秸秆育苗容器在土壤中降解对微生物区系的影响

为了阐明秸秆育苗容器降解过程中对土壤及容器残体酶活性及微生物的影响,选择淀粉胶秸秆育苗容器(MSGC)和豆胶秸秆育苗容器(MBGC)两类容器的片状试材进行土培试验,设计不含容器试材土壤为对照组(CK),试验持续45 d,采用常规分析和BiologEco微平板计数技术手段测定了容器残体及土壤中的酶活变化、微生物群落多样性、菌群数量及功能多样性。结果表明:土培过程中,容器和土壤中酶活总体呈上升趋势,MSGC淀粉酶活与MBGC无显著差异,纤维素酶活初期显著高于MBGC,中后期则无显著差异。蛋白酶活MBGC全过程显著高于MSGC;秸秆容器可显著提高土壤磷酸酶和脲酶酶活,与MBGC相比,MSGC土壤中磷酸酶和脲酶酶活更高。Biolog~(Eco)分析显示,秸秆容器能够显著提高土壤中微生物碳源利用活性,土壤平均颜色变化率(AWCD)值先增大后减少,MBGC与MSGC差异在于后者土壤AWCD值下降速率显著快于前者。两种容器残体微生物功能多样性初期差异显著,后期差异减少。与MSGC比,MBGC土壤微生物对氨基酸、聚合物及胺类利用具有更强活性,这种差异主要与容器胶粘剂不同有关。本研究结果将为秸秆育苗容器田间应用与生态效应评价提供理论依据。     

竹材苄基塑料化改性的研究

以NaOH溶液作润胀剂及催化剂、氯化苄作醚化剂对竹材表面及内部进行塑化改性,并用红外光谱、扫描电镜及GC接触角分析对苄甲基化竹（塑化竹）的分子结构、微纤丝形态及表面自由能进行研究和表征。结果表明:改性竹的分子结构产生了显著变化;塑化竹表面形态发生改变,原有线性结构基本消失,表面形貌与受热皱缩的塑料极为相似;塑化竹的总表面自由能减少,表面自由能极性部分与未处理竹相比降低近一倍,其非极性部分接近PP塑料杯;塑化竹与塑料表现出较好的界面相容性;热压成型过程中塑化竹可自身黏合并呈塑料化倾向。      

竹粉内部塑化/LDPE复合材料热融合稳定性的研究

采用氢氧化钠作润胀剂和催化剂,氯化苄为醚化剂对竹粉进行内部塑化改性。在不同反应条件下,得到了不同接枝率的塑化竹粉,并比较了相同温度、湿度及不同温度条件下竹粉的质量吸湿率与极限吸湿率。结果表明,塑化竹粉吸湿率显著低于未处理竹粉,表现出很好的憎水性。当竹粉质量增重率为64.2%时,其吸湿质量增重率仅为4.84%,温度对竹粉质量吸湿率无显著性影响;将其分别与聚乙烯混合热压得到复合材料,SEL结果表明塑化竹粉与聚乙烯可形成良好的界面融合;塑化竹粉/聚乙烯复合材料的拉伸强度和弯曲强度比未处理的复合材料高。当塑化竹粉添加量为30%时,拉伸强度提高23.83%,弯曲强度提高25.91%。塑化竹粉/聚乙烯复合材料具有很好的热融合稳定性。     

生物预处理秸秆纤维特性及复合材料的性能研究

  目的  探究生物预处理对秸秆纤维及其与脲醛树脂制备的复合材料性能的影响,为秸秆基复合材料的制备及发展提供理论依据。  方法  接种微生物菌剂(秸秆腐熟剂)对水稻Oryza sativa秸秆进行好氧发酵处理,测定不同处理时间下水稻秸秆中半纤维素、纤维素、木质素等的变化,测试并对比未经生物改性处理秸秆纤维(S₀)、经生物改性处理5 (S₅)和10 d (S₁₀)秸秆纤维的结晶度和微观形貌,制备秸秆纤维/脲醛树脂复合材料,分别标记为F₀、F₅、F₁₀,比较不同生物预处理时间下秸秆基复合材料的表面性能和力学性能。  结果  改性处理后秸秆表面的硅和蜡等物质被去除,但较长的生物改性处理时间(10 d)会破坏秸秆纤维自身结构。相比于S₀和S₁₀,S₅的纤维素相对含量最高,为37.99%,结晶度也最好,为47.8%。3种秸秆基复合材料中F₅疏水性最好,表面能最低,冲击韧性最大(7 665.64 J·m?2);F₁₀抗弯性能更好,静曲强度和弹性模量分别为27.73和20 354 MPa,相比F₀分别提高了59.00%和50.17%。  结论  生物改性处理可以改善秸秆纤维的表面性质,提高秸秆纤维/脲醛树脂复合材料的性能,生物改性处理5 d的秸秆纤维更好,制备的复合材料性能更优良。图4表1参28     

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。     

微生物预处理秸秆纤维浆结构、形态及成膜性研究

为研究生物预处理对秸秆纤维解离作用,促进制浆过程纤维分丝帚化及成膜性,采用实验室模拟发酵法,探讨微生物接种量及发酵时间对秸秆纤维化学组分、纤维形态及膜力学性质的影响。结果表明,与对照相比,接种1%外源菌处理稻秸14天时降解率达到20%,纤维降解适中,细小纤维占比仅59.63%~67.91%,纤维间交织力增强,纤维的疏解与拆分效应提升,打浆能耗降低71.54%。且随发酵时间的延长,纤维膜的抗张强度先升高再降低,第7和14天时分别提高7.6%和4.64%;3%接菌量处理14天时,浆料重均和质量加权增幅最大至28.57%和49.36%,膜撕裂度最高达240.9 mN。抗张强度与纤维质量间无明显相关性,耐破强度与纤维质量加权长度间呈负相关,撕裂强度与纤维数均长度、重均及纤维长宽比间呈显著正相关。该研究为生物降解秸秆纤维地膜的开发应用可行性提供技术支撑。     

打印秸秆基质盘播种对水稻秧苗素质、栽插质量及产量的影响

以宁两优1号为供试品种，比较分析了打印秸秆基质盘（T1）、秸秆基质盘（T2）、营养土（CK）所育秧苗的素质、移栽质量和水稻产量的差异。结果表明，播种后7 d,T1处理出苗数达2.50株/cm2，比T2处理和CK分别高出5.49%和2.88%，所育秧苗的株距离散程度三者中最小，播种均匀度较T2处理和CK分别提高25.00%和50.00%；茎基宽、发根力和根系盘结力明显优于T2处理和CK，分别高0.04 mm、0.28 cm、0.12 kg和0.33 mm、0.35 cm、1.89 kg；移栽后漏插率和飘秧率与T2处理差异不显著，但显著低于CK37.92%和58.98%，结实率分别比T2处理和CK提高1.95%和2.52%，千粒重分别增加1.56%和2.38%，产量分别提高6.27%和7.18%。结果可为水稻集中规模化育秧及推进机插秧水平进程提供理论支撑。