改性稻草秸秆对重金属Pb^(2+)吸附作用研究

以农业废弃物稻草秸秆为原料,经过高锰酸钾和乙二胺改性后,制成对金属离子具有吸附作用的新型吸附材料,研究其对废水中Pb2+吸附效果,对吸附过程pH值和吸附剂投加量的影响以及吸附动力学特征和等温吸附特征进行研究,并将改性稻草秸秆用于鲕状赤铁矿选矿废水混凝后Pb2+深度处理。实验结果表明:改性稻草秸秆对Pb2+具有明显的吸附作用;pH在3~8之间,Pb2+吸附率均可达到80%以上;在室温下,pH为5~5.5,固液比为2 g/L时,吸附时间90 min时,吸附率可达98.7%;吸附过程符合二级动力学吸附过程,饱和吸附容量达到156.9 mg/g;不同浓度下吸附量与平衡浓度之间遵从Freundlich经验公式;混凝后鲕状赤铁矿选矿废水中Pb2+经过改性稻草秸秆深度吸附处理后,可以达到国家排放标准。

胺基稻草纤维的制备及对电镀废水中Fe^(3+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)、Zn^(2+)的吸附

以稻草秸秆为原料,用多种胺基试剂经氯化和胺化反应对稻草秸秆进行改性,制成多种改性胺基稻草纤维并用于电镀废水中重金属离子Fe3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+的吸附,并用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等分析手段对改性纤维的表面形貌和结构性能进行了表征。实验结果表明:乙二胺基稻草纤维吸附Fe3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+性能明显优于稻草纤维原料和其他胺基改性稻草纤维;胺基改性稻草纤维对金属离子吸附能力与含氮量有一定相关性;乙二胺基稻草纤维吸附电镀废液中Fe、Ni、Cu、Zn效果明显。

稻草和玉米秆热解气体产物的释放特性及形成机理

采用管式反应器与傅里叶变换红外分析(Fourier transform infrared,FTIR)联用技术进行了生物质热解特性及主要气体产物释放规律的研究。结果表明,农业生物质热解的主要气体产物有H2O、CO2、CO、CH4、C2H6、C2H4、HCOOH、CH3OH和酚类化合物等。热解过程中先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,主要的C-C键、糖苷键、羰基、羧基、甲氧基和C-O-(C)等基团发生断裂和重整反应,生成CO,CO2、CH4和醇、酸、醛、酚类等物质;在炭化阶段,C-H键和C-O键进一步断裂和芳香化转化,析出CH4、CO2和CO等。在稻草和玉米秆热解过程中,H2O、CO2、CO和CH4有多个析出极值出现,并分别在309和335℃达到最大析出峰值。CO和CO2的释放主要集中在220～400℃,而CH4的释放主要在较高温度段275～400℃,比CO和CO2的析出温度高出55℃左右。在220～400℃,CO和H2O的释放特性相似。气体产物的释放规律揭示了有关生物质不同组分热行为的重要信息。

加筋率对稻秸秆加筋土开裂特性的试验研究

针对花岗岩残积土边坡生态防护采用的稻秸秆加筋土,通过室温与模拟日照条件下的加筋土开裂试验研究稻秸秆加筋率对土体开裂性能的影响规律,结果表明:室温条件下稻秸秆加筋率为0.3%,0.4%和0.5%的试样均未发生开裂;模拟日照条件下加筋土试样开裂过程按裂缝宽度发展速度可分为缓慢发展Ⅰ、快速发展Ⅱ、缓慢发展Ⅲ和稳定发展Ⅳ4个阶段,快速发展阶段加筋率0%,0.4%,0.5%的试样均完成70%以上的裂缝开裂宽度,加筋土样含水率呈现出快—慢—快—慢的变化过程,而裂缝宽度呈现快—慢—稳定的变化过程,稻秸秆对试样具有保湿作用,但加筋率过多会导致土样中的空隙增大,为水分蒸发提供通道;稻秸秆加筋土开裂的界限加筋率应为0.3%,其结果可为稻秸秆加筋土生态防护设计提供借鉴。

微生物菌喷施对集沟还田稻麦秸秆的影响

在稻麦轮作、秸秆集沟还田模式下,针对沟内秸秆因腐解过慢而妨碍下茬作物正常生长的问题,利用微生物复合菌对秸秆的催腐特性,采用已研制的稻麦联合收获开沟埋草多功能一体机的喷施功能,对沟内秸秆进行喷菌使其快速腐解还田。为考察菌剂对秸秆的腐解效果,设计了裂区对比试验。试验结果表明:观察期内,夏季麦秸秆在液体菌剂+覆土处理下腐解率达74.60%,远高于对照组(不施菌剂+覆土)的12.80%,也高于未覆土+液体菌剂处理的44.11%,表明适宜的菌剂对麦秸秆有较好的促腐效果;冬季稻秸秆在各菌剂处理下秸秆的腐解率均不超过30%,且与对照组无显著差异(P>0.05)。粉末状菌剂的各处理腐解率均在25%以下,促腐效果不明显,表明粉剂在该模式下适用性有限。该研究为集沟还田的秸秆进一步处理提供了参考。

水稻秸秆在旱作土壤中的降解过程及降解菌剂施用效果

以水稻秸秆为试验材料,在温室盆栽和大田小区环境下,设置秸秆纤维素降解菌剂A、B、C为处理,以不施用菌剂为对照(CK),通过测定秸秆失重率(RW)、秸秆纤维素(RCD)和半纤维素降解率(RHCD),探讨水稻秸秆在旱作土壤中的降解过程及秸秆纤维素降解菌剂对秸秆降解的影响。结果表明:水稻秸秆在旱作土壤中的降解过程依据秸秆降解率可以划分为初期、前期、中期和后期4个阶段;秸秆纤维素降解菌剂对秸秆降解促进作用主要在初期阶段,且施用效果受环境温度影响很大:在温室盆栽(20℃)条件下,3种菌剂处理秸秆的初期阶段降解需要10 d,均比CK提前15 d左右;大田低温(<10℃)环境下,菌剂B和菌剂A处理秸秆的初期阶段降解需要45 d,而CK需要60 d,菌剂C则没有明显效果。

秸秆还田对水稻病虫害发生的影响

通过小区试验和大面积生产田试验,研究不同秸秆还田时间对水稻病虫害的影响。结果表明:稻瘟病、纹枯病和叶鞘腐病的发生与田间孢子捕捉镜检呈正相关,孢子数量越大的品种感染该孢子菌的病害越重,说明直接用携带病稻草和未腐熟的病稻草的水稻秸秆还田,第2年复种水稻发生各类病害的机率和比例都较高。虫害中潜叶蝇产卵期、幼虫危害期与水稻缓苗期基本吻合;负泥虫点查叶片被害指数最高值为1.2%,危害较轻。

稻谷秸秆联合收获一体机的设计

随着水稻秸秆利用率的不断提高,稻谷、稻杆联合收割机械的需求也在日益增强,在目前人们广泛使用的全喂入水稻联合收割机的基础上,增加秸秆打捆机构,一次性完成稻谷收割、脱粒、清选、入仓和水稻秸秆的压缩、打捆等工序,提高了水稻秸秆的收获效率,减少了机械进田压地次数,为水稻秸秆更好地回收利用奠定了基础。

稻秆调理剂对泔脚蚯蚓堆肥的影响

为探究稻秆调理剂对泔脚蚯蚓堆肥的影响,分别设置A、B、C、D、E、F 6种蚯蚓堆肥处理进行试验,并对堆肥过程中各组分变化进行研究。结果表明,在泔脚蚯蚓堆肥中加入稻秆调理剂可降低堆肥的全盐含量,混合物腐熟后不会对植物产生盐分毒害作用,且堆肥原料全部为泔脚时可显著提高堆肥TP;泔脚与稻秆体积比为9∶1时可显著降低堆肥毒性,但TK易损失;泔脚与稻秆体积比为8∶2时可显著促进堆肥中氮素的增长;泔脚与稻秆体积比为7∶3时微生物和蚯蚓对有机质的降解效果最佳;泔脚与稻秆体积比为5∶5时TP易流失。综合考虑,泔脚与稻秆体积比为8∶2或7∶3时蚯蚓堆肥效果较佳。

不同培养料和发酵次数栽培巴氏菇比较

分别以玉米秸秆和稻草为培养料栽培巴氏菇,对菌丝生长性状进行对比;同时,在我国传统发酵栽培方法的基础上,将三次发酵法与二次发酵法进行了对比。试验结果表明:利用玉米秸秆栽培的巴氏菇在发菌速度及子实体质量和产量上均优于稻草;培养料经过3次发酵更适宜巴氏菇生长。经过3次发酵的玉米秸秆培养料栽培的巴氏菇产量和生物学效率分别为7.7 kg/m2和27.5%,子实体粗蛋白含量44.89%,可溶性糖含量44.01%,18种氨基酸总量31.70%,明显高于2次发酵的玉米秸秆培养料及2次、3次发酵的稻草培养料。

几种粗饲料对合浦鹅的饲养效果

试验目的是研究合浦鹅对几种粗饲料的利用效果。用稻草粉、玉米秆和花生藤组成3种日粮饲喂3组合浦狮头鹅42d。经饲养试验和代谢试验测定，结果表明：虽然3种不同粗饲料日粮的干物质、粗蛋白、能量和无氮浸出物的代谢率有所不同，但试验鹅的平均日增重无明显差异（P〉0．05），且增重效果良好，证明在日粮中适当应用粗饲料对养鹅生产是可行的。

优质粗饲料对奶牛生产性能的影响

为了探讨优质粗饲料对奶牛生产性能的影响，八一农大动科院１９８９ 年在８５４ 农场用小叶章干草与玉米秸和大豆荚皮合用饲喂奶牛作对比试验；８５１１ 农场１９９３ 年用蜡熟期玉米青贮与乳熟期玉米青贮饲喂奶牛对作比试验；８５４ 农场１９９４ 年用小叶章干草、青贮和玉米秸，青贮和大豆秸，青贮和稻草三种不同粗饲料组成饲喂奶牛作对比试验。结果小叶章干草试验组奶牛日产奶量２０ ．０９ ｋｇ ，玉米秸和大豆荚皮合用对照组奶牛日产奶量１４ ．８７ ｋｇ ，二者相差５ ．２２ ｋｇ ，异差极显著（Ｐ＜ ０ ．０１） 。蜡熟期玉米青贮试验组与乳熟期玉米青贮对照组奶牛在日产奶量相同情况下，两组奶牛每喂１ ｋｇ 不同青贮，试验组奶牛可节约１０５ｇ 精料中的玉米。因此称蜡熟期玉米青贮为节粮型粗饲料。粗饲料为小叶章干草、，青贮和玉米秸试验组奶牛日产奶量２６ ．１５ ｋｇ ，粗饲料为青贮和大豆秸试验组奶牛日产奶量２５ ．０２ ｋｇ ，粗饲料为青贮和稻草试验组奶牛日产奶量２３ ．９８ ｋｇ ，三者相差均显著（Ｐ＜ ０ ．０５） 。以小叶章干草、青贮和玉米秸粗饲料组成为最佳组合。

玉米秸秆与稻草不同混合比例对青贮品质的影响

本试验旨在研究玉米秸秆与稻草不同混合比例对青贮品质的影响.共设计7个组别：对照组 Ⅰ（单一稻草青贮）、对照组n （单一玉米秸秆青贮）、试验组Ⅰ （20%玉米秸秆＋807.稻草）、试验组Ⅱ （407. 玉米秸秆＋60%稻草）、试验组Ⅲ（50%玉米秸秆＋50%稻草）、试验组Ⅳ（60%玉米秸秆＋40%稻草）、试验组Ⅴ（80%玉米秸秆＋20%稻草）,每组4个重复,取样分析青贮品貭.结果表明：1）随着玉米秸秆比例增加, pH和NH3-N/TN逐渐降低,而WSC含量呈现上升趋势,但试验组中仅试验组Ⅴ的青贮等级达到优等水平;2） 试验组与对照组Ⅰ相比,仅试验组V的ND F和ADF的含量显著下降（ P 〈0.05） ,分别下降了 6.51%和 3. 67%,但仍然极显著高于对照组Ⅱ（P 〈0.01）.综上所述,玉米秸秆与稻草混合青贮可以制备优等青贮,但 稻草添加比例不宜过高,推荐80%玉米秸秆＋20%稻草制作青贮为宜.

用体外产气法评价玉米秸秆、稻草、玉米秸秆青贮与精料的组合效应

本试验旨在应用体外产气法研究玉米秸秆、稻草、玉米秸秆青贮与精料间的组合效应。采用单因素试验设计,进行3次组合筛选试验:首先进行玉米秸秆与稻草组合试验,筛选出最优玉米秸秆和稻草组合(玉米秸秆-稻草)比例;再进行玉米秸秆-稻草与玉米秸秆青贮组合试验,筛选出最优玉米秸秆-稻草和玉米秸秆青贮组合(玉米秸秆-稻草-玉米秸秆青贮)比例;最后进行玉米秸秆-稻草-玉米秸秆青贮与精料组合试验,筛选出最优玉米秸秆-稻草-玉米秸秆青贮与精料组合比例。各组合均分别以100.0∶0、80.0∶20.0、60.0∶40.0、50.0∶50.0、40.0∶60.0、20.0∶80.0、0∶100.0进行体外发酵试验,每个组合设3个重复。利用体外产气法分析不同饲料组合对48 h产气量、干物质消失率(DMD)、p H及微生物蛋白(MCP)、氨态氮(NH3-N)、挥发性脂肪酸(VFA)浓度的影响。计算各组合的单项组合效应指数(SFAEI)和多项组合效应指数(MFAEI)。结果表明:1)各饲料以不同比例组合对产气量均有显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01),玉米秸秆∶稻草、玉米秸秆-稻草∶玉米秸秆青贮、玉米秸秆-稻草-玉米秸秆青贮∶精料产气量的SFAEI分别在60.0∶40.0、40.0∶60.0、20.0∶80.0时达最大值;2)各饲料以不同比例组合对DMD也存在显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01),玉米秸秆∶稻草、玉米秸秆-稻草∶玉米秸秆青贮、玉米秸秆-稻草-玉米秸秆青贮∶精料DMD的SFAEI分别在50.0∶50.0、40.0∶60.0、20.0∶80.0时达最大值;3)不同玉米秸秆-稻草-稻草∶精料对p H有极显著影响(P<0.01);4)各饲料以不同比例组合对MCP浓度也存在显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01),玉米秸秆∶稻草、玉米秸秆-玉米秸秆青贮∶玉米秸秆青贮、玉米秸秆-稻草-玉米秸秆青贮∶精料产气量的SFAEI分别在80.0∶20.0、40.0∶60.0、20.0∶80.0时达最大值;5)各饲料以不同比例组合对NH3-N浓度也存在显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01),范围在20.20~31.59 mg/d L;6)玉米秸秆与稻草组合的乙酸/丙酸和玉米秸秆-稻草-玉米秸秆青贮与精料组合丁酸浓度在各比例间差异不显著(P>0.05),各饲料以不同比例组合对其余VFA和TVFA浓度也存在显著或极显著影响(P<0.05或P<0.01)。以MFAEI进行评定各饲料组合的最优比例如下:玉米秸秆与稻草为60.0∶40.0;玉米秸秆、稻草与玉米秸秆青贮为24.0∶16.0∶60.0;玉米秸秆、稻草、玉米秸秆青贮与精料为9.6∶6.4∶24.0∶60.0。

含水率与加筋率对加筋土抗剪强度的影响规律研究

研究含水率和加筋率对稻秸秆加筋土的强度影响问题,对促进稻秸秆加筋土在边坡生态防护中的推广应用具有重要作用。针对边坡生态防护所采用的稻秸秆加筋土,通过直剪试验研究不同加筋率与含水率条件下加筋土抗剪强度的变化规律。试验通过加水法和烘干法改变6种加筋率(加筋率为:0~0.5%)试样的含水率,然后进行室内直剪试验。结果表明:(1)不同加筋率条件下加水法所得加筋土试样的抗剪强度、粘聚力与内摩擦角均随含水率的增加先增大后减小,并在土体最优含水率14.8%时出现峰值,而烘干法所得加筋土试样的抗剪强度、粘聚力与内摩擦角则随含水率的增加而逐渐减小;(2)加水法与烘干法所得抗剪强度、粘聚力与内摩擦角受含水率的影响均存在临界值,约为19%;(3)在增长率相同的条件下含水率对加筋土抗剪性能的影响大于加筋率。

稻秸秆纤维与麻纤维混合非织造布性能的研究

提取稻秸秆纤维与麻纤维,利用针刺非织造布技术制造稻秸秆-麻混合非织造布,并研究新型非织造布性能,主要为农业材料用布(如草坪培养基等)提供实验与理论数据,并提高相关资源利用率。实验研究表明,不同稻秸秆纤维提取温度、稻秸秆-麻纤维混合比、粘合剂浓度下制成的非织造布性能不一。在各单因素试验的基础上,通过L9(33)正交试验分析,以非织造布的吸湿性和断裂强力为综合指标,选择稻秸秆纤维提取温度为90℃、稻秸秆和麻的纤维混合比为1:1、粘合剂浓度为8%为最佳工艺组合。

水稻秸秆的纤维素酶水解研究

木霉T-LSQ-18和黑曲霉SP-77固体发酵条件的优化,使T-LSQ-18菌株纤维素酶C1酶活达28.5IU/g,黑曲霉CB酶酶活达132lU/g;采用木霉T-LSQ-18:黑曲霉SP-77(6:1)的混合酶液水解预处理后的秸秆,使秸秆净减率达到35.3%。

1株来自瘤胃液菌株RB1在降解秸秆中的作用

木质纤维素中木糖残基大量乙酰化,导致半纤维素的降解受阻。半纤维素支链水解断裂,可以解除其空间位阻效应,利于木质纤维素彻底降解。采用产乙酰酯酶活力较高的菌株RB1降解玉米秸秆和水稻秸秆。研究结果表明,菌株RB1对玉米秸秆和水稻秸秆中半纤维素降解率分别高达53.87%和51.67%。同时该菌株对秸秆中木质素降解率分别达到35.50%和35.01%。该菌株与其他降解纤维素能力较强的菌株共同发酵,会对木质纤维素类物质有更高降解率。该菌株在生物转化木质纤维素类物质方面,具有一定的潜在应用价值。

微生物菌对集沟小麦秸秆温室气体的固碳减排影响

针对农田生态系统中秸秆直接还田导致温室气体(CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O)增加的问题,在稻麦轮作、秸秆集沟还田模式下,利用外加微生物秸秆腐解菌的催腐特性在分解秸秆的同时会显著地改变秸秆的C/N及微生物生命活动的特点,考察该措施对秸秆还田固碳减排的效果。主要试验处理设置为液体菌剂作用下的秸秆集沟还田(LM+ST)、粉末菌剂作用下的秸秆集沟还田(PM+ST)、无菌剂下的秸秆集沟还田(CK+ST)。试验结果表明:LM+ST和PM+ST能在一定程度上降低温室气体的排放,但不同的秸秆及不同类型的温室气体间存在一定的差异。与稻季麦秸秆直接还田处理CK+ST相比,处理LM+ST、PM+ST的CO_(2)、CH_(4)、N_(2)O平均排放通量分别要低31.7%、36.9%、39.2%和12.0%、20.6%、29.2%;试验结果可为免耕模式下秸秆集沟还田的固碳减排研究提供参考。

三种秸秆材料处理养猪废水除磷效果及磷形态变化特征研究

利用人工湿地处理养殖场废水具有良好效果和可资源化利用的显著优势,但养殖场废水一般养分浓度过高,湿地植物难以耐受,采用适当措施降低养分浓度是生态治理的重要前提。为此选取麦秸、玉米秆、稻草三种南北方常见的农作物秸秆作为生物基质材料,建立三级生物基质处理系统,开展为期6个月的野外控制试验,以期探明生物基质处理系统对高负荷养殖废水中磷的去除效果及磷形态的变化特征。结果表明,利用秸秆材料可以有效去除高负荷养殖废水中的磷,其中总磷(TP)和溶解态无机磷(DIP)去除率平均可达40.1%和35.9%,出水TP和DIP平均浓度分别可降至54.35~62.35 mg/L和22.68~23.25 mg/L,达到绿狐尾藻生态湿地的耐受范围之内(<73 mg/L)。生物基质处理系统对磷的去除主要以颗粒态磷在生物基质处理系统中的物理沉淀为主,平均占磷素总去除量的57.5%;养殖废水中DIP的去除率与水温(T)、pH值呈显著正相关(P<0.05),而与溶解氧(DO)和氧化还原电位(Eh)的相关性不显著(P>0.05)。三种秸秆基质材料对磷素的去除能力有一定差异,当磷素去除率显著下降时需要对秸秆材料进行补充,建议稻草和麦秸的补充周期为90 d,而玉米秆的补充周期为120 d。本试验对于养殖废水污染的生态治理具有重要理论价值和指导意义。