改性水稻秸秆对水中橙黄Ⅱ和亚甲基蓝的脱色

为应对日益严重的印染废水污染和实现水稻秸秆(RS)的高效利用,以改性的水稻秸秆(MRS)为药剂,考察了在不同脱色条件下MRS对染料的脱色性能.结果表明,MRS对溶液中橙黄Ⅱ和亚甲基蓝均具有良好的脱色效果.投加量、反应时间、pH是影响MRS脱色性能的主要因素.正交优化的结果显示,MRS对橙黄Ⅱ和亚甲基蓝脱色率分别达到95.71％和76.35％.与其他几种脱色剂相比,在相同脱色条件下,MRS脱色效果最佳.     

资本禀赋对农户绿色生产投资意愿的影响——以秸秆还田为例

作为一种典型的绿色生产方式,秸秆还田兼具环境污染治理与资源循环利用之效,但现实中农户响应并不积极。个体的意愿选择通常会面临着个人及家庭资本禀赋的约束,为探究农户在秸秆还田问题上是否也面临着相同的境况,本文基于相关理论分析,提出了资本禀赋水平和结构会对农户秸秆还田投资意愿产生作用的假说,利用实地调研数据,运用熵值法和CVM方法对农户的资本禀赋水平和结构、秸秆还田投资意愿与水平进行了评价分析,以Probit和Tobit模型实证检验了资本禀赋及其结构对农户秸秆还田投资意愿的影响效应。结果表明:(1)农户的资本禀赋水平存在较大差异,各类资本禀赋按照水平排序为:社会资本(97.99)自然资本(95.42)物质资本(94.88)经济资本(94.23)人力资本(90.01),结构方面以社会资本占优型农户居多,占比40.49%,人力资本占优型的农户个数为0。(2)仅有35.26%的农户愿意投资秸秆还田,但投资意愿水平分布较为均衡,平均投资意愿约为5.62—15.94元/666.7m2·季。(3)自然资本(地形)、物质资本(家电数量)、人力资本(性别比例)、经济资本(收入稳定性和融资能力)和社会资本(制度信任)等水平的提升以及资本禀赋结构的优化均被证明可显著增强农户秸秆还田的投资意愿,可见农户秸秆还田投资意愿不高或因资本禀赋约束所致。由此提出了加强农户资本禀赋积累,优化农户资本禀赋结构的政策建议,以促进秸秆还田等绿色生产方式的推广应用。     

基于专利视角分析的我国秸秆还田技术现状CSSCI

秸秆属于重要的可再生资源,我国对秸秆的主要利用途径是还田。秸秆还田领域内的专利在一定程度上反应出秸秆还田技术的科技创新力与发展现状。针对近年来该领域的专利分布与特点进行了分析,对已有专利视角特征、秸秆利用研究潜力与前景进行了总结与展望,并提出了技术研究和专利形成过程中需要注意的问题,以期为我国秸秆还田技术的研究与发展提供一定的参考。     

不同方式秸秆还田条件下土壤对Cd2+的吸附性能及固定机制研究

秸秆还田作为广泛推行的农业废弃物资源化利用措施,不仅能培肥地力,增加作物产量,还能固碳减排,修复农田重金属污染。为进一步探明秸秆还田对土壤吸附固定重金属的影响,选择我国黑土(BS)、水稻土(PS)、砖红壤(LS)和红壤(RS)4种典型土壤,开展吸附等温试验,考察粉碎处理(S)、焚烧处理(D)和发酵处理(F)等秸秆还田方式下4种土壤对Cd~(2+)的吸附性能及固定作用。Langmuir拟合结果显示所用土壤对Cd~(2+)吸附量由大到小依次为黑土(4 703～10 598 mg·kg~(-1))、水稻土(2 804～4 100 mg·kg~(-1))和砖红壤(2 387～3 906 mg·kg~(-1));Freundlich拟合参数n值由小到大依次为砖红壤(0.13～0.19)、水稻土(0.28～0.43)、黑土(0.27～0.65)和红壤(0.91～2.74),这表明砖红壤、水稻土、黑土和红壤对Cd~(2+)的亲和力逐渐减弱。不同秸秆还田方式中,就黑土而言,不添加秸秆的对照组Cd~(2+)吸附量最高,为10 598 mg·kg~(-1);就水稻土和砖红壤而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附量(3 109～4 100 mg·kg~(-1))高于其他秸秆处理(2 387～3 290 mg·kg~(-1))和对照组(2 444～2 872 mg·kg~(-1))。就黑土而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附能(-6.40～-5.01 kJ·mol~(-1))最小;就水稻土、砖红壤和红壤而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附能(-16.67～-3.13 kJ·mol~(-1))对照(-10.54～-2.35 kJ·mol~(-1))其他秸秆处理(-10.66～-2.17 kJ·mol~(-1))。由于灰分中含有无机矿物成分且能增加土壤pH,秸秆焚烧处理可以显著增加土壤对重金属的吸附量和亲和力。针对4种供试土壤,粉碎处理、焚烧处理和发酵处理秸秆还田方式均不适合黑土,比较适合有机质含量较低的土壤。添加焚烧处理秸秆可以有效增加土壤对Cd~(2+)的固定量和亲和力。     

中部地区生物质资源潜力与减排效应估算

能源是战略性资源,是一个国家经济增长和社会发展的重要物质基础。随着中部地区经济的不断增长,对能源的消费量也呈逐渐上升趋势。传统化石能源日益显示出供给和环境两方面的压力,而生物质能源的开发利用具有能源替代和减少二氧化碳排放的效应。中部地区生物质资源丰富,经估算结果如下：第一,2009年农作物秸秆、牲畜粪便和城市垃圾3种生物质资源沼气潜力达839733亿m2,折合标煤7 31475万t;第二,开发利用3种生物质资源可减少二氧化碳排放量53 880 59483 t。据此,提出建议：第一,重点开发利用秸秆、牲畜粪便等农村生物质资源;第二,为中部地区生物质资源转化为生物质能源产品进而实现减排效应创造支撑条件     

对陕西秸秆综合利用的再认识

秸秆作为一种可再生生物质资源,在全球气候变暖、能源匮乏、粮食生产后劲不足的情况下,合理而充分地利用作物秸秆意义重大。本文对陕西省目前的秸秆综合利用状况进行了分析,并提出了一些提高利用率的建议和对策。     

生姜秸秆基多孔活性炭的研制及吸附性能研究

文章以生姜秸秆为原料,采用氯化锌活化法制备生姜秸秆基多孔活性炭,优化材料最佳制备条件。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、氮气吸附物理分析仪、傅里叶红外光谱和拉曼光谱等表征手段对生姜秸秆基多孔活性炭形貌结构以及化学组成等进行分析,并考察溶液pH值、吸附时间、温度和初始浓度对其吸附亚甲基蓝(MB)染料的影响。结果表明：生姜秸秆基多孔活性炭最佳制备条件为氯化锌与生姜秸秆质量比2∶1、活化温度500℃、活化时间1 h。制备活性炭具有大量的孔径结构和丰富的表面基团,对MB吸附效果明显,吸附量最高可达565.0 mg/g。溶液pH、初始浓度、吸附时间和温度对活性炭吸附性能有一定影响,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温线模型。该研究制备的生姜秸秆基多孔活性炭材料结构和吸附性能优良,可作为优质吸附剂应用于污水处理领域,同时为生姜秸秆的资源化利用提供新途径。     

农作物秸秆燃烧PM2.5排放因子的研究

农作物秸秆燃烧是一类重要的生物质燃烧形式,已是大气细粒子的来源之一.建立了实验室模拟-稀释通道采样系统,并利用这一系统测定了浙江、四川、河南、河北、北京(主要粮食产区)五地的玉米、小麦和水稻秸秆燃烧过程中PM_2.5的排放因子.结果表明:实验室模拟明火燃烧的w(PM_2.5)为7.2～39.0 g/kg,与文献[5],[7]～[8]中野外燃烧结果相似,表明两者燃烧状态具有相似性;排放因子受秸秆燃烧状态影响显著,闷火燃烧为明火燃烧的2.4～11.5倍;同时,农作物种类不同PM_2.5排放因子也存在明显差别;而排放因子随秸秆生长地域变化比较小.      

耕作深度调控秸秆还田对农田土壤呼吸的影响

秸秆还田和耕作深度处理是影响农田土壤呼吸最重要的农业管理措施之一,但二者交互作用影响农田土壤呼吸的机制尚不清楚.基于此,针对中国的旱地农田生态系统,利用已发表的116篇研究论文,借助Meta分析技术,探究秸秆还田和耕作深度处理及其二者交互作用对农田土壤呼吸的影响及其调控因素,为农田生态系统实现“碳中和”提供重要的数据支撑和理论依据.结果表明,免耕导致土壤呼吸减少了8.3%,而浅耕和深耕处理对土壤呼吸的影响不显著,但对土壤呼吸的增加量仍呈现出深耕>浅耕>免耕的趋势.虽然,浅耕和深耕对土壤呼吸和土壤有机碳（SOC）的影响均相对较小,但是免耕导致土壤呼吸减少了8.3%的同时却又导致SOC增加了7.05%,因此实施免耕措施对农田土壤固碳减排具有重要意义.此外,耕作深度会显著调控秸秆还田对土壤呼吸的影响,且土壤呼吸的增加量呈现出深耕秸秆还田>浅耕秸秆还田>免耕秸秆还田的趋势,整体平均增加了14.51%.秸秆还田后不同深度耕作处理下土壤呼吸的增加量与土壤容重、农作物产量、土壤有机碳、以及土壤温度和水分的改变量密切相关,且对土壤呼吸增加量的贡献呈现出土壤容重>农作物产量>土壤有机碳>土壤水分>土壤温度的趋势.虽然SOC在深耕秸秆还田、浅耕秸秆还田和免耕秸秆还田处理下分别增加了29.32%、10.12%和23.94%,但是土壤呼吸在深耕秸秆还田和浅耕秸秆还田处理分别增加了29.32%和18.92%,而在免耕秸秆还田处理下仅增加1.2%.所以,免耕秸秆还田也有利于农田土壤固碳减排.因此,在中国的旱地农田生态系统中,耕作深度会调控秸秆还田对土壤呼吸的影响程度,而这种调控主要与土壤理化性质有关,尤其与土壤容重关系最为紧密,且免耕和免耕秸秆还田均是有利于农田土壤固碳减排的重要农业管理措施.     

秸秆还田和添加生物炭对热带地区稻菜轮作体系中淹水后土壤温室气体排放的影响

热区稻菜轮作系统瓜菜季施肥后大量硝态氮积累,导致后续的水稻季淹水后硝态氮的淋失以及大量N₂O排放,使氮素损失以及温室效应加剧.如何提高硝态氮利用率,减少N₂O排放成为了亟待解决的问题.试验共设置6个处理：添加200 mg·kg^-1 （以N计,下同）KNO₃（CK）;添加200 mg·kg^-1 KNO₃+2%生物炭（B）;添加200 mg·kg^-1 KNO₃和1%花生秸秆（P）;添加200 mg·kg^-1 KNO₃+2%生物炭+1%花生秸秆（P+B）;添加200 mg·kg^-1 KNO₃+1%水稻秸秆（R）;添加200 mg·kg^-1 KNO₃+2%生物炭+1%水稻秸秆（R+B）,进行114 d的25℃恒温淹水培养,来探究有机物料添加对土壤淹水后温室气体排放和氮素利用的影响.结果表明,与CK相比,添加秸秆或秸秆和生物炭配施显著增加了土壤pH（P<0.05）;B和P处理分别显著增加了41.6%和28.5%的N₂O累计排放（P<0.05）,P+B、R和R+B处理分别显著降低了14.1%、24.7%和36.7%的N₂O累计排放（P<0.05）;添加秸秆增加了净温室气体增温潜势（NGWP）,增施椰壳生物炭能够显著减缓秸秆对NGWP的影响（P<0.05）,秸秆和生物炭配合施用降低了NGWP,其中P+B显著降低NGWP（P<0.05）,R+B不显著;添加秸秆或生物炭显著增加了土壤微生物量碳（MBC）（P<0.05）,P+B最高,为502.26 mg·kg^-1;秸秆和生物炭配施增加了土壤微生物量氮（MBN）,P+B最高.N₂O排放通量与pH呈极显著负相关（P<0.01）,与NH₄⁺-N和NO₃^--N呈极显著正相关（P<0.01）;N₂O累计排放量与MBN呈极显著负相关（P<0.01）;NO₃^--N与MBN呈显著负相关（P<0.05）,说明硝态氮的减少可能被微生物固持,微生物对硝态氮固持的增加也减少了N₂O排放.综上所述,花生秸秆和椰壳生物炭配合施用能够显著抑制N₂O排放,增加土壤MBC和MBN,是一种海南瓜菜季后充分利用氮肥,减少氮素损失,减缓N₂O排放的一种合理措施.