无醛无毒防火秸秆人造板的制备与性能试验

针对目前市场秸秆人造板物理机械性能差,不能完全解决甲醛含量等问题,该研究采用Mg SO4、Mg CO3、活性硅和ALSi O4等做成无机胶凝材料,采用豆胶与改性异氰酸酯(diphenylmethane diisocyanate,MDI)制成有机胶凝材料,无机胶凝材料与有机胶凝材料混合制成胶黏剂。秸秆物料热重分析和秸秆板显微结构观察表明,胶黏剂对提高秸秆板的性能指标具有显著影响。通过五因素四水平L16(45)正交试验优化秸秆人造板的热压工艺,获得最佳工艺条件为:无机胶凝材料与有机胶凝材料质量比为4:1,胶黏剂添加量与秸秆物料质量比为0.65:0.35(固体有效成分在秸秆人造板中质量分数为35%),热压时间3 min,热压温度为100~120℃,热压压力80 MPa。试验研究表明:热压压力、胶黏剂中无机胶凝材料的比例和胶黏剂添加量是影响秸秆板性能的重要因素,最佳工艺组合下生产的秸秆板各项指标均达到中密度纤维板的国家标准,该研究对中国秸秆资源的开发利用和人造板的生产具有重要的参考意义。     

魔芋粉-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的性能及其胶合机理

为了提高魔芋粉的利用价值,开发环境友好型木材胶黏剂,以魔芋葡甘聚糖、壳聚糖为胶黏剂主料,添加聚乙烯醇制备三元共混胶黏剂。通过差示扫描量热法（DSC）,分析共混胶的热特性,确定了热压温度参数;采用正交试验法,探讨热压工艺参数对胶合板强度的影响,并进一步对比了二元共混胶和三元共混胶的强度;通过红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）进行了微观结构分析。结果表明：在热压温度130℃,热压时间15 min,压力4 MPa,胶存放时间24 h的条件下,用该胶黏剂压制的胶合板,干湿状胶合强度最大;FTIR分析发现3种高分子之间存在着氢键等强烈的相互作用;SEM分析表明三元共混胶黏剂中存在网状结构,使胶合强度得到提高。研究结果为加速环保木材胶黏剂研发进程和完善加工工艺条件提供了科学依据。     

秸秆炭基肥料挤压造粒成型优化及主要性能

炭基肥料是以生物炭为基质与其他肥料复合而成的新型肥料,能有效提高土壤的肥力和透气能力,同时具有对肥料的缓释效果等。为了炭基肥料成型工艺优化及工业化生产,该文以复混肥料的国家标准为参考,尿素、过磷酸钙、磷酸氢二铵、氯化钾作为提供氮磷钾元素的基础肥料,并以秸秆炭为基质,着重讨论了成型前加水量、有无添加胶黏剂和成型前物料粒度对炭基肥料成型的影响。研究成型炭基肥料的较佳工艺为基础肥料质量分数占70.36%,总养分的质量分数为28%,其中N:P2O5:K2O养分质量比为10:8:10,秸秆炭质量分数16.64%,不加研磨,配以13%的水,搅拌均匀常温造粒成型;并对在此条件下成型后的炭基肥料养分含量、含水率、溶水性、强度、pH值和对土壤化学性质的影响等性能进行表征,指标如下:氮质量分数为10.07%,水溶性磷质量分数5.47%,有效磷质量分数8.38%,水溶性磷占有效磷65.27%,钾质量分数10.45%,水分质量分数3.24%,机械强度85%以上,pH值为6.41。实测结果符合国家相应标准,工艺设计简单可行,进而为炭基肥料的工业生产提供参考。     

不同生物质材料对蕉园土壤有机质组成的影响

为探究不同生物质材料对蕉园土壤有机质及组成的影响,以木炭、椰壳炭、椰糠炭和与椰糠炭等碳量的椰糠为材料,分别以质量分数为2%和4%的用量加入土壤中,于室内常温培养并保持土壤含水量不变。在第15、30、60、90、120和180 d采集土壤,分析不同生物质材料对土壤有机质、胡敏酸、富里酸和土壤胡敏酸/富里酸的影响。结果表明:添加木炭、椰壳炭、椰糠炭和椰糠均能提高土壤有机质含量,并随添加量的增加而升高;添加木炭、椰壳炭、椰糠炭和椰糠均能加速土壤有机质的分解,添加椰壳炭对土壤有机质分解的影响相对较小。椰糠的添加主要是同时增加了土壤胡敏酸和富里酸碳含量,生物炭(木炭、椰壳炭和椰糠炭)的添加主要是影响了土壤胡敏酸与富里酸的相互转化。     

农林废弃物田间曝氧水-火联动制炭设备及技术研究

生物炭具备固碳减排、提升地力、修复污染土壤等功效,但其推广应用面临着成本过高的难题。为降低其生产(设备与场地的运维费用)和使用成本(原料与炭品的运输费用),该文研发田间制炭技术,将生物质就地转化为生物炭。通过水-火联动技术,可在田间曝氧环境下制备得到生物炭。研究表明,原材料特性决定着成炭的操作工艺;其中,竹柳采用单向引燃、槽面喷水控温、通孔喷雾成炭的方式进行,棉秆采用单向引燃与控温、喷水横切炭体、喷雾成炭的方式进行,芦苇采用多位点引燃、槽面和通孔同时控温、逐层分区喷雾成炭的方式进行。采用该技术制备的生物炭表现出了较好的均质性,成炭率在30%左右;同时保存了较多的营养元素,如碳质量分数介于43.49%～60.30%、氮质量分数介于0.52%～0.86%;具有丰富的表面官能团,如羧基含量介于0.98～1.09mol/kg、酚羟基含量介于0.53～0.59mol/kg;具有较大的比表面积,介于16.0～262.2 m2/g。竹柳、棉秆和芦苇在成炭过程中产生的烟气经尾气处理系统处理后(PM 2.5(56、66、68μg/m3)、PM 10(100、114、128μg/m3))均达到排放标准。该文提供的田间制炭技术操作简单、成本低且效率高。实践表明,农民在自家田里可制炭达1 t/(d·人),成本仅需162.5元/t。该文研究结果可为生物炭的推广应用提供参考。     

生物炭对东北黑土持水特性的影响

为探究生物炭对东北黑土持水特性的影响,系统研究3种添加比例(2%、5%、10%)、3种粒径(0.25、0.5、1 mm)的杨木炭和竹炭对3种质地东北黑土(壤土、砂壤土、砂土)田间持水量和含水率的影响规律,构建添加生物炭黑土的水分特征曲线,并采用Van-Genuchten和Broods-Corey模型进行拟合。结果表明:生物炭能显著提高不同质地东北黑土的持水能力,黑土的田间持水量与生物炭的添加比例呈显著正相关,而与生物炭的粒径呈负相关,0.5 mm和1 mm粒径的生物炭对黑土田间持水量的影响差异不显著,杨木炭显著优于竹炭,0.25 mm、10%添加比例的杨木炭对东北黑土持水能力的提高效果最优,壤土、砂壤土、砂土3种质地黑土的田间持水量和饱和含水率分别可提高64.97%、66.42%、69.39%和47.60%、38.93%、31.18%;Van-Genuchten模型能更精确的模拟添加生物炭黑土的水分特征曲线,最佳离心时间为100 min,三次函数曲线能够较好的拟合添加生物炭黑土的体积含水率与离心吸力之间的多元动态关系,为生物炭对各种质地东北黑土水分运动规律的深入研究提供理论依据。     

相同碳氮比有机物料对烤烟生长发育及碳氮代谢的影响

烤烟碳氮代谢是重要的代谢过程,有机物料是作物所需养分的重要来源,直接影响烤烟的碳氮循环.通过盆栽试验,将玉米秸秆、猪粪和生物炭调节碳氮比为25∶1,分析不同有机物料在相同碳氮比下,对烤烟和植烟土壤主要碳氮组分和酶活性的影响.结果表明:添加生物炭与猪粪,能够显著提高烤烟的农艺性状,添加玉米秸秆,则会降低烤烟的农艺性状.添加生物炭能够显著增强烟叶碳氮关键酶活性;其中,硝酸还原酶活性、淀粉酶活性和转化酶活性最大分别达到33.3μg/(g·h)、14.42 mg/(g·min)和5.08 mg/(g·h).与对照(不施有机物料)相比,添加有机物料能够显著增加烟叶氮、磷、钾质量分数.植烟土壤添加猪粪,可以提高土壤脲酶活性(最大值1.78 mg/kg),但土壤蔗糖酶活性却基本不受有机物料种类的影响;同时,有机物料能够显著增加土壤有机质质量分数,土壤氮质量分数显著提升.特别是猪粪处理中,土壤全氮和碱解氮质量分数显著高于其他处理.有机物料的施用,促进土壤硝化作用,提高硝态氮质量分数.因此,添加生物炭能够提高烤烟碳氮代谢,协调烟叶化学成分,提高烤烟品质;添加猪粪更有利于提高土壤活性营养元素质量分数.     

玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂性能及胶合机理

为提高大豆蛋白胶黏剂的胶合强度,开发环境友好型木材用生物质胶黏剂,采用玄武岩纤维(basalt fiber,BF)作为增强改性剂,成功制备了胶接性能优良的玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂(basalt fiber/soybean protein isolate adhesive,BF/SPIA),并对BF/SPI的胶接强度、流变特性、化学基团及形态结构进行了分析。研究结果表明:随着玄武岩纤维用量的逐步提高,改性大豆蛋白胶黏剂的力学强度呈先增加后下降的趋势。当BF质量分数为5%时,BF/SPIA干、湿状胶接强度分别达2.15和0.92 MPa。流变特性测试结果表明BF/SPI胶黏剂的剪切模量有所增加;傅里叶红外光谱(fourier infrared spectrum,FTIR)显示出改性大豆蛋白胶黏剂中亲水基团降低,Si—O键特征峰明显,BF与大豆蛋白分子间相互作用,形成新的复合结构;扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)图谱印证了BF与SPAI两相体系融合性良好,且固化胶接界面较为致密。中试试验结果进一步表明玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂具有良好的稳定性,其湿状胶接强度可高达1.05 MPa,木材压缩率仅14.92%,实用性较强。该研究可为改性大豆蛋白胶黏剂的工业化应用及推动环保木材胶黏剂的应用进程提供理论参考。     

玉米秸秆炭和典型农业废弃物混合成型与燃烧特性试验

以玉米秸秆炭和玉米秸秆、苹果枝、沼渣、菌渣为原料,在成型压力为6 MPa的条件下,研究了不同混配比例混合燃料的成型特性,并在此基础上探讨了特定混配比例下的混合样品燃烧特性。研究结果表明:农业废弃物质量分数、种类对混合成型燃料稳定性均有影响,农业废弃物占70%比例时混合成型燃料的抗跌碎强度均大于99.50%;玉米秸秆对成型燃料的稳定性影响最为明显,其质量分数大于30%时,成型燃料抗跌碎强度达到99.68%以上,而沼渣和菌渣质量分数大于50%时,其成型燃料的抗跌碎强度分别超过99.11%和99.71%;苹果枝质量分数大于60%,其成型燃料抗跌碎强度超过99.34%;4种成型燃料的能量密度与原料相比分别提高14.93、11.36、11.74、14.53 GJ/m~3;堆积密度分别提高792.99、596.92、605.63、820.12 kg/m~3。该研究为农业废弃物新型成型燃料的开发提供了基础支撑。     

适量木炭粉改善环氧树脂复合材料热/力学性能

为了充分利用木材炭化物,扩大其在复合材料等方面的应用范围,该文采用炭化后的木粉(木炭粉)和环氧树脂,通过模压工艺制备了木炭/环氧树脂复合材料。借助扫描电镜、万能材料试验机、动态热机械分析仪和维卡软化点测量仪等研究木炭粉质量分数对木炭/环氧树脂复合材料弯曲性能、冲击强度、动态力学性能以及耐热性的影响。在环氧树脂中,环氧树脂、反应性稀释剂和固化剂质量比为3∶2∶5;在木炭/环氧树脂复合材料中,木炭粉质量分数分别为0,5%,10%,20%,30%和40%。复合材料固化温度和时间分别设定为100℃和3 h。结果表明,添加木炭粉能有效增强环氧树脂力学性能:与纯环氧树脂相比,弯曲强度和冲击强度最高增加了278%和135%。动态力学性能结果证实随着木炭粉质量分数的增加,复合材料的储能模量和玻璃化转变温度(Tg)也逐渐增加。此外当木炭粉质量分数从0增加到40%时,复合材料的耐热性逐渐提高;维卡软化点从81.2℃提高到274℃。研究结果为,当木炭粉质量分数在10%时,环氧树脂/木炭复合材料具有较佳的力学性能和较好的耐热性能,为木炭在复合材料领域中的应用提供有益的借鉴。     

低氧烟道环境制备污泥活性炭

为降低污泥制备活性炭的成本,以高温低氧烟道气为媒介,研究了活化时间、温度、蒸气含量以及氧含量对污泥活性炭性能的影响规律,结果表明：活化温度、活化时间及水蒸气流量的最佳值分别为800°C、90 min和34.8%,该条件下污泥活性炭比表面积、产率、甲基橙及亚甲基蓝吸附值分别为：246.3 m2/g、46%、14.8 mg/g、18.1 mg/g。因而,高温低氧烟气直接用于物理活化法制备污泥活性炭,活化气量（水蒸汽）不够,产品活性炭的性能差,活化温度高达800°C,运行成本仍偏高。将湿污泥用ZnCl2按1∶1浸渍16 h后活化炭化,在活化温度、活化时间、氧含量分别为550°C、90 min、2%时,污泥活性炭的产率为59%,其比表面积和亚甲基蓝吸附值分别达516.1 m2/g和129.8 mg/g,孔体积为0.29 cm3/g,微孔体积为0.16 cm3/g,平均孔径为3.95 nm,性能较好。氧气能促进活性炭微孔的形成与发展,最佳的氧含量为2%~4%。与无氧条件下制备的污泥活性炭相比,氧含量为4%时制得的污泥活性炭的比表面积增加了6.82%,亚甲基蓝吸附值提高了2.75倍。该研究表明：高温烟气作为热源、保护气和活化气,结合化学活化法,可将脱水湿污泥直接制成污泥活性炭。该结果可为低成本制备污泥活性炭、实现污泥处理的资源化利用提供一定的参考。     

黄泛沙地不同林龄杨树人工林土壤团聚体及有机碳特征

为明确黄泛沙地不同林龄杨树人工林对土壤团聚体及有机碳的影响,以山东省国有东明林场3 a,5 a,8 a,10 a生杨树人工林土壤为研究对象,采用野外取样、室内试验与湿筛法分析了土壤团聚体组成与稳定性,并分析土壤有机碳含量与储量的变化特征。结果表明:(1)不同林龄杨树人工林团聚体分布均以大团聚体(>0.25 mm)为主,在表层土层(0—20 cm)中,随林龄的增加,大团聚体含量呈先显著降低后增加再略减的趋势; 而在20—40 cm土层中,土壤大团聚体含量为5 a>8 a>3 a>10 a; 在40—60 cm土层无显著差异;(2)在0—20 cm土层中,有机碳含量表现为3 a>5 a>10 a>8 a; 在20—60 cm土层,呈先增后减的趋势,且无显著差异。土壤稳定性与团聚体的形成和有机碳密切相关,有机碳含量与GMD值呈极显著正相关关系;(3)不同林龄杨树人工林有机碳储量均呈现一定程度表聚性,在0—20 cm各林龄碳储量占总碳储量的59.17%～74.26%。在3 a到5 a阶段由于土壤淋溶作用,可能导致有机碳储量发生转移,从表层土层(0—20 cm)向底层土层(20—60 cm)转移,而在8 a到10 a阶段,有机碳储量从底层土层向表层土层发生转移。研究结果为揭示黄泛沙地杨树人工林土壤团聚结构形成与有机碳提升提供了参考。     

魔芋粉-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的结构表征

为了拓宽魔芋粉的应用领域,开发环境友好型木材胶黏剂,在前期研究基础上,笔者进一步探讨了胶黏剂的胶合机理和工业化的可行性：通过红外光谱(FTIR)对共混胶的分子间的相互作用以及胶接界面进行了微观结构分析;借助X-射线衍射(XRD)辅助探讨了葡甘聚糖(KGM)、壳聚糖(CA)、聚乙烯醇(PVA)3种纯物质和三元共混胶黏剂的微观结构中官能团的变化;同时利用原子力显微镜(AFM)直观的观察分析胶膜结构,揭示了三元共混胶黏剂的胶合机理;经过成本估算并与市售胶黏剂比较,对其应用于工业生产进行了可行性分析。结果表明：FTIR和XRD分析发现3种高分子之间存在着氢键等强烈的相互作用,并且发现胶黏剂中的活性基团与杨木中的纤维素和半纤维素上的羟基发生了作用,从而得到胶黏剂与界面之间也有强烈作用;AFM分析表明通过PVA的加入,明显改善了以前的双螺旋结构,因此也有效地提高了耐水性能;前景分析表明该胶具有易于形成工业化生产的特点,其制备工艺与白乳胶相似,能够适应白乳胶的生产设备。以上研究结果为探索生物质环保胶黏剂提供了参考。     

配施味精废浆促进杨树生长提高土壤活性有机碳及碳库管理指数

为探讨味精废浆改良林地土壤的生物学效应以及确定化肥与味精废浆配施的合适比例,以欧美I-107杨为试材,通过连续4 a的大田试验,研究了CK(对照,不施肥)、N100(尿素提供100%的氮)、M_(10)N_(90)(味精废浆和尿素分别提供10%与90%的氮)、M_(30)N_(70)(味精废浆和尿素分别提供30%与70%的氮)与M50N50(味精废浆和尿素各提供50%的氮)等处理对杨树林地土壤总有机碳、活性有机碳组分与其有效率、碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)及林木生长的影响。结果表明:同N100处理相比,M_(10)N_(90)、M_(30)N_(70)和M_(50)N_(50)处理的总有机碳含量均显著升高,其中M50N50处理明显高于其他处理;M_(30)N_(70)处理的活性有机碳(active organic carbon,AOC)、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)含量及其有效率均达最高值,其中AOC质量分数分别较CK、N100、M_(10)N_(90)和M50N50处理显著高出43.58%、59.35%、20.71%和9.65%,DOC质量分数分别显著高出62.71%、52.38%、28.00%和14.29%;同时,M_(30)N_(70)处理的CPMI达到192.56,分别比N100、M_(10)N_(90)和M_(50)N_(50)处理明显提高89.45、43.58和30.86。此外,M_(30)N_(70)处理的胸径、树高和材积平均生长率分别为23.40%、21.62%和45.05%,亦明显高于其他处理。与M_(30)N_(70)处理相比,M_(10)N_(90)和M50N50处理对林地土壤活性有机碳各组分、CPMI和林木生长率的作用效果较小。相关性分析表明,材积生长率与AOC、AOC有效率、DOC、MBC和CPMI存在极显著相关关系(P0.01)。可见,味精废浆与化肥以3∶7比例配施能提高杨树林地土壤活性有机碳含量和碳库管理指数,有利于改善土壤质量、提高土壤肥力,并促进林木生长,从而为味精废浆在林业上的高效利用提供理论依据。     

碳调节剂降低次生盐渍化土壤中可溶性盐含量的可行性

【目的】设施土壤次生盐渍化主要是由于氮肥施用过多造成的硝酸盐在表土中的累积。本研究根据碳/氮互作原理,向次生盐渍化土壤中添加碳调节剂(秸秆+腐解菌),探讨其降低土壤可溶性盐含量的可行性。【方法】碳调节剂主要以小麦成熟期秸秆磨成粉加入快腐菌剂制成。采用盆钵试验方法,土壤盐分动态试验在每盆2.5 kg土壤中添加150 g碳调节剂,调节剂用量试验在每盆中添加0(CK)、 30(T1)、 60 (T2)、 90(T3)、 120(T4)、 150(T5)和180 g/pot(T6)碳调节剂,进行短期(7 d)和长期(90 d)培养,并在培养过程中测定土壤溶液的电导率、 可溶性盐含量及离子组成。【结果】盐分动态试验监测结果表明,土壤中加入碳调节剂后,明显增加了起始电导值,随培养进行,电导值不断下降,呈二项式关系(y=0.0138x2-0.2681x+3.7768,r=0.9966**),7 d以后基本趋于稳定。碳调节剂用量试验结果表明,培养7 d后,添加碳调节剂的所有处理其水溶性盐含量均较对照有极显著下降,下降幅度随调节剂用量的增加而增加。培养90 d后,添加碳调节剂的各处理土壤水溶性盐呈现进一步下降趋势。与培养7 d时相比,T3和T4处理降幅最为明显,其中T4处理在培养7 d已降低23.82%的基础上又降低了9.14%,总降幅达到32.96%,该结果说明碳调节剂的加入,其长期效应也是不可忽视的。无论是短期培养还是长期培养,只要加入碳调节剂,土壤溶液中的硝酸根浓度均明显下降,最多可使硝酸根浓度降低97.10%,这些结果说明,通过向次生盐渍化土壤中加入碳调节剂来降低硝酸根含量的方法是可行的。碳调节剂还可大幅增加土壤速效钾的含量,其中T6处理使土壤水溶性钾浓度提高了近10倍,但对速效磷的补充有限。长期培养90 d,速效氮、 磷、 钾养分的变化与短期培养7 d相似,只是铵态氮和硝态氮进一步明显减少。【结论】综合考虑经济效益,理论上碳调节剂用量在36 g/kg(T3处理)和48 g/kg(T4处理)之间较为合适,但实际田间用量需经过大田生产过程加以进一步验正。     

中国土壤有机碳分解特征研究初报

通过土壤样品的室内培养,运用三库一级动力学理论,对我国典型区域土壤有机碳分解特征进行了研究,结果表明:土壤有机碳分解均呈现前期分解快速和后期分解缓慢的特点,土壤有机碳分解的平衡点大概为2个月,之后的日均分解量变化非常小。我国东部4种地带性土壤有机碳分解速率随纬度的增加而递增。不同种植方式农田土壤有机碳分解速率:菜园>水田>旱地>果园。6个地区表层土壤有机碳含量范围为2.31~81.93 g/kg;活性碳含量范围为0.09~1.04 g/kg;缓效性碳含量范围为0.90~33.39 g/kg;惰效性碳含量范围0.92~47.85 g/kg。     

旱地土壤易分解与耐分解碳氮组分的高效筛分方法

土壤易分解与耐分解碳、氮组分是表征土壤有机碳、氮转化特征的一项重要指标,但如何高效获得该组分的大量样品是当前的一个难题。本文改进传统少量筛分法,设计一次性大量筛分设备,对我国两种典型旱地土壤黑土与潮土的不施肥(CK)、化肥(NPK)、化肥配施秸秆(NPKS)和化肥配施有机肥(NPKM)4个处理土壤分别进行一次性大量(100、200和300 g)筛分,并比较与传统(50 g)筛分法的差异,了解该设备大量筛分样品的工作效率与可行性。结果表明:黑土或潮土大量(300 g)筛分时,与筛分量200和100 g的质量、全碳和全氮回收率无显著差异,均在97%以上;3个筛分量下同一处理的黑土或潮土的易分解碳、氮或耐分解碳、氮含量基本无显著差异。与传统筛分法相比,黑土或潮土筛分量为300 g的质量回收率比50 g的质量回收率提高1%~3%,全碳和全氮回收率提高1%~8%;易分解碳、氮或耐分解碳、氮含量基本无显著差异,以黑土CK处理为例,筛分量为300 g与50 g的土壤易分解组分氮含量分别为0.12和0.14 g/kg,两者无显著差异;与传统筛分法相比,筛分量由50 g提高到300 g,单位时间获得土壤易、耐分解碳、氮组分样品的效率提高了5倍。因此,改进设备后的筛分法可以一次性筛分300 g旱地土样,且土壤质量、全碳和全氮回收率提高1%~8%,是一种获取旱地土壤易、耐分解碳、氮组分较为简单高效的方法。     

黄土丘陵区不同退耕还林地土壤颗粒结合态碳库分异特征

为揭示黄土丘陵区不同退耕还林土壤有机碳库差异及变化机制,比较分析了15 a生刺槐、山杏、杨树、沙棘、柠条5种退耕还林地土壤砂粒(≥53~2000μm)、粉粒(≥2~53μm)、黏粒(2μm)结合碳的质量分数与分布变化状况。结果表明,与坡耕地比较,不同退耕林地从表层0~10cm到40~60 cm土层土壤总有机碳质量分数增加了1.0~1.9 g/kg,砂粒碳、粉粒碳、黏粒碳质量分数分别增加了0.5~0.1、1.0~0.6、0.4~0.3 g/kg。同时,各林地0~20 cm土层土壤总有机碳和粉粒碳密度差异为杨树=柠条沙棘山杏刺槐,两种碳库增幅分别为2.4~5.8和1.2~3.5 Mg/hm2;但不同林地该土层黏粒碳和砂粒碳基本无显著差异,平均增幅分别为0.7和0.9 Mg/hm2。土层深度为0~60 cm时,土壤总有机碳、粉粒碳、黏粒碳密度均表现为沙棘=杨树=柠条山杏=刺槐,3种碳库增幅分别7.1~12.1、3.8~6.8、1.8~3.2 Mg/hm2;该土层砂粒碳密度在不同林地间仍无显著差异,平均提高了1.5 Mg/hm2。不同林地土壤颗粒碳组分占全有机碳比例均以粉粒碳最高(56.8%)、黏粒碳次之(29.3%),砂粒碳最低(13.8%)。综上,不同退耕林地均以粉粒碳为土壤碳库变化和累积的主要形式,但以刺槐和山杏林提升退耕土壤总有机碳及颗粒碳组分库效应最明显,可作为该区域优选的退耕还林生态固碳技术。     

适宜超高压处理条件脱除大蒜臭味保持抗氧化和抑菌能力

为了提升大蒜头产品的品质,该研究将超高压技术应用于大蒜头产品处理中,探究了在200、300、400、500 MPa压力条件下处理10 min,大蒜风味物质,尤其是含硫挥发性化合物的变化,同时考察超高压对大蒜主要活性成分大蒜素含量、抗氧化和抑菌能力的影响.试验结果表明,超高压处理较于在95℃下60 s的蒸汽漂烫处理,不仅具有良好的杀菌作用,同时还可以去除大蒜中的刺激性风味,起到脱臭作用.大蒜经500 MPa处理后,主要蒜臭味嗅感物质二烯丙基二硫化物含量降低至30.69%,经过热处理的大蒜,二烯丙基二硫醚化合物则降低至54.68%,与超高压处理后的大蒜具有显著性差异(P<0.05).500 MPa处理后的大蒜中大蒜素浓度上升至0.079 mmol/L,高出热处理组具有显著性差异(P<0.05);铁离子还原能力较热处理组高出64.24%,具有显著性差异(P<0.05),1,1-二苯基-2-三硝基苯肼清除率高出热处理组28.68%,具有显著性差异(P<0.05);经热处理后的大蒜均丧失全部抑菌能力,而超高压处理后的大蒜对不同种的细菌仍具有一定的抑菌能力,对黑曲霉的抑菌能力与无处理组无显著差异.相关性分析结果显示,大蒜的抑菌能力与硫醚类化合物显著相关(r>0.884),与二烯丙基二硫醚、总酚含量未呈现显著相关,抗氧化能力未与硫醚类化合物含量、二烯丙基二硫醚、总酚呈显著相关趋势.研究结果为大蒜头产品的品质改良提供参考.