鸡粪与玉米秸秆混合厌氧干发酵研究

鸡粪中添加一定量的秸秆可以有效解决发酵过程中由于挥发性脂肪酸大量积累,从而导致厌氧消化反应不正常的问题。本次实验意通过研究鸡粪和秸秆不同配比下在干发酵过程中常规参数的变化,计算其产甲烷效率,研究发酵消化系统的理化参数、产气特性等变化情况。研究结果表明:在鸡粪的发酵过程中添加少量秸秆有助于调节C/N,调节微生物的营养结构以及防止氨抑制现象的产生,提高产气效率,10%秸秆添加量为最佳配比。在整个厌氧消化过程中,COD及氨氮浓度未对微生物的生长产生抑制作用,VFAs浓度的变化趋势为先上升后趋于稳定。

添加纤维素酶对干玉米秸秆与白菜废弃物混贮品质的影响

将干玉米秸秆(DCS)与废弃白菜(CW)混合发酵贮存,研究了纤维素酶添加量对混贮品质及微生物多样性的影响。设置对照ME组(无酶添加)、CA组(酶添加量0.1%)和CB组(酶添加量0.3%)3个处理组,密封贮存60d,间隔30d分析其化学组分、发酵品质和微生物多样性。结果表明,贮存30d时CA与CB组中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和纤维素(CL)均显著低于ME组(P<0.05),乳酸(LA)和可溶性碳水化合物(WSC)含量显著高于ME组(P<0.05),pH和氨氮/总氮(AN/TN)显著低于ME组(P<0.05);60d时3个处理组的乳酸/乙酸(LA/AA)值均高于3,乳酸/总有机酸(LA/TOA)值均高于0.6,其中CB组乳酸发酵强度最好。Miseq高通量测序分析发现,3个处理组在贮存60d期间门水平优势类群为厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),属水平优势类群为类乳杆菌属(Paralactobacillus)、乳杆菌属(Lactobacillus)和肠杆菌属(Enterobacter)。腐败菌(e.g.Enterobacter)丰度随时间延长逐渐下降,Paralactobacillus和Lactobacillus丰度逐渐升高,纤维素酶有助于提高乳酸细菌丰度并使腐败细菌丰度下降,强化乳酸发酵。总之,低剂量纤维素酶有助于保存半纤维素(HC)、纤维素(CL)和可溶性碳水化合物(WSC)等组分,且发酵品质良好;高剂量纤维素酶能进一步强化乳酸发酵。综合考虑酶成本与贮存效果,推荐低剂量纤维素酶(0.1%)用于干秸秆和白菜废弃物的混合贮存。

黄贮预处理干玉米秸秆厌氧发酵产气特性研究

为解决寒区秸秆原料的季节性和时效性问题,保证寒区秸秆沼气原料的全年稳定供应,提高秸秆生物降解效率,文章选用黄贮饲料技术预处理干玉米秸秆,再进行厌氧发酵产沼气研究,结果表明:黄贮后的秸秆其半纤维素和纤维素含量有所减少,纤维素晶度降低;在厌氧发酵过程中,发酵底物中半纤维素和纤维素的含量与乙酸的降解速率有一定相关性,甲烷日产量最高可达320 mL,是未经处理的干玉米秸秆对照组产气量的7.9倍,黄贮法预处理干玉米秸秆产气效果较好。

玉米及其秸秆肥育肉牛效果与经济效益的对比研究

对玉米及其秸秆采用 3种收获处理方式 :全株收获并青贮、基本成熟时收获子实后鲜秸秆及时青贮和完成成熟后收获子实干秸秆作为饲料。根据饲养标准 ,用玉米、鲜酒糟、豆粕等将玉米全株青贮饲料、鲜秆青贮饲料和干玉米秸秆分别配制成标准日粮 ,肥育架子牛 90d。试验结果表明 :日粮消化率、试牛日增重、产肉率及牛肉品质均以全株青贮日粮组为最好 ;养牛效益和每公顷耕地效益也以全株收获方式最好 ,鲜秆青贮次之 ,玉米完全成熟后收获子实干秸秆饲用方式最差。

玉米浆与干稻秸以不同比例混合对黄贮饲料发酵品质和营养成分的影响

本试验旨在探讨玉米浆与干稻秸以不同比例混合对黄贮饲料发酵品质和营养成分的影响.试验以水分含量为54.00％的玉米浆和水分含量为10.00％的干稻秸为原料,按玉米浆与干稻秸不同混合比例（1∶1、1∶2、1∶3和2∶1,鲜样质量比）分为4个组（Ⅰ～Ⅳ组）,每个组10个重复,在各组中添加等量的复合乳酸菌制剂,并调节水分含量为60.00％,常温贮存60 d后进行测定.结果表明：Ⅱ组的乳酸菌数量、乳酸和氨态氮含量显著高于其他各组（P＜0.05）;Ⅲ组的乙酸含量最高,与其他各组差异显著（P＜0.05）;Ⅳ组氨态氮/总氮最低,与其他各组差异显著（P＜0.05）;随着玉米浆添加量的增加,粗蛋白质含量显著升高（P＜0.05）,并显著降低了中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量（P＜0.05）.综合各项指标,确定玉米浆与干稻秸采用1∶2的比例进行混合可得到品质较好的新型黄贮饲料.

黄贮玉米秸秆在全混流、竖向推流、折流板竖向推流反应器中的厌氧发酵特性

为提高厌氧发酵的效率和秸秆利用率,将玉米干秸秆经过物理生物联合预处理形成黄贮玉米秸秆。本研究通过实验考察了黄贮玉米秸秆在竖向推流反应器(vertical plug flow,VPF)、全混流反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)和由本文作者课题组首创的折流板竖向推流反应器(baffled vertical plug flow,BVPF)中的厌氧发酵产气性能。结果表明,VPF反应器在有机负荷率(organic loading rate,OLR)为0.5gVS/(L·d)时运行良好,但提高OLR会出现出料困难的问题。CSTR有搅拌装置,所以反应器能够快速达到产气平衡。在OLR为1gVS/(L·d)时,BVPF达到稳定所需时间比CSTR多7天,但最终趋于稳定时CSTR和BVPF反应器的单位挥发性固体(volatile solid,VS)的日产气量分别为390.9mL和382.4mL。在OLR为2gVS/(L·d)时,BVPF达到稳定所需时间仅比CSTR多2天,稳定时CSTR和BVPF反应器的单位VS日产气量分别为291.3mL和294.9mL。此外,3种反应器在运行阶段,pH和VFA/TIC值都能维持稳定。在提高OLR后,BVPF和CSTR能够达到新的平衡状态。本实验结果表明VPF反应器只能用于低OLR的情况;CSTR达到稳定状态所需的时间较短,但CSTR和BVPF在稳定运行时的产气效率基本持平。由于BVPF的耗能量、耗水量低,因此该类反应器有良好的商业应用前景。

玉米秸秆干发酵产沼气试验研究

研究添加微生物菌剂、沼渣堆沤对玉米秸秆干发酵产沼气的影响。结果表明:经过微生物菌剂、沼渣堆沤后的玉米秸秆在干发酵过程中日产气量高于对照,其中添加微生物菌剂处理的玉米秸秆显示出较好的日产气能力,累积产气量最高,沼气甲烷含量潜力最强,说明玉米秸秆干发酵时添加微生物菌剂进行堆沤预处理的方法最好。

玉米秸秆干发酵产沼气的影响因子优化

【目的】探明不同因子对秸秆干发酵产沼气的影响,为农作物秸秆沼气干发酵工程实施提供参考。【方法】以玉米秸秆为发酵原料,采用正交试验研究接种物比例、碳氮比和料液pH 3个因子对玉米秸秆干发酵产沼气的影响,并在此基础上研究不同形状(短秆状、细丝状、粉末状)玉米秸秆干发酵的产气量特性及甲烷含量。【结果】接种物比例对干发酵启动及整个厌氧反应的影响显著,原料接种物比例为30%,碳氮比为20∶1,pH 7.0的工艺参数组合产沼气较优,总产气26100 mL、日均产气量为900 mL,池容产气率为0.18 mL/(mL·d);细丝状玉米秸秆日均产气量最高,沼气甲烷含量高且稳定,日均产气量为2121 mL。【结论】接种物比例对干发酵启动及整个厌氧反应的影响显著,将玉米秸秆粉碎为细丝状更有利于提高干发酵累积产沼气量。

鸡粪与玉米秸秆的干式厌氧发酵实验研究

文章以鸡粪和玉米秸秆为发酵底物,开展了鸡粪干发酵、玉米秸秆预处理后干发酵、鸡粪和玉米秸秆混合干发酵等实验。实验结果表明:玉米秸秆经过质量分数为2%的Na OH溶液预处理后,产气效果最好;与鸡粪或玉米秸秆单独干发酵相比,鸡粪与玉米秸秆混合干发酵的产甲烷效果并无明显优势,但增加沼液回流后甲烷产量提高了1倍以上,实现了99.9%的产甲烷潜力。

玉米秸秆还田量对春大豆干物质积累及产量的影响

为探明玉米秸秆还田量对春大豆干物质生产及产量的影响规律。田间设置4个玉米秸秆还田量处理:0 kg/hm^2(对照)、6000 kg/hm^2(B处理)、12000 kg/hm^2(C处理)、18000 kg/hm^2(D处理),研究玉米秸秆还田量对‘新大豆27号’叶面积指数(LAI)、群体光合势(LAD)、干物质积累与分配、产量的影响。结果表明,随玉米秸秆还田量的增加,秸秆还田处理(B处理、C处理和D处理)大豆LAI峰值、总光合势、干物质积累量分别较对照增加16.5%~26.5%、12.2%~34.5%、9.7%~26.8%;秸秆营养物质向籽粒的转移量较对照增加68.2%~169.9%、转移率提高2.9%~7.2%;单株粒数较对照增加6.7%~13.1%,产量增加11.4%~19.6%。在本试验条件下,玉米秸秆还田均能有效增加大豆产量,还田量为6000~12000 kg/hm^2,大豆产量较高(5172.5~5361.4 kg/hm^2)。玉米秸秆还田量高于12000 kg/hm^2,大豆增产幅度下降。

降雨和风干对玉米秸秆青贮品质的影响

选取蜡熟期去穂玉米秸秆粉碎后分为模拟降雨组(通过人工喷水模拟降雨,每2h喷洒一次,每次喷水2l/t,一天3次)、风干组(自然风干6h)、对照组(不做任何处理),研究降雨和风干对玉米秸秆青贮品质的影响。结果表明:3组干物质(DM)、粗蛋白质(CP)含量均呈下降趋势。青贮50d时,对照组DM显著高于模拟降雨组但低于风干组(P<0.05),干物质损失率均显著低于两试验组(P<0.05),CP含量显著高于模拟降雨组和风干组(P<0.05);模拟降雨组可溶性碳水化合物(WSC)含量在青贮过程中始终处于最低水平,青贮50d时,WSC仅为4.87%,显著低于风干组和对照组(P<0.05);3组的pH值均在青贮前5d显著降低(P<0.05),对照组在青贮10d后pH值降低到4.0以下且检测不到霉菌,风干组在青贮20d时检测不到霉菌;青贮50d时,对照组乙酸、乳酸和乳酸菌含量均显著高于两试验组(P<0.05),NDF含量、NH_3-N含量、pH值和酵母菌显著低于两试验组(P<0.05),此时模拟降雨组检测到霉菌,其他两组均未检测到霉菌。因此,青贮时应避免雨淋和风干,蜡熟期去穂玉米青贮时水分为75%较为适宜。

秸秆成型燃料应用于玉米干燥的设计及试验研究

以秸秆成型块为燃料,在专用的往复式炉排热风炉里进行充分燃烧,产生的高温烟气与定量空气混合后得到一定温度的热空气,用于批式循环谷物干燥机对玉米进行干燥.其干燥能力达到41.5 t·%/h,单位耗热量4 139.2 kJ/kg((H_2O)),玉米裂纹率增加值10.4%,玉米破碎率增加值0.3%,干燥不均匀度小于0.5%,其各项指标达到了相关标准的要求.

乳酸菌及酸处理对秸秆生物发酵饲料的化学成分及In vitro甲烷生成的影响

采用完全随机(添加处理5×发酵天数2)实验设计,对风干玉米秸秆进行无添加、乳酸菌(LAB)添加、酸液4%、6%和8%添加共计5个处理,发酵30 d和60 d开封。分析了p H、饲料化学成分、微生物组成及In vitro干物质消失率和甲烷生成量。经过发酵30及60 d的p H,LAB、4%、6%和8%的酸添加组均低于对照组,并且在相同添加组中,p H值随发酵时间的增加而显著下降。在饲料化学成分方面,所有添加组的有机物(OM)均高于对照组;LAB添加组的粗蛋白含量(CP)和粗脂肪(EE)均高于其他处理组。在微生物上,30或60 d的5个添加组的乳酸菌、耐热菌、一般细菌及酵母菌分别显著低于对照组;同时在每个处理中,各微生物60 d均低于30日。在In vitro干物质消失率和甲烷生成量方面,所有添加处理组的干物质消失率和甲烷生成量分别高于和低于对照组。以上结果表明,黄贮玉米秸秆的发酵品质60日好于30日,乳酸菌及混合酸处理玉米秸秆,均能提高黄贮玉米秸秆发酵品质,混合酸处理玉米秸秆能够不同程度降解秸秆中的粗纤维为非纤维性碳水化合物,乳酸菌和6%混合酸处理玉米秸秆可以提高In vitro干物质消失率,同时降低甲烷生成量。

秸秆还田下施锌对春玉米产量及锌素吸收分配的影响

【目的】研究秸秆还田条件下施锌对春玉米产量及锌素吸收分配的影响,为锌肥的合理利用及肥料配施提供理论依据。【方法】采用双因素裂区设计,主区为秸秆不还田(S0)和秸秆还田量12000 kg/hm 2(S1)2个水平,副区为不施锌(Z0)和施纯Zn 40 kg/hm 2(Z4)2个水平,形成CK(不施肥)、S0Z0(无秸秆+无锌肥)、S0Z4(无秸秆+锌肥)、S1Z0(秸秆+无锌肥)、S1Z4(秸秆+锌肥)5个处理,通过田间试验的方式,研究秸秆还田条件下施锌对春玉米产量、干物质积累及锌素累积和分配的影响。【结果】无秸秆还田条件下,施锌S0Z4处理春玉米产量比不施锌S0Z0处理提高14.06%;秸秆还田条件下,施锌处理S1Z4较不施锌处理S1Z0增产17.3%,秸秆配合施锌处理S1Z4的产量达到最高(11809 kg/hm 2)。无秸秆还田情况下,施锌S0Z4处理春玉米的干物质积累量比不施锌S0Z0处理提高11.51%;秸秆还田条件下,施锌S1Z4处理干物质积累量较不施锌处理S1Z0提高14.06%,秸秆配合施锌处理S1Z4的干物质积累量最高(22077 kg/hm 2);各处理中籽粒质量占总干物质积累量的52.41%~57.56%。无秸秆还田情况下,施锌处理S0Z4春玉米的锌素累积量比不施锌处理S0Z0提高18.32%;秸秆还田条件下,施锌处理S1Z4锌素累积量较不施锌处理S1Z0提高23.4%;秸秆配合施锌处理S1Z4的锌素累积量最高(519.43 g/hm 2),各处理中籽粒含锌量占总锌素累积量的68.5%~72.8%。无秸秆还田情况下,施锌处理S0Z4锌素转运量比不施锌处理S0Z0增加了11.82%;秸秆还田条件下,施锌处理S1Z4锌素转运量较不施锌处理S1Z0提高21.91%;秸秆配合施锌处理S1Z4的锌素转运量最高(232.17 g/hm 2)。【结论】施用锌肥显著提高了春玉米的产量和干物质积累量,并促进了植株对锌素的吸收和向籽粒的分配;秸秆还田配合施锌进一步提高了锌肥的增产效果,及植株对锌素的吸收和向籽粒的分配。

玉米秸秆微氧-厌氧干式发酵性能研究及微生物群落解析

文章在不同微氧条件下研究了玉米秸秆微氧-厌氧干式发酵的产气性能及发酵过程中微生物群落的分布与演变。研究结果表明:当微氧浓度为0.45 mL/g时,厌氧发酵获得了最大的累积产气率和累积产甲烷率,分别为244.19±25.53,134.27±18.71 mL/g,较对照组分别提高了3.40%和8.11%;当微氧浓度为1.13~4.51 mL/g时,厌氧发酵的产气性能逐渐降低;通过宏基因组检测分析,微氧试验组的细菌群落多样性呈递减趋势,并且在属水平以Clostridium III,Defluviitalea和Acinetobacte为主;古菌群落多样性呈递增趋势,在属水平以Methanobacterium,Methanothrix和Methanomassiliicoccus为主;发酵进行到第10天时,微氧试验组的细菌和古菌群落结构均发生较大变化,其中,细菌中能降解有机质的Acinetobacter菌属的相对丰度急剧上升,古菌中Methanothrix菌属的相对丰度也迅速增加。

秸秆饲草的几种调制贮存技术探讨

秸秆饲草经过青贮、半干黄贮(添加酶或生物制剂)、黄贮(氨化)调制处理后,可以最大限度地保持原秸秆饲草的营养物质,改善适口性,净化乡村环境卫生,氨化饲草还能提高饲草营养价值。本文就几种调制方法的特点、过程及注意事项等做了探讨。

鸡粪和玉米秸秆混合干发酵特性及微生物多样性研究

鸡粪中添加一定量的秸秆可以有效解决单一物料发酵出现的C/N失衡问题。为了维持系统稳定,文章以鸡粪为底物添加10%的玉米秸秆开展中温连续式干发酵实验,研究发酵消化系统的理化参数、产气特性、酶活性以及微生物群落的变化情况。研究结果表明:甲烷最高日产量为43.39 L;在整个厌氧消化过程中,氨氮浓度未对微生物的生长产生抑制作用;消化液的pH值呈现出先稳定后减小,最后上升至7±0.2并保持稳定的变化趋势,VFAs浓度的变化趋势为先上升后趋于稳定;COD浓度最大值为110 400 mg/L,纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性的最大值分别为2.44×10^(5),0.34,153.06,471.93,307.76 IU/L;在水解酸化阶段,门水平上的优势菌为广古菌门、厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门,产甲烷阶段的优势菌属主要为甲烷丝状菌属、甲烷拟杆菌属和甲烷球形菌属。

控释氮肥配施对不同覆盖旱作农田CO2排放的影响

为探讨黄土高原旱作不同覆盖下控释氮肥配施对春玉米农田二氧化碳(CO2)排放的影响,2016—2018年在长武农业生态试验站进行了田间定位试验,采用静态暗箱-气相色谱法研究了地膜覆盖(FM)与秸秆覆盖(SM)条件下不施氮肥(N0)、100%普通尿素(N1)、树脂尿素和普通尿素比例1∶2(N2)三种施氮处理农田CO2排放的动态变化特征。结果表明:旱作春玉米农田土壤CO2排放通量的变化幅度在3.62~248.45 mg CO2-C·m^-2·h^-1,且呈先增加后降低的趋势。不同处理农田CO2排放通量与0 cm和10cm土壤温度均呈极显著正相关。与不施肥相比,施用氮肥均显著增加农田CO2排放通量和累积排放量。与施普通尿素相比,控释氮肥配施显著减少生长季和全年CO2累积排放量达7.3%~10.12%。施氮处理CO2排放通量与NO-3 -N和NH+4 -N呈显著正相关。在相同施氮条件下,秸秆覆盖处理CO2累积排放量均高于地膜覆盖处理。上述结果说明,控释氮肥配施处理有利于减少旱作不同覆盖春玉米农田CO2排放。

秸秆不同处理方式对春玉米生产力及水分利用效率的影响

为探索秸秆还田方式在山西干旱、半干旱区农业的可持续利用,在春玉米整个生育期设置长秸秆氨化还田处理(CN)、粉碎秸秆氨化加土壤改良剂处理(FNT)和对照处理(CK)3个处理方式。分析不同秸秆还田方式下春玉米全生育期生物量、籽粒产量、株高、产量和水分利用效率等生长指标的变化,并采用Logistic生长模型对春玉米株高进行回归分析。结果表明:FNT和CN株高最大值较CK分别高10.78%和7.72%,作物耗水系数较CK分别降低12.67%和15.82%,水分利用率较CK分别增加18.87%和14.60%,籽粒产量较CK分别增加20.42%和16.32%。FNT和CN处理干物质累积较CK最高可达60.23%和35.16%。因此,FNT更能有效促进春玉米生长,明显降低作物耗水系数并提高水分利用效率,同时还有助于提高春玉米籽粒产量,对干物质的累积有明显的促进作用。

糙皮侧耳对几种粗饲料营养成分的影响

实验以玉米秸秆,小麦秸秆,干苜蓿为主要研究对象,用糙皮侧耳进行菌化并发酵培养,分析对比菌化前后三种粗饲料在感官指标和营养成分方面的变化情况。结果表明,三种粗饲料被糙皮侧耳菌化后颜色变鲜艳,质地变软,有淡淡的香味;玉米秸秆粗蛋白提高11.70%,粗脂肪提高6.18%,粗纤维降低17.25%,木质素降低6.62%;小麦秸秆粗蛋白提高9.21%,粗脂肪提高5.42%,粗纤维降低17.47%,木质素降低8.07%;干苜蓿粗蛋白提高9.32%,粗脂肪提高5.54%,粗纤维降低14.18%。糙皮侧耳对秸秆的饲料化利用具有重要意义。