木醋液的制备及其在农业方面的应用研究进展

木醋液是农林残余物热解过程中产生的烟气经冷凝而得到的液体。对木醋液制备及其应用的研究,可提高农林残余物的利用率,减少环境污染。通过查阅大量文献和资料并结合笔者测定的木醋液成分,综合阐述了热解温度对制备木醋液产率和组分的影响,不同原料和精制方法对制备木醋液组分的影响,不同原料制备的木醋液功能性成分、成分作用及应用方向,同时对造成木醋液产率和成分组成差异的原因进行分析;并从不同种类、稀释浓度、施加方法及与其他肥料配施等方面,着重介绍了木醋液在改善土壤理化指标和生物活性、促进作物生长、提高作物品质、防治病虫害、制备生物质肥等农业方面的研究进展,并针对目前研究过程中有效成分尚不明确等问题,对未来研究方向提出展望。

棉秆木醋液的制备优化及配施有机肥对土壤肥力的影响

南疆地区靠近沙漠,盐碱土问题突出。为改善土壤理化性质,提高土壤肥力,采用棉秆热解产物中的木醋液配施有机肥。通过正交实验探究棉秆热解过程中最终温度、升温速率、停留时间对粗木醋液得率的影响,并建立相应的预测公式。结果表明,在研究范围内(热解温度为300~500℃,升温速率为5~15℃/min,停留时间为0.5~3 h),粗木醋液得率最大的工艺参数为热解温度492℃,升温速率5.79℃/min,停留时间0.53 h。将此参数下的精制木醋液与猪粪配施于土壤,探究其对土壤pH、电导率、有机碳等参数的影响,利用权重系数和分位数法得到的隶属度对土壤肥力进行归一化处理,从而将反映土壤肥力的各项指标综合得到相对肥力指标值。结果表明,棉秆木醋液配施有机肥能够对土壤电导率、pH、有机碳、氮和磷的含量起到较好的改善作用。与仅施用有机肥的对照组相比,作物成熟后土壤肥力能够得到有效的恢复。在实验的第5个月,与对照组相比,添加木醋液的处理组相对肥力提高了18.05%。

温室膜下微喷灌溉技术研究进展

【目的】汇总温室膜下微喷灌溉技术研究现状与进展,分析该技术在温室生产的影响,为该技术在设施农业节水灌溉上的应用提供理论依据。【方法】查阅文献资料,采用统计学对比分析方法,汇总近20年温室灌溉的概况,分析膜下微喷技术在温室灌溉中的研究进展。【结果】我国微喷灌面积占世界微喷灌面积的35%,主要研究包括微喷带的喷射角度、铺设长度对土壤水分分布及作物产量的影响,膜下微喷灌技术的应用,膜下微喷技术在大田露地种植和温室灌溉中应用,应用作物种类包括玉米、烟草、甘蔗、果蔬等。节水效果略逊于滴灌,在水源紧张地区使用有限,但抗堵塞能力强于滴灌,安装成本较低,限于半干旱地区。【结论】膜下微喷灌溉作为新型节水灌溉方式,具有良好的抗堵塞能力且造价较低,在减少地面蒸发以及提高作物水分利用效率等优势显著,是有效控制和改善土壤次生盐渍化的灌溉方式之一。

添加木醋液和生物炭对堆肥重金属钝化的影响

腐殖质(HS)是有机肥养分质量的重要指标。在堆肥过程中,生物炭和棉秆木醋液的添加会导致堆体内部环境发生变化,但HS的化学性质变化尚不明确。本研究利用火焰原子吸收仪检测了重金属(HMs)(例如Pb、Cr、Cd、Ni)的形态,运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法和三维激发发射矩阵荧光光谱(3D-EEM)方法以多个角度表征HS与HMs的络合物。同时,采用数理统计、相关性分析和冗余分析(Redundancy analyses,RDA)比较了试验组的腐熟指标(温度、pH值)、腐殖化能力(HS、富里酸(FA)、胡敏酸(HA)、胡敏酸与富里酸之比(H/F))、官能团等。研究结果显示,木醋液处理能使堆肥腐殖化程度相对较高,且位于波数876~835 cm^(-1)的峰值明显增强表明芳香结构在不断累积,H/F最终均达到2.3以上。T1处理组生物炭处理的HS含量位于T4和T3处理组之间,H/F最终达到3.67。T1处理组对Cr钝化过程,交换态最终钝化比例至2%。T4处理组在Pb钝化过程中,最终残渣态的比例高达68%。Cd受T4处理组影响较大,最终表现为氧化态分别向交换态、还原态、残渣态转移2%、10%和11%。然而,无论是添加生物炭还是木醋液,对Ni的钝化在堆制过程中均未显示出明显趋势,交换态、还原态、氧化态和残渣态比例分别稳定在1%~2%、5%~7%、26%~35%和56%~68%,说明本次试验HS对Ni的影响较小。FTIR进一步证实了HS作为富含芳香族和羧基的核心农艺功能物质的基本特性。在堆肥过程中,HS的芳香性逐渐增加,从而增强了与Pb、Cr、Cd离子的络合能力。此外,研究确定了质量分数1.75%的木醋液在猪粪基料堆制过程中整体表现较佳。综上所述,木醋液和生物炭存在以下吸附机制:木醋液的特殊功能基团与HMs离子发生络合作用;生物炭与HMs主要依赖吸附作用;Ni在堆肥中的作用机制可能更倾向于与硝酸根离子结合。

秸秆还田降解对土壤肥力的影响研究现状

棉花生产同时产生大量棉秆剩余物,目前主要处理方式是直接粉碎还田。秸秆还田虽然可以增加土壤有机质含量、改善土壤肥力,但也存在一些问题,如受处理方式、环境条件等制约,秸秆还田后不能有效降解,不利于作物生长以及造成资源的浪费。通过文献查阅和实地调研,分不同影响因素阐述了秸秆还田降解对土壤肥力的影响,从而为新疆棉秆粉碎还田资源化利用技术提供参考。

猪粪好氧堆肥过程中重金属污染现状与钝化技术研究进展

概括了因畜禽粪便特别是猪粪的生产量不断增加,且含有Cu、Zn等重金属添加剂的饲料被大量使用,导致的猪粪有机肥产品重金属污染现状,并以生物炭和木醋液这2种重金属钝化材料为研究对象,阐述了在规模化堆肥过程中重金属的钝化机理和钝化技术的研究进展,为我国规模化猪粪堆肥产品质量的提升和重金属钝化研究提供技术参考。

生物炭对畜禽粪便好氧堆肥中温室气体排放影响研究现状

好氧堆肥是常规实现畜禽粪便肥料化利用的方法之一,但在堆肥过程中易会产生包括二氧化碳(CO_(2))、甲烷(CH_(4))、氨气(NH_(3))和氧化亚氮(N_(2)O)等温室气体,造成环境污染,降低堆肥产品品质。生物炭作为添加剂应用于畜禽粪便好氧堆肥中,可加速堆肥腐熟化进程并降低温室气体排放,增加堆体养分含量。本文主要总结了生物炭对温室气体产排调控及影响机理,并对生物炭在畜禽粪便好氧堆肥中的应用研究进行了展望。