稻秸生物水解的影响因子

生物水解是利用秸秆制取气态或液态生物质能产品的重要步骤,而提高秸秆水解率与速率是秸秆生物气化或液化的关键技术之一.为进一步提高秸秆水解率,本试验以稻秸为材料,探讨了添加麸皮、无机营养盐、表面活性剂及调节初始pH值对毛头鬼伞菌(Coprinus comatus)水解稻秸速率的影响.结果表明:添加麸皮和营养盐的处理与未添加...     

稻秸中吡虫啉和三环唑的降解动态及其残留

水稻秸秆饲料化利用是水稻秸秆综合开发利用的重要途径之一,但水稻秸秆中的农药残留可能会影响动物饲喂安全。吡虫啉和三环唑是水稻生产中广泛应用的杀虫剂和杀菌剂。本研究选用南粳5055和镇稻10号的水稻秸秆为试验材料,利用乙腈提取水稻秸秆中的吡虫啉和三环唑,经ENVI-18小柱和分散固相吸附剂PSA净化,采用高效液相色谱法分析,检测水稻秸秆中的农药残留量及其变化趋势,为水稻秸秆饲料化利用的安全性提供依据。结果表明,吡虫啉和三环唑的添加回收率为88.36%~119.98%,变异系数为1.83%~12.38%,吡虫啉和三环唑的最小检出量分别为1.00×10-9g和1.25×10-10g。吡虫啉在南粳5055和镇稻10号中的半衰期分别为2.082 d和1.905 d,三环唑在南粳5055和镇稻10号的半衰期分别为6.086 d和5.660 d。吡虫啉喷施30 d后,残留量小于0.307 0 mg/kg,三环唑喷施35 d后,残留量小于0.056 1 mg/kg,供试水稻秸秆可安全用作饲料。     

稻秸水热炭化的多轮沉积反应

以稻草为原料,通过FT-IR(傅里叶变换-红外光谱)、XRD(X射线衍射)、元素分析等研究225~300 ℃温度条件下稻草水热炭化过程。结果表明,40 min以内为稻秸主要的失重阶段,伴随可溶性化合物的大量溶出和半纤维素的破坏,炭产物中C含量升高,表面OH、C-O-C官能团的IR吸收峰强度在短时增加后逐渐降低。在随后的反应中,水热炭的产率、表面主要官能团IR吸收峰强度及O/C随着反应进程呈现周期性的起伏变化,说明稻秸水热炭化具有多轮沉积反应的特点,即在发生聚合、芳构化反应的同时通常会伴随新一轮水解、裂解反应的发生,产生足够的可溶性底物时,又诱发新一轮的聚合沉积反应。整个反应过程中,较高的反应温度有利于加快水热炭化进程,但会导致炭产物产率降低和表面含氧官能团不同程度的损失。     

不同稻秸还田方式对小麦出苗分蘖及产量的影响

为有效提高小麦生产水平,对不同稻秸还田方式对小麦出苗分蘖及产量的影响进行了比较研究。结果表明,15cm以上深耕翻埋秸秆的处理效果最好,播种后不旋耕直接开沟覆泥对提高小麦出苗率和出苗均匀度较为有利,增穗增产效果显著。     

底物浓度和接种率对稻秸沼气启动的影响

采用室内模拟方法,在35℃恒温条件下,研究底物浓度和接种率对稻秸沼气发酵启动的影响.结果表明,纯稻秸厌氧发酵时必须加大接种量.与TS为12%和20%的处理相比,TS浓度为16%产气速度为最佳,其产气启动快,发酵第7d即达产气高峰,且甲烷含量达50%的时间分别提前了4d(TS12%)和1d(TS20%),前20 d的平均...     

稻秸全量还田方式下小麦苗期低温的生理响应及其抗寒性分析

[目的]探讨苗期低温胁迫下不同稻秸全量还田方式对小麦植株生长和生理指标的影响,明确不同稻秸全量还田方式下小麦的抗寒性生理机制及适宜的稻秸还田方式.[方法]采用盆栽方法,以扬麦13为试验材料,设稻秸不还田(CK)、均匀覆盖还田、宽行覆草、浅旋还田和翻耕还田5种还田方式,以低温培养箱进行-3、-6和-9℃3种低温处理,低温胁迫结束后5d调查各处理的冻害情况,并取样测定相关生理指标.[结果]随着温度的降低,各处理小麦植株由叶尖萎蔫变黄的2、3级冻害加重至叶片全枯的4级冻害,甚至出现大部分分蘖冻死的5级冻害.小麦叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)活性随着低温胁迫的加重呈下降趋势,丙二醛(MDA)含量显著增加(P<0.05,下同),叶片中游离脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖等细胞保护物质含量则呈上升趋势,表现出对低温逆境的适应性.同一低温胁迫下,与CK相比,覆盖还田和浅旋还田显著增加了小麦的冻害指数和叶片中MDA含量,降低了SOD活性,减少了可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量,但宽行覆草和翻耕还田下小麦的受冻程度和叶片生理指标与CK均无显著差异(P>0.05).相关性分析结果表明,叶片较高的SOD活性、可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量及较低的MDA含量可减缓低温胁迫对小麦植株的危害.[结论]宽行覆草和翻耕还田有利于提高稻秸全量还田小麦的抗寒性,是较适宜的稻秸还田方式.     

稻麦连作模式下稻秸不同还田方式和还田量对小麦的影响

合理利用农作物秸秆问题直接关系到土壤肥力、水土保持、生态环境的维护、可再生资源的利用以及生产安全等可持续发展问题。该研究设深旋还田、浅旋还田、留高茬还田、覆盖还田4种方式进行稻秸还田方式和不同稻秸还田量的试验,结果表明:相同稻秸还田量水平下,有效积温和光照时数表现为不还田>半量还田>全量还田。不同稻秸还田方式相互比较,拔节期、孕穗期、抽穗期和成熟期的群体干物重均表现为深旋还田>浅旋还田>覆盖还田>留高茬还田。不同稻秸还田方式各生育阶段的群众干物质积累量除拔节期至孕穗期外,表现为深旋还田>浅旋还田>覆盖还田>留高茬还田。     

不同还田量及还田方式下稻秸淋洗对小麦苗期生长发育的影响

连年稻秸还田易对小麦产生化感作用,为探索能减缓化感负效应并适宜小麦生长的秸秆还田方式和秸秆还田量,试验以宁麦13为材料,研究不同秸秆还田量(4. 5、9、18 t/hm~2)、不同还田方式(混施和表施处理)及覆盖稻秸后模拟降水(秸秆淋洗)对小麦苗期生长发育的影响。结果表明:与对照相比,秸秆还田降低了小麦出苗率,但差异不显著(P> 0. 05)。表施秸秆淋洗处理,小麦分蘖受到显著抑制(P <0. 05);随着秸秆施用量的增加,小麦生长明显受到抑制,且混施处理比表施处理对小麦的生长抑制作用更强;较表施处理,中高量混施处理显著提高了小麦植株POD活性(P <0. 05);淋洗显著降低了小麦脯氨酸含量(P <0. 05)。综上,表施适宜的秸秆量对小麦生长的影响较小。     

Cd污染土壤对3种稻秸原位降解菌剂降解效果的影响

研究了纯培养条件和土壤Cd污染条件下3种秸秆原位降解菌剂ZZMZ1、ZZMZ2、ZZMZ3对秸秆的降解效果。结果表明,3种秸秆原位降解菌剂对重金属离子Cd^2＋、Zn^2＋、Ni^2＋和Cu^2＋抗性不同,ZZMZ3菌剂中的菌株J-1211和J-1212对Cd2＋抗性最大,均为45 mg/L;ZZMZ3菌剂对其它重金属离子抗性也高于ZZMZ1和ZZMZ2。在纯培养试验中,ZZMZ1、ZZMZ2、ZZMZ3秸秆原位降解菌剂腐解稻草秸秆的能力相似,培养90 d对稻秸纤维素和半纤维素的降解率均在70%以上。而在Cd污染的土壤中,ZZMZ3秸秆原位降解菌剂对稻秸的降解效果好于菌剂ZZMZ2和ZZMZ1;ZZMZ3菌剂降解稻秸60 d时,稻秸颜色变黑,植物组织明显腐烂,纤维素降解率高达87.57%。     

稻草青贮乳酸菌菌种的筛选

从贵阳及周边地区采集试验样品100份,利用MRS培养基进行培养,分离出乳酸菌菌株。经过低pH耐性试验、耐碱性试验、形态特征鉴定、培养特征鉴定和生化特征鉴定,对分离的乳酸菌菌株进行筛选,从100份样品中共筛选出乳酸菌菌株39株。通过添加乳酸菌菌株的稻草青贮试验,对稻草青贮饲料的含水量、中性洗涤纤维（NDF）、粗蛋白（CP）、酸性洗涤纤维（ADF）、pH值进行试验分析。结果表明,63号菌株能显著提高稻草青贮饲料的品质,是一种优质的乳酸菌添加剂。     

鲜稻秆青贮收获工艺试验研究

针对鲜稻秆切碎袋贮、整株打捆袋贮、整株打捆窖贮收获工艺,从青贮质量(青贮成分)、青贮成本、收获效率等方面对3种稻秆青贮收获工艺进行了分析。结果表明,整株打捆窖贮收获工艺在有青贮窖的地方可行,整株打捆袋贮青贮收获工艺在我国农村更具可行性。     

稻草秸秆力学特性研究

为进一步开发利用稻草秸秆资源,在万能试验机上对干稻草秸秆的压缩、剪切、弯曲力学特性进行了试验研究,用数理统计的方法分析得出了稻草秸秆力学指标与湿度的多元线性回归方程。     

稻草饲料采食量与纤维物质瘤胃内消化的关联

用3头装有瘤胃瘘管的绵羊,研究了稻草饲料采食量与瘤胃内纤维质消化的关联。窟胃内纤维质的消化用半体内法(尼龙小包技术)测定,以可消化含量(PED)、PED的消化速度常数(kd)、消化迟延时间(LT)以及通过速度常数(kp)等指标进行了描述。稻草饲料采食量与细胞壁成分或酸性洗涤纤维的PED或kd均无显著相关,而与两者之积(PED×kd)和kp有显著相关。作者动态地结合PED,kd,kp三者,用下式描述了瘤胃内纤维质的消失:[PED/(kd+kp)+(100-PED)/kp],并把此式求得之值命名为饲料纤维质的瘤胃滞留系数。稻草饲料的采食量与细胞壁成分的瘤胃滞留系数有极显著的负相关(r=-0.90***)。这些结果意着味,通过改善瘤胃内纤维质的消化和通过加快瘤胃内饲料残渣的排空,将能提高稻草饲料的采食量。     

不同复种制下秸秆还田对水稻生产能力的影响

对3种复种制度(稻–稻–肥(紫云英)、稻–稻–油(油菜)、稻–稻–闲(冬闲))下秸秆还田对水稻生产能力的影响进行研究。结果表明：冬作秸秆还田条件下，早稻产量以稻–稻–肥处理最高，稻–稻–油处理居中，两者分别比稻–稻–闲处理高3.1%和1.8%；冬作秸秆与早稻秸秆还田使晚稻显著增产，稻–稻–肥与稻–稻–油处理比稻–稻–闲处理分别增产15.4%和11.0%；秸秆还田使水稻增产的主要原因是显著提高了叶面积、干物质积累量、有效穗数、每穗粒数和粒叶比，不同冬作秸秆还田的增产效应有差异，绿肥(紫云英)效果好于油菜秸秆，且2种秸秆对增加早稻干物质积累的作用机制具有明显差异，绿肥主要增加孕穗前的干物质积累，而油菜秸秆主要增加齐穗后的干物质积累。     

一株地衣芽孢杆菌对稻草降解作用的研究

通过测定发酵过程中发酵液的纤维素酶活、半纤维素酶活、可溶性总糖和还原糖浓度以及底物残渣重、残渣结晶度、傅立叶红外光谱和表面结构的变化来研究地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)对稻草的降解作用.研究发现,在发酵过程中地衣芽孢杆菌菌体产酶过程也就是木质纤维素的降解糖化过程.上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在发酵进行到第12 h和48 h时达到最高峰.总糖含量于第4 h达到最高值,然后下降到一定程度后保持恒定还原糖含量随发酵进行不断下降,达到一定值后保持恒定.该菌株对稻草长达5 d的降解过程中结晶度未发生明显变化.底物残渣傅立叶红外光谱分析表明,此菌株对稻草中各组分都有一定降解.稻草中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为14.91%、6.61%和1.42%.利用扫描电镜对底物残渣表面结构进行观察,可看到该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使其发生严重皱缩.     

秸秆还田对水稻生育期间土壤溶液中养分变化的影响

水稻秸秆还田可以减少环境污染、培肥土壤,是未来水稻生产的发展趋势。试验设置水稻秸秆还田和不还田两个处理,研究了水稻生育期内土壤溶液中的无机氮(NH4+-N和NO3--N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的含量变化。结果表明,秸秆还田使土壤溶液中铵态氮(NH4+-N)含量增加,而对硝态氮(NO3--N)含量的影响则是前期两个处理含量相近,而后期秸秆还田处理降低了土壤溶液中硝态氮(NO3--N)含量。秸秆的施入降低了水稻生育前期土壤溶液中磷的浓度,而随着生育期的推进,秸秆还田处理中磷的含量逐渐增加,并超过不还田处理中的含量。土壤溶液中钾的含量因秸秆施入变化最为明显,在整个生育期内,始终表现为秸秆还田处理高于不还田处理。     

利用水稻秸秆制作可完全降解的生物质板材

以水稻秸秆为原料, 不加任何胶粘剂等化学合成剂,研制成一种可自然降解的新型绿色环保材料—生物质板材,以取代现有的一部分木制品和塑料制品。将收获晒干的水稻秸秆粉碎成碎片泡入清水中,然后在室温条件下静置96 h,再利用磨解机将碎片进行纤维解离。而后利用热压成型方法制成生物质板材。最后通过拉伸试验,测定生物质板材的机械性能。试验结果表明,所制作的生物质板材的拉伸破坏强度范围是2.37~9.90 MPa。因此,利用水稻秸秆,通过上述的制作工艺过程可以制作出可完全降解的生物质板材。该板材的强度和可自然降解等特性,使其在农业、包装、保温等方面有很好的应用前景。