秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响

为明确秸秆还田对东北黑土水分特征及物理性质的影响,设置秸秆覆盖还田(FG)、秸秆翻埋还田(FM)和秸秆不还田翻耕(FD)3个处理,测定土壤含水量、水分特征曲线、容重、硬度、土壤三相比及结构稳定性等参数。结果表明:(1)秸秆覆盖还田可显著提高春季耕层(0~30 cm)土壤含水量,较秸秆不还田翻耕处理增幅为11.17%~150.84%;不同处理耕层土壤在水吸力中吸力段土壤含水量变化曲线平滑,秸秆覆盖还田处理具有较高的土壤持水性。(2)秸秆还田能显著提高土壤水分有效性,与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆覆盖还田处理0~10 cm土层土壤田间持水量提高4.85%~11.03%,土壤凋萎系数提高10.85%~18.00%;秸秆翻埋还田处理0~10 cm土层土壤重力水增加9.65%~80.73%。秸秆翻埋还田提升了土壤供水能力,土壤比水容量较秸秆不还田翻耕处理增加4.8%~10.0%。(3)与秸秆不还田翻耕处理相比,秸秆还田降低了收获后土壤紧实度,降低幅度为0.18~0.31 MPa;秸秆覆盖还田增加表层土壤容重,降低土壤孔隙度,促进三相结构趋于合理,显著增加土壤结构稳定性。(4)皮尔森相关分析表明,三相比R值与结构距离(r=0.73*)、土壤容重(r=0.70*)相关性显著,在一定范围内三相比R值的增加有利于改善并促进土壤结构稳定。综上可知,东北黑土农田实施秸秆还田是提高春季土壤含水量、增强土壤持水性、提升土壤供水能力、调节土壤紧实性、调控土壤三相比、改善土壤结构和提高土壤宜耕性的有效措施。

不同土壤条件下秸秆还田量对土壤还原性物质及水稻生长的影响

[目的]在不同土壤上研究水稻秸秆还田后还原性物质的形成及其与水稻生长的关系。[方法]在砂壤土(S1)和粉壤土(S2)上进行2年盆栽试验,模拟低(RL)中(RM)高(RH)产量下秸秆全量还田,以秸秆不还田(R0)为对照,测定土壤还原性物质总量、Eh、亚铁离子、锰离子和铵态氮含量,分析水稻分蘖、根系干质量、根系活力和水稻产量等指标。[结果]秸秆还田后生育前期土壤Eh显著降低,还原性物质数量增加,S2的还原性物质高于砂壤土。与对照相比,2021年在移栽后56d之前秸秆还田处理还原性物质总量、铁和锰离子含量分别提高了8.36%~199.64%、1.43%~160.03%和8.43%~57.68%。2022年在移栽后45 d前对应增加了2.95%~163.61%、0.77%~19.74%和3.28%~64.96%。随着秸秆还田量增加,还原性物质总量、铁和锰含量有增加趋势。在移栽后56 d前(2021年)和35 d前(2022年)秸秆还田显著增加了土壤铵态氮含量11.28%~50.67%和10.79%~351.53%。秸秆还田使水稻分蘖期和拔节期的根系干质量降低15.06%~45.80%,秸秆还田显著降低了砂壤土上水稻分蘖期和拔节期的根系活力,在S2土壤上RL和RM增加了拔节期根系活力,RH降低了根系活力。秸秆还田后水稻分蘖数在水稻生育期降低了7.23%~48.44%,干物质积累量降低了3.59%~43.57%。RL和RM处理第二年水稻产量降低不明显,RH处理2年均显著减产。砂壤土中氧化还原电位高于S2,S2还原性物质总量、锰离子含量、铵态氮含量、根系干质量、根系活力、分蘖数、干物质积累量和产量均高于砂壤土。[结论]在本研究条件下,秸秆还田显著增加还原性物质总量,抑制水稻早期生长。黏重土壤上秸秆全量还田引起减产,砂壤土上中低产量下秸秆全量还田不会造成穗数显著降低,因促进大穗形成不会造成显著减产。采取有效措施减少秸秆还田下还原性物质危害是秸秆还田技术优化的重点。

玉米秸秆还田下深松年限对土壤有机碳含量及胡敏酸结构特征的影响

为明确不同秸秆还田结合耕作措施下土壤有机碳组分的变化特征,基于6 a秸秆还田长期定位试验,利用三维荧光光谱技术,对CK(不深松+不秸秆还田)、NFG(不深松+每年秸秆还田)、EFG(隔一年深松+每年秸秆还田)、TFG(隔两年深松+每年秸秆还田)和SFG(连年深松+每年秸秆还田)处理下土壤有机碳(SOC)含量及胡敏酸(HA)结构特征进行分析。结果表明:与CK相比,EFG处理0~10 cm土层的SOC、HA含量和PQ值分别显著增加25.23%、16.19%和4.27%,FA含量降低4.55%。10~20 cm土层,EFG处理的SOC含量最高,较CK增加13.18%;SFG处理的HA和FA含量较CK提高最多,增幅分别为13.27%和32.74%。通过HA三维荧光图谱发现,与CK(Ex/Em=270/455,270/460)相比,EFG(Ex/Em=280/455,270/465)处理下0~10 cm和10~20 cm土层中的HA荧光峰波长均有红移现象。土壤胡敏酸中包含两个组分,C1(Ex/Em=270/280)和C2(Ex/Em=440/515)同为类腐殖酸物质,胡敏酸整体腐殖化程度较高,结构较为复杂;其中EFG和TFG处理的C2组分所占比例最高,分别为28.59%和31.38%。各处理的C1和C2组分F_(max)值均较CK有所增加,即腐殖化程度增加。综上所述,EFG处理(隔一年深松+每年秸秆还田)通过提升土壤有机碳及腐殖酸类物质含量,增加腐殖化程度,加强了土壤的供肥能力,为黑龙江黑土区较佳的耕作技术措施。

辽宁省玉米秸秆基质栽培糙皮侧耳菌株筛选评价

为筛选出适宜辽宁地区以玉米秸秆为主要栽培基质的优良糙皮侧耳菌株,以19个糙皮侧耳菌株为试验材料,对菌丝长势、满袋时间、污染率、生物学效率及农艺性状等指标进行测定和比较分析。结果表明,C14号菌株综合指标优于其他供试菌株,其母种和栽培种在玉米秸秆基质中菌丝长势均较好,生物学效率较高,为105.8%,子实体菌盖颜色深灰色,菌柄3.1~6.8 cm,朵大韧性好,菇型紧凑,菌盖肥厚,中等大小,光泽好,可作为生产用优良菌株。C10、C2号菌株子实体性状一般,但其母种及栽培种在玉米秸秆基质中菌丝长势强、生物学效率高,利用秸秆能力强,可作为品种选育的备选材料。

丙烯酰胺-柠檬酸改性葵花秸秆吸油材料的制备及吸油动力学

以农业废弃物葵花秸秆为原料,分别用10%氨水、丙酮-环己烷、甲苯-乙醇对葵花秸秆预处理后,采用丙烯酰胺-柠檬酸酯化法对其改性,研究了改性葵花秸秆对油品的吸附性能,开展了吸附热力学及动力学研究,探讨了改性葵花秸秆的吸油机理。结果表明,丙酮-环己烷预处理+改性葵花秸秆对油品的吸油性能最强,其次为甲苯-乙醇预处理+改性葵花秸秆、10%氨水预处理+改性葵花秸秆;改性葵花秸秆对不同油品的吸油性能大小为:大豆油>柴油>原油;丙酮-环己烷预处理+改性葵花秸秆对原油的保油率最高,10%氨水预处理+改性葵花秸秆对大豆油的去除率最高;吸附热力学表明改性葵花秸秆对油品的吸附是以单分子层吸附为主的化学吸附,该吸附过程符合准二级动力学方程。该研究为解决石油污染问题提供了新思路,也为农作物副产物的综合利用提供了方向。

秸秆还田及磷细菌对土壤微生态及豆角产量的影响

为研究秸秆还田及外源添加磷细菌对土壤微生态及农作物产量的影响,以玉米秸秆和具有解磷能力的恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)为研究对象,通过在设施大棚中栽培豆角,研究了不同处理对土壤和豆角根际解磷类细菌数量、土壤有效磷含量、解磷能力以及豆角产量的影响。研究结果显示,玉米秸秆(处理1)、玉米秸秆+磷细菌(处理2)、磷细菌(处理3)三个处理的土壤中解磷类细菌数量有较大差异,其中处理2数量最高,比对照区高31.89%,差异显著(P<0.05);三个处理均能明显增加豆角根际解磷类细菌数量,差异达到显著水平(P<0.05),其中处理2最高,比对照高86.30%,差异达到极显著水平(P<0.01);三个处理土壤有效磷含量均明显高于对照,差异显著(P<0.05),其中处理2最高,比对照高9.8%;三个处理土壤解磷能力差异较大,处理1和处理2可明显提高土壤解磷能力,分别比对照高50.2%和65.2%,差异极显著(P<0.01);三个处理对豆角均有增产效果,但差异较大,处理2比处理1、处理3产量增加明显,分别增产6.8%、10.3%,差异达到显著水平(P<0.05);处理2比对照增产15.5%,差异达极显著水平(P<0.01)。研究结果表明,玉米秸秆配合外源添加磷细菌恶臭假单胞菌,较单一使用玉米秸秆和磷细菌可显著增加土壤及豆角根际解磷类细菌数量、增加土壤有效磷含量、提高土壤解磷能力、促进豆角增产,说明玉米秸秆和磷细菌有相互促进作用。本研究可为秸秆还田和磷细菌田间施用方法的研究和应用提供参考。

秸秆覆盖量对夏花生生长、产量及土壤微生物数量的影响

为了明确适宜替代地膜增产作用的小麦秸秆覆盖量,以花生品种泰育101为试验材料,在大田条件下采用随机区组设计,以覆盖地膜处理为对照(CK),研究不同小麦秸秆覆盖量0 kg/hm^(2)(T1)、3 000 kg/hm^(2)(T2)、6 000 kg/hm^(2)(T3)、9 000 kg/hm^(2)(T4)处理对夏花生出苗率、土壤容重及微生物数量、主茎高、侧枝长、干物质积累量及其分配比例和产量的影响。结果表明,随秸秆覆盖量增加,花生出苗率、土壤微生物数量、主茎高、侧枝长、干物质积累总量、荚果产量均呈先升高后降低的趋势。与CK相比,当秸秆覆盖量为6 000 kg/hm^(2)(T3处理)时,出苗率显著升高,且显著高于其他处理;0~20 cm土层土壤容重显著降低,与T4处理无显著差异,但明显低于T1、T2处理;细菌、真菌、放线菌数量显著升高;花针期、结荚期主茎高无显著变化,但均显著高于T4、T2、T1处理;饱果成熟期主茎高,花针期、结荚期和饱果成熟期侧枝长,干物质积累总量,根+果针及荚果的干物质积累量,荚果产量和籽仁产量,出仁率均明显升高,且高于其他各处理;茎秆+叶片干物质积累量占总积累量的比例和1 kg果数显著降低。在本研究条件下,种植夏花生时覆盖6 000 kg/hm^(2)小麦秸秆可以降低土壤容重,增加土壤微生物数量,促进花生主茎和侧枝的生长、干物质的积累及产量的提高,可以替代地膜的增产作用,这为减少地膜污染、实现生态种植提供了理论依据。

棉秸秆农药残留和重金属及真菌毒素检测分析

【目的】分析新疆6个棉花主产区棉秸秆的农药残留、重金属污染物和黄曲霉毒素B 1(aflatoxin B 1,AFB 1)等指标的含量,以期填补棉秸秆饲料化利用药物残留等基础数据缺失的问题。【方法】在新疆6个棉花种植区中各随机选一块棉田,设置前、中、后3个区域,每个区域设置5个1 m 2的样方,留茬15 cm,采集样方内所有棉秸秆,用剪枝钳剪碎混匀后按四分法采集1 kg样品,用于检测58种农药残留、AFB 1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、氟和5种重金属污染物含量。【结果】新疆6个棉花主产区样品中检出的农药残留分别仅为3、5、3、3、2和1种,大部分登记喷施的农药在棉秸秆样品中并未检出残留。检出的棉秸秆样品中氰戊菊酯、三唑磷、虫螨腈、毒死蜱、甲氰菊酯、吡唑醚菌酯、氯氰菊酯、马拉硫磷和啶虫脒的最大残留量为0.150、0.190、0.087、0.210、0.043、0.058、0.024、0.014和0.015 mg/kg,均低于食品安全标准GB 2763―2021中大米的限定值。棉秸秆样品中均检出了砷、铅、镉和铬这4种重金属污染物,最高含量分别为0.428、2.400、0.180和1.090 mg/kg,均低于饲料卫生标准GB 13078―2017中的限定值,符合饲料标准。棉秸秆样品中均未检出AFB 1和脱氧雪腐镰刀菌烯醇,检出氟的最高含量为20.67 mg/kg,低于饲料标准中的限定值。【结论】棉秸秆符合饲料卫生标准GB 13078―2017中农药残留、AFB 1、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、氟和重金属污染物的限量标准,可以安全用作草食家畜的粗饲料。

不同添加剂处理对水稻秸秆营养成分及发酵品质的影响

试验研究不同添加剂处理对水稻秸秆营养成分及发酵品质的影响,旨在提高水稻秸秆的利用率。试验以水稻秸秆为青贮原料,各试验组分别添加1.0 g/kg酶制剂、2.0 g/kg菌制剂及1.0 g/kg酶制剂+2.0 g/kg菌制剂,对照组不添加添加剂,每组设置4个重复。青贮60 d后,取样检测各组水稻秸秆青贮的感官指标、营养成分、发酵品质及瘤胃营养物质降解率。结果表明,对照组水稻秸秆青贮感官总分为13分,为2级尚好,而酶制剂、菌制剂及菌酶制剂处理的水稻秸秆青贮感官评定均较好,达到1级优良。与对照组比较,试验2组和试验3组的水稻秸秆青贮的干物质和总可消化养分含量升高(P<0.05),试验3组水稻秸秆青贮的粗脂肪含量升高(P<0.05),酸性洗涤纤维含量降低(P<0.05);试验1组、试验2组和试验3组水稻秸秆青贮的中性洗涤纤维含量降低(P<0.05),可溶性碳水化合物含量升高(P<0.05),相对饲喂价值增加(P<0.05)。与对照组比较,试验2组和试验3组水稻秸秆青贮的乙酸和总挥发性脂肪酸浓度升高(P<0.05),试验1组、试验2组和试验3组水稻秸秆青贮的pH值降低(P<0.05),试验3组水稻秸秆青贮的氨态氮浓度降低(P<0.05)。与对照组比较,试验1组、试验2组和试验3组水稻秸秆青贮的粗蛋白、中性洗涤纤维及干物质的降解率均得到提高(P<0.05)。研究表明,水稻秸秆经酶制剂、菌制剂、菌酶复合处理后,可以改善青贮饲料的感官评价,增加水稻秸秆青贮的营养成分含量,提高瘤胃营养物质的降解率,菌酶复合处理的效果优于酶制剂和菌制剂处理。

玉米秸秆堆腐还田对黑土区土壤性状的影响

本研究针对东北地区秋冬季节气候寒冷特点和秸秆堆腐还田的实际操作需求,开展秸秆堆腐还田试验。在秋季玉米收获之后进行田间堆腐试验,期间连续监测环境温度、降水、秸秆堆温度、秸秆失重率等指标。离田玉米秸秆经过腐熟后作为肥料还田,连续施用3年,检测土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤孔隙度、土壤容重等指标。在基本农田和棚室保护地进行为期2年的应用试验。结果表明:120 d秸秆失重率达到31.53%。施用腐熟秸秆3年,土壤有机质提高了4.06~6.31 g/kg、土壤中碱解氮提高了15.08~27.35 mg/kg、速效磷提高了18.11~21.95 mg/kg、速效钾提高63.97~89.93 mg/kg;土壤容重降低了0.10~0.14 g/cm^(3)、土壤田间持水量提高了7.51%~9.24%(V/V)、土壤孔隙度提高了3.69%~5.27%(V/V),且差异显著(P≤0.05)。基本农田和棚室保护地应用试验中,速效养分与有机质有所增长,土壤容重与田间持水量变化显著。逐年施用腐熟秸秆对于提高土壤有机质含量、速效养分具有显著作用。同时,施用腐熟秸秆能够降低土壤容重,提高土壤孔隙度与田间持水量,改善土壤板结问题。腐熟秸秆在改良与保育黑土性质方面具有良好的作用。

江苏省4类主要秸秆和畜禽粪便空间分布及综合利用潜力研究

为明晰江苏省农业废弃物资源分布格局并进行利用潜力评估,推进农业废弃物资源化利用,助力农业全面绿色转型,本研究借助GIS构建数据批处理模型,测算各区县水稻、小麦、玉米和油菜4种作物的秸秆和猪、牛、羊、家禽4种畜禽的粪便产生量,及其在肥料化、能源化方面的利用潜力理论值,并结合热点分析结果为江苏省农业废弃物综合利用提供政策建议。结果表明:2020年江苏省4种主要作物秸秆可收集总量高达3972.00万t,以水稻和小麦秸秆为主,集中分布在江苏北部和中部。分析其肥料化利用潜力,理论上相当于1511.89万t有机碳、12.04万t N、1.59万t P、24.49万t K,能源化理论上相当于1617.52万t标准煤或6.5×10^(9)m^(3)沼气;江苏省4种主要畜禽粪便产生总量为4560.77万t,家禽粪便与猪粪最多,主要分布在东部边界和西北部地区。分析其肥料化利用潜力,理论计算相当于737.00万t有机碳、31.15万t N、29.86万t P和26.89万t K,能源化利用可折算成1036.95万t标准煤或4.9×10^(9)m^(3)沼气;99%置信度下,江苏省有10个秸秆产生热点县、7个畜禽粪便产生热点县和5个秸秆-畜禽粪便双热点县。秸秆产生热点县应根据主要秸秆种类选择直接还田、制作饲料、生产农副产品和食用菌等合适的利用方向。畜禽粪便产生热点县适于开展以粪污处理为核心的循环利用模式。秸秆-畜禽粪便双热点县则具有利用种养结合构建多层次、多元化、综合化利用格局的重要优势。此外,江苏省应根据资源聚集情况,分层、分类布设资源收集处理中心,并同步优化全省的收储运网络。

双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机设计与试验

针对我国香蕉秸秆粉碎还田作业过程中香蕉秸秆粉碎质量差,秸秆缠绕堵塞等问题,设计了一种双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机。基于滑切定理,解析了粉碎刀随轴转动过程中的动态滑切角和粉碎定刀滑切角的相对作用原理,以等速螺线设计L形粉碎定刀刀刃曲线,确定了粉碎刀结构参数;对香蕉秸秆缠绕粉碎刀辊进行受力分析,设计防缠绕板并确定装配数量与结构参数;以装置前进速度、粉碎刀辊转速、防缠绕板高度为试验因素,以香蕉秸秆粉碎合格率、抛撒不均匀度和香蕉秸秆缠绕数量为评价指标进行三因素三水平正交试验,建立因素与指标的响应面数学模型。试验结果表明,最优参数组合为作业机前进速度1.5 m/s、防缠绕板高度41.6 mm、粉碎刀辊转速1800 r/min,此时香蕉秸秆粉碎合格率为93.8%,香蕉秸秆缠绕数量为26,香蕉秸秆抛撒不均匀度为12.1%。以最优组合进行田间试验验证,试验结果表明双定刀滑切防缠式香蕉秸秆粉碎还田机整机防缠性能优越,满足设计要求。

9YQ-2200S型秸秆方捆打捆机设计与试验

【目的】饲料化是我国主要农作物秸秆综合利用的重点发展方向,为提高田间饲用秸秆的回收效率和质量,解决常规小型饲草方捆机适用范围小、作业效率低、揉碎质量差和不能有效除尘的问题。【方法】基于秸秆切碎揉搓、压缩打捆基本理论,采用理论分析计算和SolidWorks三维设计方法,设计了1种适用于田间玉米、小麦、水稻、棉花等作物秸秆的9YQ-2200S型秸秆方捆打捆机,开展了样机试制与改进,并针对玉米秸秆进行了田间试验。【结果】样机的收净率为90.3%,成捆率为100%,规则草捆率为100%,抗摔率为91.66%,草捆密度为119.67 kg/m^(3),作业小时生产率为3.36 t/h,各项作业指标均符合相关标准要求,作业性能良好。【结论】该机可实现作物秸秆自动捡拾(切割)、粉碎、揉丝、除尘、高密度压缩和自动绳打捆一体化作业。本研究可为秸秆方捆打捆机的设计与改进提供参考。

稻秸秆对羊粪好氧堆肥理化特性与氮素转化的影响

为评价稻秸秆对羊粪好氧堆肥理化特性和氮素转化的影响,本研究以不同湿质量比的羊粪与稻秸秆为原料,进行好氧堆肥,羊粪与稻秸秆湿质量比分别为9∶1、8∶2、7∶3、6∶4和5∶5,研究稻秸秆与羊粪不同湿质量比组合对羊粪堆肥进程、堆肥理化性质、气体排放以及氮损失的影响,对比不同堆肥产品特性,采用主成分分析法综合评价堆肥腐熟度。研究结果表明:添加稻秸秆能够加速羊粪堆肥进程以及有机质分解,使堆肥体3 d内进入高温期,并且高温期维持了13~21 d;羊粪与稻秸秆湿质量比8∶2(C/N比为19.75)的堆肥体最高温度可达73.88℃,高温阶段(≥50℃)持续时间最长(27 d),30 d时种子发芽指数达到80%以上(81.8%);堆肥过程中O_(2)含量与温度呈负相关(R=−0.615,P<0.001);羊粪与稻秸秆湿质量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4和5∶5组合的总氮损失分别为20.54、17.91、17.07、15.28 g和13.26 g,表明堆肥初始C/N比越低,总氮损失率越高;羊粪堆肥时添加稻秸秆可以缩短进入高温发酵期的时间,加快堆肥进程;羊粪添加稻秸秆堆肥时初始C/N比越高,NH_(3)和N_(2)O的累计排放量越小,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)-N和总凯氏氮(TKN)的损失率越小;主成分分析综合评价结果表明羊粪与稻秸秆按湿质量比8∶2混合堆肥最优,堆肥的腐熟速度最快。

混合比例、菌剂和压实密度对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响

本试验旨在研究混合比例、菌剂和压实密度对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。试验分为2部分,试验1研究混合比例和菌剂对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。将玉米秸秆和花生秧按5个混合比例(4∶0、3∶1、2∶2、1∶3、0∶4)进行混合,每个比例下设4个组,分别为对照组(CON组,喷洒无菌生理盐水)、植物乳杆菌组(LP组,喷洒1×10^(6)CFU/g植物乳杆菌)、粪肠球菌组(EF组,喷洒1×10^(6)CFU/g粪肠球菌)、植物乳杆菌+粪肠球菌组(LP+EF组,喷洒5×10^(5)CFU/g植物乳杆菌+5×10^(5)CFU/g粪肠球菌),每组3个重复,厌氧发酵60 d。试验2研究压实密度和菌剂对玉米秸秆和花生秧混合青贮发酵品质和营养价值的影响。将玉米秸秆和花生秧按3∶1比例混合后,按不同压实密度(300、450、600 kg/m^(3))进行发酵,每个压实密度下设4个组(同试验1),每组3个重复,厌氧发酵60 d。试验1结果表明:1)随着花生秧比例的提高,有机物、中性洗涤纤维和水溶性碳水化合物含量显著降低(P<0.05),粗蛋白质含量显著升高(P<0.05)。与对照组相比,EF和LP+EF组的中性洗涤纤维含量显著降低(P<0.05),EF组的氨态氮含量显著降低(P<0.05)。2)混合比例对乳酸菌和霉菌数量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,LP、EF和LP+EF组的乳酸菌数量显著升高(P<0.05),LP+EF组的霉菌数量显著降低(P<0.05)。3)混合比例为2∶2组的玉米赤霉烯酮含量显著高于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1和2∶2组的赭曲霉毒素含量显著低于混合比例为4∶0组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的玉米赤霉烯酮含量显著降低(P<0.05)。4)混合比例为2∶2组的pH显著高于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1组的乳酸含量显著高于混合比例为2∶2组(P<0.05),混合比例为3∶1组的乙酸含量显著低于其他各组(P<0.05),混合比例为3∶1组的丁酸含量显著低于混合比例为4∶0组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的pH显著降低(P<0.05),乳酸含量显著升高(P<0.05);EF组的乙酸含量显著降低(P<0.05)。试验2结果表明:1)压实密度为600 kg/m^(3)组的有机物、粗蛋白质含量显著低于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05),水溶性碳水化合物含量显著高于其他各组(P<0.05);随着压实密度的增加,氨态氮含量显著降低(P<0.05)。与对照组相比,EF组的有机物含量显著升高(P<0.05),LP+EF组的粗蛋白质含量显著升高(P<0.05)。2)压实密度对乳酸菌和霉菌数量无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,LP和LP+EF组的乳酸菌数量显著升高(P<0.05),LP、EF和LP+EF组的霉菌数量显著降低(P<0.05)。3)压实密度为450和600 kg/m^(3)组的玉米赤霉烯酮和伏马毒素含量显著高于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05)。与对照组相比,LP+EF组的玉米赤霉烯酮含量显著降低(P<0.05)。4)压实密度对pH无显著影响(P>0.05)。压实密度为600 kg/m^(3)组的乳酸含量显著高于压实密度为300 kg/m^(3)组(P<0.05),压实密度为300 kg/m^(3)组的乙酸和丁酸含量显著高于其他各组(P<0.05)。综合各项指标,推荐玉米秸秆和花生秧混合青贮的适宜混合比例为3∶1,菌剂为植物乳杆菌和粪肠球菌联合添加,压实密度为450~600 kg/m^(3)。

秸秆还田配施不同外源物对黄河故道地区土壤养分及作物产量的影响

【目的】旨在改善黄河故道砂性土壤地区的秸秆还田效果,提高土壤质量及作物产量。【方法】基于秸秆激发还田技术,分析比较秸秆全量还田模式下,分别增施氮素(N)、有机肥(M)、生物菌剂(B)、有机肥+生物菌剂(MB)、土壤酶助剂(S)、有机肥+生物菌剂+土壤酶助剂(MBS)等不同外源物对土壤养分及作物产量的影响。【结果】增施外源物的秸秆激发还田技术可以提高土壤肥力及作物产量。N处理在增施187.5 kg/hm2的氮量水平下,对土壤养分含量和作物产量的影响不显著。与不施用外源物处理(CK)相比,MB处理能够提高土壤有机质及氮磷钾等养分含量,作物产量也显著提高。MBS处理能够进一步增加秸秆还田效应,与CK处理相比,其土壤有机质含量增加4.5%~10.3%,总氮增加18.3%~33.8%,速效磷增加11.3%~25.5%,速效钾增加52.6%~99.6%;较其他5种配施外源物处理相比,MBS处理使玉米增产3.0%~32.0%,大豆增产0.5%~30.2%,小麦增产5.4%~14.3%,增产效果明显。【结论】所有处理中,秸秆还田配施有机肥+生物菌剂+土壤酶助剂(MBS)对提高土壤养分含量和作物产量效果最好。

水稻秸秆拆解工艺参数优化及纤维自交织结构

大尺寸高长径比纤维是影响非织造秸秆纤维生态毯质量的关键。机械揉搓是获得高长径比纤维的最佳处理技术工艺。该研究探究了揉丝机主轴转速和锤齿间隙对不同含水率秸秆纤维拆解揉丝的影响,其工艺参数为主轴转速、锤齿间隙及物料含水率,指标输出为秸秆丝化率与标定单位生产率,并对纤维自交织结构特性进行评价。结果表明,采用Box-Behnken响应面法(response surface method,RSM)开发了一个可确定输入和输出参数间的函数,2种评价指标模型均具有较高的可信度,决定系数分别为R^(2)>0.95,R^(2)>0.84。优化数学模型工艺参数:含水率41.2%,主轴转速2498 r/min,锤齿间隙12.84 mm组合下秸秆丝化率达96.93%,标定单位功率生产率为29.33 kg/(kW?h)。大尺寸高长径比秸秆纤维长度>70 mm和长宽比>80比例增幅分别达120.55%和16.01%,有效改善纤维自交织能力,所开发的RSM模型秸秆的实际揉搓拆解丝化率达96.27%,加工成本降低27.50元/t,可广泛应用于生产大尺寸纤维秸秆基高值农用制品。该研究为生物质秸秆的有效循环利用和高值化材料产业的绿色可持续发展提供重要依据和技术支撑。

玉米秸秆中7种游离单糖的高效液相色谱测定方法

本研究旨在建立一种测定玉米秸秆中7种游离单糖[D(+)-葡萄糖、L-鼠李糖、D(+)-木糖、L-阿拉伯糖、D(-)-核糖、D(+)-半乳糖和D(+)-甘露糖]的高效液相色谱测定方法。将玉米秸秆在60℃干燥后粉碎,以水作为提取溶剂,98℃水浴提取1 h,冷却后离心取上清液;利用1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)衍生化处理,上清液过0.22μm滤膜,以Agilent Zorbax SB-C_(18)色谱柱进行高效液相色谱分析,7种组分在56 min内达到分离。结果表明:D(+)-葡萄糖、L-鼠李糖、D(+)-木糖、L-阿拉伯糖、D(-)-核糖、D(+)-半乳糖和D(+)-甘露糖的保留时间和峰面积的日内相对标准偏差均分别小于1.0%和5.0%,日间相对标准偏差均分别小于1.0%和7.5%;线性范围分别为0.31~2 000μg/mL、 0.31~200μg/mL、 0.50~200μg/mL、0.75~200μg/mL、0.31~200μg/mL、0.75~200μg/mL和0.31~200μg/mL,线性关系良好,相关系数均达到0.999以上;检出限为0.10~0.25μg/mL,加标回收率为79.9%~114.8%。由此可见,本研究建立的方法不仅操作简单,还可以对玉米秸秆中的7种游离单糖准确定量,为研究玉米秸秆中糖类物质含量以及在动物体内的消化吸收提供技术支撑。

小龙虾扰动下水稻秸秆腐解及养分释放和表面结构变化特征

为探究持续泡水条件下小龙虾参与水稻秸秆腐解过程与特征,完善稻虾模式水稻秸秆还田技术、实现秸秆资源的高效利用及农田可持续发展,采用自制尼龙网箱法,在稻虾环沟模式的养殖沟内,以不养虾为对照,模拟研究小龙虾扰动下水稻秸秆的腐解特性、养分释放特征及其表面微观结构变化特点。结果显示,无论是否有小龙虾参与,水稻秸秆各时段平均腐解率表现出快—慢—快—慢—快的特点;150d及以前,有虾处理与无虾处理各时段腐解量、累计腐解率和各时段平均腐解率差异均不显著,180d及以后各指标均表现为有虾处理显著高于无虾处理,至210d时,有虾处理水稻秸秆累计腐解率达85.67%,比无虾处理高出12.35百分点。秸秆养分累积释放率均表现为K>P>N;150 d及以后,有虾处理N累积释放率表现出高于无虾处理的趋势,180 d及以上,有虾处理P累积释放率和总养分累积释放率表现出高于无虾处理的趋势,至210 d,有虾处理K累积释放率表现出高于无虾处理的趋势。120d及以后,有虾处理的秸秆表面结构受破坏程度明显大于无虾处理。结果表明,稻虾环沟模式下,小龙虾扰动能增加中后期水稻秸秆表面微观结构的受破坏程度,促进后期水稻秸秆腐解和养分释放。

秸秆覆盖量和施氮量对陇中春小麦的产量效应模拟

为量化分析秸秆覆盖量和施氮量对旱地春小麦的产量效应和协同作用,在APSIM模型中,设置秸秆覆盖量和施氮量2因素5个变化梯度,组合交叉设计25个处理,利用模型模拟25个处理的春小麦产量;于2016—2018年在甘肃省定西市安定区开展小麦大田试验,得到早播(ESW)、正常播(NSW)、晚播(LSW)春小麦产量的实测值,利用APSIM模型模拟2016—2018年春小麦的产量,将模拟值与实测值进行对比,对模型的适用性和模拟精度进行分析;对春小麦产量与秸秆覆盖量、施氮量的耦合关系进行二次多项回归和通径分析,利用Matlab计算春小麦的最大产量及对应的秸秆覆盖量和施氮量。结果表明:不同处理下产量的模拟值与实测值均位于15%置信带内,模型模拟精度较高,归一化均方根误差值为4.64%~12.22%,表明该模型在研究区具有良好的适用性;秸秆覆盖量和施氮量的增长对春小麦的产量效应为正效应,相应关系表现为开口向下的二次抛物线变化关系;ESW、NSW和LSW模拟情景下,春小麦最大产量分别为3548.64、3149.59、2507.58 kg/hm^(2);ESW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为7062.04、194.91 kg/hm^(2);NSW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为8211.31、218.81 kg/hm^(2);LSW模式下,最佳秸秆覆盖量和施氮量分别为6215.15、162.01 kg/hm^(2)。