水稻秸秆深埋整秆还田装置设计与试验

针对目前我国水稻秸秆还田机械普遍存在的耕作深度浅、秸秆还田深度不满足农艺要求、旋耕部件缠草严重等问题,运用旋耕理论和数值计算分析方法设计了水稻秸秆深埋整秆还田装置。根据实际情况对土壤颗粒进行假设,运用离散元法建立土壤颗粒力学模型,应用EDEM软件进行整秆还田仿真虚拟试验,仿真结果表明,耕深在20 cm时,土壤表层覆盖率为93.87%。通过土槽台架试验得到:在作业速度为1.25 km/h、刀辊转速为237 r/min时,耕深可达到22 cm,地表以下15~20 cm翻埋的秸秆占秸秆总量的80%,秸秆还田率为91.63%,同时刀辊轴不缠草。试验结果表明,秸秆还田深度达到水整地环节的要求,秸秆还田率较高。通过虚拟仿真和台架试验相互验证,证明新型整秆还田装置一次作业可实现切土、碎土、埋草、压草及覆土的功能,满足农艺要求。     

机动脱粒机上安装秸秆切碎装置的前景分析

水稻收割由于其特殊的环境及农村经济条件，在目前很长的一段时间内，仍旧是小型机动脱粒机的天下。为此设计一种在机动脱粒机上安装秸秆切碎装置，并对秸秆切碎装置时的设计提出了应考虑的几个问题，并分析了安装该装置的市场前景。     

秸杆覆盖保墒效果探讨

本文以试验资料的计算结果为依据，研究了秸杆覆盖的保墒效果。研究结果表明，条带状秸杆覆盖在产量、单位面积耗水量以及水分利用率等方面，都比无覆盖和全覆盖优越，从而为生产部门的推广和应用提供了依据     

回转筒内秸秆碎料回转周期和料层完全混合时间研究

基于试验和理论分析,研究了回转筒型固态发酵罐内秸秆粉碎料的料床回转周期,建立了数学模型,其计算准确度达95%以上;结合图像分析法和料床回转周期,发现筒内上下料层完全混合时料层所转圈数与筒体转速关系不大,与筒内料体积填充率呈线性关系。由此回归并推导出只需知道筒内料体积填充率和筒体转速,便可预测上下料层完全混合的公式,其计算准确度达90%以上。提出了以上研究成果在工业级发酵罐中应用的方法。     

葡萄糖水溶液环境对麦秆水热产物特性的影响

为了研究葡萄糖对水热炭化反应过程和水热焦形成的影响,以麦秆为原料,利用高温高压反应釜,对麦秆在葡萄糖水溶液环境中的炭化反应过程和水热焦理化结构演变及液相产物主要组分浓度分布的变化进行了分析。研究发现,在反应温度220℃,停留时间120 min条件下,随着葡萄糖添加量的增加,水热焦产率和碳质量分数有所增加,而氢和氧质量分数未发生明显改变,当葡萄糖添加量为麦秆质量的0.4倍时,水热焦产率达68.56%;葡萄糖分子阻碍了麦秆中主要化学组分的分解与炭化反应,使得水热焦炭聚合物的红外吸收特征峰减弱,同时XRD衍射峰强度降低,热稳定性下降,如选择水热炭化过程水循环利用,可进行可溶性糖分离;在麦秆与葡萄糖共同水热炭化过程中,葡萄糖以分解反应为主,同未添加葡萄糖的麦秆水热炭化液相产物相比,糠醛、5-HMF和乙酸的质量浓度均有所增加,其中5-HMF增加最为显著,至葡萄糖添加量为4 g时,达20.21 g/L。     

碱法草浆造纸蒸煮黑液厌氧生物降解及其主要微生物类群研究

采用中温(35±1℃)UASB AF相结合的反应器处理碱法草浆造纸蒸煮黑液,设计了两种试验方案。试验方案Ⅰ-碱法草浆黑液酸化后进行厌氧发酵,Ⅰ号反应器内装陶粒。试验方案Ⅱ-黑液用化学法(HCl)去除木质素后进行厌氧发酵,Ⅱ号反应器内装软填料。进行HRT、有机负荷和有机污染物(COD_(cr)、BOD_5)去除效率、沼气产气率相关性试验。在厌氧发酵稳态运行条件下,采用Hungate厌氧操作技术,MPN计数法对UASB AF反应器内厌氧污泥中的主要微生物类群区系组成进行了生态分析研究。     

刀具布置对茎秆切碎还田机振动的影响分析

分析了影响茎秆切碎还田机振动的主要因素，并对典型机具的刀片排列方案进行了研究．从而提出了茎秆切碎还田机刀片排列的主要理论依据。     

地表秸秆覆盖度图像识别技术的研究

农田地表秸秆覆盖是防止水土流失的一项主要措施,研究秸秆覆盖度与土壤风蚀、水蚀的定量关系对农田采取合理的覆盖形式有重要的指导意义。针对当前主要靠手工测试秸秆覆盖度存在效率低的问题,研究了如何应用MATLAB语言强大的图像处理功能来识别、分析秸秆图像。通过对样本图像类型的转换、灰度的均衡化和中值滤波等一系列的处理,得出较准确的秸秆覆盖面积和秸秆覆盖百分比,为准确快速测量秸秆覆盖度提供了测试手段。     

长期秸秆掩埋配施氮肥对土壤细菌群落特征的影响

为揭示典型潮土微生物群落及其生态网络对秸秆还田的响应机制,选择长期小麦-玉米轮作下不同秸秆还田处理的试验地为对象,应用高通量测序和生态网络等方法,阐明秸秆掩埋配施不同氮肥后土壤细菌群落组成、细菌网络共存关系以及与土壤养分的关联。结果表明：（1）与秸秆移除且不施氮肥处理相比,秸秆还田配合常规施肥处理显著降低土壤pH,提高了土壤全氮、有机碳、有效磷、速效钾和硝态氮含量（P < 0.05）。秸秆掩埋配施氮肥有利于增加土壤养分含量。（2）不同秸秆还田方式和氮肥施用量处理的细菌Alpha多样性无显著差异,而细菌群落结构差异显著。pH、SOC和TN等因子驱动了细菌群落结构变异。酸杆菌门、变形菌门、拟杆菌门和绿弯菌门是潮土细菌群落的主要优势菌门。（3）共现网络分析得到4个主要的生态集群,均与土壤养分有显著相关性。模块1中物种丰度与SOC、TN、TP、NO3- -N、AP和AK呈极显著负相关（P < 0.001）,与pH呈极显著正相关（P < 0.001）;模块2和模块3中物种丰度与大部分养分含量呈正相关,与pH呈负相关。因此秸秆还田配施氮肥可以通过调节细菌互作关系,从而调控土壤肥力。研究结果可为秸秆的资源化利用和土壤施肥管理提供科学依据。     

不同处理稻草混合青贮料对奶牛生产性能的影响

本试验采用稻草分别与玉米秸杆、象草混合青贮,同时添加纤维素复合酶制剂和乳酸菌制剂,研究稻草的最佳青贮模式和五种不同处理稻草混合青贮料对奶牛生产性能的影响,结果表明稻草与玉米秸杆混合青贮（同时添加纤维素复合酶制剂）料对奶牛产奶量显著高于其它青贮组合（P〈0．05）,但对乳成分无显著影响（P〉0．05）,其它组之间的产奶量和乳成分差异不显著（P〉0．05）。