黄河三角洲农作物秸秆资源综合评价——以东营市为例

基于《东营市统计年鉴》(2004—2013年)和《山东省统计年鉴》(2014年)的统计数据,对东营市秸秆资源产量、密度特点及时空分布特征进行分析,并建立灰色预测模型对秸秆资源的未来变化进行预测。结果表明,2004—2013年间,东营市年均秸秆资源产量为147.51万t,并呈现波动上涨的趋势;秸秆资源区域分布中,广饶县所占比例最大,为53.61%,其余从大到小依次为利津县、垦利县、东营区和河口区;不同县(区)秸秆资源的来源结构略有差异,但均以玉米、小麦和棉花为主;秸秆资源密度和人均占有秸秆资源量均呈现自北向南逐渐增大的变化趋势。最后,运用GM(1,1)模型对未来10 a东营市秸秆资源产量进行预测,结果表明东营市秸秆产量将持续增长,2020年可达154.611万t。     

基于Boston矩阵的江苏省秸秆焚烧压力-状态-响应评价

构建了江苏省农作物秸秆露天焚烧引起雾霾污染的压力-状态-响应(PSR)模型,运用Boston矩阵方法分析江苏省13个地级市2010-2012年的农作物秸秆露天焚烧压力、状态和响应3个指标,研究表明,江苏省秸秆禁烧工作成效显著,占半数城市秸秆焚烧减排压力仍较大,多数城市在秸秆资源综合利用方面还存在较大提升空间.南京市需重点关注农作物秸秆的综合利用,提高秸秆综合利用水平;苏南地区秸秆利用率较高,资源利用的提升空间有限,需继续推行秸秆禁烧政策;苏中地区秸秆资源利用途径单一,拓宽资源利用渠道是工作重点;苏北地区秸秆焚烧污染现实压力较大,严格的秸秆禁烧政策与资源的综合利用需同时并进.     

我国农村作物秸秆资源化调查研究

本文分析了全国秸杆资源化现状和存在问题，探讨秸秆的利用途径和开发价值，对合理开发利用全国的秸秆资源提出了初步建议。     

农作物秸秆基质化利用技术研究进展

将农作物秸秆基质化可充分利用闲置的秸秆资源,是保护珍贵泥炭资源、降低大气及农村环境污染的有效途径。阐述了农作物秸秆用于基质生产的技术原理,介绍了生产技术流程,详细阐明了其生产工艺参数与设备,指出了技术操作要点,最后对存在的主要问题及解决途径进行了总结和展望,旨在为农作物秸秆的基质化利用和产业化生产提供技术参考。     

秸秆不同还田方式下蚯蚓对旱作稻田土壤碳、氮的影响

通过两年的田间小区试验，研究了在秸秆的不同施用方式下，蚯蚓(Pheretima sp)对旱作水稻土壤中碳、氮的影响。设置5个处理：秸秆混施，秸秆深施 蚯蚓，秸秆表施，秸秆表施 蚯蚓，对照。2001年夏季播种旱稻，在4个主要生育期采集(0-20cm)土样。2002年再次播种该品种旱稻，采集成熟期(0-20cm)土壤。测定土壤碳、氮以及微生物量碳、氮。结果表明，不论采用何种秸秆还田方式，蚯蚓并不造成土壤有机碳和全氮显著耗减。蚯蚓活动对土壤氨态氮及硝态氮的影响较大；从总体上看，它促进了土壤氮的矿化。不同秸秆施用方式都影响蚯蚓对土壤微生物的作用，在表施秸秆情况下，蚯蚓对微生物量提高最显著。     

外源氮肥和腐熟剂对小麦秸秆腐解的影响

为探明氮肥和腐熟剂对小麦秸秆腐解的协同作用,采用田间堆腐的方法,设置自然堆腐(S)、堆腐+氮肥(NS)、堆腐+腐熟剂(ES)和堆腐+氮肥和腐熟剂(NESS)4个处理,研究外源添加氮肥和腐熟剂对小麦秸秆堆腐过程中残留质量,纤维素酶等水解酶和木质素过氧化物酶等氧化酶活性的变化及与秸秆腐解的耦合关系。结果表明,在田间堆腐条件下,小麦秸秆的质量变化特征符合一阶动力学方程。堆腐120d时,单独加氮肥(NS)或腐熟剂(ES)处理的小麦秸秆腐解率分别达到74.70%和73.26%,共施氮肥和腐熟剂(NESS)处理条件下小麦秸秆腐解率达到79.83%,腐解常数表现为K_(NESS)K_(NS)K_(ES)K_S的规律,其中NESS处理条件下小麦秸秆腐解程度更高。添加氮肥或腐熟剂均能显著提高小麦秸秆腐解速率(K=0.017,P0.01),同时添加氮肥和腐熟剂能显著增加小麦秸秆腐解过程中过氧化物酶活性,协同促进小麦秸秆腐解。添加氮肥主要通过提高水解酶活性加速小麦秸秆腐解,而添加腐熟剂主要通过促进氧化酶活性加速小麦秸秆腐解,同时添加氮肥和腐熟剂主要通过提高氧化酶活性,进而加速小麦秸秆腐解。     

广东省主要农作物秸秆养分资源量及替代化肥潜力

合理利用秸秆养分资源可替代部分化肥使用,是种植业减肥增效并促进农业绿色发展的重要途径之一,探明广东省主要农作物秸秆养分资源量及其替代化肥潜力,对于全省化肥减施增效、农业绿色生产具有重要意义.该研究以广东省主要农作物水稻(Oryza sativa L.)、玉米(Zea mays L.)、薯类(Dioscorea escu...     

基于MODIS数据的山东省秸秆焚烧与空气质量关系探析

秸秆焚烧释放的各类气体污染物和细微颗粒对空气质量影响极大,是大气污染的来源之一。MODIS传感器具有灵敏度高、时效性强和空间覆盖宽等优势,利用其数据对秸秆焚烧进行监测,可以快速获取大范围内秸秆焚烧火点的位置、数量和烈度等信息。采用基于MODIS发展的上下文算法提取火点,并收集研究区空气质量指数(air quality index,AQI),PM_(10)、PM_(2.5)、NO_2、SO_2、CO和O_3 6个空气质量分指数(individual air quality index,IAQI)数据以及相关气象数据,将山东省17个地市按照"是否沿海岸线分布"划分为沿海地区和内陆地区,对比分析秸秆焚烧对空气质量影响的差异性。将两类地区每日空气质量数据进行空间插值,对得到的区域所有栅格点的空气质量指数总和与该区域火点数进行时间序列上的相关性分析,进而分析秸秆焚烧造成的污染对环境空气质量的影响程度以及内陆、沿海地区空气污染的差异性。结果表明,火点数量与空气质量指数总和呈现正相关关系,且分别与AQI、PM_(2.5)、PM_(10)和O_3这4个指数呈极显著正相关关系(P0.01),火点增多产生的污染物使空气质量指数升高,导致空气质量下降。同时,沿海地区秸秆焚烧火点与空气质量指数的相关性强于内陆地区火点与空气质量指数的相关性,这表明大气扩散条件是研究秸秆焚烧环境效应的重要前提条件之一。     

秸秆还田下改良剂对水稻生长和Cd吸收积累的影响

土壤中的镉（Cd）易在水稻中积累而威胁人体健康,秸秆还田下不同化学改良剂对水稻Cd 吸收累积特性的影响效应值得关注.选取成都平原德阳市旌阳区Cd 污染稻田为研究对象,开展小区试验,研究秸秆（油菜、小麦）直接还田下添加石灰、钙镁磷肥、海泡石3 种改良剂对水稻生长和Cd 吸收累积的影响.结果表明：与对照相比,油菜秸秆＋钙镁磷肥和小麦秸秆＋海泡石处理均能增加水稻株高、分蘖数和产量,其中产量提高了6.34%和12.64%,达显著水平（P〈0.05）.秸秆还田下,配施改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）均能显著降低（P〈0.05）水稻糙米Cd 含量,较对照降幅分别为21.65%-36.75%（油菜秸秆还田）和21.11%-33.87%（小麦秸秆还田）.油菜秸秆＋改良剂（石灰、钙镁磷肥、海泡石）促进了土壤Cd 向茎叶的累积,较对照增加1.31-2.41 倍,这对水稻秸秆（茎叶）还田利用有不利影响.小麦秸秆＋石灰或海泡石处理均显著降低了茎秆、谷壳Cd 积累,较对照降幅为6.28%-19.63%和70.16%-78.68%.综合水稻产量及其对土壤Cd 吸收累积效应,油菜秸秆配合改良剂（海泡石、石灰和钙镁磷肥）、小麦秸秆＋海泡石是较为理想的秸秆还田与改良剂配合处理技术.     

江苏省小麦草谷比及麦秸垂直空间分布特征

为了明确江苏省小麦秸秆资源总量及其空间分布特征,对江苏省13个春性和19个半冬性小麦品种的秸秆资源进行调查,将秸秆从基部向上依次截取4段长度为5 cm的秸秆,剩余部分为第5段(分别用0~5、>5~10、>10~15、>15~20和>20 cm表示),对穗部单独进行脱粒处理,分别进行烘干称质量,在此基础上分析了品种类型和产量水平对小麦草谷比以及不同部位秸秆质量占秸秆总质量比例的影响。结果表明:春性品种草谷比极显著低于半冬性品种(P<0.01),春性品种草谷比平均为1.05~1.07,半冬性品种草谷比平均为1.38~1.40。2种生态型小麦品种的草谷比均呈随产量增加而减少的趋势,春性品种草谷比变化范围为0.96~1.42,半冬性品种草谷比变化范围为1.21~1.77,但年际间有所不同。2010—2011年,在中低产水平(4 000~6 250 kg·hm-2)条件下2种类型小麦品种草谷比显著大于超高产水平(>8 500 kg·hm-2,P<0.05);而在2012—2013年,2种类型小麦品种草谷比在各产量水平间皆无显著差异。不同生态类型小麦品种秸秆在空间分布上有所不同,就0~5、>5~10、>10~15、>15~20和>20 cm以及穗轴颖壳6个部位秸秆质量占植株秸秆总质量的比例而言,春性品种依次为8.00%、7.06%、6.64%、6.57%、48.00%和23.75%,半冬性品种依次为10.11%、8.07%、7.39%、7.06%、44.53%和22.85%。当籽粒产量区间为>4 750~8 500 kg·hm-2时,随产量的增加,植株从下至上各个部位秸秆质量占秸秆总质量的比例总体没有显著变化,而超高产水平(>8 500 kg·hm-2)时穗轴颖壳质量占秸秆总质量的比例显著低于较低产量水平(4 000~4 750 kg·hm-2,P<0.05)。江苏省小麦草谷比和麦秸空间分布受品种生态类型和籽粒产量水平的影响较大。     

气相色谱法测定固态酶解秸秆中糖类物质的含量

秸秆类生物质结构复杂,通常不能被产氢微生物直接降解.利用固态酶解处理秸秆操作简便、能耗小、成本低,并有效提高了秸秆类生物质的糖化效率和产氢量.因此,准确分析固态酶解过程中糖类物质组成和含量的变化有助于优化过程参数，     

长期配施秸秆对灰漠土质量的影响

利用国家灰漠土肥力与肥料效益长期定位试验,采用长期不施肥、常规施化肥和长期配施秸秆(玉米秸秆或小麦秸秆)等不同施肥措施相比较的方法,研究长期秸秆还田土壤养分的年际变化,以及对土壤动物、微生物、酶活性的影响。研究发现:⑴长期配施秸秆能提高土壤速效氮、磷、钾含量,平均分别提高15%、48%和22%;⑵配施秸秆对土壤昆虫群落呈正向作用且贡献最大,主要增加了大型、中小型农田土壤动物的个体总数和优势类群数量,尤其是疣跳科和等节跳科动物个体数量增加近10倍;⑶土壤养分与土壤细菌、固氮菌、氨化细菌、纤维分解菌和反硝化细菌呈正相关,秸秆还田激发土壤有益微生物的生长和类群数量,使土壤微生物类群数量比对照增加15%~44%;⑷土壤养分与土壤磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性呈正相关,与过氧化氢酶呈负相关,秸秆还田增强土壤蔗糖酶、磷酸酶和脲酶活性,特别是脲酶和蔗糖酶活性平均提高26.5%。结果表明,长期配施秸秆提高了土壤动物丰富性和微生物多样性,增加了土壤酶活性,同时生物类群和酶活性的增加也改变了土壤生态环境,加速了土壤熟化。     

江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量估算

以江苏省23个主要水稻品种为研究对象,对不同品种类型、种植方式和单产水平的水稻进行取样调查,分析不同生产条件下的水稻草谷比及不同留茬高度下的秸秆可收集量,结合相关统计资料估算江苏省水稻秸秆资源量及其可收集量。结果表明,水稻草谷比在不同品种类型间差异较小（0.98～1.03）,不同种植方式（0.80～1.19）和不同单产水平（0.83～1.12）间差异较大;当留茬高度为5、15、20和25 cm时,水稻秸秆可收集系数分别为0.815～0.868、0.668～0.732、0.600～0.669和0.533～0.618,水稻秸秆可收集量分别为1 352.16×104～1 458.09×104、1 145.70×104～1 228.13×104、1 043.20×104～1 121.52×104和951.37×104～1 021.30×104 t。估算得到2009年江苏省水稻秸秆资源量（以干质量计）为1 585.93×104～1 704.92×104 t,比传统方法的估算结果高2.45%～10.14%。江苏省水稻秸秆资源丰富,可收集量主要受留茬高度和种植方式的影响。     

秸秆腐解剂在秸秆还田中的效果研究初报

在大田、微区和盆栽条件下,研究了秸秆腐解剂对小麦、水稻生长及产量的影响,同时研究了秸秆腐解剂对小麦、水稻秸秆腐解速率及对土壤肥力的影响。结果表明,稻、麦秸秆还田时施用秸秆腐解剂对提高稻、麦产量具有明显的增产效果,增产的原因是穗数和粒数增加;稻、麦秸秆还田量不同时,还田量大且配施秸秆腐解剂的效果较还田量小好;麦秸秆还田方式不同时,麦秸以栽稻前耕翻还田且配施秸秆腐解剂的效果较好,上水沤制的效果较差;秸秆腐解剂能促进稻、麦秸秆较快腐解,减轻和防止多量秸秆还田给作物生长带来不利影响,并可稳定和提高土壤养分含量。     

不同隔离垫层对宁夏盐碱地盐碱动态和土壤养分及垂柳生长的影响

宁夏地区盐碱地面积大,利用率低,限制了当地的土地资源利用,因此改良利用盐碱地显得尤为重要.在宁夏吴忠市进行田间试验,选取玉米秸秆(JG)、黄沙(HS)、粉煤灰(FM)作为隔离垫层(铺设于树坑底部60 cm处,各垫层厚度均为15 cm),测量并分析7、8、10月份土壤0-80 cm土层中pH、电导率(EC)的动态变化,10月份土壤全氮、全磷、全钾含量及9月份垂柳胸径(DBH)、树高、新梢长、冠幅的生长量.结果显示,从7月到10月,玉米秸秆显著降低了40-80 cm土层的pH(10月比7月减少了5.85%),黄沙、粉煤灰均降低了土壤pH,但是效果不显著.玉米秸秆、黄沙、粉煤灰这3种处理均显著降低了0-20 cm土层EC(10月比7月减少了65%、68.7%、60%),其中玉米秸秆、黄沙还分别降低了60-80 cm、40-80 cm土层的EC.土壤中全氮和全磷含量最多的处理分别是玉米秸秆和粉煤灰,分别比CK增加了8%、19.48%,其中玉米秸秆显著增加了60-80 cm土层中的全氮含量,粉煤灰显著增加了40-60 cm土层中的全磷含量,黄沙对土壤养分含量没有影响.对垂柳生长指标的主成分分析显示玉米秸秆得分最高,改良效果最好.因此选择玉米秸秆作为宁夏地区盐碱地改良的最佳方案.     

典型固体燃料燃烧排放环境持久性自由基的特征

为研究典型固体燃料燃烧排放环境持久性自由基(EPFRs)的污染特征,本文以小麦秸秆和煤粉为研究对象,利用自制的燃料燃烧和颗粒物样品收集装置获得小麦秸秆和煤粉在不同燃烧条件下排放的烟气颗粒样品,基于电子顺磁共振波谱技术(EPR)分别确定EPFRs在第0、1、3、7天的自旋浓度、g因子、△H_P-P,通过萃取实验确定EPFRs可被甲醇和二氯甲烷所萃取的量,以获得其污染、衰变特性.结果表明,低温低氧或无氧条件下,小麦秸秆和煤粉燃烧以阴燃或热解为主,排放的EPFRs主要为氧中心自由基,属于非衰变型,有机溶剂可萃取部分可达67%;随着温度和空气通入量的增加,小麦秸秆和煤粉逐渐燃烧,排放的EPFRs浓度增加,由氧中心自由基逐步转化为含氧官能团的碳中心自由基,衰变缓慢,溶剂可萃取的EPFRs占比仅有2.14%;当温度和空气量足够,小麦秸秆和煤粉完全燃烧,半衰期分别为56 d和43 d,为快速衰变型,溶剂不可萃取的EPFRs部分高达97.01%.温度和空气量对小麦秸秆和煤粉燃烧排放的EPFRs的种类、结构及衰减影响大,而样品含水率无显著影响.     

盐京九号水稻秸秆对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的抑制作用

以盐京九号水稻为材料,研究经高温灭菌或物理粉碎后的水稻秸秆微细颗粒对铜绿微囊藻(Microcystisaeruginosa)生长的抑制及其作用机制.结果表明,当藻液中水稻秸秆添加量≥10g·L-1时,高温灭菌与未灭菌的水稻秸秆同样能抑制微囊藻生长.灭菌稻秆试验组藻细胞的呼吸速率和SOD活性都呈现出先上升后迅速下降的趋势;通过有机溶剂(石油醚、乙酸乙酯和乙醚)萃取稻秆水浸液,用滤纸片法在固体培养基上所做的抑藻试验结果表明,乙醚提取液有明显的抑藻圈.提示抑藻效应是水稻秸秆中某些化学物质溶出而产生的作用,与微生物的活动无关.进一步分离鉴定乙醚提取液结果显示,浸提液中有机酸类和酚类物质有显著的抑藻效应.水稻秸秆微粒的粒径越小,产生的抑藻效应出现得越早,也越明显,这可能还与秸秆微粒的吸附作用有关.     

添加植物物料对2种酸性土壤可溶性铝的影响

在室内培养试验条件下,研究了添加非豆科的油菜秸秆、小麦秸秆、稻草、玉米秸秆和豆科的大豆秸秆、花生秸秆、蚕豆秸秆、紫云英、豌豆秸秆对酸性茶园黄棕壤和红壤可溶性铝总量及其形态的影响.结果表明,黄棕壤除添加油菜秸秆、小麦秸秆和稻草处理外,其余添加植物物料处理土壤可溶性铝总量、总单核铝和3种无机单核铝的含量有不同程度的降低,因为加入这些植物物料均使土壤pH值增大.5种豆科植物物料对黄棕壤pH值的影响大于非豆科植物物料,前者对土壤中3种无机单核铝含量的影响也大于后者.9种植物物料也使红壤pH值有不同程度升高,土壤可溶性铝含量降低,其中4种非豆科植物物料、花生秸秆和蚕豆秸秆处理效果较好.因此,施用植物秸秆能够有效改良土壤酸度,缓解土壤中铝对植物的毒害.总体而言,9种植物物料中花生秸秆增加酸性土壤pH值和降低土壤有毒形态铝含量效果最好.     

不同生物质炭对辽河油田石油污染土壤总烃及各组分修复效果研究

中国东北油田开采区大量土地质量下降,石油污染治理与修复已经引起高度重视。通过对比各生物质炭理化性质差异及其对辽河油田石油污染土壤的修复效果,在修复石油污染土壤的同时,推进东北地区农业资源综合利用,对石油污染修复具有实际意义,对制备改性生物炭具有指导作用。以玉米(Zea mays)秸秆、芦苇(Phragmites australis)秸秆和松针(Pinusarmandi)为生物质材料在300℃条件下制备生物炭,测定其产率、灰分、pH值,并利用BET、能谱分析、扫描电镜和红外光谱等技术对不同生物质炭进行性质表征,通过40d的石油污染土壤修复试验对比不同生物质炭对总石油烃及各组分烃类的修复效率。结果表明,各生物质炭物化性状存在明显差异,松针生物炭扫描电镜呈层状结构,玉米秸秆生物炭具有孔状轮廓但孔隙内部覆有碎片,芦苇秸秆生物炭孔隙结构清晰且具有深度,比表面积为93.47 m~2·g~(-1)。经不同生物质炭40 d修复后,不同处理总石油烃及各组分烃类去除效果:芦苇秸秆生物炭玉米秸秆生物炭松针生物炭CK(对照组)。所有处理组中石油烃各组分的去除效果:饱和烃芳香烃非烃类物质,各组分烃类呈现不同降解规律。生物炭可提高石油污染土壤中总石油烃及各组分烃类物质的去除效果,其中芦苇秸秆生物炭对石油污染土壤的修复效率最高。     

还田秸秆配施外源纤维素酶效应研究

为探求促进秸秆降解的新途径,采用室内培养法研究了外源纤维素酶对秸秆降解速率及土壤速效养分的影响。结果表明,整个培养期内,小麦秸秆,玉米秸秆加酶处理与不加酶处理降解率都存在极显著差异(p<0.01),到培养结束时小麦秸秆加酶处理降解率高出不加酶处理7.10%～11.86%,玉米秸秆高出8.01%～14.04%;整个培养期内,小麦秸秆,玉米秸秆加酶处理与不加酶处理间土壤速效氮、磷、钾含量都存在极显著差异(p<0.01),培养结束时,小麦秸秆最优处理速效氮、磷、钾含量高出对照4.15mg·kg-1,3.60mg·kg-1,32.35mg·kg-1,玉米秸秆高出6.50mg·kg-1,4.27mg·kg-1,47.97mg·kg-1。结果说明添加外源纤维素酶能够提高秸秆降解速率,促进秸秆养分矿化。