农作物废弃物活性炭的制备及吸附性能研究

以毛豆秸秆、茄子秸秆为原料,KOH为活化剂制备活性炭。采用正交实验对活性炭的制备工艺进行了优化,并研究了该活性炭对正己烷蒸气的吸附、解吸特性。实验结果表明:毛豆秸秆活性炭吸附性能优于茄子秸秆活性炭;毛豆秸秆活性炭最佳制备条件为炭化温度450℃、碱炭质量比为1、活化时间90min、活化温度750℃,此条件下对正己烷蒸气的吸附率为60.44%;茄子秸秆活性炭的最佳制备条件为炭化温度450℃、碱炭质量比为5、活化时间60min、活化温度650℃,此条件下对正己烷蒸气的吸附率为55.60%;二者的吸附率均达到较高水平;随实验次数增加,2种活性炭对正己烷的解吸率升高,而吸附率降低。

秸秆生物炭对尼泊金乙酯的吸附特性研究

为促进秸秆的资源化利用,该研究以甘蔗渣、茄子秸秆、玉米芯为材料,采用慢速热解技术于500℃条件下制备甘蔗渣生物炭(SBC)、茄子秸秆生物炭(EBC)、玉米芯生物炭(CBC),检测其去除水中尼泊金乙酯的特性。结果表明:(1)生物炭的制备原料显著影响其对尼泊金乙酯的吸附效果,三种秸秆制备的生物炭对尼泊金乙酯的吸附能力表现为SBC>EBC>CBC;此外,水中尼泊金乙酯的初始浓度、吸附温度和时间等因素均能影响吸附效果。(2)三种生物炭对尼泊金乙酯的去除率随尼泊金乙酯初始浓度的增加而降低,高温有利于吸附;45℃下尼泊金乙酯初始浓度为30mg·L^-1时,甘蔗渣生物炭(SBC)对尼泊金乙酯的去除率最高,达99.7%;反应在最开始的120min内增加迅速,经过270min达到吸附平衡。(3)生物炭对尼泊金乙酯的等温吸附线符合Langmuir模式和Freundlich模式。这为农业秸秆废弃物应用于尼泊金乙酯等有机污染物的去除提供了理论依据。

茄子秆生物炭联合黑麦草对土壤镉-芘复合污染修复的影响

针对当前我国农田土壤中广泛存在的重金属和多环芳烃污染问题,采用盆栽方法,考察茄子秆生物炭联合黑麦草对去除土壤重金属镉(Cd)与多环芳烃芘(Pyrene)复合污染及对土壤微生物群落结构的影响,以期揭示茄子秆生物炭联合黑麦草对土壤镉-芘复合污染土壤的修复机制。结果显示,在Cd、Pyrene含量分别为16.8、71.04 mg/kg条件下,添加生物炭土壤的Cd和Pyrene去除率在第60天分别达到21.88%和23.55%,较无生物炭添加的对照分别提高17.71%与14.28%。在生物炭添加量30 mg/g及种植黑麦草密度为13.5 mg/cm^2条件下,土壤Cd和Pyrene去除率最高分别达到20.59%与70.58%。高通量测序分析表明,生物炭能够提高土壤微生物丰富度,生物炭联合黑麦草明显影响土壤微生物群落结构。Cd-Pyrene致使土壤优势菌相对含量下降,其中,鞘氨醇单胞菌相对含量下降3.08个百分点,芽单胞菌相对含量下降1.69个百分点;但施用生物炭能够使耐Cd菌和高效降解Pyrene菌鞘氨醇单胞菌相对含量提高1.22个百分点,生物炭联合黑麦草使Pyrene降解菌假单胞菌、肠杆菌相对含量分别提高160、414倍。因此,茄子秆生物炭联合黑麦草将有效修复Cd和Pyrene复合污染土壤并增加Cd-Pyrene降解菌相对含量。

小麦秸秆与菇渣混合基质对茄子幼苗质量的影响

为了筛选出可以作为草炭混合育苗基质替代品的小麦秸秆与菇渣的混合基质,采用腐熟小麦秸秆和食用菌菇渣为原料,组成7种复合基质进行茄子穴盘育苗。结果表明:腐熟小麦秸秆∶菇渣=1∶3(体积比)是茄子育苗的最佳配比基质,而且成本低,整个苗期不用施肥。

秸秆反应堆对温室环境及嫁接茄子耐冷生理的影响

以嫁接茄子为试材,采用内置式秸秆反应堆方法,研究了在不同秸秆使用量条件下秸秆反应堆对温室环境及嫁接茄子耐冷生理指标的影响。结果表明:以667m^2添加秸秆量6 500kg处理表现最优,与对照相比温室内气温和地温分别提高了1.35~3.38℃和1.54~1.92℃,CO_2浓度提高了168~233μL·L^(-1);此外,667m^2添加秸秆量6 500kg处理显著增强了茄子叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等保护酶的活性,提高脯氨酸、可溶性糖等保护性物质含量,降低茄子叶片丙二醛含量,并且显著提高根系活力。综合来看,667m^2添加秸秆量6 500kg的秸秆反应堆能够改善温室环境条件,增强茄子耐低温性能,具有很好的推广应用价值。

稻草型生物有机肥对茄子产量与品质的影响

为推广应用稻草型生物有机肥,采用田间小区试验研究了稻草型生物有机肥对茄子产量、品质及其根系特性的影响。结果表明:稻草型生物有机肥显著提高了茄子的产量,增加了茄子中维生素C、可溶性糖含量,降低了茄子中硝酸盐和亚硝酸盐含量,增强了茄子生育中后期的根系活力,提高了茄子根系硝酸还原酶的活性。

制取可降解纤维地膜的秸秆纤维特性研究

原料的特性在很大程度上决定了产品的特性及加工工艺,因此对制成可降解纤维地膜的原料秸秆纤维进行物理化学及机械打浆特性研究具有重要意义。本研究采用Leica显微镜测定秸秆纤维形态,SPSS17.0统计分析纤维长宽比,Design-expert6.0.10区组对比分析两种秸秆、纤维间理化及机械打浆特性差异和经机械加工后纤维成分含量变化。试验结果表明,大豆秸秆纤维的长度、宽度及长宽比分别是17mm、1887μm、17,茄秆纤维的长度、宽度及长宽比分别是11mm、1338μm、20;大豆秸秆纤维素含量48.7%,半纤维素含量12.7%,木素含量为15.65%,茄子秸秆纤维素含量34.31%,半纤维素含量11.03%,木素含量为10.69%;经机械加工大豆秸秆半纤维素含量显著增加、纤维素和木素含量显著降低,茄子秸秆经机械加工后半纤维素和木素显著增加,纤维素差异不显著;大豆秸秆纤维中纤维素含量比茄秆纤维中显著增加,木素含量显著降低,更适合经机械加工成膜。

生物秸秆对茄子生长和土壤肥力的影响

行内施用不同用量和配比的生物秸秆,进行茄子栽培试验。结果表明,以每666.7m2施用4 000～4 800 kg秸秆与8 kg菌种、4 kg疫苗组配效果较好。与常规施肥相比,土壤有机质提高1个百分点,速效氮和速效钾分别提高61.6 mg/kg和20.6 mg/kg;每666.7m2蚯蚓数量增多309～505条,增幅为43.8%～71.6%;增产幅度为4.3%～10.6%;果实硝酸盐平均含量低158 mg/kg,降幅为19.2%。综合生物学性状、产量、硝酸盐含量和效益等方面考虑,每666.7m2施菌种8 kg、疫苗4 kg、玉米秸秆4 000 kg的效果较好。

早春地膜双覆盖无公害茄子栽培技术规程

为规范河北省中南部早春地膜双覆盖无公害茄子的生产,促进河北省蔬菜产业的可持续发展,依据国家和行业标准,结合河北省保护地茄子生产实际情况,对早春地膜双覆盖无公害茄子的产地环境技术条件、关键栽培技术、安全控制病虫为害的措施及采收和生产档案等提出具体要求。该规程(标准编号:DB 13/T 1124—2009)对河北省早春地膜双覆盖无公害茄子生产具有重要的现实指导意义。

茄子秸秆复合基质在苦瓜育苗上的应用

为提高农业秸秆有机废弃物的资源化利用,寻求草炭育苗的替代基质,以常绿苦瓜为试材,以传统的草炭蛭石珍珠岩育苗基质为对照,将茄子秸秆与鸡粪按不同体积比(V茄子∶V鲜鸡粪分别为2∶8、4∶6、6∶4、8∶2,分别记为Q2X8、Q4X6、Q6X4、Q8X2)配制成4种复合基质作为4个处理,研究茄子秸秆复合基质的理化性质及其对苦瓜幼苗形态指标、生物量及相关生理指标的影响。结果显示,茄子秸秆复合基质的理化性质在苦瓜幼苗生长所需求的适宜范围内,其中Q8X2、Q6X4处理的复合基质各理化指标均在理想育苗基质的理化性质指标范围内。Q6X4处理下株高最高,Q2X8株高最小。Q8X2处理下苦瓜幼苗茎粗、总叶面积、干质量、根冠比和壮苗指数均最大,但茎粗和干质量与对照差异不显著(P>0.05)。叶绿素a、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量均以Q8X2处理最大,对照次之;叶绿素b含量以Q8X2处理最大,Q6X4次之。净光合速率、根系活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均以Q8X2处理最大,其中根系活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量较对照分别增加9.41%、10.54%、10.79%,与对照差异显著(P<0.05)。因此,茄子秸秆复合基质可以替代常规草炭育苗基质进行苦瓜育苗,且以茄子秸秆和鲜鸡粪体积比为8∶2时最适宜培育优质壮苗,可以在生产中推广应用。

反应时间对茄子秸秆水热产物的影响

以茄子秸秆为原料、反应时间为唯一变量,采用高温高压水热反应釜对茄子秸秆进行水热反应研究。利用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、气相色谱-质谱分析(GC-MS)等对水热产物进行表征分析。结果表明,茄子秸秆经水热处理后生成水热炭和生物油,随着水热反应时间延长,水热炭转化获得的固体燃料更加稳定,其孔道结构、含氧官能团、芳香碳含量增加;生物油组分主要含酚类,其次为酮类,并含有少量有机酸类、醛类和呋喃类等化合物,据此提出此类水热炭化的化学反应路径。

地埋式秸秆反应堆对南方越冬茄子生产及温室土壤微环境的影响

为分析不同秸秆生物反应堆技术对茄子生产及温室土壤微环境的影响,设置常规栽培的CK、T1(秸秆22500kg·hm^-2)、T2(秸秆22500kg·hm^-2+菌剂60 kg·hm^-2+羊粪7800kg·hm^-2)和T3(秸秆22500kg·hm^-2+菌剂60kg·hm^-2+羊粪7800kg·hm^-2+腐植酸750kg·hm^-2)4个处理。结果表明:使用秸秆生物反应堆技术,茄子产量可以提高29.2%~32.0%,但不同秸秆反应堆处理之间无显著差异;秸秆反应堆技术可增加茄子中可溶性总糖、维生素C和固形物含量,降低硝酸盐含量,明显改善品质。3种秸秆反应堆技术均有效提高了温室土壤CO2排放通量,增加植株根系周边土壤有机质和总氮含量,其中有机肥和菌剂的添加促进了早期CO2释放,有利于土壤有机质和养分累积,腐植酸的添加对温室CO2的产生影响不大,但可以提高土壤微生物代谢能力。对土壤微生物数量的分析表明,秸秆生物反应堆提高了植株根系周边土壤中的真菌数量,降低土壤细菌数量。其中T3处理倾向于提高苗期土壤中真菌数量和花期土壤中细菌数量,而T2处理倾向于提高花期和盛果期栽培土壤中的真菌数量以及盛果期栽培土壤细菌数量。研究表明,秸秆生物反应堆可以显著提高茄子产量和品质,增加温室土壤CO2排放通量,提高植株根系周边土壤中有机质和养分含量,影响土壤中微生物代谢活性,改变栽培过程中真菌和细菌的数量变化模式。

嫁接和秸秆反应堆对温室茄子生长发育、产量及品质的影响

以茄子为试材,研究了采用嫁接技术和秸秆反应堆技术对茄子生长、产量和品质的影响。结果表明:采用嫁接技术和秸秆反应堆技术均可促进茄子生长,增加产量,以嫁接技术表现更优,秸秆反应堆技术可以改善茄子品质;其中以采用嫁接技术和秸秆反应堆结合处理的T1表现最优,比对照产量增加了34.31%,此外,T1处理可以提高茄子的营养品质,并且可以促进茄子营养生长。

秸秆生物反应堆对温室茄子光合能力的影响

[目的]研究秸秆生物反应堆技术对温室茄子光合能力的影响。[方法]以温室茄子为研究对象,采用栽培试验和室内测定分析相结合的方法,测定茄子叶片叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度等光合指标。[结果]与对照相比,温室茄子叶绿素总量增加28.1%;光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度分别提高15.4%、24.9%、16.5%;蒸腾速率差异不明显。[结论]应用秸秆生物反应堆,可以明显提高温室茄子的光合能力。

秸秆灰混合型基质对茄子幼苗生长的影响

本研究将未处理的秸秆灰和草炭混配为不同配比的育苗基质,研究其在茄子穴盘育苗中的应用效果。结果表明:秸秆灰混合型基质的理化性质在幼苗适宜生长的范围内,其中以秸秆灰和草炭等体积混配时,育苗效果最好。

秸秆覆盖对越冬茬茄子生长发育、品质及土壤环境的影响

为了研究地面覆盖方式对越冬茬茄子生长发育、果实品质及土壤环境的影响,在茄子栽培时采用不覆盖、地膜覆盖、秸秆覆盖等覆盖方式,分析各种方式对温室土壤环境、茄子生长发育、光合参数、产量、果实品质的影响。结果显示与不覆盖相比,地面覆盖处理可提高土壤养分、改善物理性状,有利于茄子生长发育,改善品质,以秸秆覆盖的效果最好。光合参数呈逐渐上升又下降的趋势,秸秆覆盖处理测定的全部光合参数为最高。秸秆覆盖处理后单株产量最高达4.6kg,品质较好。地膜覆盖、不覆盖处理产量低,品质差。相关分析说明茄子的单株产量与茎粗、净光合速率呈显著正相关关系。表明地膜覆盖、秸秆覆盖均利于改善土壤环境、茄子品质和提高产量,秸秆覆盖处理效果最佳,值得推广。