中国生态农业与面源污染减排

2007年世界环境日中国的主题为"污染减排与环境友好型社会",农业污染减排是其中一个无法回避的问题。农业污染即面源污染,或称非点源污染,主要有过量施用化肥和农药造成的土壤和水体污染、农业生产废弃物造成的污染和农业温室气体排放等三大类。当前中国严重的面源污染问题是由农业生产方式决定的。中国生态农业是具有中国特色的可持续农业,因充分利用废弃物、综合效益提高、减施化肥和农药等特征,而具备实现面源污染减排的功能。中国生态农业是中国解决面源污染减排和农业可持续发展的最重要途径。针对中国生态农业发展中的问题,应该提高认识、建立和完善支撑体系并积极推广中国生态农业经典模式,加快中国农业发展,推进面源污染减排。

国际生物能源研究开发现状和趋势

通过对国际可再生能源研发的重点,第二、三代生物乙醇的研发动向,以及对生物天然气和生物质颗粒燃料异军突起的背景分析,反映出生物能源研发的总体状况和发展趋势。

秸秆直燃发电的问题与建议

秸秆直燃发电是重要的可再生能源生产。自《可再生能源法》及与之配套的具体法规于2006年初相继颁布和实施以来,秸秆发电项目呈现出不断升温的态势。一年多来对江苏、山东和河北等省的调研说明．我国秸秆发电产业存在一系列问题。亟待企业及相关部门重视。

现代农业生产力计量的一种新思路

农业生产力的计量方法直接决定着人类对农业生态系统的价值评估,进而决定生产者对生产方式的选择。过去的一个世纪内,农业的功能与属性都已经发生了根本性的变化,尤其是其对自然资本的消耗和生态环境的影响已成为全球可持续发展的重要支配力量。然而当前沿用的农业生产力计量方法却反映不出这些变化了的特征和需要,以致于严重削弱了现时农业生产力也使损害了农业可持续发展能力的不当生产方式被肯定、支持和鼓励。本文梳理了农业生产属性演变和生产力计量方法发展的脉络,提出用农业生态系统生产力概念和方法体系来计量农业生产力的设想。

复合功能高校体育馆设计实践——以湖南工程学院体育馆设计为例

随着国家对教育投入力度的加大,高校的体育建筑有了长足的发展。高校体育建筑设计不同于社会型体育建筑,有其自身的特点,这些特点主要表现在功能复合性、空间灵活性、经济性和可持续发展等方面。该文叙述了湖南工程学院体育馆的设计过程和体会。从平面选型到技术经济等不同角度探讨高校复合型体育馆的设计方法。

高校体育馆比赛厅平面空间布局形式浅析

高校体育馆是一种复杂的建筑形式,它涉及到很多技术学科,该文主要讨论高校体育馆的比赛厅平面空间布局形式。当代高校体育馆有着自身的特点。在平面空间布局上应选择适宜的形式,采取灵活的处理手法,使体育馆更好地为高校师生服务,更大限度地发挥其使用价值和经济效益。

密云水库周边地区农户收入调查研究

文章通过参与性农户评估的调查方法对水库周边地区的877户农户的收入基本情况以及重要收入项目进行了分析研究,并针对存在的主要问题提出了相应的对策建议。研究发现,密云县的农户收入结构调整,畜牧业和服务业等收入已经成为农户的主要收入来源,但二三产业发展仍处于起步阶段,个体规模较小,服务种类较为单一,有很大的提升空间;从区域比较来看,水库上游区在结构调整和产业转型方面较水库下游区更有潜力。协调保护水源和发展农村经济的双重矛盾,应当依托当地的旅游资源和北京郊区的区位优势,发展生态环保的都市农业。

复合菌系MC1预处理对玉米秸秆厌氧发酵产甲烷效率的提高

采用高效纤维素分解菌复合系MC1对玉米秸秆进行预处理,以提高玉米秸秆厌氧甲烷发酵的效率和产气量。复合菌系预处理的结果表明,预处理发酵液的pH值呈先下降后升高的趋势,与以往的复合菌系发酵产物pH值特性相似。在14 d的预处理过程中,秸秆质量减少了59.0%,其中纤维素减少了53.1%,半纤维素减少了76.4%。发酵液中的可溶性糖含量最大值出现在第2 d,为1.44 g/L。化学需氧量(COD)和挥发性产物最大值均出现在第4 d,监测到的5种挥发性产物的量分别为乙醇2.38 g/L、乙酸0.57 g/L、丙酸0.11 g/L、丁酸0.62 g/L和甘油0.22 g/L,因此,处理4 d后最适合甲烷发酵。厌氧发酵的结果表明,与未处理的玉米秸秆的厌氧发酵相比,预处理后的秸秆总产气量和总甲烷量分别了提高了33.0%和58.1%。结果表明,MC1对玉米秸秆预处理后,可明显提高甲烷产量,具有较高的利用潜力。

能源作物柳枝稷研究进展

目前,可再生能源特别是能源作物成了能源研究的新热点。柳枝稷适应性强,产量潜力大,且对环境友好,是理想的能源作物。本研究从生物学特性、生态适应性、柳枝稷能源生产管理措施等方面综述了能源作物柳枝稷的研究进展,讨论了柳枝稷能源生产利用方式与存在的问题,分析了柳枝稷在我国的发展潜力。认为现阶段我国柳枝稷能源利用应以固体成型燃料与小型生物质发电为主,将来最有发展潜力的利用方式之一为第二代燃料乙醇。

中小型高铁客运枢纽防火疏散设计探讨——以安顺西高铁客运枢纽设计为例

我国的高铁近几年发展迅速,运营里程已经位居世界第一,相关设计技术的研究也逐步完善,但现有规范法规缺乏对此类建筑防火疏散的明确规定。该文通过安顺高铁客运枢纽的设计实践对中小型高铁客运枢纽的防火疏散设计进行了初步的分析总结,以期提供一些实证经验和设计思路以供探讨和研究。

农业可持续性评价指标体系的现状分析与构建

在分析农业可持续性评价指标体系研究现状的基础上,对国内外研究的不同特点进行了比较。指出国内的研究方法与国际不接轨,尚缺乏严谨的科学方法。总结分析了已有的指标体系在指标的选择、计算等方面的经验教训和对生产实践的启示。最后提出了一种新形势下的农业可持续性评价指标体系以及相应的计算和评价方法。考虑到以人为本的发展观,在其中设计了农民发展指数指标;为了反映指标数值变化对可持续性影响的不同重要程度,提出了动态权重的计算方法;同时对指标的综合方法也进行了探讨。

木耳菌糠的5种前处理对水稻育苗基质性质及稻苗生长的影响

【目的】以未经处理的木耳菌糠作水稻育秧基质存在腐熟度严重不足的问题,采用5种不同的前处理,探明针对基质性质和秧苗生长情况最优的处理方式,为农业废弃物作水稻育秧基质的开发利用提供参考。【方法】采用菌糠生材料(T1)、堆腐发酵(T2)、加10%猪粪堆腐发酵(T3)、蒸汽灭菌(T4)、干热灭菌(T5)等5种处理方式,以土壤为对照,并模拟东北地区春季气候条件,进行温室水稻育秧试验。综合分析各处理基质容重、孔隙度(总孔隙度、持水孔隙度、通气孔隙度)、养分(总氮、总磷、总钾、有机质含量、碱解氮、速效磷、速效钾)、苗期立枯病发生情况(离乳期的发病面积和病斑数量)和稻苗生长状况(苗龄30 d后,水稻秧苗的农艺性状,包括叶龄、单株根数、株高、茎粗、SPAD值、百株干鲜重)等指标,并采用单位容积营养元素含量的计算方法替代传统的质量比,来比较5种处理间差异。【结果】经处理后,基质的容重均达到理想基质要求;与生材料T1相比,T2和T3总孔隙和持水孔隙度均明显上升,T4和T5孔隙度有所下降。单位容积营养元素含量,全氮以T3最高(3.0×10^(-3) g·cm^(-3)),其他处理全氮为1.6×10^(-3)—1.8×10^(-3) g·cm^(-3);全磷为4.0×10^(-4)—6.0×10^(-4) g·cm^(-3),全钾含量以T2最高(1.4×10^(-3) g·cm^(-3)),其他处理全钾为7.0×10^(-4)—9.0×10^(-4) g·cm^(-3);总有机质含量均为6.6×10^(-2)—8.0×10^(-2) g·cm^(-3);碱解氮含量以T3最高(2.1×10^(-4) g·cm^(-3)),其他处理为0.9×10^(-4)—1.2×10^(-4) g·cm^(-3);速效磷含量均为3.3×10^(-5)—5.0×10^(-5) g·cm^(-3);速效钾含量均为0.6×10^(-4)—1.2×10^(-4) g·cm^(-3);另外,通过计算不同处理育秧基质的C/N显示,仅添加猪粪发酵的T3处理在20以下。水稻立枯病发生情况,综合分析离乳期病斑数目和发病面积,得出T1发病率为30.53%,T5发病率为3.27%,T2和T4发病率均为1.09%,而T3未出现立枯病。30 d龄稻苗,株高在12—14 cm,茎粗在0.21—0.23 cm,三叶期叶片总SPAD值为25—35,T3处理在此三方面均表现最好;百株鲜重范围在14.50—16.00 g,百株干重为3.15—3.75 g,最大为T2和T3处理;根冠比最大值为T2和T3(0.30),最小值为T5(0.22),5组处理全株干鲜比均在0.20—0.23。【结论】前处理并不显著影响木耳菌糠等材料的养分含量,其主要由构成基质材料的本身性质决定;堆制腐熟发酵的前处理方式在基质性质和秧苗生长情况上都表现很好,且减轻立枯病的效果明显,尤其是添加10%猪粪堆腐发酵表现最优,是今后利用农业废弃物开发水稻无土育秧基质值得推广的前处理手段。

高含固率秸秆和牛粪混合物料发酵产甲烷工艺

该研究针对高含固率纤维质物料难以连续厌氧发酵、甲烷产率低的问题，利用所研制的一套能连续进出料、具有高有机负荷承载力的新型反应器，以玉米秸秆和牛粪为原料，通过调控搅拌强度和投料强度在反应器内建立了“分区发酵”体系，比较了3种高含固率（10%、15%和20%）物料在不同有机负荷下的甲烷容积产率，系统研究了物料含固率、搅拌强度和投料强度对“分区发酵”体系形成功能分区的高度、各功能区的pH值和甲烷容积产率的影响，旨在为纤维质物料产甲烷提供高效的发酵工艺和可靠的运行参数。结果表明，含固率为10%和15%的反应器，甲烷容积产率随有机负荷的增加而增加，平均甲烷体积分数稳定在52%左右，二者在有机负荷分别为13.44和20.17 kg/（m3·d）时，甲烷容积产率最高，分别为1.62和1.66 m3/（m3·d），在有机负荷分别为20.17和30.0 kg/（m3·d）时，甲烷产量明显下降；含固率为20%的反应器，甲烷容积产率随有机负荷的增加基本保持不变且较低（0.98 m3/（m3·d）），当有机负荷达到30.0 kg/（m3·d）时，发酵体系酸败，甲烷产量明显下降。双因素优化结果表明，当物料含固率为10%和15%、搅拌强度为6～12 h/d、投料强度为6.5～10 d时，发酵体系可形成高效的酸化区和产甲烷区，二者的高度之比为1.1～1.6：1，甲烷容积产率可达1.63～1.69 m3/（m3·d）。综上，该反应器可实现含固率为10%～20%的纤维质物料连续进出料，并在含固率为10%和15%时能高效、稳定地产甲烷，通过调控搅拌强度和进料强度能提高其甲烷容积产率。该发酵工艺有规模化应用的前景。

固定床厌氧反应器处理高浓度糖蜜废水

为开发高效处理高浓度有机废水的厌氧沼气发酵技术,以活性炭纤维作为生物膜载体,在实验室规模上对固定床厌氧反应器处理高浓度糖蜜废水的运行性能进行了研究。初始进水COD为5000mg/L,水力停留时间(HRT)保持在2d左右。在进水COD为47000mg/L以内时,相应的有机容积负荷(OLR,COD含量)达到21.38kg/(m3·d),COD去除率保持在86%以上,沼气容积产气率为9.51L/(L·d),甲烷容积产气率为6.46L/(L·d);当OLR进一步从21.38kg/(m3·d)逐步升高到35.13、39.06、44.88kg/(m3·d)时,COD去除率从86.48%分别降低到74.40%,67.02%和63.50%,相应的沼气容积产气率为13.71,13.98和11.44L/(L·d),甲烷容积产气率为8.84,8.67和5.89L/(L·d)。进水的pH值通常在3.5～5.6之间,OLR低于35.13kg/(m3·d)时,无需对pH值进行中和调节,出水的pH值自然维持在6.8～7.6的良好状态,超出此范围,则需加碱对进水的pH值作适当调节。最终进水COD高达78600mg/L,相应的OLR为44.88kg/(m3·d)。在165d的运行过程中污泥形成量小,没有发生堵塞现象,固定床厌氧反应器表现出高效的处理酸性高浓度有机废水和较强的抗负荷冲击的能力。

收获时间对玉米秸秆产量与燃料品质的影响

【目的】探明不同收获时间下玉米秸秆产量和燃料品质的变化规律,以确定适宜的收获时间。【方法】于2007-2008年在吉林省白城市农业科学院以郑单958为研究材料,在田间试验条件下研究收获时间对玉米秸秆产量与燃料品质的影响。【结果】随收获时间的推迟,玉米秸秆产量呈下降趋势,且叶片所占比例逐渐降低;秸秆含水量、灰分和矿质元素含量显著降低;纤维素、木质素含量升高,半纤维素含量降低。秸秆热值以灌浆期最高,成熟期最低,其后略有升高;热值与纤维素和木质素含量呈显著正相关关系;灰分与矿质元素含量呈显著正相关关系,与Si/K比值呈显著负相关关系。【结论】延迟收获虽然降低了玉米秸秆的产量,却显著提高了其燃料品质,冬季至春季收获秸秆品质较好。

中国“产业沼气”的开发及其应用前景

"产业沼气"是指规模化地生产并纯化沼气,使之能像天然气和液化气那样,由管道或气罐(瓶)输送和装运,方便地应用;有别于通常所说的农户沼气。中国天然气资源很紧缺,而能替代天然气的沼气的巨大资源潜力尚未被广泛认识和认真地开发。该文分析对比了欧盟国家开发产业沼气的成功实践,提出要使中国有机废物/液的沼气处理摆脱只讲环保公益、缺乏经济效益的被动局面,开发出可观的洁净商品沼气,实现环境效益和经济效益"双赢"。该文还分析了中国产业沼气的5种主要资源和实现产业化必须克服的技术、政策瓶颈。结论指出,中期内中国产业沼气具有相当于年产900亿m3天然气的开发潜力,是很有前景的生物质能源。

乳酸菌发酵使木薯淀粉残渣饲料化研究

以处理木薯淀粉加工残渣,减轻环境压力为目的,对木薯渣接种乳酸菌复合系SFC-2,并添加不同量的蔗糖进行发酵,通过测定其发酵过程中的生化变化研究了其饲料化效果。结果显示:在发酵开始时接种处理的乳酸菌数为5×108cfu/g,而对照处理没有检测到;发酵结束后,接种的3个糖水平处理的外观发酵品质比未接种处理好,但糖浓度低时丁酸积累较多,乳酸积累少,接种并添加4%蔗糖的处理乳酸积累量最高,发酵物中乳酸积累达18.7g/kg,接种并添加8%蔗糖的处理丁酸积累最少,仅为0.141g/kg。相同蔗糖浓度下,接种处理的丁酸积累量均低于对照,不接种对照处理中均检测到了腐败菌分解蛋白质产生的甲胺,而接种的则没有。木薯渣材料和发酵物中的氰化物含量均远低于国家安全标准。采用乳酸菌发酵法使木薯渣饲料化是一个可行的途径。

纤维素分解菌复合系MC1分解木薯淀粉厂残渣

木薯渣木质纤维素含量较高,是有开发潜力的生物质资源,目前,木薯渣主要用来生产饲料和酒精.用其进行甲烷发酵也是很有前景的应用途径,但是木薯渣含水量大,颗粒分散,不利于固体发酵.利用纤维素分解细菌复合系MC1分解木薯渣,可将其转化为可溶的小分子有机物,提高其甲烷发酵效率.在分解过程中测定了木薯渣各成分的减少和分解产物.结果显示,经18 d分解,木薯渣的总干重减少了47.3%,其中纤维素减少了22.7%,半纤维素减少了90.4%,木质素减少了11.3%,其总分解量的85%在前6 d被分解.MC1分解木薯渣过程中可溶性物质总含量开始为18%,3 d后达到最高,为33%,GC-MS测定挥发性产物的总量在培养6 d后达到最高,挥发性产物共检测出12种,其中量较大的化合物为乙醇、乙酸、乙二醇、丁酸及甘油,这些产物为甲烷发酵菌可直接利用或者容易转化为甲烷菌直接利用的成分.因此利用MC1分解木薯渣作为甲烷发酵的前发酵手段将很有应用前景.

呼之欲出的中国生物天然气战略性新兴产业

生物天然气能源具有低成本、绿色、清洁、环保、可持续性等优势,是替代汽油、天然气、石油液化气和煤炭等最好的生物质可再生能源。鉴于欧盟国家近年来成功开发车用生物天然气的经验,为推动我国生物天然气产业的发展,分析了当前我国在这个领域存在的5大问题(中国传统沼气产业的转型升级、新型城镇化难题、温室气体减排、治霾问题、提高能源自给)。结果表明:生物天然气车用时比汽油、柴油及常规天然气能更有效地减少汽车尾气CO2和致霾物的排放,在当前我国面临石油和天然气对外依存度急剧上升,迅速增加的机动车已成为大中城市雾霾天气的"罪魁祸首",农民苦于找不到能长久居"卖方市场"产品的大背景下,应尽快开发我国的生物天然气产业。进一步介绍了欧盟各国成功开发、应用生物天然气能源的经验和做法,剖析了中国沼气行业当前陷入重重困境的根源。结论认为:国家能源主管部门应抓住难得的机遇,做出规划,制定扶持政策;沼气企业和技术人员要更新观念,推进传统沼气工程的转型和技术升级,以建成生物天然气战略性新兴产业。

都市农业若干问题的重新认识

针对存在于我国都市农业研究领域的一些有待深入探讨的问题,包括都市农业的起因、概念、功能、土地利用规划等方面进行了分析,并就当前在这些问题上存在的一些认识误区以及都市农业今后的研究方向和可持续发展提出了看法。