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秸秆腐解剂对番茄秸秆发酵过程、养分含量和腐熟度的影响

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上海蔬菜 2024年第1期 58-61页

作者：张飞雪周肖喻周利利王丰颖王光燕陈丽萍陈建平沈卫新李艳冬赵根浙江省湖州市农业科学研究院浙江湖州313000

秸秆腐解剂富含高效微物生菌,能加速秸秆腐熟,已逐渐在农业生产中推广应用。为探明秸秆腐解剂对番茄秸秆发酵过程、养分含量和腐熟度的影响,作者开展了相关试验。试验结果表明,添加秸秆腐解剂处理在堆沤第4 d料堆温度达到最高(67℃),且... 详细信息

秸秆腐解剂富含高效微物生菌,能加速秸秆腐熟,已逐渐在农业生产中推广应用。为探明秸秆腐解剂对番茄秸秆发酵过程、养分含量和腐熟度的影响,作者开展了相关试验。试验结果表明,添加秸秆腐解剂处理在堆沤第4 d料堆温度达到最高(67℃),且高温期持续时间较长;番茄秸秆堆沤期间,料堆的有机碳含量、全氮含量、pH值逐渐下降,全磷、全钾和腐植酸含量有一定程度增加,不添加秸秆腐解剂处理料堆的全钾含量增幅大于添加秸秆腐解剂处理,其余指标的增加或降低幅度小于添加秸秆腐解剂处理;不添加秸秆腐解剂处理的种子发芽指数为75%,添加秸秆腐解剂处理的发芽指数达79%。由此可见,在番茄秸秆堆制发酵过程中添加秸秆腐解剂可以显著提高料堆温度和腐熟程度,料堆的有机碳和全氮含量降低速度快,堆肥使用安全性高。

关键词：秸秆腐解剂番茄秸秆好氧堆肥养分含量腐熟度

不同反应条件下番茄秸秆水热生物炭的理化性质和微观结构变化

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河南农业科学 2023年第5期52卷 170-180页

作者：黄家庆刘岑薇叶菁王义祥任丽花福建省农业科学院农业生态研究所/福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福建福州350013 福建省农业科学院土壤肥料研究所福建福州350013 福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所福建福州350003

为探究炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭(TSHB)微观结构、理化性质、主要成分及炭化效率的影响,并获得高效的炭化条件,采用低耗能的水热炭化法将番茄秸秆裂解为番茄秸秆水热生物炭。设置3个炭化温度(180、220、260℃)和4个裂解时... 详细信息

为探究炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭(TSHB)微观结构、理化性质、主要成分及炭化效率的影响,并获得高效的炭化条件,采用低耗能的水热炭化法将番茄秸秆裂解为番茄秸秆水热生物炭。设置3个炭化温度(180、220、260℃)和4个裂解时间(2、4、6、8 h),共12个处理,研究不同组合的炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭形貌结构、功能基团、pH值、电导率(EC值)、生物炭成分的影响,并分析番茄秸秆水热生物炭主要成分的变化。结果表明,番茄秸秆多孔且中空的维管束结构有利于水分和热量在番茄秸秆内部的快速传递,增加水热炭化温度能加速破坏番茄秸秆维管束结构和将条状番茄秸秆炭化为颗粒状水热生物炭。番茄秸秆水热生物炭的功能基团主要是脂肪醚C-O、烷烃C-H、饱和脂肪酸酯C-O、胺C-N以及细胞壁基团C-O、C=O、C-N、C-O-C。提高炭化温度可增加番茄秸秆水热生物炭功能基团数量,但炭化温度达到260℃时,明显破坏且大幅度减少番茄秸秆水热生物炭功能基团数量。水热炭化法制备的番茄秸秆水热生物炭为酸性生物炭(pH值5.13~5.33)。在相同的裂解时间下,相较于180℃和260℃炭化温度,220℃炭化温度制备的番茄秸秆水热生物炭均获得最高的EC值(6 213~7 899μs/cm),但裂解时间从2 h延长到8 h,番茄秸秆水热生物炭EC值大幅下降18.19%~26.92%。提高炭化温度和延长裂解时间均显著增加番茄秸秆水热生物炭固定碳含量(2.23~27.99个百分点),但降低番茄秸秆水热生物炭挥发分含量(2.46~30.97个百分点)。提高炭化温度能增加番茄秸秆水热生物炭的总有机碳含量及全氮、灰分含量,增加幅度分别为10.63~29.91、0.58~0.87、1.82~3.09个百分点。综上,相对于延长裂解时间,提高水热炭化温度能更有效地提高番茄秸秆的炭化效率,增加番茄秸秆水热生物炭的氮氧功能基团数量及固定碳、全氮含量。水热炭化温度是决定番茄秸秆水热生物炭微观结构、功能基团、pH值、主要成分的关键因素,220℃炭化温度和4~6 h裂解时间是水热炭化法制备番茄秸秆水热生物炭较为合适的炭化条件。

关键词：番茄秸秆水热生物炭炭化温度功能基团

番茄秸秆与发酵菌种立式螺旋混合设备参数优化

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农业机械学报 2016年第11期47卷 114-120页

作者：李萍萍吴硕张西良王纪章徐云峰江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013 南京林业大学生物与环境学院南京210037 江苏大学机械工程学院镇江212013

针对番茄秸秆基质化造肥处理过程中秸秆碎料与发酵菌种难以混合问题,提出立式螺旋混合搅拌装置。通过对物料的动力学分析、立式螺旋混合的离散元仿真分析和试验表明,混合3 min以后,混合变异系数小于10%,平均功耗小于0.078 1 k W,验证了... 详细信息

针对番茄秸秆基质化造肥处理过程中秸秆碎料与发酵菌种难以混合问题,提出立式螺旋混合搅拌装置。通过对物料的动力学分析、立式螺旋混合的离散元仿真分析和试验表明,混合3 min以后,混合变异系数小于10%,平均功耗小于0.078 1 k W,验证了对秸秆基质化处理的可行性;随搅拌叶片螺距增加,混合变异系数得到降低,功耗呈先增大后减小的趋势;随搅拌叶片转速的增加,混合变异系数同样得到降低,功耗呈大幅度提高的趋势;随填料高度的增加,混合变异系数和功耗呈增加趋势;影响混合变异系数的主次顺序依次为螺距、转速和填料高度。构建了混合变异系数与结构和工作参数的数学模型,并进行优化,得到当填料高度440 mm、转速30 r/min、螺距400 mm时,物料混合变异系数最优为4.3%;将离散元仿真功耗与试验值进行对比,误差均值为13.5%,验证了仿真结果的正确性。

关键词：番茄秸秆发酵菌种基质化混合搅拌装置参数优化

不同发酵方式对番茄秸秆细菌群落及产物应用效果的影响

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不同发酵方式对番茄秸秆细菌群落及产物应用效果的影响

作者：徐晓东西北农林科技大学

学位级别：硕士

我国是番茄生产大国,农业生产中产生的废弃番茄秸秆若不经过适宜处理容易污染环境,危害人体健康。农业废弃资源的可持续利用是目前三农工作的重要课题。好氧和厌氧发酵是处理秸秆资源相对经济有效的方法。因其发酵产物中含有大量营养物... 详细信息

我国是番茄生产大国,农业生产中产生的废弃番茄秸秆若不经过适宜处理容易污染环境,危害人体健康。农业废弃资源的可持续利用是目前三农工作的重要课题。好氧和厌氧发酵是处理秸秆资源相对经济有效的方法。因其发酵产物中含有大量营养物质被用来栽培作物,这些营养物质是通过细菌群落的活动来进行代谢转化,而目前有关番茄秸秆好氧和厌氧发酵中细菌群落多样性的研究鲜有报道。因此本研究首先通过番茄秸秆发酵试验研究了番茄秸秆好氧和厌氧发酵过程中的理化性质、有效养分、腐殖质组分含量以及细菌群落多样性的差异。另外,利用番茄秸秆好氧和厌氧发酵固体产物为栽培基质,厌氧发酵液为栽培营养液盆栽番茄,探究了两种发酵方式的发酵产物在番茄本身上的应用效果。这对于蔬菜秸秆废弃物资源化利用工艺的优化具有重要意义。主要研究结果如下:1.利用番茄秸秆为发酵原料,通过发酵试验研究了好氧和厌氧处理过程中理化参数、有效养分以及腐殖质组分含量的变化,以阐明其养分积累情况。研究结果表明:好氧和厌氧发酵对番茄秸秆发酵过程中有效养分和腐殖质组分含量影响显著,在发酵完成时,好氧发酵中硝态氮(NO-N)、速效磷(AP)、有效钾(AK)、富里酸(FA)含量较厌氧发酵分别高1250.04 mg·kg,80.34%,161.39%和49.31%,而厌氧发酵中铵态氮(NH-N)、胡敏酸(HA)、腐殖质(HS)含量较好氧发酵分别高309.07%、31.18%、17.38%。这些结果表明番茄秸秆好氧发酵的有效养分积累能力相对更强,而这可能是通过细菌群落活动来实现的。2.采用高通量测序技术和生物信息学手段研究了番茄秸秆好氧和厌氧发酵过程中细菌群落多样性以及与养分含量的关系。研究结果表明:番茄秸秆好氧和厌氧发酵过程中的细菌群落多样性差异显著。好氧发酵中的厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度更高,分别为24.93%和12.76%;厌氧发酵中的拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度更高,同为33.82%。在细菌属水平上,芽孢杆菌属(Bacillus)、Fodinicurvataceae＿unclassified、Luteimonas和葡萄球菌属(Staphylococcus)是好氧发酵中的主要细菌属;拟杆菌属(Bacteroides)、Macelli Bacteroides、葡萄球菌属(Staphylococcus)和肠杆菌属(Enterobacter)是厌氧发酵中的主要细菌属。好氧发酵中有优势细菌属相互作用更强,对于病原菌的去除效果更好。EC和温度分别是影响好氧和厌氧发酵最主要的环境因子。3.Pearson相关性分析表明,好氧发酵中Anseongella、Galbibacter、Membranicola、S0134＿terstrical＿group＿unclassified、unclassified、Actinomadura、B17BS＿unclassified、Luteimonas和Truepera是影响HA、NO-N、AK含量变化的关键细菌属,Bacillus、Limnochordaceae＿unclassified和Thermobacillus是影响NH-N含量变化的关键细菌属,Bacillus和Thermobacillus是影响AP含量变化的关键细菌属。厌氧发酵中,Clostridiales＿vadin BB60＿group＿unclassified和Synergistaceae＿unclassified是影响NH-N含量变化的关键细菌属;Brachybacterium、Staphylococcus、Enterobacter、Siccibacter、Klebsiella、Cellvibrio和Sphingobacterium是影响AP、AK、FA含量变化的关键细菌属。Acinetobacter、Citrobacter、Comamonas是影响总氮(TN)和HA含量变化的关键细菌属。4.采用盆栽方式,研究了番茄秸秆好氧和厌氧发酵产物对番茄生长、产量和品质的影响,以评估番茄秸秆循环利用效果。研究结果表明:采用厌氧营养液浇灌番茄植株,其株高、茎粗、叶绿素含量、光合参数以及产量与对照(CK)无显著差异,但可以明显提高番茄果实中的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和维生素C含量,降低硝酸盐的含量。采用好氧基质栽培番茄其株高、茎粗在生长后期与对照(CK)无显著差异,光合参数与对照(CK)无显著差异,叶绿素含量较对照(CK)偏低,但能够提高番茄果实产量,显著提高果实可溶性蛋白含量,降低番茄果实中的硝酸盐含量。以上结果表明番茄秸秆好氧发酵对养分积累和细菌群落活动具有积极促进作用,其固体产物作为栽培基质能够提高番茄果实产量和品质。番茄秸秆厌氧发酵液在番茄栽培效果上可以基本代替山崎营养液。

关键词：番茄秸秆好氧发酵厌氧发酵细菌群落综合利用

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番茄秸秆发酵产物循环利用效果研究

陕西农业科学 2022年第6期68卷 27-32,37页

作者：徐晓东虞慧彬白雅晖杨振超西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100

我国农业秸秆资源丰富,是全球生产秸秆最多的国家之一。为实现农业秸秆变废为宝,废弃资源重复利用,达到保护生态环境、降低生产成本的目的。本试验通过盆栽的方法,研究施用好氧和厌氧发酵固体产物作为基质、厌氧发酵液作为营养液栽培番... 详细信息

我国农业秸秆资源丰富,是全球生产秸秆最多的国家之一。为实现农业秸秆变废为宝,废弃资源重复利用,达到保护生态环境、降低生产成本的目的。本试验通过盆栽的方法,研究施用好氧和厌氧发酵固体产物作为基质、厌氧发酵液作为营养液栽培番茄对番茄产量和品质的影响,旨为番茄秸秆循环利用技术提供科学理论依据。研究结果表明:①厌氧营养液(T1)栽培的番茄品质最好,维生素C和可溶性蛋白含量分别较CK高20.44%和133.33%,产量与CK无显著差异。②番茄好氧基质栽培(T2)的单株产量最高,较CK高48.26%,其可溶性蛋白含量较CK高111.11%,硝酸盐含量较CK低31.86%。总体而言,利用厌氧营养液栽培番茄单株产量较好,品质最高;利用好氧基质栽培番茄单株产量最高、综合品质较好。

关键词：番茄秸秆发酵产物循环利用番茄产量番茄品质

番茄秸秆固定化芽孢杆菌M1对3环PAHs污染老化土壤修复效果

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农业资源与环境学报 2019年第6期36卷 806-813页

作者：李岩李成张小雪冯煊王伟冯圣东宁国辉王小敏杨志新河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001 河北省农田生态环境重点实验室河北保定071001

为探讨固定化微生物对煤矿区3环PAHs污染老化土壤的修复效果,以番茄秸秆为固定化载体材料,通过"吸附-包埋-交联法"形成了固定化芽孢杆菌微球,并采用土培试验对煤矿区土壤3环PAHs去除进行研究。结果表明,游离芽孢杆菌M1对煤矿区污染老化... 详细信息

为探讨固定化微生物对煤矿区3环PAHs污染老化土壤的修复效果,以番茄秸秆为固定化载体材料,通过"吸附-包埋-交联法"形成了固定化芽孢杆菌微球,并采用土培试验对煤矿区土壤3环PAHs去除进行研究。结果表明,游离芽孢杆菌M1对煤矿区污染老化土壤单体芴(Flu)、菲(Phe)和蒽(Anth)的去除随接菌量的增加先升高后降低。在接菌量为1%、10%、20%(体积质量比)的游离芽孢杆菌处理中,10%处理(B2M1)对土壤Phe的去除率最高,为21.35%。不同接菌量的固定化芽孢杆菌M1微球处理对3种PAHs的去除率显著高于微球基质处理,其中,接菌量20%的固定化芽孢杆菌处理(X3M1)对土壤Flu的去除率最高,达95.25%,比不含M1菌株的番茄秸秆微球基质处理(X3)提高了12.03个百分点。对比分析扣除微球基质后的固定化M1与添加同等菌量的游离M1去除结果看出,经固定化后的菌株M1比游离菌M1显著促进了对煤矿区污染老化土壤3环PAHs的去除,不同接菌量对单体Flu和Anth去除率为72.17%~75.52%和8.97%~28.88%,分别比游离菌增加了64.10~72.31个百分点和8.13~15.24个百分点,单体Phe 1%接菌量处理比游离菌提高了5.07个百分点。从土壤酶活性看,土壤过氧化氢酶活性在固定化M1三种剂量处理下均显著高于微球基质和游离菌M1处理,随剂量增加依次是游离菌处理的1.16、1.23倍和1.20倍,是微球基质处理的1.28、1.19倍和1.16倍,与3环PAHs的去除率规律相一致,而固定化M1处理多酚氧化酶、过氧化物酶和纤维素酶活性相对于游离菌处理有不同程度的降低。综上,固定化芽孢杆菌M1对土壤3环PAHs去除具有显著促进作用,为煤矿区PAHs污染老化土壤原位修复的应用提供了重要技术参数与支撑。

关键词：番茄秸秆游离菌固定化芽孢杆菌 3环PAHs 土壤酶活性

番茄秸秆复合基质对温室黄瓜生长、产量及果实品质的影响

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新疆农业科学 2020年第1期57卷 78-85页

作者：时振宇陈健贾凯程云霞刘迁杰崔拥民吴慧新疆农业大学林学与园艺学院乌鲁木齐830052 和田地区农业技术推广中心新疆和田848000 新疆沙田农业综合开发有限公司新疆和田848000

【目的】筛选出适合新疆和田地区沙漠日光温室黄瓜生长可部分或全部替代椰糠的番茄秸秆栽培基质配方。【方法】将番茄秸秆与椰糠、沙子、鸡粪按照不同体积比配成复合基质,采用随机区组的方法,设置5个处理和1个对照,以中蔬128黄瓜为材料... 详细信息

【目的】筛选出适合新疆和田地区沙漠日光温室黄瓜生长可部分或全部替代椰糠的番茄秸秆栽培基质配方。【方法】将番茄秸秆与椰糠、沙子、鸡粪按照不同体积比配成复合基质,采用随机区组的方法,设置5个处理和1个对照,以中蔬128黄瓜为材料进行栽培试验。【结果】番茄秸秆不同配比基质对黄瓜的生长有显著的影响,利用隶属函数对黄瓜生长指标、生理指标及产量进行综合评价,栽培效果最好的是处理T3(番茄秸秆∶椰糠∶鸡粪∶沙子=40∶5∶5∶50),在盛果期的株高为220.66 cm,茎粗9.88 mm,果实可溶性糖为1.89%,可溶性蛋白为7.47 mg/g,单果重为226.32 g,单株产量2.71 kg,产量10870.66 kg/667m 2,均优于对照;T3的隶属函数平均值最大,为0.76,各指标隶属函数平均值大小依次是T3>T2>T1>CK>T4>T5。【结论】番茄秸秆可以部分替代椰糠且T3复合基质(番茄秸秆∶椰糠∶鸡粪∶沙子=40∶5∶5∶50)可作为和田地区沙漠日光温室黄瓜生长的栽培基质在生产中推广应用。

关键词：番茄秸秆复配基质黄瓜生长产量果实品质

番茄秸秆高温堆肥作为番茄育苗基质的循环利用研究

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中国土壤与肥料 2016年第1期 102-106页

作者：耿凤展李荣华高波蔡华王达菲葛梦娇杨振超西北农林科技大学园艺学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

以番茄秸秆和牛粪为原料,进行了为期30 d的高温好氧堆肥,探讨番茄秸秆堆肥作为番茄育苗基质的可行性。结果表明,堆体温度55℃以上共计9 d,可有效杀灭致病菌;p H值在微碱性范围内呈先升高后下降的变化趋势;电导率在4~5 m S·cm-1的范围内... 详细信息

以番茄秸秆和牛粪为原料,进行了为期30 d的高温好氧堆肥,探讨番茄秸秆堆肥作为番茄育苗基质的可行性。结果表明,堆体温度55℃以上共计9 d,可有效杀灭致病菌;p H值在微碱性范围内呈先升高后下降的变化趋势;电导率在4~5 m S·cm-1的范围内,呈现先下降后上升的变化过程。堆肥30 d后,C/N由最初的25降低到20以下,发芽指数增加到61%,堆肥基本腐熟。番茄秸秆堆肥与蛭石混配后培育番茄幼苗,从株高、茎粗和壮苗指数等形态指标分析,番茄幼苗均生长良好。综合分析发芽率和壮苗指数等,堆肥与蛭石体积比为1∶4的混配基质育苗效果较好。

关键词：番茄秸秆牛粪高温堆肥育苗基质

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基于离散元法的番茄秸秆立式螺旋混合机理

排灌机械工程学报 2018年第8期36卷 719-724页

作者：吴硕李萍萍张西良徐云峰刘继展王纪章江苏大学农业装备工程学院江苏镇江212013 江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室江苏镇江212013 南京林业大学生物与环境学院江苏南京210037 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

对番茄秸秆碎料的本征参数和接触参数进行测定,以物料自然休止角为判断依据,通过正交试验法标定离散元仿真参数组合,并分别进行仿真试验和样机试验,分析发现:桶内物料颗粒宏观上为对流混合过程;物料颗粒与叶片表面法向方向形成一定角度... 详细信息

对番茄秸秆碎料的本征参数和接触参数进行测定,以物料自然休止角为判断依据,通过正交试验法标定离散元仿真参数组合,并分别进行仿真试验和样机试验,分析发现:桶内物料颗粒宏观上为对流混合过程;物料颗粒与叶片表面法向方向形成一定角度做发散运动,距离叶片越远,颗粒速度越小;上下叶片之间存在很多湍流区域,无明显直径方向上扩散运动过程;叶片转速提高、螺距增大、填充高度降低都有利于物料混合均匀,揭示的高效混合机理为后期设备的开发与优化提供理论基础.

关键词：番茄秸秆自然休止角离散元法参数标定高效混合机理