轻度炭化的玉米秸秆生物炭的燃烧行为研究

秸秆的综合利用日益受到关注,为利用轻度炭化技术制备的生物炭以提高玉米秸秆的燃烧值,降低其运输、储存成本,采用微分热重分析仪(DTG)研究了轻度炭化的玉米秸秆生物炭的燃烧行为。结果表明:通过TG-DTG三点法得到生物炭的燃烧点为303.89℃。利用Arrhenius方程,可知玉米秸秆生物炭的燃烧为一级反应,活化能为35.45kJ·mol-1。     

生物质炭基肥对玉米生长发育及产量的影响

为促进作物生长,提高土壤保水保肥能力和肥料利用率,采用生物质炭与化肥配合制备生物质炭基肥,以常规施肥为对照,通过田间多重比较试验,研究不同处理的生物质炭基肥对玉米生长发育及产量的影响。结果表明:施用生物质炭基肥可有效促进玉米的生长发育,缩短生育周期,改善玉米产量性状,进而达到增加产量的目的。其中,A5处理试验效果最佳,生育周期缩短了7d、株高增加9.0cm、穗位高度提升2.6cm、穗长增加0.7cm、行粒数增加2.2粒、百粒重增加4.0g、玉米产量达14 924kg·hm~(-2),增产率为8.48%。     

生物炭对餐厨垃圾厌氧消化的影响

[目的]探究生物炭对餐厨垃圾厌氧消化过程的影响。[方法]通过向序批式厌氧消化系统中添加不同比例生物炭,研究其对餐厨垃圾厌氧消化效率及系统稳定性的影响。[结果]生物炭的添加可有效调节系统C/N,减少氨氮抑制,增强微生物活性,提高系统稳定性及厌氧消化产气效率。未添加生物炭处理(CK)的累计产气量为1 618 m L,甲烷含量为39%;而添加生物炭处理平均累计产气量达(2 939±473)m L,且平均甲烷含量均在50%以上;反应体系中添加生物炭处理的氨氮浓度均保持在2 000 mg/L左右,而对照处理的氨氮浓度均在2 500 mg/L以上,系统稳定性较差。生物炭添加量7%处理的累计产气量最高,达3 307 m L,平均甲烷含量55%,产甲烷菌群活性最高时,辅酶F420吸光值可达0.68,TS、VS和油脂去除率分别为60%、72%和61%。[结论]该研究可为餐厨垃圾的无害化处理和资源化利用提供科学依据。     

微量金属元素对中低温厌氧消化工艺的影响

[目的]探究微量金属元素对中低温厌氧消化工艺的影响。[方法]通过向序批式反应体系内投放微量金属元素(Fe、Co、Ni),研究不同温度条件下,厌氧消化效率的差异。[结果]35℃条件下,厌氧发酵对底物消耗更为迅速,产气效率更高,而20℃条件下,则更有利于刺激嗜冷产甲烷菌群的活性,各处理的p H多维持在6.5~7.0,更适宜厌氧发酵反应的进行。其产生的沼气,甲烷含量也相对更高,其中WP20处理平均甲烷含量可达52%。而投放微量金属元素,对不同菌种的刺激效果存在一定差异,在20℃条件下,微量元素对W菌种厌氧发酵产气效率影响最为显著;35℃条件下,微量元素对G1菌种影响较为明显,G1P35累计产气量达7 129 m L。[结论]该研究可为深入探讨低温条件下沼气生物强化菌群的微生物特性、环境因子互作、菌群时空分布和种群动力学提供技术支撑。     

黑龙江省生猪养殖废水沼气工程最适运行温度模拟分析

文章利用猪粪水半连续厌氧发酵实验数据和黑龙江省近五年的逐日气温,计算了黑龙江省沼气工程的最适运行温度。计算结果表明:在14℃～35℃,有机负荷为3 gVS·L^-1d^-1,水力停留时间为15天的条件下,黑龙江省沼气工程的最适运行温度均为20.6℃,此时产能与耗能的比值为1.17。根据黑龙江省历史日平均最低温度计算了沼气工程厌氧反应器的保温层厚度,并在黑龙江省进行了沼气工程验证,结果表明:在黑龙江地区,当保温材料PS厚度为86 mm厚时,沼气工程的日最大温降小于0.5℃,池容产气率大于0.5 m³·d^-1L^-1。该文可为寒区沼气工程节能增效提供计算方法和技术支持。     

低温胁迫下微量重金属元素对厌氧消化工艺的影响

文章为提高低温条件下猪粪厌氧消化产气量,应用响应面法对其厌氧消化工艺的生物强化参数进行试验优化。通过Design-Express 8.0.6.1软件的Box-Behnken中心组合试验设计,以原料产气量为响应值,研究Fe²⁺,Ni²⁺和Co²⁺三元素离子浓度对猪粪产气量的影响,建立相关数学模型,并对模型进行降维优化分析,最后进行试验验证。结果表明,低温条件下,Fe²⁺和Ni²⁺元素浓度对于猪粪产气量的影响表现为极显著。最优工艺条件是Fe²⁺浓度为5.0 mg·L^-1,Ni²⁺浓度为22.5μg·L^-1,Co²⁺浓度为25.0μg·L^-1时,厌氧消化沼气的产量为572.64 mL。与预测值584.67 mL的相对误差为2.1%,所建模型能较好地优化厌氧消化工艺的生物强化参数。     

松嫩平原农田土壤污染现状分析与评价——以黑龙江省绥化地区为例

文章针对黑龙江省绥化地区,以农田土壤重金属及有机污染物为研究对象,通过布点采样,检测分析研究污染现状,利用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数方法进行评价。结果表明,研究区域内农田土壤七种重金属As、Cd、Co、Cr、Hg、Ni、Pb,以及三种持久性有机污染物HCH、DDT、PAHs平均含量均较低,但其空间分布具有一定差异,并出现明显高值区域,受到污染的潜在风险较大;研究区域各元素单因子污染指数评价超标样点共18个,其中15个为轻度污染,另有3个样点为中度污染;Nemerow综合污染评价结果发现超标样点21个,各样点主要受Cr、HCH、DDT、PAHs四种物质影响,其中受Cr影响的污染样点3个,其中2个样点为警戒限,另有1个为轻度污染,主要集中于地处小兴安岭西南边缘过渡地带;受三种有机物影响的污染样点共18个,不规则分布于研究区域内多个地点,主要农田作物为玉米及大豆,农药残留及作物秸秆的任意焚烧是影响其土壤质量的主要因素,其中受HCH和DDT农药残留所致土壤污染样点共5个,均属于警戒限;多环芳烃类有机物污染样点达13个,其中警戒限污染样点共10个,轻度污染样点2个,另有1个样点为中度污染。     

气候变化对我国农业生产的影响研究进展

农业是人类社会经济发展的基础,也是对气候变化最敏感的领域之一,任何微小的气候变化都会对农业生产带来潜在或显著的影响。随着全球气候变化的不断持续,气候的异常变化对我国农业生产影响越来越大。当前气候变化对农业生产影响的研究主要集中在农业生长潜力、农业气候资源环境、农业种植制度和结构等方面,均不同程度地对我国粮食安全、农业经济造成损失。因此,科学合理的深入研究气候变化对我国农业光、温、水、土壤等农业生产要素的影响,揭示农业气象灾害和病虫害发生的机理,分析和模拟气候变化对我国农业生产的影响具有重大的科学价值和现实意义。采用文献综述和比较研究的方法,探讨了气侯变化对农业生产影响的主要研究方法以及气候变化对农业生产潜力、农业生产环境、种植制度、农业经济的影响,指出了当前气候变化对农业生产影响研究中存在的问题,提出了今后的研究方向。     

黑龙江省低温冷害和风雹近36年的变化特征

为促进农业灾害预防和减灾工作的开展,利用Mann-kendall检验和Morlet小波法研究了黑龙江省1980-2015年农业低温冷害和风雹受灾率的时间变化特征。结果表明:在1980-2015年,低温冷害受灾率呈下降趋势,风雹灾害受灾率呈上升趋势,但二者均未通过0.1水平上的显著性检验。通过Morlet小波分析可知,低温冷害和风雹受灾率的变化主周期分别为7和19a,通过变化周期小波系数拟合可知,二者受灾率在2017-2019年处于正相位。     

寒区玉米秸秆田间覆膜堆肥速测指标变化研究

为促进寒区玉米秸秆堆肥技术的推广应用,本试验在低温环境中,将玉米秸秆加入自主研发的腐熟菌剂后在大田中进行田间覆膜堆腐,并研究了在堆肥过程中温度、p H、含水率、电导率EC和E4/E6等速测指标的变化情况.结果表明:堆肥在较低的环境温度中无需额外添加能量就可以快速启动.堆体温度、pH、含水率、E4/E6曲线均为双峰结构,...