麦秸秸秆花盆堆肥化研究及评价

为探明麦秸秸秆花盆堆肥化过程养分变化规律,为废弃秸秆花盆堆肥化处理提供理论参考,提出将秸秆花盆粉碎物料(Crushed straw flowerpots,CSF)分别与半腐熟有机肥(4份腐熟平菇渣+1份腐熟中药渣+1份新鲜金针菇渣)按照干质量比0∶10(CK)、1∶10(TⅠ)、2∶10(TⅡ)、3∶10(TⅢ)混合进行4种处理堆腐发酵试验,研究秸秆花盆堆肥化阶段理化性状动态变化,并结合综合性腐熟评价指标——种子发芽指数(GI),对其堆腐程度进行评价。结果表明:CSF添加量对堆腐温度、p H及水分变化无显著影响,但显著影响了堆腐发酵产物中有机碳和全氮含量,全氮随CSF添加量的增加显著升高,TⅠ、TⅡ和TⅢ3个处理堆腐结束与初期的全氮含量相比均有所下降,表明添加适量CSF后会发生氮素的降解。氮形态分析发现,CSF的添加可提高堆腐发酵产物中铵态氮相对含量,堆腐初期氨基酸态氮和氨基糖态氮存在上升趋势,适量添加CSF利于植株生长及微生物的活动;反映种子活力的GI指标分析结果显示,TⅠ、TⅡ和TⅢ处理的GI值均高达0.8,表明添加CSF堆腐优于CK,可削弱对种子萌发的毒害作用。

一次性可降解秸秆花盆的研制

采用廉价的秸秆为增强材料,以淀粉为基体材料,通过模压成型制备出一次性可生物降解花盆。分析了经氨水处理的秸秆纤维对秸秆花盆材料力学性能的影响,讨论了以淀粉为主的基体材料对秸秆花盆性能的影响。土埋试验和育苗栽培试验表明,秸秆花盆材料具有良好的生物降解性能,而且不影响植物生长。

羽毛角蛋白改性脲醛树脂模压秸秆花盆力学及降解性能

为解决现有秸秆模压花盆使用不可降解脲醛树脂导致秸秆花盆废弃后难降解的问题,该研究使用还原法从家禽废弃羽毛中提取角蛋白,替代部分尿素与甲醛缩聚合成改性脲醛树脂,并与微生物改性的水稻秸秆混合模压成一种绿色环保可降解花盆。采用傅立叶红外光谱和热重分析仪探讨改性脲醛树脂的官能团变化及热力学性质,同时采用三点弯曲试验、微生物降解能力试验及土壤掩埋降解试验探究模压制备秸秆花盆的力学强度变化和生物降解性能。结果表明:角蛋白能够降低脲醛树脂中的游离甲醛含量,提升胶黏剂的粘度,角蛋白中的-NH和-COOH基团有利于与脲醛树脂的共聚,从而形成交联网络。角蛋白质量为尿素总量3%时,代表树脂缩聚交联结构的第三热解峰对应温度285.8℃,相比于未改性脲醛树脂提升5.0%,热稳定性最好,与脲醛树脂相比,添加角蛋白的改性脲醛树脂的最终残碳量均不同程度降低,有利于其制备的复合材料自然降解。与此同时,角蛋白质量为尿素总量3%时,改性脲醛树脂模压制备的秸秆花盆弹性模量和抗弯强度最优,分别为2552和47.7 MPa,相比于未改性脲醛树脂制备的花盆提升8.97%和85.59%。角蛋白质量为尿素总量5%时,改性脲醛树脂模压制备的秸秆花盆生物降解性能最佳,28 d后微生物在秸秆花盆表面的生长面积达到91.2%,6个月后秸秆花盆的剩余质量百分比为64.10%,相比于未改性脲醛树脂降解速度提升80.95%。该研究提供一种可降解秸秆花盆创制方式,合理消纳废弃畜禽羽毛和农业秸秆,可为废弃物处置利用提供参考。