整秆式收获打捆装备研究现状与发展趋势

我国麻类、芦苇、稻麦秸秆等茎秆类作物资源丰富,整秆利用具有较高的社会和经济效益。通过阐述国内外整秆打捆技术的发展历程、研究现状及进展,对比分析国内外技术的基础理论与原理性机构、装备的工作性能等方面差异,剖析国内存在的打捆装置核心技术受限、创新动力不足、夹持输送环节农机农艺融合差等问题。对相关打捆装备的研究现状作出总结,并提出整秆式打捆装备研究未来将朝着核心技术不断突破、自主创新程度提高、智能化程度提升等方向发展。

农作物秸秆的厌氧消化试验研究

采用厌氧消化技术,研究了秸秆在中温、高温及环温条件下的生物气产量、发酵液乙酸浓度及甲烷含量的变化情况,比较了不同条件下TS和VS的去除率及产气率。结果显示,在试验的各个温度条件下,秸秆的厌氧消化都可以进行,在高温时干物质产气率可达到0.24m3·kg-1,比环温及中温时产气率分别提高42%和21%,但高温引起的酸化会使得系统的正常运行受到影响,中温和环温的甲烷含量在第8d都可以达到50%以上,系统启动快且在试验期间运行稳定,因此从能量投入产出、产气稳定性等因素综合考虑,中温厌氧消化是比较理想的农作物废弃物的处理方法。

“秸秆压块”燃料在烟叶烘烤上的应用研究

“秸秆压块”与蜂窝煤球进行了空载和负荷的燃烧对比试验,发现“秸秆压块”可以降低烤烟成本,不仅完全可以满足烤烟工艺要求,而且对于改善烟叶内在品质也有一定效果。经测定0.067hm2烟叶的秸秆加工成压块,基本可以保证0.067hm2烟叶的烘烤需要。

拟康氏木霉和白腐菌混菌发酵处理稻草秸秆的研究

以拟康氏木霉3.3002(Trichoderma pseudokoningii)和白腐菌5.776(Phanerochaete chrysosporium)的混合菌发酵处理稻草秸秆,并对处理结果进行了试验研究。研究结果表明,当接入拟康氏木霉与白腐菌时间间隔为3d,接种液体积比为2ml∶2ml,氮源为0.3%(质量分数)的(NH4)2SO4,发酵时间为8d时,稻草秸秆纤维素降解率和木质素降解率分别为40.38%和31.52%,比单独使用拟康氏木霉(纤维素和木质素降解率分别为24.62%,13.78%)或白腐菌(纤维素和木质素降解率分别为6.96%,20.06%)处理稻草秸秆的效果有显著提高。

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。

体外法评价玉米秸秆、谷草和玉米秸秆青贮饲料组合效应研究

本试验旨在利用体外产气法研究玉米秸秆(CS)、谷草(MS)与玉米秸秆青贮饲料(CSS)间的组合效应,筛选出不同饲料间的适宜组合比例。试验采用单因素试验设计,首先将玉米秸秆与谷草进行体外发酵试验,筛选出的最优组合,再与玉米秸秆青贮饲料组合进行试验,以上组合均以100∶0,80∶20,60∶40,50∶50,40∶60,20∶80,0∶100的比例进行,每个组合设3个重复,测定和分析不同粗饲料组合对体外产气量、干物质消失率、pH、微生物蛋白、氨态氮、挥发性脂肪酸的影响,计算出各组合的单项组合效应值和综合组合效应值。试验结果表明,不同饲料组合对产气量和干物质消失率影响显著或极显著(P<0.05或P<0.01);不同饲料组合间pH差异不显著(P>0.05);各饲料组合间微生物蛋白产量差异显著或极显著(P<0.05或P<0.01),玉米秸秆与谷草组合的微生物蛋白产量随玉米秸秆比例的减少而减少,再与玉米秸秆青贮饲料组合随玉米秸秆青贮饲料比例的增加而增加;不同饲料组合的氨态氮浓度差异显著或极显著(P<0.05或P<0.01),含量为17.35~24.63mg/dL;各饲料组合间的挥发性脂肪酸产量差异显著或极显著(P<0.05或P<0.01)。以多项组合效应指数评定的最优组合为:玉米秸秆和谷草的搭配比例为60∶40,玉米秸秆、谷草、玉米秸秆青贮饲料的搭配比例为12∶8∶80。

小麦和玉米秸秆热解反应与热解动力学分析

为了对生物质快速热解液化设备进行分析和计算 ,该文用热重、差热分析仪分别对小麦和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明 :小麦和玉米秸秆的热解特性基本一致 ,热解过程可以用同一种模型描述 ;随升温速率的提高 ,热解最高速率时的温度和热解最高速率明显提高。分析了小麦和玉米秸秆热解反应过程 ,提出了平行一阶反应动力学模型并计算出模型中各参数 ,将该模型的计算结果、现有一阶反应模型的计算结果分别和试验数据进行了对比 ,结果表明 。

秸秆厌氧消化试验研究

采用清瓶培养消化方法,在中温(32～35℃)环境下,研究了小麦秸秆在不同固含率下的厌氧消化状态。结果表明,小麦秸秆在固含率5%～25%范围内,理论产气数值与实际气体量成线性相关,方程:y=1.8462x-448.73,R2=0.9265;无论产气还是产酸和用酸平衡上,固含率25%是较适宜物料厌氧消化的浓度,产气量超过理论数值109.0mL·g-1;3种不同粒径的产气量最大是<0.5cm,其次1～2cm,3～5cm,考虑到粒径小容易酸化的原因,故选择秸秆厌氧消化的粒径范围<2.0cm。

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。

农作物秸秆栽培香菇研究

以玉米芯、玉米秸秆及稻草为主料设置不同培养料配方栽培香菇,对各培养料的碳氮营养及不同培养料对香菇菌丝生长和对子实体形态、产量、营养成分的影响进行了研究。结果表明,以玉米芯为主料的培养料配方碳氮营养充足、C/N比合适,香菇菌丝生长正常,子实体的个体较大、营养含量丰富、生物学效率较高;以玉米秸秆或稻草为主料的培养料配方,由于培养料密度小、质地蓬松、C/N比较低,香菇菌丝转色不好、产量低。

施入有机物料对葡萄连作土壤速效养分及微生物的影响

采用盆栽试验,研究施入不同比例的稻草和玉米秸秆对葡萄连作土壤速效养分及微生物数量的影响。结果表明,施入稻草和玉米秸秆后并没有增加连作土壤中速效N的含量,但不同程度的增加了速效P和速效K的含量。对微生物的影响表现为,增加了连作土中细菌、放线菌和真菌的数量,稻草处理使细菌、真菌比值增加,放线菌比值降低;秸秆处理后,真菌比值下降,且随着玉米秸秆含量增加,下降幅度越大,除99.5%连作土+0.5%玉米秸秆处理之外,细菌比值增加,放线菌比值降低。

钙素及秸秆物料对40茬番茄连作土壤的修复效应初报

为修复连作番茄土壤,以番茄辽园多丽为试材,通过水泥池微区区组栽培试验,探讨了钙素及秸秆物料对番茄连作生长前期植株干物质积累、根际土壤微生物数量、土壤速效养分含量和土壤酶活性的影响。结果表明:与对照相比,施入生石灰可降低番茄连作土壤细菌和放线菌的数量,提高pH值,显著提高土壤蔗糖酶活性和细菌与真菌的比值(B/F),其中Ca处理的微生物数量总量最低,为43.3×105CFU·g-1,而CCa处理的pH最高,为6.5;稻草秸秆可显著提高放线菌、细菌的数量,脲酶活性,B/F,速效磷含量,其中R处理的土壤速效磷含量最高,为276.9mg·kg-1;对于提高植株干物质积累,秸秆、生石灰和碳化玉米芯均有显著作用。

改性稻草秸秆对低浓度含油污水的吸附去除研究

对改性稻草秸秆吸附去除低浓度含油污水的效果进行了研究,稻草秸秆改性采用磷酸活化后高温改性。对其改性温度条件进行了优化,结果表明稻草秸秆最佳改性温度为500℃。考察了改性稻草的投加量和粒径,含油污水的盐度和温度等条件对低浓度含油污水吸附去除效果的影响。当改性稻草投加量为0.8 g/L时,对60 mg/L的含油污水中原油的去除率达到89.5%;原油的吸附去除效果随着样品粒径变小吸附能力提高,在盐度为15‰~30‰,温度为10~35℃,改性稻草秸秆对低浓度含油污水具有较好的吸附去除效果。改性稻草秸秆对低浓度含油污水的吸附过程符合准二阶动力学模型。

农作物秸秆能源利用基本性能的研究

本文研究了稻秸、麦秸、玉米秸、油菜秸、棉花秸等5种农作物秸秆能源利用的基本性能,测试了5种秸秆的收获含水率、田间失水规律及热值。结果表明:5种秸秆的收获含水率规律为:最高的是稻秸,其次为玉米秸和麦秸,最低的是油菜秸和棉花秸。5种秸秆热值的高低排位:棉花秸>油菜秸>玉米秸>麦秸>稻秸。按能源材料指标衡量,棉花秸是最理想的能源材料,稻秸是最差的能源材料。油菜秸、玉米秸和麦秸是热值比较接近的能源材料。

农作物秸秆干式厌氧发酵实验研究

在温度32～35qC下，研究了小麦秸秆不同固含率和粒径范围的厌氧发酵过程。结果表明：无论产气量还是产酸和用酸平衡上，固含率25％是较适宜物料厌氧发酵的浓度，产气量249mL／g；小麦秸秆在固含率15％～25％范围内，理论产气数值与实际气体量成线性相关，相关系数r=0．9842；3种不同粒径的产气量最大为〈0．5am，其次为1～2cm，3—5cm，考虑到粒径小容易酸化的原因，故选择秸秆厌氧发酵的粒径范围〈2cm。

秸秆发酵电厂建设可行性研究

针对我国秸秆资源的特点，提出了采用大型沼气池利用秸秆为原料高温发酵生产沼气，然后通过内燃机组、余热锅炉以及汽轮机组等设备的联合动力循环、沼气代替液化气满足村镇居民的生活用气、沼渣生产有机肥的秸秆综合利用技术路线，该系统采用成熟技术的组合，所有设备均可国产化。介绍了该系统的工艺路线，并分析了其技术可行性与项目经济性。分析结果表明，发电余热完全可以维持沼气池内50～55℃的温度，能够实现高温发酵；以消耗秸秆9万/a（折合含水量15％，原始热值13．5MJ／kg）的发酵电厂为例，能够日产热值为21MJ／m^3的沼气72000m^3，发电量5×10^7kwh／a，生产有机肥4．4万t／a；项目投资回收期大约5年.

玉米秸秆纤维发泡聚苯乙烯缓冲包装材料及其性能的研究

利用质轻环保和廉价易得的玉米秸秆纤维与可发性聚苯乙烯为原料,开发制备了玉米秸秆纤维缓冲包装材料。通过大量实验与分析确定了制备材料的工艺与实验条件;研究了玉米秸秆纤维粒度、用量、表面处理与可发性聚苯乙烯预发条件、熟化条件对材料密度、强度的影响;对衬垫的静、动态缓冲性能和回弹性进行了测试分析,并与ELDPE、EPS进行对比分析,得到此缓冲材料的缓冲性能的基本特征。

秸秆作孔雀草栽培基质的适应性研究

以几种常见的农作物秸秆(稻草、香蕉干、玉米秆)和香根草秸秆为基质材料,并以泥炭土为对照进行孔雀草的盆栽试验。探讨了不同处理的秸秆作为孔雀草栽培基质的适应性。结果表明:新鲜香根草秸秆适合直接作孔雀草的栽培基质,新鲜玉米秆、香蕉干和稻草不适合直接作孔雀草的栽培基质,需堆沤处理后才有较好的栽培效果;堆沤后的玉米秆较适合作栽培基质,栽培效果比对照好;堆沤后的玉米秆、稻草和香蕉干与进口泥炭土(1∶1)混合后均适合作栽培基质,且栽培效果比单一秸秆基质好。

小麦玉米秸秆掺土还田量对土壤水分运动特性的影响

为探求小麦、玉米秸秆还田对土壤水分运动特性的影响,利用非饱和导水率测定仪测定土壤水分特征曲线,采用van-Genuchten模型拟合土壤水分特征曲线。试验以不掺加任何秸秆为对照,另设计分别掺加小麦或玉米秸秆的4个处理,掺加量分别为干土质量的1.0%、1.6%、2.25%、3.2%,比较各处理土壤水分运动参数和水分有效性差异。结果表明,掺加秸秆后模型进气值倒数值均小于对照;在秸秆掺加量为1%~2.25%时,形状系数值随着秸秆掺加量的增大而增大,当掺加量为3.2%时反而减小;秸秆的掺入还影响到土壤水分特征曲线的土壤残余含水率和土壤饱和含水率,掺加2种秸秆后,土壤饱和含水率均比未掺时小;土壤残余含水率变化规律与形状系数值一致,掺加小麦秸秆后,土壤残余含水率略低于对照,而掺加玉米秸秆后,土壤残余含水率略高于对照。掺加秸秆能减少土壤重力水19.3%~73.3%,在掺加小麦秸秆3.2%、掺加玉米秸秆2.25%时,土壤中易利用水比例系数最大,分别为26.3%、30.6%,所以通过掺加秸秆能显著提高土壤的保水性。研究可为阐明秸秆还田后土壤水分运动规律提供理论依据。

秸秆还田对土壤改良的研究进展

农作物秸秆中含有大量的碳、氮、磷等多种营养元素,同时富含纤维素、半纤维素和一定数量的木质素、蛋白质和糖等有机物质,是一种可以资源化利用的固体废弃物。秸秆还田可以改善土壤结构及保水、肥、气、热的能力,使土壤容重降低、孔隙度增加、有机质含量提高,养分结构趋于合理;秸秆还田能够节约化肥用量,降低生产成本,减少环境污染,确保农业生产的良性循环,保护农村生态环境,促进农业的生态化发展。