Liquefaction of Rice Straw with Ethylene Carbonate

In this study,rice straw(RS) was liquefied by ethylene carbonate(EC) using H_2SO_4 as a catalyst.The effects of various process conditions on the liquefaction characteristics were investigated by FT-IR and residue content analysis.The results show that cellulose and lignin are degraded during the liquefaction process and large amounts of groups are generated.In addition,it is difficult to effectively liquefy RS by using EC alone as the liquefying agent without other additives.Compared to water addition on liquefaction,the residue content can be significantly reduced up to 30% by adding H_2O_2.It has also been proved that the liquor ratio(RS/EC,w/v) of 1∶5 with H_2O_2 as an additive at 145℃ for liquefaction time of 60 min in the presence of H_2SO_4 can accelerate the liquefaction process and high liquefaction yield can be obtained.

稻草加筋红黏土静力特性试验研究

通过静三轴试验,研究了不同的加筋率、加筋长度以及含水率条件下稻草加筋红黏土的静力特性,并采用邓肯-张模型拟合其应力-应变曲线。结果表明,掺加稻草加筋红黏土的黏聚性明显提高,但内摩擦角的改变不明显;在相同围压下,加筋土的偏应力随着加筋率和加筋长度的增加先增大后减小,且稻草加筋红黏土存在最佳加筋条件,即加筋长度为20 mm,加筋率为0.2%;邓肯-张模型的计算值与试验值拟合度较高,表明其适用于稻草加筋红黏土。

潮湿环境中稻草的防腐效果及极限拉伸性能

滨海盐渍土存在盐胀、溶陷和吸湿软化等问题,需对其进行处理。设想使用高分子材料SH胶防腐处理稻草,以防腐后的稻草加筋滨海盐渍土。为评价浸胶稻草的防腐效果及其力学性能,测试了天然和浸泡SH胶稻草的吸水率,及天然、浸水、浸胶及浸胶后再浸海水稻草的极限拉力和极限延伸率。结果表明:(1)浸胶稻草与天然稻草相比,吸水率最多可降低50%,证实防腐效果较好;(2)浸胶后,稻草的极限延伸率和极限拉力最大提高了26%和23%;(3)同是浸泡在海水中,浸胶后稻草较天然稻草,其极限延伸率和极限拉力的最大增长率为12%和11%;(4)浸胶稻草的SEM照片观察及能谱分析表明,SH胶包裹了纤维并进入到稻草的孔隙中,增强了纤维间的联结,提高了稻草的极限抗拉性能。SH胶防腐后的稻草作为加筋材料是可行的。

稻草浆废液木素含量的紫外分析

研究了紫外分析仪用于稻草AS-AO的法制浆废液及酸处理液中的木素含量检测的方法。不同稀释倍数和不同的稀释参比液均对紫外分析检测木素含量产生影响。另外还介绍了吸光系数的计算方法和SO_2酸化后,酸析液紫外谱图的特征。

不同基因型稻草蛋白质含量的差异评价

利用20份水稻种质测定其糙米及稻草的蛋白质含量，并分析糙米及稻草蛋白质含量与主要农艺性状的相关关系。结果表明：不同基因型水稻糙米及稻草的蛋白质含量有着明显的差异，糙米蛋白质含量范围在8．38％-15．78％，而稻草的蛋白质含量范围在3．58％-6．93％。水稻05-518和05-519为地方品种，糙米蛋白质含量分别为14．70％和15．78％，比对照品种“中作93”分别高60．6％和72．5％；而05-529和05-583为新培育的种质。其稻草蛋白质含量分别为6．93％和6．41％，比对照品种“中作93”分别高44．7％和33．8％。水稻糙米的蛋白质含量与抽穗天数呈显著的负相关，而稻草蛋白质含量与秆长呈极显著的负相关。

添加玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、二氧化碳及交换态铵的影响

通过温室土壤培养试验,研究了不同添加量玉米和水稻秸秆对淹水土壤pH、CO2及交换态铵的影响.结果表明:在接近中性的土壤中加入秸秆可使土壤pH值降低,4g.kg-1玉米和水稻秸秆处理的土壤pH值均与对照差异显著(P<0.05),而1g.kg-1玉米和水稻秸秆处理与对照差异不显著(P>0.05).土壤溶液中的CO2含量随秸秆添加量的增加而增大,1g.kg-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO2含量最大值分别为35.9%和31.9%(v/v),与对照(25.8%)差异达显著水平(P<0.05),但两者间差异不显著(P>0.05);4g.kg-1玉米和水稻秸秆处理的土壤溶液CO2含量最大值分别为54.2%和41.8%(v/v),与对照差异极显著(P<0.01),两者间差异也达显著水平(P<0.05).在不施氮肥的情况下,添加秸秆可降低土壤铵态氮浓度,且铵态氮浓度随秸秆添加量的增加而降低,不同添加量处理间差异显著(P<0.05);在施入氮肥的情况下,1g.kg-1玉米和水稻秸秆处理提高了土壤铵态氮浓度,而4g.kg-1玉米和水稻秸秆处理降低了土壤铵态氮浓度.无论是否施入氮肥,玉米和水稻秸秆处理的土壤铵态氮浓度差异不显著(P>0.05).

水稻茎、叶的营养含量及留茬高度对稻草营养品质的影响

随着我国畜牧业的快速发展,稻草的利用也大幅度增加。稻草通常被列为低质粗饲料,品种不同,其营养价值变化较大。本研究对泰优99、渝香203、丰优22、Ⅱ优368和培杂泰丰5个水稻品种的农艺性状、茎叶营养含量和消化率进行了测定,并探讨了留茬高度对5个品种稻草营养含量的影响。结果表明,丰优22在农艺性状、粗蛋白含量、茎叶消化率等方面表现较好,相对于其他4个品种具有更高的饲用价值;水稻叶的粗蛋白质和粗灰分含量比茎高,无氮浸出物含量和干物质消化率比茎低;留茬高度对稻草营养含量影响不大,水稻收割应留茬3～5cm,以便增加稻草产量。

基施富硒有机肥料对玉米和土壤硒含量的影响

采用土培盆栽试验研究了贫硒土壤中添加富硒奶牛粪和富硒水稻秸秆生物炭2种不同富硒有机肥对玉米硒含量及贫硒土壤硒含量的影响。研究结果表明:添加富硒奶牛粪处理中的玉米对硒的吸收富集效果优于添加富硒水稻秸秆生物炭的处理,且植株根部吸收硒后更易于转运到地上部,硒在其体内的迁移率高。从2种有机肥的添加量来看,基施25 t·hm^(-2)富硒奶牛粪以及40 t·hm^(-2)富硒水稻秸秆生物炭对玉米生长有更好的促进作用,玉米植株内的硒含量及生长状况均优于其他处理。与此同时,富硒奶牛粪和富硒水稻秸秆的添加均能显著提高土壤中全硒的含量,且均随着富硒有机肥施用量的增加而增加,与富硒有机肥施用量呈显著正相关。

硅钼蓝光度法测定稻草原料及烧碱法制浆黑液的硅含量

采用硅钼蓝光度法进行稻草原料或蒸煮黑液中的硅含量测定,其最大吸收波长为813nm,黑液中其它组分对硅钼蓝光度法测量结果没有影响。pH值对二氧化硅的溶解度影响很大,当pH等于10.3时,硅的溶解度发生突变。对蒸煮黑液硅含量采用硅钼蓝法与重量法比较,测定结果基本一致。硅钼蓝法操作简单,检测时间短,结果准确可靠。

含水量对^(14)C标记秸秆和土壤原有有机碳矿化的影响

【目的】研究土壤含水量与土壤有机碳矿化的关系。【方法】标准培养条件(25℃,100%空气湿度)下,应用14C示踪技术研究了6个水分梯度下(30%、45%、60%、75%、90%和105%WHC,WHC为最大田间持水量)添加物料和旱地土壤有机碳的矿化特征。【结果】在100d的培养期内,添加物料和土壤原有有机碳的累积矿化量随含水量的提高而增加,且与含水量呈极显著正线性相关关系。在105%WHC的处理中,添加物料和土壤有机碳的累积矿化量均最大,为146μg·g-1和0.76mg·g-1,是其它处理中添加物料和土壤有机碳矿化量的1.24～1.68和1.33～3.01倍。100d内,添加物料的矿化率约20%～33%,土壤有机碳的矿化率约1.0%～3.1%。【结论】在30%～105%WHC的范围内,含水量对土壤原有有机碳矿化量的影响更明显,且渍水促进添加物料和旱地土壤有机碳的矿化。

水分对稻杆热解特性的影响

利用热重质谱联用分析仪对水分含量不同的稻秆进行热解实验研究,并对热解过程的动力学特性进行分析。结果表明,稻杆中的水分含量对其热解的4个主要阶段都有重要的影响:水分延迟了热解失重峰的出现,同时也促进了稻杆的热解;不凝性小分子气体的析出量随稻杆原料水分含量增大而增大,主要焦油组分析出量则随之减小。对稻秆热解过程的动力学参数进行求解,所得预测值与实验结果能较好地吻合,同时讨论了稻杆热解过程的活化能与指前因子之间的动力学补偿效应。

稻秸秆纤维短流程脱胶工艺

对稻秸秆的化学成分做了定量分析,确定其提取的方法及研究价值。采用同浴脱胶、漂白工艺,初步探讨了稻秸秆纤维的提取工艺。通过正交试验分析了碱量、温度、时间对纤维性能的影响。采用模糊数学及正交设计的理论方法,建立多个目标评价值的综合评价函数,解决了3个评价指标优化条件不一致的问题。对稻秸秆纤维的性能做出了合理的评价。得出最佳参数为:氢氧化钠40%,温度90℃,时间120 min,双氧水10 mL/L。通过试验所得的纤维性能良好,利于纺织工业的使用。

稻草皮层硅化物的XPS研究(Ⅰ)

对稻草茎部和叶鞘的外表面及穗轴等进行了皮层硅化物的X射线光电子能谱(XPS)研究。结果表明,所研究的几个部位皮层中,自外至里,硅化物的含量及分布具有相同的规律性;茎部皮层外表面硅化物的含量(面积)最低,但半峰宽则比皮层内部高;叶鞘及穗轴的皮层外表面硅化物的含量及半峰宽均比其皮层内部低。初步测定表明,所有部位中的硅化物均为无机硅化物,不同部位硅化物的组成不同;但各测定点的半峰宽都明显高于基准值1.57,说明在测定范围内的硅化物均是由两种或两种以上的硅化物组成的。因此,对各部位的S i2P峰均需进行分峰拟合分析才能得到正确的结果。

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。

稻草还田与不同耕作方式对麦田土壤脲酶和土壤无机氮的影响

采用小区试验研究稻草还田与不同耕作方式对麦田土壤脲酶、铵态氮、硝态氮含量的影响.结果表明：稻草还田与耕作方式影响了土壤铵态氮的分布,在小麦不同生育期影响不同.稻草还田有利于提高小麦对硝态氮的吸收,降低了小麦拔节期至灌浆期土壤10～20 cm土层硝态氮含量.耕作方式对土壤硝态氮含量影响因小麦生育期不同而不同.稻草还田使小麦抽穗期、灌浆期0～10 cm土层脲酶活性降低,应增加氮肥施用.

不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响

为从根本上禁止稻草焚烧,促进稻草还田,本研究依托自主研发的稻草粉碎均匀抛撒装置,通过大田试验与野外模拟试验,以目前水稻收获的常规模式稻草不粉碎条带还田(T1)及中度粉碎条带还田(T2)为对照,设置稻草粉碎条带还田模式(T3)及稻草粉碎均匀抛撒还田模式(T4),研究不同粉碎程度与还田方式对稻草焚烧特性的影响。结果表明:稻草抛撒均匀度及还田密度随着粉碎程度的增加而显著增加,稻草还田厚度则呈显著减少趋势。T4的稻草平均长度为5.3 cm,分别仅为T1、T2的13.6%、36.8%;稻草抛撒均匀度为87.4%,较T1、T2分别增加49.7个和42.0个百分点;稻草还田厚度为2.7 cm,仅为T1、T2的22.1%、27.8%;稻草还田密度为17.6 kg·m^(-3),较T1、T2分别增加88.3%、17.3%。在稻草条带还田(T1、T2、T3)模式下,粉碎程度越高,含水率下降越慢,燃烧时间越长,燃烧率越低,燃烧速率越慢,灰分越高,燃烧越不充分。T4通过稻草均匀抛撒虽可加速稻草含水率的下降,但燃烧时间、燃烧率及灰分仅分别为0.3min、6.0%、1.7%,均显著低于其他处理,几乎未燃烧。表明稻草粉碎均匀抛撒还田条件下无法燃烧,有利于从根本上实现秸秆禁烧。

水稻秸秆堆沤肥对优质水稻品质的影响

比较研究了不同肥料种类及运筹方式对稻米品质的影响,并探讨了水稻秸秆堆沤肥的适宜施用量。结果表明,不同施肥处理之间稻米垩白、蛋白质含量等指标存在较大差异,施用秸秆堆沤肥的处理稻米食味值均较高,其中,50%水稻秸秆堆沤肥+25%化肥的处理食味值最高。可见,水稻秸秆堆沤肥具有改善稻米垩白、提高食味品质及减少化肥用量等作用,可作为优质水稻生产的重要措施。

氮肥品种和用量对水稻产量和镉吸收的影响研究

采用盆栽试验,研究了Cd污染土壤上,不同氮肥品种和用量对水稻产量和Cd吸收的影响。结果表明,与磷钾配施的4个氮肥处理中,施用尿素处理水稻产量最高,其次为施(NH4)2SO4和NH4Cl处理,施NH4NO3处理水稻产量最低。与施(NH4)2SO4、NH4NO3和尿素处理相比,施NH4Cl处理可显著增加水稻对Cd的吸收,并促进Cd由秸秆向籽粒的转移;而其他3种氮肥对水稻秸秆和籽粒中Cd含量的影响效应相当。适量尿素[0.2g(N)·kg-1]处理能显著降低水稻籽粒Cd含量,而不施尿素和高量尿素处理都显著提高了水稻籽粒中的Cd含量。研究表明,在Cd污染的水稻土上,采用抗Cd污染的水稻品种和优化肥、水管理措施,可使稻米中Cd含量低于国家无公害大米的限量指标。

预处理对稻秸厌氧发酵产沼气的影响

以稻秸为研究对象,将多种预处理方法结合在一起,选取其中影响稻秸发酵的关键因素———碱剂量(熟石灰的用量)、含水率和接种时间,进行3因素3水平正交试验,对试验结果进行极差分析和方差分析,确定了稻秸厌氧发酵预处理的优化工艺条件:碱剂量为6%,含水率为80%,接种时间为4 d.其中含水率对稻秸厌氧发酵产沼气的影响最显著,其次是碱剂量,再次是接种时间.并对正交试验中最优预处理条件下试验的日产气量进行分析,表明在优化的预处理工艺条件下,稻秸厌氧发酵启动较快,系统稳定,周期较短.

秸秆添加量对双螺杆膨化畜牧饲料质量的影响

为提高农作物秸秆饲料化利用率,试验以稻秸杆添加量为变量对双螺杆膨化的畜牧饲料膨化度、各项质构指标、成型质量进行了研究。通过测量7组稻秸秆添加量饲料的径向膨化度并分析,结果表明:稻秸秆添加量越小饲料的膨化度越好;在膨化度分析的基础上剔除35%和40%的饲料后,通过食品物性分析仪测量剩余5组稻秸秆添加量饲料的各项质构指标并分析,结果表明:稻秸秆添加量为20%时可保证饲料各项质构指标均较优;通过对5组稻秸秆添加饲料进行成型质量分析,结果表明:稻秸秆添加量为10%～20%时饲料成型质量最好。综合考虑膨化度、各项质构指标、成型质量三方面因素,最终选取稻秸秆添加量为20%,此时畜牧饲料成型质量最好,饲料膨化度和各项质构指标也能有较优表现。