科研产出
玉米秸秆固态和液态厌氧发酵产气性能与微生物种类比较研究
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：厌氧发酵产沼气是中国绿色农业发展过程处理农业废弃物的重要手段,该文以玉米秸秆为研究对象,开展液态、固态厌氧发酵产气性能、微生物系统多样性及演替规律的比较研究,得出如下结论:固态发酵总固体(TS)产气率及甲烷转化率略低于液态发酵,发酵结束后,前者沼液中N、P、C的含量要低于后者;乙酸是两发酵体系挥发性脂肪酸(VFAs)的主要组成,占总VFAs的70%以上。高通量测序结果发现,2个发酵系统中细菌主要以Bacteroidetes、Firmicutes、Proteobacteria、Cloacimonetes、Synergistetes及Verrucomicrobia为主,这6类菌群占总克隆数的80%以上。而Methanosaeta,Methanospirillum,Methanocorpusculum以及Methanoculleus是两系统优势古菌,并且随消化过程的进行,古菌群落呈现由乙酸型向氢营养型转变的趋势。发酵结束后,上述2类古菌在群落中的占比基本持平。对微生物多样性的聚类分析结果显示,在发酵第4天和第8天后,2个系统中细菌与古菌群落结构的差异逐渐明显。进一步分析表明,影响玉米秸秆液态发酵微生态结构的主要环境因子为乙酸,秸秆纤维素水解可能是制约物能转化率的关键过程;总磷(TP)是影响固态发酵系统微生态结构的关键环境因子,而如何增加产甲烷古菌的生物量是提高原料产气率的关键。该研究结果为调控玉米秸秆厌氧发酵过程、提高其生物降解效率提供了科学依据。
关键词： 秸秆 发酵 甲烷 玉米秸秆 固态厌氧发酵 液态厌氧发酵 微生物群落
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秸秆-膨润土-PAM改良材料对不同类型土壤中腐殖质含量的影响
《中国农学通报 》 2015 CSCD
摘要：土壤有机质是土壤肥力的重要因素,土壤腐殖质是土壤有机质的主体,为了提高土壤腐殖质含量,将秸秆、膨润土和聚丙烯酰胺(PAM)按不同配比配制作为改良材料,研究改良材料配比、时间等因素对四川省宜宾市3种类型土壤腐殖质含量的影响。结果表明,添加秸秆改良材料后,土壤腐殖质含量相比对照处理有显著提高,且随膨润土和PAM施用量的增加,对土壤腐殖质含量的改善效果更好。随着改良材料施入时间的延长,冲积土和灰棕紫泥腐殖质含量在前3个月先减小,后3个月趋于稳定;而暗紫红泥的腐殖质含量在前3个月先增加,后3个月呈现下降趋势,但比2009年12月土壤腐殖质含量高。可见,改良材料的施入,能有效的防止土壤腐殖质的流失。
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不同预处理方式下水稻秸秆厌氧消化性能比较
《农业工程学报 》 2015 EI 北大核心 CSCD
摘要：以水稻秸秆为原料,在恒温35℃和料液总固体质量分数为5%的条件下,以实验室内培养的不产气厌氧活性污泥为接种物,研究了稀碱水解、尿素氨化、生物酶解以及沼液预处理4种不同方式对秸秆厌氧发酵物能转化率、发酵周期、失重率以及木质纤维含量等方面的影响。结果表明,1.5%NaOH及6d生物预处理可明显改善水稻秸秆干物质(totalsolid,TS)产气率,较空白分别提高44.0%和44.6%。0.4%低质量分数尿素预处理无法有效改善水稻秸秆的甲烷转化率,但通过调节C/N比可明显缩短发酵周期。与其他3种预处理相比,沼液预处理在提高秸秆物能转化率、缩短产气周期方面均有优势,其TS产气率达到333.9mL/g,TS产甲烷率达到180.7mL/g,分别较空白提高27.9%和21.2%。通过对厌氧发酵前后稻秆木质纤维含量比较分析,产气率与失重率有一定的关联,1.5%NaOH处理样品发酵后纤维素、半纤维素损失最大,但沼液中高浓度的COD增加了后续处理的难度。因此秸秆沼气工程预处理方式的选择不仅需要考虑产气率的提升,也要顾及沼液后续处理等问题。沼液预处理可能成为今后水稻秸秆沼气工程较理想的方式。
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