添加剂对玉米秸秆和莴笋叶混贮品质的影响

借鉴青贮原理,将干玉米秸秆与水分含量较高的废弃莴笋叶进行混贮,分析不同添加剂对二者混贮品质的影响。设置了对照组(CK)、德氏乳杆菌组(LD)、甲酸组(FA)、复合添加剂组(LD+FA)4个处理,每个处理3次重复,连续贮存50 d,每间隔10 d对干物质和木质纤维组分含量、发酵品质及微生物数量进行分析,比较筛选适宜的添加剂。结果表明,50 d贮存期内,与CK组相比,FA组的干物质损失最小,且添加甲酸青贮后显著降低了纤维素、半纤维素和酸性洗涤木质素、氨态氮/总氮含量和青贮pH(P<0.05),乳酸含量显著增加(P<0.05),V-score评分表现良好;LD组的干物质损失、氨态氮/总氮含量显著高于CK组(P<0.05),青贮pH均高于4.2,V-score评分表现最差;LD+FA组在前30 d的贮存品质较好,之后氨态氮/总氮含量显著增加(P<0.05),贮存品质变差。从延长贮存时间和提高贮存品质等角度考虑,甲酸可以作为干玉米秸秆与莴笋叶混合贮存的添加剂,但应用过程中需要注意成本问题。     

尿素预处理玉米秸秆降解木质素动力学研究

为探究尿素预处理玉米秸秆降解木质素的动力学特性,解析尿素对玉米秸秆木质素的作用规律,研究了总固体质量分数（10%、30%、50%和70%）和尿素添加比例（1∶100、1∶20、1∶10、1∶2和7∶10）对玉米秸秆木质素含量的影响,并进行模型拟合,获得了尿素预处理玉米秸秆降解木质素动力学模型。结果表明：总固体质量分数在50%以内时,随着尿素添加比例的增加,玉米秸秆的木质素去除率先增加、后降低,总固体质量分数为70%时木质素去除率随着尿素添加比例的增加而增加,当总固体质量分数为10%和70%、对应尿素添加比例为1∶20和7∶10时,获得的最大木质素去除率分别为71.05%、68.69%;不同预处理条件下,玉米秸秆的残余木质素质量与总固体回收量均呈现较好的线性关系,在整个尿素预处理过程中脱木质素选择性系数稳定在0.32~0.48g/g之间;尿素预处理玉米秸秆的脱木质素过程符合初始脱木质素、大量脱木质素和残余脱木质素3个阶段连续一阶动力学模型,大量脱木质素阶段的最大可脱除木质素质量比可达0.71,在低、高总固体含量下,尿素转化的液态铵和气态氨对玉米秸秆均具有较好的脱木质素作用。     

玉米秸秆AFEX预处理纤维素酶解特性研究

为了探究氨纤维膨胀(Ammonia fiber expansion,AFEX)预处理产生的酚类物质和木质素暴露程度的变化对酶解的影响,对玉米秸秆(CK)进行了高、低两个温度水平的AFEX预处理(L-AFEX:90℃、5 min;H-AFEX:140℃、15 min,载氨量和含水率分别为1 g/g和60％),对预处理后玉...     

玉米秸秆水热炭化产物特性演变分析

为了研究玉米秸秆水热炭化过程及固体目标产物特性的演变规律,在高温高压反应釜中,进行反应温度为180~290℃、停留时间为8 h的水热炭化实验研究。研究发现,随反应温度的升高,玉米秸秆固体水热焦产率从180℃时的71%逐渐下降至290℃时的36%,而C质量分数从玉米秸秆原料中的44.86%增加至72.36%,O质量分数从原料中的44.2%下降至15.36%,明显提高了其能量密度。至290℃时,水热焦的H/C和O/C原子比分别为0.88和0.16,接近于煤的H/C和O/C原子比,高位热值高达29.79 MJ/kg。水热焦中特征官能团随温度升高而减少,而C=C、C=O和芳香特征峰红外吸收逐渐增强,同时热重分析表明水热焦热稳定性逐渐提高。元素组成和傅里叶红外光谱分析表明玉米秸秆经水热炭化处理,低于230℃时主要经历脱水和脱羧反应,而高于230℃以后,以缩聚反应和芳香化为主。     

玉米秸秆水解液脱毒处理发酵生产酒精研究

为了找到适宜的玉米秸秆生产酒精工艺,采用水热处理后的玉米秸秆固体与水解液进行酒精同步糖化发酵,研究了预水解后不同pH值以及饱和生石灰法脱毒相结合对酒精发酵的影响。结果表明:当pH值在4.8时,加入100%水解液,由于抑制作用,醪液中酒精质量浓度仅为0.31 g/L(酒精得率9.48%)。预水解后将pH值从4.8分别调整到5.5、6.0和6.5后,酒精得率都有明显提高,最高为pH值5.5时,酒精质量浓度为10.67 g/L。将水解液经过饱和生石灰法脱毒处理,预水解后重新将pH值调整为5.5,酒精质量浓度达到了10.96 g/L(酒精得率57.9%)。与初始pH值4.8时相比,酒精得率提高了近6倍。     

秸秆深还对土壤团聚体中胡敏素结构特征的影响

秸秆还田主要是覆盖和表层浅施,存在着影响种子发芽生长、土壤升温慢和病虫害增加等问题。秸秆深还(corn stover deep incorporation,CSDI)是指将玉米秸秆施入土壤亚表层(20~40 cm),不仅能解决秸秆焚烧的问题,还能达到保碳、蓄水、培肥、稳产的目的,使秸秆还田得到改善。虽对秸秆深还后胡敏素(Hu)的结构性质有一些研究,但是对秸秆深还后土壤团聚体中Hu的变化还未见报道。探究秸秆深还对土壤腐殖质的影响,可以为如何提高土地肥力、如何利用秸秆深还创建合理耕层提供理论依据。本试验采集于吉林农业大学试验站玉米连作耕地试验田,采用湿筛法将其分为2 mm、2~0.25 mm、0.25~0.053 mm和0.053 mm 4个粒级并提取Hu,通过元素组成、红外光谱和差热分析研究秸秆深还对团聚体中Hu结构特征的影响。结果表明:用此方法制备的黑土Hu的平均含碳量为721 g kg-1;H/C的平均值为0.776;Hu的缩合度高于相应的HA;秸秆深还促使土壤表层和亚表层团聚体中Hu的氧化度降低,脂族链烃减少,活性结构增多,稳定性降低,Hu的结构趋于简单化、年轻化。     

Sulfur,Boron, and Zinc Fertilization Effects on Grain and Straw Quality of Maize and Sorghum Grown in Semi-Arid Tropical Region of India

Experiments were conducted on-farm during two seasons (2003–2004) to determine the effects of sulfur (S), boron (B), and zinc (Zn) fertilization on the grain and straw quality of sorghum and maize grown under rainfed conditions in the semi-arid zone of India. The farmers' fields were deficient in S, B, and Zn; in addition the soils were low in organic matter and extractable phosphorus (P), but adequate in extractable potassium (K). Results showed that the applications of S, B, and Zn (SBZn) with nitrogen (N) and P (SBZn + NP) significantly increased the grain N, S, and Zn concentrations in maize and sorghum compared to farmer inputs (FI) and SBZn treatments; the results relative to P and B composition of the grain of the crops were not consistent and did not show any definite trend. The application of SBZn + NP over FI generally increased N, S, and Zn concentration in sorghum and maize straw compared to FI and SBZn treatments. The straw composition of the crops relative to P and B did not show a consistent trend. The results of this study along with the results of our earlier research demonstrate that balanced nutrition of rainfed crops not only increases yields but also enhances N, S, and Zn contents in grain and straw of these crops.     

氨化秸秆饲料的质量评定

为制定氨化秸秆饲料质量评定标准，进行了氨化秸秆饲料的感官评定、化学分析和生物学饲养等试验。根据试验结果，并参考国内外有关资料，提出了氨化秸秆饲料感官评定法、化学分析法和生物技术法的评定指标，并制定了评定标准。认为生物技术法可较全面地鉴定饲料品质，将48h瘤胃降解率作为评定指标，评定等级依据干物质降解率的百分点增加值确定，l0—15为优秀，8—9为良好，5—6为及格。     

污泥与秸秆掺烧过程及污泥灰中重金属含量分析

焚烧是处理污泥的一种有效方式,但处理过程中会产生重金属等污染物,若对焚烧后的污泥灰进行填埋等处理会污染土壤,因此降低污泥灰中重金属含量是亟待解决的问题。基于此,在一台实验室规模的管式炉中,研究了350～650 ℃下污泥与玉米秸秆的掺烧反应。主要目的是探究不同温度及秸秆掺混比对燃烧灰中8种重金属（Zn、Mn、Pb、Sb、As、Ni、Cr、Cu）含量的影响。结果表明：在试验工况下,随着秸秆的添加,灰中重金属Zn、Pb、Sb含量减少,350 ℃纯秸秆与纯污泥的燃烧灰相比三种重金属的含量分别降低了93%、90%及82%;在温度350～550 ℃下,Mn、Cr在掺烧灰中的含量比污泥或秸秆单独燃烧时高,350 ℃混烧灰中这两种重金属的含量分别比纯秸秆灰高出了20%及37%。而Ni、Cu的含量却相反,450 ℃掺烧灰中这两种重金属含量分别比纯秸秆灰中含量低了30%及50%。随后,借助XRD等测试手段探究了灰中重金属含量变化的原因。结果表明：秸秆灰中含有较多的KCl,350 ℃时高达45.4%,其通过化学反应转化为HCl,而后与重金属发生反应形成氯化物,促进重金属Zn、Pb、Sb的挥发。而掺烧灰中未发现KCl,这表明掺烧有助于KCl的转化,促进了Cu、Ni的挥发;同时,研究表明秸秆掺烧也有助于硅酸盐的分解,生成大量SiO2,其含量在650 ℃掺烧灰中可高达76.4%,这有助于Mn、Cr在掺烧灰中的保留。最后,基于试验数据利用多种函数拟合以建立混烧灰中重金属含量与反应条件间的关系,结果表明二者遵循Poly2D函数规律,进而可预测不同燃烧条件下秸秆与污泥掺烧灰中重金属的含量,从而对混烧灰的填埋风险进行评价。该研究可为污泥资源化处理提供技术支撑。     

秸秆及其配施有机物料对黄灌区盐碱土淋洗效果的影响

为了分析比较玉米秸秆及其配施不同有机物料对盐碱土壤淋洗过程中盐分和溶解性有机物的影响,以黄河南岸灌区中度和重度两种盐碱土壤为研究对象,分别设置对照（CK）、3%玉米秸秆（W1）、2%玉米秸秆配施1%牛粪（W2）和2%玉米秸秆配施1%生物炭（W3）共4个处理,通过测定淋洗液的可溶性盐和溶解性有机碳（DOC）含量、淋洗前后土壤电导率（EC）和盐基离子,探究淋洗过程中不同有机物添加下土壤盐分和有机物分解过程的变化。结果表明：秸秆及其配施不同有机物料均显著降低了两种盐碱土淋洗后土壤的EC和可溶性盐离子含量。与淋洗前相比,W1、W2和W3处理下,中度盐碱土的脱盐率分别为65.02%、67.22%和66.21%,重度盐碱土分别为73.85%、66.14%和69.55%。W1、W2和W3处理下,中度盐碱土中可溶性Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的降幅范围分别为48.38%~69.32%、70.89%~75.86%和73.00%~74.45%,重度盐碱土中可溶性K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺降幅范围分别为14.86%~23.39%、70.98%~85.84%、86.63%~92.39%和93.72%~95.42%。有机物料的输入会增加两种盐碱土的DOC含量,但不同处理在两种盐碱土中腐殖化程度表现不同。中度盐碱土中,不同物料淋洗液中溶解性有机物的特定紫外吸光度（SUVA₂₅₄）和光谱斜率比值（S_R）在处理间均无显著差异,SUVA₂₅₄随淋洗次数增加而降低,而S_R均增大;重度盐碱土中,添加有机物料处理下溶解性有机物的S_R均较小,但W1处理的SUVA₂₅₄低于W2和W3处理。秸秆配施不同有机物料均提高了土壤持水量,中度盐碱土中以W1效果最好,提高了31.00%,重度盐碱土中W1、W2分别提高了76.46%、74.33%。综上,在相同淋洗状态下,外源有机物料的添加均不同程度地减少了两种盐碱土的可溶性盐基离子含量,有效降低了土壤盐碱程度,尤其是重度盐碱土。同时,外源有机物料的添加也增加了土壤DOC的输入来源,提高了土壤持水能力,弥补了淋洗对盐碱化土壤造成的养分损失。在给定淋洗条件下,中度盐碱土中W2处理的脱盐、降Na⁺效果最好,重度盐碱土中以W1处理较好。