稻草秸秆发酵液的抑藻效应及其机理

为有效利用农业废弃物稻草秸秆进行抑藻,本研究对不同稻草秸秆进行了特定方式的发酵,测定了发酵液对常见淡水藻类的化感效应,探讨了其中抑藻作用强的发酵液抑藻机理.结果表明：与普通稻草秸秆发酵液相比,水稻分蘖枝发酵液对铜绿微囊藻的抑制效果显著好于普通稻草秸秆发酵液（P<0.05）,作用72h水稻分蘖枝发酵液抑制率为93.21%,168h为97.96%,而稻草秸秆发酵液120h抑制率为68.20%,168h抑制率反而显著下降,只有27.65%;前者Eh₅₀为14.073h,后者为21.036h;水稻分蘖枝发酵液对蓝藻（铜绿微囊藻）和绿藻（蛋白核小球藻、斜生栅藻）3种淡水藻均有良好抑制作用,对铜绿微囊藻抑制作用最佳（P<0.05）.在水稻分蘖枝发酵液胁迫下,铜绿微囊藻叶绿素a以及藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC）含量下降,藻细胞叶绿素自发荧光值持续降低,藻细胞结构破坏.推测水稻分蘖枝发酵液的抑藻机制之一是将藻细胞光合系统作为其攻击的靶点从而抑制藻类生长,并最终破坏细胞结构,引起细胞凋亡.     

秸秆堆腐物的基质化改良及育苗效应研究

文章针对农作物秸秆制备栽培基质的pH、EC值偏高和通气、持水孔隙度比例不当等问题,研究了稻草秸秆基质化利用过程理化性质的改良技术。以稻草秸秆、菇渣高温堆制及其堆腐物为常规对照,采用在高温好氧堆腐及穴盘育苗试验的方法,研究酒糟添加及物料组成对基质理化性质、幼苗生长的影响。结果表明,在堆腐阶段稻草秸秆+菇渣+酒糟处理的堆腐高温(50℃)维持天数较稻草秸秆+菇渣处理多13 d(P0.05),平均堆腐温度较稻草秸秆+菇渣高9.3℃(P0.05),稻草秸秆+菇渣+酒糟处理较稻草秸秆+菇渣处理腐熟物pH、EC值分别下降14.0%、16.5%,稻草秸秆+菇渣+酒糟处理提高了堆肥体的起始发芽指数;与对照相比稻草秸秆+菇渣+酒糟处理促进了堆腐进程,腐熟物更适宜于基质应用。2种腐熟物分别组配无机物珍珠岩后,均显著降低了EC值(P0.05),通气孔隙度、持水孔隙度等物理性质也得到改善(P0.05),综合幼苗地上、地下部生长特性,稻草秸秆+菇渣+酒糟处理组配珍珠岩后的育苗效果优于对照。采用农作物秸秆堆腐制备基质时,酒糟的加入能有效改善腐熟物中pH、EC值等不良理化性质,为农业废弃物的基质化利用提供了方法。     

氢氧化钠和碱性双氧水预处理对水稻秸秆酶解效果的影响

为提高水稻秸秆生物转化产糖效率,分别用氢氧化钠和碱性双氧水对其进行预处理,并考察处理液浓度、温度和时间对木质纤维素酶解糖化效果的影响. 通过分析预处理前后水稻秸秆组分和结构变化,揭示氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理对水稻秸秆酶解效果的影响机理. 结果表明:①在80 ℃的条件下,使用1.25%的氢氧化钠对水稻秸秆水浴处理3 h后效果较好,且酶解72 h后还原糖含量为480.81 mg/g. ②在50 ℃的条件下,使用碱性双氧水(1.5%的氢氧化钠+2%的双氧水)对水稻秸秆水浴处理5 h后效果较好,且酶解72 h后还原糖含量为575.85 mg/g. ③与未预处理的水稻糖化效果(132.7 mg/g)相比,经氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理后,水稻秸秆酶解产糖率分别提高了262.3%和336.2%. ④扫描电镜显示,经氢氧化钠和碱性双氧水预处理后,水稻秸秆的比表面积均显著增加,表面结构更加疏松. ⑤红外光谱和X射线衍射光谱表征显示,氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理均可消解水稻秸秆中的木质素并使其转化成纤维素,从而可以促进后续的酶解糖化效果. 研究显示,氢氧化钠预处理和碱性双氧水预处理都能较好地促进水稻秸秆的酶解糖化过程,得到较高的糖含量.      

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。     

秸秆烟尘和灰烬中元素碳的稳定同位素组成

选取稻草、麦草和玉米秸秆各6个品种,进行室内模拟焚烧试验,用同位素质谱计测定了灰烬和烟尘中元素碳(EC)的同位素比值.结果表明,稻草明火和闷烧烟尘中EC的δ13C平均值分别是-28.3‰、-28.7‰,比稻草总碳分别轻2.7‰、3.0‰.麦草明火和闷烧烟尘中EC的δ13C平均值分别为-28.5‰、-28.0‰,比麦草总碳分别轻0.1‰、重0.4‰.玉米秸秆明火和闷烧烟尘中EC的δ13C平均值分别为-17.2‰、-13.6‰,比秸秆总碳分别轻3.4‰、重0.2‰.在稻草明火和闷烧灰烬中,EC的δ13C平均值分别是-27.5‰、-27.3‰,比稻草总碳分别轻1.8‰、1.6‰.在麦草的明火和闷烧灰烬中,EC的δ13C平均值分别为-27.4‰和-26.0‰,比麦草总碳分别重0.9‰和2.4‰.在玉米秸秆的明火和闷烧灰烬中,EC的δ13C平均值分别为-15.0‰和-14.8‰,比玉米秆总碳分别轻1.2‰和1.0‰.3类秸秆,尤其是稻草和玉米秸秆,其烟尘和灰烬中的EC均发生了明显的同位素分馏.其同位素组成对于识别和估算大气气溶胶中此类秸秆燃烧来源的EC有参考意义.     

糖矿浆尿素复合秸秆处理剂的应用研究

用处理造纸废液的资源化产品－糖矿浆与尿素混合处理秸秆，可提高秸秆作为家畜饲料的利用率。本实验用绵羊瘤胃内４８ｈ干物质消失率（ＤＭｄｐ）作为对家畜可利用程度的指标。用河北涿州市造纸厂的糖矿浆处理的稻草干物质消失率提高了４０％，中性洗涤纤维含量降低了２２．６％。稻草和玉米杆经糖矿浆尿素混合处理后饲喂绵羊日增重较氨化秸秆分别提高了２２．８％和９．２５％。     

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。     

氯化钙活化稻草秸秆生物质炭的制备工艺及其吸磷性能研究

在大多数生态系统中,磷(P)元素是植物生长的限制性元素,也是造成水体富营养化的主要原因.而水体中P的去除方法中尤以吸附法的研究和应用最为广泛.本文以稻草秸秆为原料,Ca Cl2(质量分数10%)为活化剂制备活性生物质炭,作为控制农业面源污染的吸P材料.通过控制稻草秸秆炭制备的炭化温度、浸渍比等工艺条件及溶液初始P浓度、吸附时间、秸秆炭用量、干扰离子、pH等试验条件,研究改性稻草秸秆炭吸P性能及其吸附机理.试验结果表明:在考虑经济性的前提下,稻草秸秆炭吸P性能最优的制备工艺条件为:炭化温度为700℃,浸渍比(m稻草∶m氯化钙)为1∶0.5;改性稻草秸秆炭处理含10 mg·L-1PO3-4-P(以P计)水样,P去除率可达到97%,溶液pH从6.87升至9.52;对稻草秸秆炭对P的吸附情况采用Langmuir和Freundlich吸附模型进行拟合,R2可分别达到0.947和0.892,说明其主要为单分子层化学吸附;此外,根据溶液的pH和P浓度的变化情况,推测P的吸附主要由离子交换实现,即PO3-4-P(主要为H2PO-4)取代结合在Ca离子上的氢氧根而被吸附,秸秆炭上的氢氧根释放,水样pH值上升.     

厌氧发酵液回流降解含重金属水稻秸秆

针对含重金属水稻秸秆厌氧发酵过程产生的含重金属发酵液的处置问题,将其作为接种物对水稻秸秆进行回流,探究其反复回用以处理含重金属水稻秸秆的可能性.研究结果表明:厌氧发酵液回流可降解含重金属水稻秸秆,接种厌氧发酵液有助于降解水稻秸秆中木质素和半纤维素,水稻秸秆厌氧发酵释放的重金属对其厌氧发酵过程未产生明显抑制作用.在固液比...     

稻草秸秆对水中六价铬去除效果的研究

为实现农业废料资源化,解决水体Cr(Ⅵ)污染的问题,研究了稻草秸秆对水中Cr(Ⅵ)的去除效果。实验考察了pH,温度,溶液初始Cr(Ⅵ)浓度以及稻草秸秆粒径大小对吸附效果的影响,进而确定了稻草秸秆去除Cr(Ⅵ)的最佳条件。结果表明,在pH2.0,温度47℃时,稻草秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,在48h内可将100mg/L的Cr(Ⅵ)完全去除。利用酒石酸对稻草秸秆进行化学改性,研究其对溶液中Cr(Ⅵ)的去除以及溶液pH的变化。Cr(Ⅵ)的去除过程中伴随着Cr(Ⅲ)的出现,说明改性稻草秸秆(TARS)不仅可以将Cr(Ⅵ)从溶液中去除,且还可将其转化成低毒的Cr。溶液pH的上升说明Cr(Ⅵ)的去除需要消耗溶液中的H+。通过RS和TARS对Cr(Ⅵ)的热力学吸附过程的进一步分析,结果表明:RS和TARS对Cr的吸附均较符合Langmuir吸附等温模式,其中TARS的最大吸附容量可以达到5.266mg/g。     

秸秆与煤矸石混配基质对水稻生长特性的影响

该文以探究对玉米秸秆不同前处理后与煤矸石不同配比制作可完全替代泥炭为主要原料的水稻育苗基质为目的,采用玉米秸秆和煤矸石为原料,分为1%NaOH处理与未处理玉米秸秆进行堆腐发酵,将堆腐后玉米秸秆与煤矸石按体积比设立6种基质梯度进行混配后开展水稻育苗生长实验,同时以商品化育苗基质为对照,研究6种不同梯度基质对水稻秧苗生长特性及生物量的影响,以期提供最佳的水稻育苗基质。研究结果表明:未经1%NaOH处理堆腐的玉米秸秆与煤矸石混配后,水稻出苗率70%,不宜用作水稻育苗基质;经1%NaOH处理堆腐的玉米秸秆与煤矸石合理混配后水稻秧苗生长状况较佳,且当玉米秸秆∶煤矸石∶珍珠岩=54%∶36%∶10%时,水稻秧苗的地上干重、地下干重和壮苗指数最高,叶片叶绿素含量最大,与CK处理相比,分别提高了50.5%、68.5%、69.4%和8.3%;当玉米秸秆∶煤矸石∶珍珠岩=63%∶27%∶10%时,水稻叶龄进程最短,根茎最粗,说明2种配比均可替代泥炭生产水稻育苗基质。     

转Bt基因水稻残留秸秆对农田底栖动物的影响

为研究转Bt基因水稻秸秆残留对稻田内底栖动物的潜在影响,利用转Bt基因水稻“华恢1号”及其亲本“明恢63”的秸秆进行稻田填埋试验,分析转Bt基因水稻秸秆中Bt蛋白对秸秆分解和底栖动物多样性的影响. 结果表明:①在填埋的水稻秸秆上共发现223个底栖动物,分属9个科,其中,在转Bt基因和非转基因水稻秸秆上均发现7个科. ②秸秆种类和秸秆填埋时间对底栖动物丰度、物种数、Shannon-Wiener多样性指数、辛普森优势集中性指数(Simpson diversity index)和Pielou均匀度指数均无明显影响. ③转Bt基因和非转基因水稻秸秆剩余率均随着填埋时间的延长而逐渐降低,填埋7周后,两种类型秸秆剩余率平均值均为44.0%,二者之间无明显差异. ④在填埋的7周内,转Bt基因水稻秸秆中w(Bt蛋白)平均值为1.99~3.04 μg/g,7周后为2.04 μg/g. 研究显示,稻田残留的转Bt基因水稻秸秆对底栖动物多样性无显著影响.      

不同生物质制备的生物炭对菲的吸附特性研究

以不同来源的生物质(荔枝树枝、小麦和水稻秸秆)为原料,在限氧条件下制备生物炭,对其进行表征,并进行吸附实验研究生物炭对菲的吸附特性。结果表明:生物炭的结构和理化性质随着生物质来源和热解温度的不同而呈现出明显的差异;荔枝树枝生物炭对菲的吸附能力(qe)和吸附亲和力(Koc)要明显大于小麦秸秆和水稻秸秆制备所得的生物炭,说明木本植物来源的生物炭与草本植物来源的生物炭在结构性质上有着明显的差异;不同温度(300,400,500,600℃)制备的荔枝树枝生物炭对菲的吸附研究表明,随着热解温度的升高,生物炭对菲的吸附能力(qe)和吸附亲和力(Koc)明显增强,吸附等温线的线性程度降低。生物炭吸附菲的可能机制有疏水效应、孔隙填充效应以及π-π共轭反应等。     

农业废物处理与综合利用

X71200502288利用秸秆堆肥过程处理猪场废水的研究/邓良伟…(农业部沼气科学研究所)∥农业工程学报/中国农业工程学会.-2004,20(6).-255~259环图S-83进行了以玉米秆、稻草、麦秆为载体吸收猪场废水的堆肥发酵试验,以探讨利用堆肥过程处理猪场废水的可行性。结果表明:秸秆与猪场废水联合堆肥发酵可以有效地处理猪场废水,秸秆吸收利用粪水的吸水比为1:5.94~1:6.65。秸秆吸收猪粪水堆肥的温度以及50℃、55℃以上持续时间比吸收猪粪水厌氧消化液的高。玉米秆、稻草堆肥温度以及50℃、55℃以上的持续时间高于麦秆的堆肥。以玉米秆、稻草为载体的…     

秸秆烟尘中正构脂肪醇和甾醇的碳同位素组成

选取稻草、麦秸和玉米秸进行室内模拟燃烧试验,用气相色谱/稳定同位素在线分析系统(GC/C/IRMS)测定了烟尘中正构脂肪醇和甾醇的单体碳同位素比值.结果显示:在稻草明火烟尘中,正构脂肪醇(C20~C30)和甾醇(胆固醇、菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇)与稻草δ~(13)C值之差(Δ~(13)C)的平均值分别为-1.3‰、+0.7‰.在稻草闷烧烟尘中,两类化合物的Δ~(13)C平均值分别为-1.4‰、+1.1‰.在麦秸明火烟尘中,正构脂肪醇和甾醇单体的Δ~(13)C平均值分别为+2.4‰、+0.5‰.在麦秸的闷烧烟尘中,两类化合物的Δ~(13)C平均值分别为+3.0‰、+1.7‰.在玉米秸的明火烟尘中,两类化合物的Δ~(13)C平均值分别为-2.5‰和+0.7‰.在玉米秸闷烧烟尘中,两类有机物的Δ~(13)C平均值分别为-3.8‰、+1.8‰.3类秸秆烟尘中的正构脂肪醇和甾醇均发生了明显的碳同位素分馏.秸秆闷烧比明火燃烧更有利于烟尘中此两类有机物发生碳同位素分馏.这对识别气溶胶中以秸秆燃烧为来源的这两类有机物有参考意义.     

秸秆变成宝 谁还舍得烧

正在山东省乐陵市安起家庭农场的600多亩玉米地里,一台大型玉米茎穗兼收机来回穿梭.从摘穗、剥皮到秸秆苞叶粉碎、收集,一亩地仅用10min就能完成作业,不仅效率高,收获还格外精细:玉米穗单独收获,30cm以下的秸秆打碎还田,30cm以上的秸秆晾晒之后打包成捆.看着一捆捆打包好的秸秆,农场经理王安起有着自己的盘算:现在要是卖,一吨是200元,等到明年清明节前后再卖,那时候能到350元左右.近年来,山东省坚持"疏堵结合,以疏为主"的工作思路,全力构建属地管理、层层负责的禁烧体系,不断拓宽秸     

秸秆还田对水稻镉积累及其亚细胞分布的影响

镉(Cd)是人类一级致癌物,大米食用是以大米为主食人群摄入Cd的主要途径.秸秆还田是秸秆处理中主要方式,在Cd污染稻田被广泛应用,其对水稻Cd吸收及水稻体内Cd的分布产生的影响不可忽视.本研究选用Cd水稻土,通过盆栽和大田试验分析了不同的秸秆还田用量(0.0%、1.0%、2.5%和5.0%)对Cd的亚细胞分布以及在水稻籽粒中积累的影响.结果表明水稻根细胞中的Cd主要分布在细胞壁中,占总Cd的86%~95%,茎叶细胞的细胞壁与可溶部分中的Cd含量相当,分别占总Cd的30%~51%和35%~61%.秸秆按1%和2.5%比例还田能显著提高根中Cd含量,以及细胞壁中Cd含量及其分配比例,并降低水稻体内Cd由根向茎叶转运;但5%的秸秆还田,分蘖期根中Cd含量和细胞壁中Cd含量显著降低,Cd由根向茎叶转运系数提高,灌浆期的根中Cd含量和细胞壁中Cd含量均显著提高,转运系数没有显著变化.大田试验前茬的水稻秸秆和油菜秸秆中Cd含量均较高,分别是0.49 mg·kg~(-1)和0.67 mg·kg~(-1);油菜秸秆单独还田或与石灰一起还田均没有显著影响水稻糙米或秸秆中Cd的积累;水稻秸秆单独还田也没有显著改变水稻糙米或秸秆中Cd的积累,但与石灰一起还田时能显著降低糙米和秸秆中的Cd积累;生物炭添加能显著降低水稻体内的Cd积累,且与石灰一起添加降Cd效果更显著.因此,当用Cd污染稻田前茬所产水稻秸秆还田时,建议与石灰一起添加可达到显著降Cd的效果.该研究将为Cd污染稻田的水稻安全生产与秸秆循环利用提供理论与实践指导.     

水稻秸秆热解生物炭固碳潜力估算

中国是世界秸秆资源最丰富的国家之一,2007-2009年年均产量达到7.35亿t,其中约有21%秸秆露天焚烧,不仅是资源浪费,同时也加剧了温室效应。据估计农田土壤固碳潜力占自然固碳潜力巨大,通过合理的土壤管理措施可以增加土壤固碳能力60%~70%,高效利用秸秆资源就是其中很有效的一种管理方式。生物炭是废弃生物质材料热解产生的一类碳含量极高并具有一定的化学或生物学惰性的混合物,应用于土壤后其所具有的碳汇功能成为了近年来的研究热点。文章以2012年中国露天焚烧的水稻秸秆为原料,采用生命周期评价方法对水稻秸秆热解生产生物炭并还田过程的固碳潜力进行评估,结果显示"水稻秸秆-生物炭-还田"模式固碳潜力主要分为3个部分:(1)代替化石燃料燃烧排放7.78×10~6t;(2)土壤封存36.45×10~6t;(3)增加作物生长固碳3.46×10~6t,CO_2总固定量为47.69×10~6t。计算得到每热解1 t水稻秸秆将固定1.34 t的CO_2。根据评估结果认为热解水稻秸秆生产生物炭具有巨大的固碳潜力,这种模式可以推广处理农业废弃秸秆资源,以应对日益加剧的温室效应。     

我国典型秸秆露天燃烧黑碳的高时间分辨率排放特征及其排放清单

农作物秸秆燃烧是大气中黑碳(black carbon,BC)气溶胶的主要来源之一。目前农作物秸秆燃烧排放黑碳的研究主要集中在通过离线样品分析获得的BC排放特征,缺少实时在线排放特征的研究。本研究收集了我国具有代表性的4种农作物秸秆(小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆和大豆秸秆),通过在实验室燃烧平台模拟农作物秸秆露天燃烧的过程,利用黑碳仪获得农作物秸秆燃烧过程中BC的实时浓度排放变化;利用质量重建,获得BC在线排放因子。结果表明:农作物秸秆在明燃过程中BC的排放因子较为稳定。通过平均排放因子的计算,获得小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆和大豆秸秆的BC排放因子分别为(0.32±0.05) g?kg~(-1)、(0.31±0.13) g?kg~(-1)、(0.31±0.09) g?kg~(-1)和(0.44±0.01) g?kg~(-1)。在排放因子的基础上,结合我国农作物秸秆露天燃烧量,最终建立了2015年我国省级(不含港澳台地区)典型农作物秸秆燃烧的BC排放清单。     

南非国家公园杀大象救英国女子引发争议

正2013年12月30日,在南非最大的野生动物园——克鲁格国家公园,包括一名英国女子在内的几名游客受到一头大象的攻击,南非克鲁格国家公园为了避免事故,对大象痛下杀手,将其击毙,此举受到了南非当地民众的强烈谴责。据公园的发言人称:"这头大象当时正在散步,一对夫妇开车经过,并从后面拍摄其录像。拍摄持续了一段时间后,大象突然停了下来,直接奔向已经停在那里的车辆,并