Effect of Sweet Corn Straw Returning to the Field on Soil Fertility, Yield and Benefit

It is an important way for realizing sustainable development of sweet corn production to stabilize and improve soil fertility of cultivated land in sweet corn production region.Through the test of sweet corn straw directly returning to the field after 6seasons for 3years,the results showed that continuous single application of chemical fertilizer is not conducive to the stability of soil fertility and yield improvement,and implementation of straw returning could receive fertility,improve soil acidic conditions,and enhance the yield of sweet corn.Compared with before the test,the single application of chemical fertilizer increased soil available phosphorus,while the contents of soil organic matter,available nitrogen and available potassium decreased by 1.08,1.18 and 2.47mg/kg respectively,and the soil pH decreased by 0.15.Under the same fertilizer conditions,organic matter contents of single and double-season straw returning increased by 0.71 and 1.29g/kg,available nitrogen increased by 17.15 and 28.27mg/kg,available phosphorus increased by 0.96 and 1.73mg/kg,available potassium increased by 2.41 and 5.92mg/kg,the soil pH increased by 0.16 and 0.2.Compared with the single application of chemical fertilizer,the average yields of single and double-season straw returning increased by 7.5%and 11.8%,and their average income increased by 87.3and 117.1yuan of per mu(667m^2)respectively.

大豆秸和稻草对甜玉米秸秆和湿啤酒糟混合青贮的影响

甜玉米(Zea mays var.rugosa)秸秆和湿啤酒糟含水量较高,青贮可有效解决其不易贮藏的问题。通过设置甜玉米秸秆单贮、湿啤酒糟单贮、两者不同比例(3∶1和4∶1)混合青贮以及分别添加大豆(Glycine max)秸和稻(Oryza sativa)草将混合青贮的含水量调节为60%和70%,共12个处理,探究混合比例及含水量对其混合青贮发酵品质及有氧稳定性的影响。结果表明:甜玉米秸秆单贮发酵品质良好,湿啤酒糟单贮发酵品质较差,二者按3∶1混贮后显著提高了乳酸及乙酸含量(P<0.05),4∶1混贮后显著提高了乳酸含量(P<0.05),但4∶1混贮后好氧细菌及酵母数量较3∶1高;与甜玉米秸秆单贮相比,添加大豆秸显著提高了混合青贮料的有氧稳定性(P<0.05),有氧暴露7 d后的pH值仍接近4.2,添加大豆秸将含水量调节为60%显著降低了NH3-N含量(P<0.05);添加稻草的所有处理均显著降低了NH3-N含量(P<0.05)。综上,甜玉米秸秆与湿啤酒糟按3︰1的比例混合,并添加大豆秸将含水量调节为60%,其发酵品质好,有氧暴露7 d有氧稳定性也较好。

油菜—富硒水稻—富硒甘薯轮作对土壤养分及甘薯的影响

为掌握油菜—富硒水稻—富硒甘薯轮作种植模式(T)与传统冬闲—水稻—甘薯种植模式(CK)的差异,特开展种植试验,分析甘薯收获后土壤pH值、有机质、全氮、碱解氮、速效钾、交换性钙、有效锌和有效硼的含量,甘薯可溶性糖、维生素C含量,以及大米和甘薯的硒元素含量。结果表明,与CK相比,T处理的土壤肥力和甘薯品质明显提升,其中0~20 cm土壤的有机质、全氮、碱解氮、速效钾、交换性钙、有效锌和有效硼分别提升21.8%、3.2%、5.4%、28.4%、34.6%、42.5%、300.0%,20~40 cm土壤则分别提高22.8%、5.6%、14.0%、32.6%、38.0%、104.4%、325.0%;甘薯总糖、维生素C含量分别提高125.09%、16.34%。另外,通过施用富硒肥,T处理的大米和甘薯硒元素含量分别达到0.14、0.15 mg/kg。因此,油菜—富硒水稻—富硒甘薯轮作种植模式(T)可实现油菜绿肥还田及水稻、甘薯秸秆还田,达到改良土壤、提升甘薯品质的目标。

甜玉米秸秆发酵酒的酿造工艺研究

利用白腐菌、褐腐菌发酵制备甜玉米秸秆发酵酒。以乙醇体积分数为指标,在单因素试验的基础上通过响应面法优化甜玉米秸秆发酵酒的酿造工艺。结果表明:最佳酿造工艺条件为纤维素降解时间20 d、酒曲添加量12%(以秸秆质量为基准)、初始糖含量163 g/L、发酵时间72 h,在此条件下,甜玉米秸秆发酵酒的乙醇体积分数为12.05%。酿造的酒体菌落总数≤50 CFU/mL、大肠杆菌≤3 CFU/100 mL、致病菌未检出,酒体无色、清亮透明、有光泽,具有淡淡的甜玉米秸秆的清香,口感清甜。

收获期对冬种甜玉米秸秆青贮品质的影响

为探究粤西地区冬种甜玉米秸秆适宜收获期,试验选用粤西地区广泛种植的金银粟2号为试验材料,于广东海洋大学试验田种植,在鲜穗采摘后5、10、15 d收获秸秆,60 d青贮发酵后测定营养成分、发酵品质和瘤胃降解率等。结果表明:随着收获期延长,青贮秸秆的干物质(DM)、粗蛋白(CP)、可溶性糖(SS)、淀粉(Starch)、酸洗不溶蛋白(ADICP)、可溶性蛋白(SCP)、瘤胃降解蛋白(RDP)的含量及24、48 h的中性洗涤纤维降解率(NDFD)和干物质降解率(DMD)均显著增加(P<0.05);其中第15 d收获的秸秆青贮后氨态氮(NH_3-N)、氨态氮/总氮(NH_3-N/TN)以及乙酸(AA)含量占比最高(P<0.05)。研究表明,粤西地区冬种金银粟2号摘穗后15 d收获秸秆为宜。

利用尼龙袋法比较象草和麦秸在奶水牛瘤胃中的降解特性

本试验旨在研究台湾甜象草、桂牧1号杂交象草和小麦秸秆各营养成分及其在奶水牛瘤胃中的降解特性。试验采用尼龙袋法测定3种粗饲料的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的瘤胃降解参数,并对其常规营养成分进行分析。结果表明:3种粗饲料中桂牧1号杂交象草的CP含量最高,显著高于其他2种粗饲料(P<0.05),CP含量由高到低的顺序依次是桂牧1号杂交象草>台湾甜象草>小麦秸秆。3种粗饲料的NDF含量差异不显著(P>0.05),台湾甜象草的ADF含量显著低于桂牧1号杂交象草和小麦秸秆(P<0.05)。3种粗饲料的DM、CP、NDF、ADF有效降解率由高到低依次均为台湾甜象草>桂牧1号杂交象草>小麦秸秆。综上所述,台湾甜象草和桂牧1号杂交象草饲用价值较高,可作为奶水牛的优质粗饲料来源;小麦秸秆可做进一步加工或搭配其他优质粗饲料加以利用。

基于主成分分析和隶属函数分析研究收获期与青贮对甜玉米秸秆饲用品质的影响

本试验旨在研究收获期与青贮对甜玉米秸秆饲用品质的影响。以摘穗后(乳熟期)的“华美甜8号”甜玉米秸秆为试验材料,分别在摘穗的第0(当天)、5、10、15天收获秸秆,每个收获期设置未青贮与青贮2种处理,每种处理设置4个重复。所有样品进行常规营养成分含量测定与分析。结果表明:1)收获期与青贮的交互作用对甜玉米秸秆的中性洗涤纤维(NDF)和淀粉含量产生了显著影响(P<0.05)。2)相比于摘穗当天收获,摘穗后第15天收获显著提高了甜玉米秸秆的干物质(DM)(青贮)、NDF、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、中性洗涤不溶蛋白质(NDIP)(青贮)含量(P<0.05),显著降低了相对饲用价值(RFV)和能量价值(P<0.05)。而青贮则显著降低了甜玉米秸秆的NDF、ADF、淀粉、粗蛋白质(CP)、可溶性蛋白质(SP)、NDIP含量(P<0.05),显著提高了有机物(OM)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)、钙(Ca)、RFV和能量价值(P<0.05)。3)综合主成分分析、相关性分析和隶属函数分析发现,仅摘穗当天收获的鲜样甜玉米秸秆以及摘穗当天和摘穗后第15天收获的甜玉米秸秆经青贮后的总隶属函数均值大于0.5。综上可知,不同收获期或是否青贮对甜玉米秸秆的营养物质含量与能量价值产生了一定影响。甜玉米秸秆的碳水化合物含量随收获期的推移而增加,RFV和能量价值降低;而进行青贮处理后则与之相反。在本试验条件下,甜玉米秸秆可在摘穗当天收获进行饲喂或青贮处理,或者延长至摘穗后第15天收获并青贮,将有效改善甜玉米秸秆的饲用品质。

复合益生菌对甜玉米秸秆青贮品质的影响

为探索复合益生菌对甜玉米秸秆青贮品质的影响。本试验在以甜玉米秸秆作为研究材料的基础上,试验分为对照组和试验组。在青贮的第21天,测定复合益生菌对甜玉米秸秆青贮饲料感官评价、营养成分、发酵品质和微生物菌落总数的影响。结果表明:复合益生菌能够使青贮饲料感官评定为优良。与对照组相比,复合益生菌能够使青贮饲料营养成分中的粗蛋白含量显著升高,酸性洗涤纤维含量显著降低(P<0.05),使青贮饲料中的pH值、氨态氮含量和可溶性碳水化合物含量、需氧菌的菌落数量显著降低(P<0.05),乳酸菌和酵母菌的菌落数量显著增高(P<0.05)。可以看出,复合益生菌能够改善甜玉米秸秆青贮品质。

4种甜秆饲草高粱对密度与刈割次数的响应

采用3因素裂区设计,研究4个甜秆饲草高粱品种在不同种植密度和刈割次数下的植株性状及产量的差异。结果表明:在饲草高粱生育进程中,无论刈割1次还是2次,14万株·hm-2高密度种植的鲜草产量总是高于10万株·hm-2的低密度处理;增加刈割次数可有效地增加甜高粱的总产草量。采用植株高大茎秆粗壮的623A×126-524、高密度14万株·hm-2种植和一生刈割2次是本试验条件下产草量高的最佳组合,该组合鲜草产量可以达到84 039.67kg·hm-2,且在刈割1次的情况下该杂交组合的籽粒产量也达到最大。另2个甜秆饲草杂交高粱鲜草产量都极显著高于甜高粱1号。以上结论可以为选用合适的甜高粱品种进行合理密植、提高产草量从而促进饲草利用提供强有力的技术支撑。

复合微生物菌剂袋装发酵甜高粱渣对奶牛产奶量及奶成分的影响

从奶牛群中挑选体质量、胎次、泌乳期、产奶量及采食量均相近的奶牛16头,试验组8头,对照组8头,进行发酵甜高粱渣生物饲料对奶牛产奶量和牛奶质量影响的评价研究.结果表明:复合菌剂发酵组饲料粗蛋白含量比空白对照组提高了71%,粗纤维含量比对照组降低了8%;复合微生物菌剂袋装发酵甜高粱渣生物饲料试验组提高了奶牛采食量和产奶量,试验组奶牛与青贮玉米秸秆组奶牛相比,采食量提高了11.4%,产奶量提高了14.2%,试验组的奶料比和对照组相比减低了20.8%.此外,试验组与对照组相比牛奶中的乳蛋白含量提高了14.03%;牛奶中的乳脂率含量提高了16.3%,试验组牛奶体细胞数与对照组相比下降了5.15%.

甜秆多穗型超早熟谷子新种质的创新

采用目标性状基因库育种法培育出甜秆多穗型超早熟谷子(Setaria italica Beauv)新种质超早熟1号,该品种具有以下突出特点:(1)超早熟,生育期间仅需有效积温1 550℃左右,在海拔1 600m以上的河北省坝头地带正常成熟,突破谷子“育成种”栽培的禁区,将我国谷子种植界限大大北移;(2)多穗,该品种不但具有分蘖成穗特性,而且中下部节间可产生多个分枝穗,是少有的谷子多穗型新种质;(3)秸秆甜、含糖量高,其秸秆全糖、可溶性糖、还原糖含量分别高出同产地普通品种74.8%、200.5%、237.2%;(4)粗蛋白含量高,高于普通品种3.9%～30.4%;(5)粒色可变,在石家庄种植为红谷,在河北省坝上种植为黄谷;该品种还具有优质高产综合性状优良的特点。

复合菌种固态发酵法提高甜高粱秸秆饲料品质的研究

试验探讨了不同菌种及菌种组合对固态发酵甜高粱秸秆酒糟生产蛋白饲料的影响。以产朊假丝酵母、康宁木霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌和白地霉为发酵初筛菌种,探索单一菌种及双菌组合对甜高粱秸秆酒糟木质纤维素、蛋白质含量积累的影响。结果表明,对比未发酵甜高粱秸秆酒糟数据可知,单一菌种和双菌组合均能提高发酵产物的蛋白质含量和降低粗纤维含量。黑曲霉和产朊假丝酵母组合为最佳菌种配伍,且当菌种比例为11时,粗蛋白质含量为18.79%;粗纤维含量为34.68%,较未接菌降低了16.38%,且较单一菌种黑曲霉和产朊假丝酵母分别降低了8.15%、7.01%。通过微生物菌种发酵处理可以降解部分纤维素、提高蛋白质含量,还可在很大程度上缓解饲料中蛋白不足的矛盾。

不同的预处理方式对甜高粱秸秆纤维素酶降解效率的影响

对甜高粱秸秆进行了各种预处理,包括机械处理、高温处理、超声波处理、无机溶剂处理、有机溶剂处理等,比较了不同的预处理方式对甜高粱秸秆纤维素酶降解效率的影响,得出其影响程度顺序是:高温>超声波>有机溶剂>粉碎度>稀酸/碱。温度影响中干燥高温效果最佳,每0.1g秸秆粉末可产生还原糖8.3116mg。超声波处理在无溶剂(无水)条件下,在相同的时间产生还原糖的量是有溶剂(有水)时的5倍。有机溶剂方面,丙酮的作用最为显著,在30min内每0.1g秸秆粉末可以产生还原糖4.3736mg。在机械处理中还原糖的量随着粉碎目数的增大而增加。此结果对工业生产提供了有价值的建议。

超声波对甜高粱秸秆酶水解影响的研究

研究了超声波以及酸碱对甜高粱秆酶水解的影响。结果表明,超声波能有效地破坏甜高粱秆的纤维结构,并能提高纤维酶的水解得率。超声波处理的最佳条件为功率120W,超声波作用1次的时间1s,间歇时间4s,总操作时间20m in,甜高粱秸秆的酶水解率可达9.62%。经过酸-超声波-碱液复合处理后,秸秆残渣的酶水解得率为52.02%。

小麦秸秆与红薯藤叶混合厌氧发酵特性

在(30±1)℃恒温条件下,按C/N=20∶1,C/N=25∶1,C/N=30∶1的3个不同水平将小麦秸秆和红薯藤叶分别配置成2 000 mL发酵液,其总固体含量TS为8%。对3个不同水平C/N的发酵液进行厌氧发酵试验,测定厌氧发酵过程中的日产气量,pH、CH4和CO2体积分数等动态指标的变化,探究2种物料在不同C/N水平下的发酵特性。结果表明在TS为8%的条件下,C/N为25∶1水平时产气效果最佳,产气量和CH4体积分数都具有明显优势。

甜高粱茎秆袋装青贮研究

采用袋装室温堆放发酵方式,通过测定料温、p H值、乳酸菌数、粗蛋白、残糖等指标,对比4种不同处理对甜高粱秸秆发酵效果的影响。结果表明,用菌剂R2J1处理甜高粱秸秆具有产酸适宜、乳酸菌数、蛋白增量明显等优点。整个发酵过程中,平均发酵料温始终高于环境温度4.3℃;发酵18 d时,饲料中乳酸菌数达1.2×10^(10)个/g,此时饲料p H值为4.5,蛋白含量为9.89%,比发酵前增加了27.44%,各项指标均优于其他菌剂发酵结果,表明R2J1菌剂适用于西北高寒区甜高粱秸秆袋装青贮。

盐酸洗涤与烘焙预处理对甜高粱秸秆热解生物油组分的影响

针对生物质热解生物油氧含量高、腐蚀性强、化合物种类繁多等问题,该研究提出以盐酸洗涤和烘焙预处理相结合的方式来提高生物油品质。甜高粱秸秆预处理前后的物化特性表明单纯酸洗有利于挥发分的生成,单独烘焙预处理降低了H/C以及O/C,使能量产率达95.13%,并促进了炭的生成;酸洗-烘焙联合预处理对生物炭和不可冷凝气体都有一定的促进作用。采用管式炉热解装置制备生物油,利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析甜高粱秸秆样品热解生物油成分,结果表明:酸洗、烘焙和联合预处理使甜高粱秸秆热解生物油中化合物的种类分别在111种基础上减少了62、58和68种,酮类、酸类和呋喃类的含量均降低;酸洗对酮类中丙酮的降低作用明显,而烘焙预处理促进了酚类的生成,酸洗-烘焙显著减少乙酸的产量并促进糖类化合物的生成,尤其对珍贵稀有的D-阿洛糖促进作用显著;同时,酸洗、酸洗-烘焙预处理还分别促进了新物质壬酸和戊酸的生成;单纯烘焙有利于提高生物质中富含-OH官能团的纤维素相对含量,从而使生物油中酚类含量明显升高,生物油中虽没有形成新物质,但对pH值改善较为明显。该研究可为生物质热解生物油品质的提高及高值化产物的定向热解提供参考。

不同发酵工艺对甜高粱秸秆酒糟基本营养成分的影响

甜高粱秸秆可以作为高能源料用来发酵生产燃料乙醇,其副产物为酒糟,试验对不同发酵工艺所得酒糟的基本营养成分进行了分析。结果表明,接种量为0.25%、菌种活化2h、发酵5d所得到的酒糟粗蛋白含量最高,而其他基本成分与反刍动物所用的粗饲料基本营养成分相类似。因此,对甜高粱秸秆酒糟进行一定的改造加工后作为反刍动物粗饲料使用,可以提高秸秆的综合利用率。

蚯蚓堆肥处理有机废弃物的研究——基于红薯秸秆、牛粪和污泥的混合物料

为了探明蚯蚓堆肥处理红薯秸秆、牛粪和污泥混合物料的最佳配比,在实验室条件下进行了模拟培养实验。实验共设不同配比混合物料5个处理,研究了处理前后物料的理化性质变化,从处理后物料速效养分的含量来确定蚯蚓处理混合物料的最佳配比。结果表明:经蚯蚓堆肥处理后,各种配比物料的pH值、有机质和全氮(处理1与处理2除外)含量均下降,EC值、速效氮、全磷、速效磷、全钾及速效钾含量均升高;总体上,10%红薯秸秆+60%牛粪+30%污泥的处理速效氮、速效磷和速效钾含量最高。因此,蚯蚓堆肥处理红薯秸秆、牛粪和污泥混合物的最佳配比是10%红薯秸秆+60%牛粪+30%污泥,此配比的混合物料经蚯蚓处理后可以得到高品质的有机肥。

夏季种植甜玉米及秸秆还田对设施番茄土壤微生物区系的影响

以秋冬茬番茄为研究对象,应用磷脂脂肪酸(PLFA)谱图分析测定技术,比较夏季休闲模式和种植甜玉米并秸秆还田模式对土壤微生物区系的影响。结果表明:与休闲处理相比,种植填闲玉米并秸秆还田对设施番茄土壤微生物有较好的改善效果,尤其在秋冬茬设施番茄初花期填闲处理土壤微生物总PLFAs含量、真菌和细菌PLFAs含量分别比休闲处理增加18.2%、17.9%和23.6%,差异达显著水平,坐果期土壤微生物群落多样性指数达到2.07,比休闲处理增加99.04%。