Comparison of Combustion Characteristics of Tars Produced with Tobacco Stem Biomass Gasification

In order to study the combustion characteristics of tar in biomass gasifier inner wall and gasification gas,“tobacco stem semi-tar inside furnace”,“tobacco stem tar inside furnace”and“tobacco stem tar out-of-furnace”were subjected to thermogravimetric experiments,and the combustion characteristics and kinetic characteristics were analyzed.The result shows that“tobacco stem semi-tar inside furnace”has the highest value and“tobacco stem tar out-of-furnace”is has the lowest value on ignition characteristics,combustion characteristics and combustible stability;“tobacco stem semi-tar inside furnace”has the lowest value and“tobacco stem tar outside furnace”has the highest value on burnout characteristics;“tobacco stem tar outside furnace”has the highest value and“tobacco stem tar inside furnace”has the lowest value on integrated combustion characteristics.

不同尺寸和结构的烟梗吸湿特性及其成因

【目的】研究细梗、中等梗、拐头的吸湿特性及其成因,以优化不同尺寸和结构的烟梗分组加工技术。【方法】采用自主研制的烟梗热湿特性分析装置考察3种烟梗的吸湿特性,使用扫描电镜观测样品表皮和梗横断面的微观结构,利用连续流动分析仪检测烟梗的化学组成。【结果】细梗、中等梗、拐头吸湿能力依次降低,随着空气湿度的增大,吸湿速率和平衡含水率增大,其吸湿曲线符合Weibull模型。细梗、中等梗、拐头表皮的气孔数量依次减少;中等梗和细梗横断面的气孔明显大于拐头的气孔。细梗、中等梗、拐头的总糖、还原糖和总植物碱含量依次减少,蛋白质含量依次增加。【结论】细梗、中等梗、拐头的吸湿速率与其孔隙发达程度正相关,且吸湿速率随着空气湿度的增大而增大;拐头、中等梗、细梗的平衡含水率依次增大,原因是其总糖(或还原糖)含量依次增大,提供了更多的水分吸附位点。不同尺寸和结构烟梗的吸湿特性差异明显,有必要按照尺寸和结构对烟梗进行分组加工。

五种烟草根茎病害病原菌多重PCR检测方法的建立与应用

为了快速准确鉴别烟草根腐病菌(Fusarium oxysporum)、黑胫病菌(Phytophthora nicotianae)、立枯病菌(Rhizoctonia solani)、根黑腐病菌(Thielaviopsis basicola)和鸢尾丝囊霉菌(Aphanomyces iridis)等5种烟草根茎病害病原菌,利用RAPD分子标记等方法筛选和设计特异性扩增引物,优化多重PCR扩增体系中各引物添加量、退火温度、循环数等条件,建立多重PCR检测体系,并对其检测的可行性进行验证。本研究筛选并设计出F.oxysporum、P.nicotianae、R.solani、T.basicola和A.iridis的特异性引物对LD141 F/R、YM1002 F/R、LK111 F/R、GHFT F/R、AiT7 F/R,PCR反应体系中最佳引物组合浓度分别为1.0、1.0、0.2、0.5、0.5μmol/L,最适退火温度为54℃,最佳循环数为28,可同时扩增出大小分别为370、240、536、783、138 bp的特异性片段,能同时检出5种病原菌DNA的最低限值为0.5 ng/μL,可实现对烟草育苗基质和烟株中5种病原菌的快速检测,对烟草苗期根茎病害的早期预防具有重要意义。

烟秆生物质炭基肥施用对烤烟产质量的影响

为探讨烟秆生物质炭基肥施用对烤烟产质量及病害发生的影响,以烤烟品种‘红花大金元’、‘K326’、‘云烟87’为研究对象,设置1个常规施肥处理(CK)和3个烟秆生物质炭基肥不同施用量处理(T1为400 g/株,T2为500 g/株,T3为600 g/株),测定不同品种及处理下的烤烟生育期、农艺性状、发病率、经济性状、化学成分。结果表明:(1)与对照处理相比,施入烟秆生物质炭基肥均能延长烤烟‘红花大金元’、‘K326’、‘云烟87’的各生育期,且能显著提高烤烟的株高、茎围、有效叶片数、最大叶长和叶宽,其中‘红花大金元’的施用量为600 g/株、‘K326’和‘云烟87’的施用量为500 g/株时对烟株生长发育促进效果最佳。(2)施用烟秆生物质炭基肥处理的烟草花叶病、野火病和气候性斑点病发病率显著低于对照处理,其中‘红花大金元’和‘K326’的施用量为600 g/株、‘云烟87’的施用量为500 g/株时烟株病害发生率最低。(3)施用烟秆生物质炭基肥处理的烟草产量、均价、中上等烟比例和产值显著高于对照处理,其中‘红花大金元’的施用量为600 g/株、‘K326’和‘云烟87’的施用量为500 g/株时对提高烟株产质量促进效果最佳。(4)施用烟秆生物质炭基肥处理后,‘红花大金元’能显著降低烟叶总糖、还原糖含量,并且使得烟叶总氮、氧化钾和水溶性氯含量更适宜,‘K326’和‘云烟87’能使烟叶总糖、还原糖、总氮、烟碱、氧化钾和水溶性氯含量显著趋于适宜范围,其中‘红花大金元’的施用量为600 g/株、‘K326’和‘云烟87’的施用量为500 g/株时烟株烟叶化学成分含量最适宜。综上,‘红花大金元’施用600 g/株、‘K326’和‘云烟87’施用500 g/株的烟杆生物质炭基肥对烟株生长效果最佳。

烟秆生物炭及其改性对铅锌矿区污染土壤修复研究

生物炭(BC)在修复重金属污染土壤时,其修复效果与制备条件及原材料密切相关。以不同碳化温度(300、500和700℃)的烟秆生物炭BC及其纳米羟基磷灰石(nHAP)改性生物炭(HBC)为研究对象,采用微宇宙培养实验探究不同时段(7、14和30 d)烟秆BC及HBC对矿区Pb、Zn污染土壤的钝化修复效果。结果表明:不同温度的BC和HBC均能增加土壤pH值(7.81~8.56),并分别使土壤Pb毒性浸出浓度显著降低了30.02%~34.75%和28.23%~34.02%,使有效态Pb降低了37.95%~51.71%和22.56%~26.52%,有效态Zn降低了31.90%~55.52%和19.31%~41.70%;Pb、Zn生物有效性在培养7 d时降低最明显,不同BC使土壤Pb、Zn酸溶态降低了8%~11%和6%~14%,同时增加了可还原态、可氧化态和残渣态;而HBC则促使Pb、Zn酸溶态和可还原态向可氧化态和残渣态转化。BC对土壤Pb、Zn修复效果与HBC相当,因此,烟秆BC和HBC在钝化矿区Pb、Zn污染土壤方面具有显著效果,可为矿区土壤污染修复提供科学依据。

烟秆炭基肥对植烟土壤氮组分及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同用量烟秆炭基肥对植烟土壤氮组分及微生物群落结构的影响,以期为烟秆炭基肥在农业生产中的应用及植烟土壤氮素固持提供科学依据。【方法】采用田间试验,设对照(CK,不施肥)、烟草专用肥(F,750 kg/ha)、低量烟秆炭基肥(LBF,525 kg/ha)、中量烟秆炭基肥(MBF,1050 kg/ha)和高量烟秆炭基肥(HBF,1575kg/ha)共5个处理,其中MBF与F处理的氮(N)、磷(P)、钾(K)养分含量相同。烟叶成熟期采集表层土壤样品测定土壤氮含量、酶活性及微生物相关指标,分析不同用量烟秆炭基肥处理对土壤有机氮和无机氮含量、土壤氮循环酶活性及微生物群落结构的影响。【结果】与CK相比,施用烟秆炭基肥显著提高了土壤的全氮、可溶性有机氮、颗粒有机氮及铵态氮含量(P<0.05,下同),且各指标随烟秆炭基肥用量的增加而提高;同等肥力下,与F处理相比,MBF和HBF处理的全氮含量提高5.41%和7.43%、可溶性有机氮含量提高35.65%和62.45%,颗粒有机氮含量提高26.83%和37.71%,铵态氮含量提高109.59%和200.65%。与CK相比,LBF、MBF和HBF处理的过氧化氢酶活性分别显著提高22.13%、35.66%和48.43%,脲酶活性分别显著提高37.72%、45.50%和62.08%;与F处理相比,MBF和HBF处理的过氧化氢酶活性分别显著提高21.29%和32.70%,脲酶活性分别显著提高5.33%和17.33%。施用肥料后土壤微生物量氮含量显著提高,各处理由高到低排序为HBF>MBF>LBF>F>CK,LBF、MBF和HBF处理的微生物量氮含量较F处理分别提高31.83%、44.32%和59.84%。施用烟秆炭基肥增加了土壤细菌群落丰富度和多样性,且与施用量有关,其中HBF处理的Chao1指数和Shannon指数最高,较CK分别显著提高4.38%和5.92%,较F处理分别显著提高2.68%和3.46%。施用烟秆炭基肥也影响了细菌群落组成,与CK相比,LBF、MBF和HBF处理的变形菌门(Proteobacteria)相对丰度降低11.14%~15.16%,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度提高6.50%~10.89%,根微菌属(Rhizomicrobium)相对丰度提高177.00%~203.00%。冗余分析结果表明,土壤全氮、可溶性有机氮、颗粒有机氮和铵态氮含量及脲酶和过氧化氢酶活性与放线菌门、单糖菌门(Saccharibacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)呈正相关,与变形菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)呈负相关。【结论】施用烟秆炭基肥可提高土壤氮组分含量,调节细菌群落结构,以中、高量烟秆炭基肥处理效果较优。同等肥力下,施用烟秆炭基肥的效果优于烟草专用肥。在实际生产中考虑到生产成本及施用效果,以中量烟秆炭基肥处理(1050 kg/ha)较适合。

不同外加纤维对烟草复合滤嘴棒用纸性能的影响

为了提高烟草复合滤嘴棒用纸的性能指标,采用6种外加纤维(漂白针叶木浆、漂白竹浆、马尼拉麻浆、棉浆、绒毛浆和未漂针叶木浆)对烟梗浆进行替代。由于外加纤维具有不同的纤维特性,所以分别研究外加纤维的打浆度和替代比对烟草复合滤嘴棒用纸物理指标的影响。研究结果表明:随着外加浆料替代比的增加,烟草复合滤嘴棒用纸的强度和伸长率均有所提升,其中马尼拉麻浆替代的烟草复合滤嘴棒用纸的性能优于其他5种外加纤维。当马尼拉麻浆的打浆度为50°SR、马尼拉麻浆替代比为90%时,烟草复合滤嘴棒用纸的抗张指数为76.3 N·m/g,伸长率为3.10%。因此,本研究为烟草复合滤嘴棒用纸的开发奠定了理论基础。

植物根际促生菌在烟草根茎类病害防治中的应用研究进展

烟草是重要的经济作物,经济价值高。烟草根茎类病害的发生导致一定的烟草损失。本文阐述了烟草根黑腐病、烟草黑胫病和烟草青枯病等烟草根茎类病害的发生和危害,分析了烟草根茎类病害的防治现状,包括农业防治、化学防治和生物防治等内容,提出了植物根际促生菌的研究进展,探讨了其作用机制及在防治烟草病害中的应用前景,总结了用于防治烟草病害的植物根际促生菌主要种类,提出了相关展望,以期为有效防治烟草根茎类病害和推广应用植物根际促生菌提供参考。

不同海拔高度对烤后烟叶含梗率及相关物理性状的影响

为明确会理烟区植烟土壤海拔高度对烤后烟叶含梗率及相关物理性状的影响,设置4个海拔高度区间,跟踪调查了4个海拔高度上烤后烟叶含梗率、单叶重、叶面积、叶片厚度及叶质重指标的变化。结果表明:当海拔高度达到2000 m以上时,对X2F和C3F等级烤后烟叶含梗率影响显著,2021年增幅最大为>2000~2200 m海拔高度处理(19.96%和12.75%),2022年增幅最大为>2200 m海拔高度处理(26.16%和17.63%);随着海拔的升高,烤后烟叶单叶重、叶面积和叶质重总体呈下降趋势;海拔高度与含梗率成正相关关系,与叶面积、叶片厚度、叶质重和单叶重成负相关关系,其中受影响最大的是X2F和C3F等级烟叶。

基于机器视觉的烟梗长度测量方法

针对传统人工烟梗长度测量方法存在效率低、劳动强度大、精度难以保证等问题,提出了一种利用机器视觉测量不同形态烟梗长度的分类测量法。该方法通过2 500万像素的高端面阵黑白相机采集烟梗清晰数字图像。首先,通过中值滤波结合图像开运算、全局阈值分割、图像连通性操作等步骤对图像进行预处理并提取烟梗感兴趣区域。然后,根据矩形度将其分为矩形和异形两种类型,以提高测量的准确性。最后,采用基于凸包获取最小外接矩形测量法和基于骨架提取自适应宽度的改进Steger算法,分别对两种形态的烟梗进行测量。选取15组长度不同的矩形梗和异形梗,通过三坐标测量仪测量烟梗的标准值与本方法测量值对比。结果表明:相较于骨架提取法和传统Steger算法,采用该方法对矩形与异形梗测量的最大相对误差分别为-0.196%和-0.109%,对单根烟梗的重复测量最大误差分别为0.008 mm和0.006 mm,不但具有较高的精度和较好的稳定性,还可显著降低劳动强度,具备广泛的实际应用潜力。

基于YOLOv4的烟叶烟梗识别算法研究

针对烟叶分级系统中烟叶上料、下料中的烟梗识别定位问题,提出了一种新型烟梗检测算法:基于YOLOv4卷积神经网络,将其主干网络修改替换为Efficientdet,降低网络模型的体积并提高模型对烟梗类型的识别准确率,在此基础上引入深度可分离卷积,并在深度可分离卷积中引入宽度因子alpha变量,优化了系统参数,简化了网络结构。结果表明,此算法在单姿态烟梗识别中其mAP值均优于SSD、Centernet、Faster-rcnn、YOLOv4little以及YOLOv4这几种目标检测算法,在多姿态烟梗识别中其mAP值和YOLOv4算法相差仅为2%,可减少网络参数,提高模型检测准确率与系统识别速度。

带茎采烤对上部烟叶产质量及采烤成本的影响

本研究将上部烟叶带茎采收烘烤(T_(1))与上部烟叶一次性摘叶编杆烘烤(T_(2))、常规采烤(CK)3种方式下烟叶产质量及采烤成本进行对比分析。结果表明:T_(1)处理烟叶各化学指标均处于适宜范围,其烤后烟叶总植物碱显著低于常规采烤,总糖含量显著高于其他两个处理;T_(1)处理烤后烟叶的外观质量和感官质量在3个处理中均为最优,烤后烟叶油分、柔软度、颜色和色度以及香气质、香气量均有提升;T_(1)处理产量低于其他两个处理,但烤后烟叶均价远高于另外两个处理,每房烤烟综合效益比T_(2)、CK分别高出1538.95、1089.40元。

贵州烟田杂草防控除草剂筛选与安全性评价

为了解贵州烟田杂草种类,筛选安全高效的杂草防控除草剂并评价其安全性,调查贵州烟田杂草的危害状况,评价8种除草剂(960 g/L精异丙甲草胺EC、480 g/L嗪草酮SC、30%草甘膦AS、81.5%乙草胺EC、30%二氯吡啶酸AS、20%敌草快AS、108 g/L高效氟吡甲禾灵EC和36%草铵·草甘膦AS)对烟田杂草芽前和茎叶处理的防效及烟草的安全性。结果显示,烟田共有杂草26科43属49种,以蓼科、菊科和禾本科杂草种类居多,常见有尼泊尔蓼、藜、野苋、繁缕、荠菜、牛膝菊、马唐、稗和香附子等9种。供试除草剂表现出不同的杂草防控效果,其中乙草胺、精异丙甲草胺和嗪草酮芽前土壤封闭处理及草甘膦、草铵·草甘膦、敌草快和嗪草酮芽后茎叶处理对烟田杂草群体的防效在90.41%~97.71%,二氯吡啶酸和高效氟吡甲禾灵对杂草防除具选择性,分别对菊科和禾本科杂草有一定的防效。乙草胺和精异丙甲草胺以推荐剂量进行土壤处理时对烟草安全,但高倍剂量会产生药害;高效氟吡甲禾灵、草甘膦、敌草快和草铵·草甘膦在定向喷雾杂草茎叶时对烟草相对安全;嗪草酮和二氯吡啶酸土壤处理和茎叶处理均对烟草产生严重药害。综上所述,精异丙甲草胺和乙草胺适合在推荐剂量下用于土壤封闭处理控制草害,高效氟吡甲禾灵适用于茎叶处理防除禾本科杂草,草甘膦、敌草快和草铵·草甘膦可用于烟田垄间严格定向喷雾杂草茎叶防控除草,嗪草酮和二氯吡啶酸不适用于烟田杂草防除。

热解法制备烟杆生物碳及其吸附性能研究

目的解决烟杆废弃物的燃烧处理造成的资源浪费和环境污染问题,研究实现烟杆废弃物资源化利用。方法通过对烟杆在不同温度下进行热解制备烟杆生物碳,表征烟杆生物碳的形貌、结构和吸附性能,并将其应用于重金属离子吸附。结果研究表明,800℃热解条件下制得的烟杆生物碳具有良好的孔隙结构以及优异的金属离子吸附效果,该生物碳对Cu(Ⅱ)吸附效果最佳,Cd(Ⅱ)次之,Cr(Ⅲ)的吸附效果不显著。结论烟杆制备的生物碳对特定重金属离子具有优异的选择吸附效果,该研究对重金属吸附和污水处理领域的发展有重要的指导意义。

基于改进YOLO v4的轻量化烟梗识别方法

为完成烟叶精选工艺流程中打叶复烤后破碎烟叶的进一步去梗,实现破碎烟叶中烟梗的自动化检测,文章提出基于改进YOLO v4的轻量化烟梗识别方法。在YOLO v4基础模型上先后进行通道剪枝和层剪枝,大幅简化模型结构,改进后模型存储空间下降了93.77%,模型平均精度均值(mean average precision,mAP)和前向运算时间与基础模型持平。与同类别算法相比,模型精度平均提升8.7%,模型参数量大幅缩减。实验结果表明该实验剪枝模型更具轻量化,识别效果更好,能够满足实际生产需求。

烟梗基多孔炭的制备及其磺胺二甲基嘧啶吸附性能研究

磺胺二甲基嘧啶(SMZ)的大量使用会对生态环境产生不利影响,并导致耐药菌的产生,对人类健康构成重大风险。以烟梗为原料的生物炭具有价格低廉、绿色环保等优势,可用于SMZ的吸附。本文以草酸钾与碳酸钙为二元活化剂,制备了性能优异的多孔炭材料(TS-PC-800),具有最大的平衡吸附容量(852.4 mg/g)。当SMZ溶液pH为;3-6时,多孔炭具有良好的吸附性能,当pH为7-9时,其吸附性能显著下降。等温吸附实验和吸附动力学研究结果表明,TS-PC-800对SMZ的吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合伪二阶动力学模型。在T=318 K,SMZ溶液初始浓度C_(0)=200 mg/L时,其理论饱和吸附量Q_(m)=1121 mg/g,且10 min左右能快速达到吸附平衡。循环实验表明TS-PC-800具有良好的稳定性和再生性能,经过4次循环,吸附量仍可达781 mg/g。

烟秆生物质炭基肥对连作烤烟生长及质量的影响

研究烟秆生物质炭基肥对连作烤烟生长及产质量的影响,进一步明确烟秆生物质炭基肥最佳施用量,为今后科学利用烟秆生物质炭基肥缓解连作障碍提供理论依据。本研究采用大田试验法,以不施烟秆生物质炭基肥为对照(CK),设置3个烟秆生物质炭基肥用量处理,分别为300 g/株(T1)、500 g/株(T2)、600 g/株(T3),调查分析不同处理下烤烟生育期、农艺性状、常见病害发生情况及烤后烟叶化学成分。结果表明:施用烟秆生物质炭基肥可延长烤烟生育期,尤其在团棵期和现蕾期表现较为明显,T3处理生育期最长;其对烤烟株高、茎围、最大叶长叶宽均有显著促进作用,对烤烟有效叶片数影响不大。施用烟秆生物质炭基肥还对烟草花叶病和黑胫病产生抑制作用,显著降低这两种病害的发病率,以T2处理抑制效果最佳。在烤后烟叶外观质量方面,对照身份稍薄、油分欠佳,而施用烟秆生物质炭基肥可使烟叶组织明显疏松有弹性、油分足,外观质量分值高,其中T2处理总评分最高。在烤后烟叶化学成分方面,施用该炭基肥可提高烟叶的总氮、总糖、钾、还原糖含量和糖碱比值,使烟叶化学成分协调,以T2处理效果最佳。随该炭基肥施用量增加,烤后烟叶产量、产值及中上等烟比例呈先上升后下降趋势,T2处理产值增幅可达34.77%。综上,本试验条件下,烟秆生物质炭基肥可促进连作烤烟生长,降低烟草花叶病和黑胫病发病率,提高烤后烟叶外观质量、产量及化学成分协调性,整体以500 g/株用量效果最佳。

烟秆生物质炭对连作植烟土壤养分及烟叶产质量的影响

【目的】明确烟秆生物质炭通过影响植烟土壤养分含量并最终影响烤烟产质量的可能路径,以期为今后利用生物质炭缓解烤烟连作障碍提供理论支撑。【方法】以红花大金元为研究对象,设置4个烟秆生物质炭施用量(0、300、500、600 g/株)处理,分析添加生物质炭对连作土壤不同形态养分含量及烤烟产质量的影响。【结果】在烤烟产值方面,施用烟秆生物质炭可有效提高烤烟的均价、产量、产值及中上等烟比例,其中以500 g/株处理最优。在土壤养分方面,生物质炭显著提高土壤pH、速效钾、全钾、水解性氮和有机质含量,且随烟秆生物质炭施用量的增加,pH、有机质含量均呈上升趋势;同时有机质组分MBC、CPOM、FPOM、LFOM和HFOM随生物质炭施入量的增加呈升高趋势,而HDOM、MOM和CDOM则呈降低趋势。相关性分析表明,土壤pH、水解性氮、速效钾、全氮、全磷、全钾含量与有机质组分间呈显著相关性,其中pH、水解性氮、速效钾、全氮与有机质、微生物量碳、细颗粒有机质,全磷与热水溶性有机质,全钾与有机质、轻组有机质、重组有机质、细颗粒有机质均呈显著正相关。逐步回归分析表明,烟秆生物质炭的施用使细颗粒有机质对pH和全钾、重组有机质对水解性氮、微生物量碳对全氮和有机质、热水溶性有机质对全磷具有促进作用。【结论】烟秆生物质炭是通过提高土壤中有机质含量,尤其是活性有机质含量来增强土壤养分循环,从而提高土壤pH、水解性氮和速效钾含量,促进烟株吸收,最终提高中上等烟比例和产质量。

遗传、气象和栽培因素对烤烟茎叶夹角的影响

【目的】为明确不同因素对烤烟茎叶夹角的影响。【方法】2019—2021年,在不同烟区设置不同试验,研究不同品种、气象、密度、施氮量等因素变化对烤烟茎叶夹角的影响,并分析不同因素的影响程度。【结果】(1)不同烤烟品种茎叶夹角差异显著,根据聚类分析将其分为茎叶夹角小、中、大三种类型,夹角小代表品种为红花大金元,夹角中代表品种包括中烟100、K326、云烟87等,夹角大代表品种为CB-1;(2)随移栽期推迟,茎叶夹角表现出减小的趋势,气温升高及累积光照辐射减少是影响夹角变化的主要气象因素,降水对夹角的影响不显著;(3)随株距增大、密度减小,茎叶夹角呈现出增大的趋势;部分试验随施氮量增加,茎叶夹角呈现增大趋势;(4)不同因素处理条件下茎叶夹角与农艺性状相关性不一致,品种因素下茎叶夹角与茎围正相关性较高,密度因素下茎叶夹角与叶片干重存在显著正相关性,而移栽期、施氮量条件下茎叶夹角与农艺性状无明显相关性;(5)不同因素对茎叶夹角的影响程度顺序为品种>密度>移栽期>施氮量。【结论】烤烟茎叶夹角受品种自身遗传因素的影响最大,其后依次为种植密度、气象条件,施氮量影响最小。