遍高于其它处理。     

玉米秸秆不同构件混合分解的非加和效应及其对土壤有机碳矿化的影响

[目的]研究玉米秸秆不同构件混合分解的非加和效应及其对黄绵土土壤有机碳矿化的影响,为秸秆还田背景下坡地土壤CO2排放提供理论支撑。[方法]采用室内模拟试验,试验设置无玉米秸秆土壤对照(CK)及4种玉米秸秆添加处理:茎+土壤(CKS)、叶+土壤(CKL)、鞘+土壤(CKLS)、混合玉米秸秆+土壤(CKM)。[结果]培养结束土壤有机碳矿化累积排放量实测值显著高于预测值,且促进作用主要是由培养初期快速分解阶段(1~28d)导致的。培养结束后混合玉米秸秆剩余质量预测值明显高于实测值,且元素含量发生明显改变,其中全氮含量预测值明显低于实测值,C/N预测值明显高于实测值。培养结束后CKS处理土壤微生物碳含量明显高于其他几种处理,其他几种处理差异不显著;添加玉米秸秆处理土壤微生物量氮明显降低,相应的土壤微生物量C/N增大,CKS,CKL和CKM处理与CK处理差异达到显著水平。土壤可溶性有机碳(DOC)含量CKLS和CKM处理明显高于其他3种处理,CKS与CKL处理与对照差异不显著。[结论]玉米秸秆不同构件按比例混合对玉米秸秆分解产生协同促进作用,混合分解过程促进氮累积。     

不同NaOH/球磨复合预处理对玉米秸秆酶解效果的影响

农作物秸秆的生物转化是木质纤维类生物质能源化利用的重要手段之一。为了探究室温条件下不同机械化学复合预处理对玉米秸秆酶解效果的影响，该研究以玉米秸秆为研究对象，以单独NaOH处理为对照，在不同NaOH质量分数（0、1%、2%和3%）条件下，分别进行了干法和湿法2种NaOH/球磨复合预处理。使用CellicCtec2（Novozymes，丹麦）进行了不同预处理玉米秸秆72 h酶解试验，系统表征了不同预处理玉米秸秆的粒径、结晶度、表面微观形貌、木质纤维组成和官能团变化，分析了不同预处理玉米秸秆理化性质对酶解影响及其相关性。结果表明：干法和湿法NaOH/球磨复合预处理均显著提高了玉米秸秆葡萄糖产率，且随NaOH质量分数增加（从1%提升至3%），不同NaOH/球磨复合预处理玉米秸秆葡萄糖产率显著提升（P＜0.01），当NaOH质量分数为3%时，其葡萄糖产率分别达到71.0%和73.1%。无论干法和湿法NaOH/球磨复合预处理，其酶解葡萄糖产率均与纤维素质量分数和平均粒径D50显著正相关（P＜0.01），与木质素质量分数显著负相关（P＜0.01）；干法NaOH/球磨复合预处理显著降低了玉米秸秆的结晶度，从而一定程度增强改善了玉米秸秆酶解葡萄糖产率。该研究为深入揭示和解析玉米秸秆机械化学复合预处理作用机理提供了数据支撑。     

不同培肥措施对银北灌区土壤盐碱特性、玉米生长及产量指标的影响

为探究银北灌区盐碱地不同培肥措施下的土壤盐碱特性和作物生长情况，通过3年定位试验开展了不同量化肥、秸秆、生物有机肥应用后对土壤盐碱特性、春玉米生长及产量指标的影响研究。结果表明:(1)玉米播前土壤表现为对照脱盐碱化现象最明显，而高量生物有机肥和高量化肥有增加耕层土壤盐分含量的趋势，秸秆还田在降低玉米生长前期耕层土壤pH值方面较显著；(2)高量秸秆还田在提高玉米株高和增加玉米茎粗方面优于施用生物有机肥和中低量化肥，玉米株高、茎粗随着有机肥和秸秆用量的增加而提高；(3)在增加玉米穗长、穗粗和穗粒重方面，单施化肥措施优于单施秸秆或生物有机肥；在增加玉米百粒重方面，秸秆还田与化肥措施效果相当；培肥第3年各处理玉米产量表现为:施用生物有机肥T4>T3>T2，施用秸秆T6>T7=T5，施用化肥T10>T9>T8，配施处理T11>T12，玉米产量随生物有机肥和化肥施用量的增加而提高，秸秆还田在提高玉米产量方面优于生物有机肥，而中量秸秆还田在提高玉米产量方面优于高量和低量秸秆还田。与施用化肥相比，试验区连续3年配施生物有机肥在提高玉米产量方面已表现出优势，而配施秸秆在提高玉米产量方面尚未发挥优势，秸秆还田相对生物有机肥在提高作物产量方面存在滞后效应。     

试验数据程序化协方差分析

笔者利用VB6．0编成语言设计了协方差分析计算机程序,用该程序对用玉米秸秆饲喂生长鹅的试验数据进行协方差分析。试验过程是将80只鹅分成5组,在前4组每组分别在常规配合料中加入10％、15％、25％和35％的玉米秸秆粉,观察生长鹅对玉米秸秆的消化利用能力。第5组（处理35％组）除在配合料加入35的玉米秸秆粉外,还加入秸秆分解剂对添加的秸秆进行处理,观察其试验效果（数据见表1）。该程序可以把协方差分析的计算过程、中间数据、计算公式以及各数据、公式之间的关系分步列出,可使数据处理人员,能够全面地了解协方差处理数据的全过程。     

Composting of Cornstalks Used as Filtering Materials for the Pretreatment of Anaerobically Digested Centrate

This study investigated the performance of composting cornstalks after used as the filtering materials for the pretreatment of anaerobically digested manure centrate. Results show that cornstalks could effectively remove suspended solids and organic matter in digested centrate. Direct composting of the used cornstalks could be achieved. The composting temperature increased rapidly and maintained at the thermophilic phase for more than 10?days. During 28?days of composting, the used cornstalks could be mature as indicated by the matrix pH of 7.37, electrical conductivity of 1.13?mS/cm, and germination index of higher than 100%. During composting, the carbon/nitrogen ratio of the used cornstalks decreased from 16.81 to 13.62. Moreover, cellulose in the used cornstalks was degraded by approximately 35.4% during composting.     

秸秆对厨余垃圾堆肥臭气和渗滤液减排的影响

厨余垃圾单独堆肥会产生大量渗滤液及臭气物质,严重影响环境质量。该试验以玉米秸秆作为添加材料,按质量比（湿基）为1∶3添加到厨余垃圾中进行堆肥试验,并以厨余垃圾单独堆肥为对照,对比分析了2个堆肥处理的腐熟度变化、主要臭气物质及渗滤液的排放规律。研究结果表明：从温度、pH值、电导率（EC）、固相C/N和发芽率指数（GI）来看,添加秸秆的堆肥处理其腐熟度明显优于厨余垃圾单独堆肥处理,且添加秸秆后,可有效稀释厨余垃圾堆肥产品的盐分含量;2个堆肥处理的臭气物质浓度分析表明：添加秸秆的厨余堆肥处理NH3的平均排放浓度比厨余垃圾单独堆肥提高了3.3%,而甲硫醚、硫化氢和甲硫醇的平均排放浓度分别降低了62.3%,67.9%和49.6%;厨余垃圾单独堆肥过程中渗滤液的产生量占堆肥原料质量的32.6%（湿基）,添加秸秆的处理在堆肥过程中不产生渗滤液。因此,玉米秸秆在提高厨余垃圾堆肥腐熟度、控制渗滤液和臭气物质排放方面具有显著的促进作用。     

Effect of Woody Peat as an Additive on Maturity and Gaseous Emissions During Pig Manure Composting

Woody peat was used as an additive to compost with pig manure in 1.2 m³ composting reactors under aerobic conditions for a 77?days period to estimate the effect on the compost maturity and gaseous emissions (NH₃, N₂O, and CH₄). Pig manure was also composted with cornstalks (the traditional method) as a control treatment. The results showed that both cornstalks and woody peat composts reached the required maturity standard. Composting with woody peat as a bulking agent was found to reduced NH₃ emissions by 36% than the cornstalks amended treatment. Although CH₄ emission increased by adding woody peat, N₂O emission was considerably reduced, resulting in a slight decrease in total greenhouse gas emissions. More importantly, woody peat could reduce the losses of total carbon and total nitrogen, improve the compost quality as fertilizer.     

添加不同辅料对污泥堆肥腐熟度及气体排放的影响

选择玉米秸秆和木本泥炭两种辅料添加至脱水污泥中进行联合好氧堆肥,研究了秸秆和木本泥炭作为添加剂对污泥堆肥腐熟度和堆肥过程中气体排放(NH_3、CH_4和N_2O)的影响。两种辅料添加量均为初始物料的15%,堆肥在60 L的密闭反应器中共持续35 d。研究结果表明,秸秆作为添加剂与污泥联合堆肥,堆肥产品可以达到卫生标准和腐熟标准。添加秸秆处理整个堆肥过程中累积NH_3、CH_4和N_2O排放量分别为2.2、0.14和0.09 g/kg,NH_3和CH_4排放主要发生在堆肥的升温期和高温期,N_2O排放主要发生在堆肥的后腐熟阶段。添加木本泥炭作为添加剂不能成功启动堆肥,整个堆置过程中未检测到NH_3和CH_4排放,但是在堆肥前期有大量N_2O产生。对于添加秸秆的处理,CH_4、N_2O和NH_3对总温室气体排放的贡献率分别为45%,36%和19%,CH_4所占比重最高。     

油页岩半焦矿物组分分析及其与玉米秸秆混烧特性

利用程序升温热分析技术对不同混合比下油页岩半焦/玉米秸秆进行了热重燃烧试验,并对不同燃烧终温下的油页岩半焦进行了X射线衍射XRD(x-ray diffraction)试验。研究了汪清油页岩半焦与玉米秸秆在整个混烧过程中各燃烧组分的变化,考察了汪清油页岩半焦的矿物组分对其影响,采用基于固体分解动力学的TG(thermogravimetric)曲线模拟法得到了混样各阶段燃烧组分的变化曲线。结果表明汪清油页岩半焦矿物质的分解与聚合反应主要发生在873~1023 K;混样的主燃烧阶段包含4个阶段,玉米秸秆的掺入有效促进了混样中挥发分的析出燃烧,并促使矿物质碳酸盐的分解向低温区迁移,而反应级数的改变可以作为各阶段燃烧组分变化的表征。研究结果可为油页岩半焦燃烧的工业化利用提供理论技术支持。     

Decomposition in soil of specifically 14C-labeled model and cornstalk lignins and coniferyl alcohol over two years as influenced by drying,rewetting, and additions of an available C substrate

Losses of 2-side chain and ring-carbons of coniferyl alcohol units in model and cornstalk lignins were about 22, 33 and 40% after 6, 12 and 24 months incubation in a neutral sandy loam top soil. Comparable values for the O¹⁴CH₃ carbons were 46, 66 and 69%, respectively. The free coniferyl alcohols decomposed more rapidly during the first 6–9 months and C loss values for the ring- and 2-side chain carbons were about 47% at 6 months and 58% at 2 yr. Loss of the OCH₃ C was about 61% at 6 months and 72% at 2 yr. The addition of ground cornstalks at 0, 6, 12 and 18 months did not influence the total amount of ¹⁴C evolved from any of the treatments. During the first week after the fresh cornstalk additions at 6 months the amount of ¹⁴C evolved was increased from about 0.3% to 0.8% of the applied activity. After 1 month, however, losses from the controls were the same as for the supplemental treatments.     

碳氮比对鸡粪堆肥腐熟度和臭气排放的影响

为确定鸡粪堆肥最优碳氮比（C/N比），该研究以新鲜鸡粪为堆肥原料，添加玉米秸秆调节初始C/N比为14、18和22进行好氧堆肥，研究不同C/N比对鸡粪堆肥腐熟度和臭气排放（NH3和H2S）的影响。结果表明：C/N比为14的处理堆肥产品未腐熟，C/N比为18和22的处理均达到腐熟。C/N比为18的处理NH3累积排放量和总氮（TN）损失率最高；C/N比为18～22时，C/N比越高，NH3累积排放量和TN损失率越低。C/N比为14的处理H2S累积排放量和总硫（TS）损失率最高；C/N比为18和22的两个处理，H2S累积排放量显著降低，且无显著差异。此外，C/N比为18处理的微生物群落多样性在整个堆肥过程中显著高于C/N比为14和22处理。堆肥的理化指标、臭气排放与微生物群落之间的相关性分析表明，高温、高pH和缺氧环境会增加Firmicutes丰度，进而促进NH3和H2S的排放，相反地，低温、低pH和氧气充足的环境更有利于Actinobacteria增殖，有利于减少NH3和H2S的排放。综合考虑堆肥产品腐熟度和臭气减排效果，建议低C/N比鸡粪堆肥的初始C/N比为18～22。当秸秆资源不足时，建议初始C/N比为18；秸秆资源充足时，建议初始C/N比为22。     

仿蜻蜓膜翅有限元模型静力学分析

蜻蜓飞行能力高超,其膜翅具有超强抵御负载能力,为了理解和向生物系统学习进而进行技术创新,该文以蜻蜓膜翅为研究对象,以研究蜻蜓膜翅仿生模型的静力学特性为目标,采用ANSYS有限元模拟软件对蜻蜓膜翅有限元模型进行分析,在模型中采用二节点管单元Pipe20模拟翅脉,四节点壳单元Shell43模拟翅膜。对蜻蜓膜翅有限元模型进行结构静力学分析,考察了模型在均布载荷、弯矩、扭矩作用下的变形和应力、应变情况。结果显示,蜻蜓膜翅模型在均布载荷、弯矩、扭矩作用下只发生了整体变形,且变形较小,说明蜻蜓膜翅在主翅脉与支翅脉的交界处变形一致,具有优越的整体性能。通过仿蜻蜓膜翅结构模型的建立以及对蜻蜓膜翅结构和功能相关性的分析,为设计具有较好承载能力的薄膜材料提供了新的思路。     

蓝莓采收机高通过性自行走装置设计及性能研究

针对国内蓝莓采收面临的难题,对蓝莓采收机自行走装置进行设计,该装置由液压驱动,采用框架式结构,由行走车架、发动机、液压执行元件、驾驶区等组成,对车架进行满载弯曲和扭转工况有限元仿真,确定车架强度满足力学性能要求,具有良好载荷配比及抗扭能力。对整机行走、转弯及升降性能分析,确保整机操纵轻便。该装置配置采收系统,对整机上下坡、横坡行驶及横向滑移稳定性分析,获得整机极限翻倾角及不同路面横向滑移角度范围。对样机进行试制及田间试验,试验结果与理论分析基本一致,整机行驶性能良好,最大行驶速度为11km/h,最小转弯半径为3 160 mm,适用果树高度1.1～2.0 m;整机作业稳定性强,上下坡及横向行驶翻倾角分别为51°、50°及44°,横向极限滑移角为40°;自行走装置与采收系统匹配性良好,采收效率为6.95 kg/min,果树重度损伤率为3.5%。     

甜菊不同层次叶片叶绿体超微结构观察及其糖苷含量变化

甜菊Stevia rebaudiana Bertoni不同层次叶片叶绿体超微结构的观察及其糖苷含量的测定表明:在上层幼嫩叶片中,叶绿体小,类囊体膜较简单,基粒片层和基质片层数量少,糖苷含量居中。在中层成叶的叶片中,叶绿体大,类囊体膜复杂,基粒片层多,基质片层密集,在基质中出现“淀粉区”结构,糖苷含量最高。在下层衰老的叶片中,叶绿体趋于解体,类囊体膜退化,糖苷含量最低。上述结构与功能密切相关,说明甜菊在现蕾期,中层叶最多,且糖苷含量也最高,是收获的最适时期。