大豆皂脚与玉米秸秆厌氧发酵沼渣共热解特性及应用

将大豆皂脚与玉米秸秆厌氧发酵沼渣两种固体废弃物以不同比例混合后进行共热解,采用元素分析、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附法(BET)对得到的共热解炭进行表征,并将共热解炭循环应用到玉米秸秆厌氧发酵环境中,考察共热解炭对厌氧发酵过程的影响。结果表明:共热解炭的产率随着沼渣加入量的增大而增大;沼渣加入量较少时,可以促进共热解气的生成,但对共热解液的产生有较弱的抑制作用;共热解炭的比表面积和平均孔径介于两种单一热解炭之间,并且平均孔径随沼渣加入量的增大呈减小趋势;将大豆皂脚与沼渣的质量比为4∶3下制备的共热解炭加入厌氧发酵系统中,发酵30 d时累积产气量达到390.80 mL/g,累积产甲烷量达到213 mL/g,累积产气量达到总产气量80%所需要的时间t_(80)为(14±1) d,比不添加热解炭的空白组提前了12.5%。

三江平原地区不同有机物料腐解规律的研究

利用网袋法模拟田间还田方式,研究不同还田方式下玉米、大豆秸秆的腐解特征。结果表明:经过150d的分解,玉米和大豆秸秆残留率在33.7%～61.1%之间,秸秆还田分解趋势为:土埋处理>露天处理,土埋玉米秸秆>土埋大豆秸秆,露天条件下大豆和玉米秸秆分解速率一致。从细胞结构上看,玉米秸秆随着还田时间的延长,基本组织和维管束遭到破坏,细胞壁变薄,细胞内物质消失,细胞排列疏松;大豆秸秆组织结构变化不明显。露天和土埋处理各有机物料有机碳分解率分别为39.9%～48.9%、49.6%～65.8%,土埋玉米和大豆秸秆腐解速度明显高于露天处理。两个处理氮、钾分解率无太大差异,分别为51.1%～67.7%、74.6%～91.7%,而磷素变化比较明显,露天和土埋处理玉米秸秆的磷释放率平均比大豆秸秆高49.4%、56.7%。作为还田物料玉米秸秆要好于大豆秸秆。

不同含水率大豆秸秆与不同材料间滑动摩擦特性的研究

应用斜面仪测定分析细碎化处理后大豆秸秆的滑动摩擦角,为大豆秸秆纤维制取机供料系统的设计提供理论依据。以揉搓粉碎处理后大豆秸秆含水率为试验因素,通过单因素试验研究,分别建立了不同含水率对揉搓粉碎处理后大豆秸秆与不同材料间滑动摩擦特性影响的数学模型并分析其变化规律。结果表明:含水率对滑动摩擦角有显著的影响,随着含水率的增大,大豆秸秆与钢板的滑动摩擦角呈先增大后减小的趋势,与输送带的滑动摩擦角呈增大的趋势。

含水率对大豆秸秆流动力学性能的影响

通过直剪切试验,测定分析细碎化处理后大豆秸秆的内摩擦角、粘聚力和流动函数值,研究其流动力学特性,为大豆秸秆纤维制取机螺杆的优化设计提供理论依据。以细碎化处理后大豆秸秆含水率为试验因素,采用单因素对比试验方法,得出了细碎化处理后大豆秸秆的内摩擦、粘聚力和流动函数值随含水率变化的显著性程度及其变化趋势。结果表明:含水率对内摩擦角有显著的影响,随着含水率的降低,内摩擦角有先增大再减小的变化趋势,在含水率为75%时内摩擦角最小;含水率对粘聚力和流动函数值的影响均不显著。

大豆秸秆纤维素固态发酵及酶解条件的研究

对经氨预处理的大豆秸秆纤维素固态发酵产酶及酶解产糖工艺过程进行了研究,影响康氏木霉(Trichodermakoningii)固态发酵的主要因素是温度、pH值、培养基液固质量比及培养时间,影响纤维素酶水解的条件主要是温度、pH值及时间,结果表明:较适宜的产酶条件为温度30℃,pH值5.0,培养基液固质量比2.5∶1,时间96h,产纤维素酶活力为798.84FPU/mL,以所产纤维素酶进行酶水解,较适宜条件为温度55℃、pH值5.6、时间36h,酶解率为18.98%。由液相色谱分析可知酶解液的主要成分为葡萄糖、纤维二糖和木糖,为大豆秸秆的进一步综合利用提供了参考数据。

大豆秆的FTIR分析及热解机理研究

为高效利用大豆秆,有效控制热解产物,采用FTIR分析了大豆秆的组分,利用热重法在4个不同升温速率下对大豆秆的热解行为进行了研究。结果表明,大豆秆主要组分为纤维素、半纤维素、木质素和木聚糖等。大豆秆热解可分为4个阶段,随着升温速率的提高,主反应区热重曲线和微分热重曲线都向高温方向移动,热解最大速率以及相对应的温度随之提高;Ozawa法计算大豆秆主热解区间的活化能值集中在98.78～191.75kJ/mol;譒atava机理函数推断法得出大豆秆热解的最可能机理属于19号机理函数Avrami-Erofeev方程,随机成核和随后生长,反应级数n=3。

豆秸作为刨花板生产原料的可行性分析

从豆秸的产量、分布以及其基本物理化学性质等方面，分析了豆秸作为刨花板原料的可行性。豆秸在我国产量丰富，分布亦较集中，其基本物理化学性质与速生木材接近但酸性偏低，用于刨花板生产时应根据其自身特点制定相应的生产工艺。在实验室条件下用豆秸制造的刨花板其物理力学性能可以达到ＧＢ／Ｔ４８９７—９２中Ｂ类刨花板的性能指标。研究结果表明豆秸是刨花板生产的适宜材料。

玉米秸和大豆秸对生长獭兔的营养价值

为评定玉米秸和大豆秸在生长獭兔上的营养价值,本试验选择18只60日龄平均体重(1.78±0.20)kg的健康白色獭兔,随机分为3组,每组6个重复,每个重复1只。基础饲粮用套算法进行配制,玉米秸和大豆秸的替代比例为15%;采用全收粪法进行消化试验,预试期和正试期各7 d。结果表明:1)玉米秸与大豆秸中的总能(GE)以及干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、酸性洗涤木质素(ADL)、粗脂肪(EE)、粗灰分、钙(Ca)、磷(P)、无氮浸出物(NFE)含量分别为15.79 MJ/kg、90.06%、5.35%、34.74%、65.39%、37.43%、2.89%、0.88%、8.85%、0.50%、0.08%、40.26%与15.11 MJ/kg、91.39%、5.64%、47.11%、65.20%、50.10%、10.95%、1.05%、8.80%、0.42%、0.09%、28.80%;2)玉米秸和大豆秸在生长獭兔中的表观消化能分别为6.84和4.87 MJ/kg,生长獭兔对玉米秸与大豆秸中的GE、DM、CP、CF、NDF、ADF、EE、粗灰分、Ca、P、NFE的消化率分别为43.33%、34.44%、54.77%、21.02%、27.52%、23.58%、85.92%、45.47%、32.78%、60.05%、53.79%与32.18%、21.74%、50.72%、15.60%、19.78%、12.57%、87.16%、56.69%、36.00%、66.64%、34.93%。生长獭兔对玉米秸和大豆秸中的不同营养成分消化率存在一定差异,结合饲料原料营养物质含量总体分析,玉米秸对生长獭兔的营养价值要高于大豆秸。

全株大豆和玉米秸秆混合青贮试验

为研究不同比例的全株大豆和玉米秸秆混合青贮对营养成分、发酵品质、能量值的影响,试验分为5个处理组,全株大豆与玉米秸秆的比例分别为1:0、2:1、1:1、1:2、0:1,每组3个重复。结果表明:与玉米秸秆相比,全株大豆与玉米秸秆1:1混合青贮的粗蛋白质、粗脂肪、赖氨酸、钙的含量以及干物质体外消化率分别提高了55.89%、192.10%、107.69%、250.00%、6.52%(P<0.05),粗灰分、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、木质素、可溶性碳水化合物的含量显著降低(P<0.05),产奶净能、维持净能显著提高(P<0.05);与全株大豆相比,全株大豆与玉米秸秆1:1混合青贮的乳酸含量提高了34.65%(P<0.05),乙酸和丁酸含量及pH显著降低(P<0.05)。综上,建议全株大豆与玉米秸秆以1:1比例混合青贮。

轻质豆秸刨花板工艺的研究

从UF胶制造轻质豆秸刨花板的初步研究,分析了板的密度、施胶量、热压时间等工艺因子对板性能的影响。试验结果表明,利用豆秸制造轻质刨花板是完全可行的,其产品主要物理力学性能为:密度0.483 g/cm 3、吸水厚度膨胀率11.2 % 、内结合强度0.303 MPa、静曲强度8.98 MPa,均达到日本JISA 5908 的技术指标。

大豆茎秆压缩力学特性的研究

为了研究大豆茎秆力学性能与大豆倒伏现象的相关性及对大豆的优种筛选进行评价,通过对大豆茎秆的轴向压缩试验,测定了3个品种、不同含水率和不同距地高度的最大承载力、最大应力、弹性模量和惯性矩。结果表明:干大豆茎秆的最大承载力、最大应力和弹性模量明显高于湿大豆茎秆;沿茎秆高度方向,最大承载力和惯性矩基本呈线性下降趋势,最大值在距地高度5cm以下;而最大应力基本上不变,弹性模量变化小,最大值在距地8～30cm处,最小值均在大豆茎秆顶端。不同品种间茎秆平均最大承载力、最大应力的差异明显:品种3的茎秆两者最小,品种2的茎秆两者最大。不同品种间的平均弹性模量和惯性矩也有差异:品种3的两者最小,品种1的两者最大。

玉米和大豆混合秸秆对榆黄蘑生长的影响

以玉米秸秆和大豆秸秆为主要试材,以榆黄蘑的菌丝生长速度,生长势污染率、商品菇性状、生物转化率、投入和产出作为主要指标,研究这2种混合秸秆对榆黄蘑菌丝体和子实体生长的影响,评估这2种混合秸秆栽培榆黄蘑的可行性。结果表明:玉米秸秆和大豆秸秆栽培榆黄蘑的产量指标和经济效益较好,故这2种混合秸秆(玉米秸秆30%、大豆秸秆69%、石灰1%)栽培榆黄蘑是可行的。

豆类秸秆两级热解特性研究

利用热裂解仪-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)对黄豆秆进行了两级热解。结果表明,随着第一级热解温度(t1)的升高,第一级热解产物总峰面积逐渐增大,第二级热解产物总峰面积逐渐减小;在第一级热解产物中,酸类、酮类和呋喃类等源于纤维素和半纤维素的产物含量在t1为400和450℃时较高;在t1为450和500℃的条件下,第二级热解产物中烃类产物的含量高达20%以上。两级热解可以在第一级和第二级热解中分别获取不同的高含量产物,如乙酸、糠醛、愈创木酚、甲苯和苯等,实现生物质的选择性热解。

不同还田方式下大豆秸秆腐解特征研究

利用网袋法模拟秸秆还田方式,研究不同还田方式不同阶段大豆秸秆有机碳、氮、磷、钾养分释放特征。结果表明:经过150d的分解,大豆秸秆生物量有39.2%～55.9%被分解,埋于土壤的大豆秸秆分解速度明显高于露天处理。腐解后大豆秸秆从组织结构上变得松散。露天与土埋处理秸秆有机碳分解率均随着时间的延长而增加,150d时大豆秸秆分解了40.7%～59.2%,加入腐熟剂效果不明显。经150d腐解后,大豆秸秆的氮、磷、钾养分释放率分别为60.1%～65.4%、18.3%～39.4%和74.6%～86.4%。

种植密度对春大豆茎杆饲用营养价值的影响

[目的]为提高北疆高产春大豆的综合利用价值提供理论依据。[方法]对3种种植密度下春大豆的茎杆饲用营养价值进行了分析。[结果]种植密度从30.0万株/hm2增加到60.0万株/hm2时,茎杆产量增加26.57%,粗蛋白质、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤木质素、酸不溶性灰分、纤维素和半纤维素含量分别降低71.28%、3.19%、3.26%、7.54%、9.21%、1.91%和3.43%,粗蛋白质单位面积产量降低63.65%,酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、纤维素、半纤维素、酸性洗涤木质素和酸不溶性灰分产量分别增加22.53%、22.44%、24.15%、22.24%、17.03%和14.89%。[结论]综合考虑北疆高产春大豆的籽粒产量、饲用营养成分含量和产量,最能利用其优势的种植密度为45.0万株/hm2。

饲料中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维不同测定方法的比较

探讨不同测定方法对饲料中酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维测定的影响。分别用花生蔓、玉米秸秆、豆粕和玉米饲料做为粗饲料、蛋白质饲料和能量饲料的代表,样品粉碎过18目筛。采用国标测定法以及纤维袋、300目尼龙袋和400目尼龙袋3种滤袋对饲料中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量进行测定。同时对于酸性洗涤纤维的测定分别采用连续测定和不连续测定两种方法进行测定。结果表明:300目尼龙袋测定花生蔓和玉米秸秆的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的结果均接近用国标法测的结果;纤维袋连续测定法测玉米和豆粕的酸性洗涤纤维的结果接近国标法测的结果;用3种滤袋法测玉米和豆粕中性洗涤纤维的结果与国标法的结果差异均显著。不连续测定法测的酸性洗涤纤维所得结果比连续测定法测的结果高。

升温速率对大豆秸、白桦热解速率的影响

采用热重法 (TG)和微商热重法 (DTG)测定大豆秸和白桦热解行为 ,研究升温速率对热解速率的影响。结果表明 ,随升温速率的提高大豆秸和白桦的热解速率呈线性增加。

免耕秸秆覆盖对大豆田土壤含水量的影响

试验采用微区定位方法，研究免耕栽培条件下不同秸秆覆盖量时大豆田土壤含水量的影响。结果表明：随着秸秆覆盖量的增加，不同生育时期各处理不同土层的土壤含水量变化均呈增加趋势，0％、30％、60％、100％秸秆覆盖免耕处理平均土壤含水量均显著高于常规垄作处理，平均增幅0．99％～3．77％，其中以100％秸秆覆盖处理保水效果最佳；秸秆覆盖后，免耕大豆在前期表层土壤水分富集现象显著，不同秸秆覆盖处理5cm土层土壤含水量在播种至出苗期分别较常规垄作处理增加4．81％～9．43％。因此，秸秆覆盖地表还田应因地而异，干旱区适宜，而低湿易涝区则不适宜应用秸秆覆盖地表还田技术。

甘蔗-大豆间作和减量施氮对甘蔗产量和主要农艺性状的影响

甘蔗-大豆间作逐渐得到推广应用。我们于2009—2011年连续3年在华南农业大学农场进行大田定位试验,探讨甘蔗-大豆间作和减量施氮对甘蔗产量和主要农艺性状的影响。试验设置3种种植模式(甘蔗-大豆(1∶1)间作、甘蔗-大豆(1∶2)间作、甘蔗单作)和2种施氮水平(常规施氮,525 kg hm–2和减量施氮,300 kg hm–2)。结果表明,施氮水平连续3年对甘蔗产量均无显著影响;相比甘蔗单作,甘蔗-大豆间作模式在2010年显著降低了甘蔗产量,但2009、2011年和3年均值都表明间作模式对甘蔗产量无显著影响。3年结果表明施氮水平对甘蔗的主要农艺性状均无显著影响;种植模式对甘蔗株高没有显著影响,但显著影响了甘蔗茎粗、有效茎数和单株产量,与甘蔗单作相比,2009年的甘蔗-大豆间作显著降低了甘蔗有效茎数,2011年甘蔗-大豆间作模式下的甘蔗茎粗和单株产量均显著大于甘蔗单作。相关分析表明,甘蔗产量与甘蔗单株产量、有效茎数和株高均呈正相关,其中甘蔗-大豆(1∶2)间作模式下甘蔗产量与单株产量呈极显著正相关(P<0.01),减量施氮水平下的甘蔗-大豆(1∶2)间作模式的甘蔗产量与有效茎数呈显著正相关(P<0.05)。综合来看,减量施氮和间作大豆对甘蔗产量影响不显著,对甘蔗主要农艺性状也没有显著负面影响。从节约成本和维持甘蔗产量来考虑,减量施氮水平下的甘蔗-大豆(1∶2)间作模式具有一定的可行性。

不同栽培基质对平菇产量和性状的影响

为适应食用菌产业的迅猛发展,开发新型基质以满足平菇生产的需求,以不同含量的麻屑、豆秸及菌渣为栽培基质,栽培平菇灰美二号,研究不同基质对平菇产量和性状的影响。结果表明:不同配方下的平菇子实体形态无明显变化,以麻屑、豆秸和木耳菌渣为基质主料栽培平菇是可行的,其中豆秸45%+菌渣40%(配方3)和麻屑40%+菌渣45%(配方7)与对照相比,子实体生长健壮,生物学效率高,经济效益高。