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水稻秸秆预处理对猪粪高温堆肥过程中磷素形态变化的影响

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植物营养与肥料学报 2019年第6期25卷 963-971页

作者：王砚李念念朱端卫周文兵陈焰鑫伍玉鹏华中农业大学资源与环境学院武汉430070 农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070 生猪健康养殖协同创新中心武汉430070

[目的]明确秸秆预处理加快堆肥效率的同时,考察其是否能对堆体中磷的转化产生影响。[方法]通过添加秸秆腐熟剂(B)和氢氧化钙(C)分别对水稻秸秆进行10 d(B1、C1)和20 d(B2、C2)的预处理静态堆置,以无预处理的秸秆为对照(CK),与猪粪按比... 详细信息

[目的]明确秸秆预处理加快堆肥效率的同时,考察其是否能对堆体中磷的转化产生影响。[方法]通过添加秸秆腐熟剂(B)和氢氧化钙(C)分别对水稻秸秆进行10 d(B1、C1)和20 d(B2、C2)的预处理静态堆置,以无预处理的秸秆为对照(CK),与猪粪按比例混合后进行好氧堆肥。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了水稻秸秆的改变程度,并用传统方法分级测定了堆肥过程中连续浸提的磷形态。[结果]秸秆腐熟剂预处理对秸秆结构破坏性更强,且预处理时间越长效果越好。秸秆腐熟剂预处理可缩短堆肥高温期,促进水稻秸秆与猪粪混合堆肥的进程,而氢氧化钙预处理则并无明显效果。堆肥结束后,C1和C2的总磷含量分别为26.47和23.68 g/kg,CK为22.51 g/kg;而B1和B2处理分别高达29.84和32.88g/kg。不同处理堆体中各形态磷含量差异较大,但整体来看各形态总磷含量高低依次为HCl-P>NaHCO3-P>H2O-P>NaOH-P。从植物有效磷(H2O-P+NaHCO3-P)含量上来看,秸秆腐熟剂预处理效果要优于氢氧化钙预处理(B1和B2分别为14.44和13.74 g/kg,C1和C2分别为12.27和12.02 g/kg)。不同的秸秆预处理时间对堆肥过程中磷素形态的转变影响不大,但与氢氧化钙预处理组相比,秸秆腐熟剂预处理更有利于NaOH-Po向NaOH-Pi的转化。[结论]秸秆腐熟剂对水稻秸秆进行预处理破坏性强于氢氧化钙预处理,且预处理时间越长效果越好。预处理有利于促进秸秆、猪粪混合堆肥过程中磷植物有效性的提高,且秸秆腐熟剂预处理效果要优于氢氧化钙预处理。

关键词：秸秆预处理猪粪堆肥秸秆腐熟剂氢氧化钙磷素形态

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秸秆预处理复合菌剂

农技服务 2006年第7期23卷 61-61页

作者：李唯一

该菌剂由中国科学院成都生物所（电话：028-85220920）廖银章研究员等研制。其用于秸秆的预处理，可扩大产沼气的原料范围，使秸秆在无任何畜禽粪便的情况下也可产生沼气．

关键词：秸秆预处理复合菌剂中国科学院畜禽粪便研究员沼气

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秸秆预处理方法的筛选

化工时刊 2008年第7期22卷 22-26页

作者：唐锘南京工业大学江苏南京210009

农作物秸秆组分结构特殊,秸秆中的木质纤维素很难被酸和酶降解。解决了木质素的降解问题,就能提高秸秆的降解性能。研究开发适宜的预处理技术是一种重要的降解木质素方法。通过预处理技术,使木质纤维素首先降解成简单成分,从而有利于随... 详细信息

农作物秸秆组分结构特殊,秸秆中的木质纤维素很难被酸和酶降解。解决了木质素的降解问题,就能提高秸秆的降解性能。研究开发适宜的预处理技术是一种重要的降解木质素方法。通过预处理技术,使木质纤维素首先降解成简单成分,从而有利于随后的厌氧消化过程。通过试验,分析了不同的预处理方法对秸秆组分降解率的影响和污泥预处理方法的筛选,最终得出:最佳预处理方法为稀硫酸预处理法,处理条件如下:硫酸浓度:0.7%;处理温度:121℃;预处理时间:1 h。

关键词：秸秆预处理污泥预处理木质素降解厌氧发酵

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秸秆生产乙醇预处理关键技术

化学进展 2007年第7期19卷 1122-1128页

作者：孙君社苏东海刘莉中国农业大学食品科学与营养工程学院北京100083 北京电子科技职业学院北京100029

乙醇是一种很有希望替代有限石油的燃料。目前燃料乙醇已在我国部分省市得到应用。我国目前燃料乙醇生产的主要原料是陈化粮,但我国陈化粮可用于燃料乙醇生产的量十分有限。真正可大量转化乙醇的应是纤维质材料。纤维质材料转化乙醇的... 详细信息

乙醇是一种很有希望替代有限石油的燃料。目前燃料乙醇已在我国部分省市得到应用。我国目前燃料乙醇生产的主要原料是陈化粮,但我国陈化粮可用于燃料乙醇生产的量十分有限。真正可大量转化乙醇的应是纤维质材料。纤维质材料转化乙醇的挑战性问题是产量偏低、成本偏高。纤维质材料的预处理是转化乙醇过程中的关键步骤,该步骤的优化可明显提高纤维素的水解率,进而降低乙醇的生产成本。本文总结了纤维质材料预处理的各种方法,对各种方法的优缺点进行了综述和分析,并对生物质预处理技术发展的前景进行了展望。

关键词：秸秆预处理纤维素水解乙醇生产

新型体外产气法(非瘤胃液)的建立及对两种预处理玉米秸秆饲用价值的评估

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饲料工业 2022年第10期43卷 34-40页

作者：肖雷顿耀豪杨曼胡迪梁运祥华中农业大学生命科学技术学院农业微生物学国家重点实验室湖北武汉430070

试验旨在建立一套不使用瘤胃液作为接种物的新型体外产气方法,并利用该方法研究预处理后的玉米秸秆对反刍动物的饲用价值。从接种物驯化、温度、接种物与底物比例(ISR)和碳酸氢钠添加量等维度对新型体外产气法(非瘤胃液)的实施条件进行... 详细信息

试验旨在建立一套不使用瘤胃液作为接种物的新型体外产气方法,并利用该方法研究预处理后的玉米秸秆对反刍动物的饲用价值。从接种物驯化、温度、接种物与底物比例(ISR)和碳酸氢钠添加量等维度对新型体外产气法(非瘤胃液)的实施条件进行筛选和优化,然后对两种预处理(PTⅠ和PTⅡ)玉米秸秆在水洗前后开展体外试验,收集甲烷累积产量。结果表明:①以微晶纤维素为发酵底物筛选出多轮驯化后的工厂污泥作为接种物,进一步优化得到最适厌氧消化条件为55℃、ISR=2、不添加碳酸氢钠,在该条件下能够稳定实现3 d内纤维原料产气潜力的充分释放。②预处理后秸秆产CH_(4)潜力和产CH4速率都有提高,水洗后产CH_(4)潜力和产CH_(4)速率较水洗前有所降低,PTⅡ对体外产气没有抑制作用。③PTⅠ和PTⅡ分别可使秸秆厌氧消化3 d产CH_(4)量提高19.4%和53.4%,据此可推算每克秸秆经PTⅡ处理后瘤胃消化净能约等于0.50 g葡萄糖消化净能。由此可见,以驯化后的厌氧污泥代替新鲜瘤胃液作为接种物进行3 d体外产气试验,是一种评估反刍动物饲用秸秆预处理效果的可行方法。

关键词：体外产气瘤胃液厌氧污泥秸秆预处理粗饲料

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氨基酸离子液体预处理玉米秸秆及处理残液对番茄生长的影响

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氨基酸离子液体预处理玉米秸秆及处理残液对番茄生长的影响

作者：迟晓丽山东农业大学

学位级别：硕士

玉米秸秆中含有大量木质素、半纤维素等难降解物质,难以实现高效利用,故降解前通常需要预处理。基于传统型的离子液体存在毒性强、生物降解性差、处理残液难以利用等缺点,对环境产生二次污染,因此本文选择了安全性高、对环境友好的新型... 详细信息

玉米秸秆中含有大量木质素、半纤维素等难降解物质,难以实现高效利用,故降解前通常需要预处理。基于传统型的离子液体存在毒性强、生物降解性差、处理残液难以利用等缺点,对环境产生二次污染,因此本文选择了安全性高、对环境友好的新型氨基酸离子液体——胆碱脯氨酸盐([Ch][Pro])对玉米秸秆进行预处理。通过单因素实验和响应面分析法对预处理条件进行优化,采用红外光谱扫描和成分分析实验研究[Ch][Pro]对玉米秸秆结构和成分变化的影响,并利用纤维素酶对预处理前后的玉米秸秆进行酶解,验证[Ch][Pro]的预处理效果;并进一步对处理后[Ch][Pro]残液对微生物的毒性及其对盆栽实验条件下番茄生长的影响进行了研究。主要实验结果如下:通过单因素实验选出最佳的反应条件,在此基础上,采用Box-Behnken法对预处理过程中的反应条件进行优化,[Ch][Pro]对玉米秸秆的最佳预处理条件为反应温度92℃、反应时间1.5h、固液比1:13,模型预测的最大木质素提取率为32.55%。验证实验结果与模型的预测值十分接近,表明该结果有效。红外光谱扫描结果表明,[Ch][Pro]对玉米秸秆的复杂结构会造成一定破坏,波长1600cm代表木质素的特征吸收峰,此处的特征峰几乎全部消失,说明[Ch][Pro]降解木质素效果显著。波长1720-1744cm处伸缩振动峰强度减弱,表明[Ch][Pro]可不同程度地去除秸秆中的木质素或半纤维素。成分分析结果表明,[Ch][Pro]处理能降低秸秆中的木质素含量,且降低纤维素的结晶度来提高总糖含量。利用纤维素酶对预处理前后的秸秆酶解48h后,发现预处理后秸秆的酶解率可达64.89%,是预处理前的2.98倍。从处理残液对微生物生长的研究中发现,多粘类芽孢杆菌与150mg·kg的处理残液混合后,在LB平板上可正常生长,且菌落特征明显。将处理残液作用于番茄盆栽中,结果表明:不同浓度的处理残液对番茄植株的生长会产生不同影响。残液处理后的番茄株高、茎粗、鲜重、干重、根系抗氧化酶活性和土壤酶活性等均有不同程度提高,其中50mg·kg残液处理效果最好,番茄的株高、茎粗和鲜重较对照分别提高了44.02%、34.05%和82.77%;叶绿素总量提高了37.10%;根系中SOD、POD和CAT活性分别提高了60.04%、125.56%和123.28%,60天植株根系SOD活性可达81.18 U·g FW,是30天的1.51倍;MDA的含量降低了26.69%;土壤中脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶较对照分别提高了66.67%、92.00%和64.29%,60天土壤中的脲酶活性达1.49 mg·g·d,是30天的4.97倍。番茄根际土壤中的细菌和放线菌的数量增加,真菌的数量减少,使土壤类型从真菌型逐渐转变为细菌型。说明施加处理残液能有效地促进植株的生长,提高植物的光合作用和抗氧化能力,改善土壤微环境,增强土壤肥力,可以作为潜在的肥料资源应用到生产中。

关键词：秸秆预处理胆碱脯氨酸离子液体生物毒性盆栽实验综合利用

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预处理对小麦秸秆糖化及沼气发酵的影响

预处理对小麦秸秆糖化及沼气发酵的影响

作者：杨兴华西北农林科技大学

学位级别：硕士

我国农作物秸秆年产量约有7亿吨，将其用于沼气发酵产生沼气，对于缓解能源危机和减少焚烧造成的环境污染有重要意义。本文研究了预处理方式对小麦秸秆糖化及沼气发酵的影响，结果表明： 1.浸泡预处理可促进小麦秸秆酶解产糖。清水、饱... 详细信息

我国农作物秸秆年产量约有7亿吨，将其用于沼气发酵产生沼气，对于缓解能源危机和减少焚烧造成的环境污染有重要意义。本文研究了预处理方式对小麦秸秆糖化及沼气发酵的影响，结果表明： 1.浸泡预处理可促进小麦秸秆酶解产糖。清水、饱和石灰水及尿素溶液浸泡均能提高小麦秸秆的酶解产糖量。其中经尿素溶液浸泡处理，小麦秸秆酶解产糖量较对照提高130.5%～146.1%，饱和石灰水浸泡处理较对照提高49.3%～79.2%，清水浸泡处理较对照提高27.3%～52.8%。尿素溶液浸泡小麦秸秆的适宜温度为40℃，适宜浸泡时间为3天，最佳尿素浓度为20g·L。 2.纤维素酶用于小麦秸秆预处理可增加小麦秸秆水解时的还原糖产量。随着纤维素酶添加量增加，小麦秸秆水解时的还原糖产量显著提高，增幅为96.4%～199.8%。 3.单接真菌或细菌与真菌混合接种处理小麦秸秆可以提高发酵液中还原糖含量和秸秆酶解产糖量。①利用细菌单独接种进行秸秆预处理不能增加发酵液中还原糖含量。②单接真菌A8进行秸秆预处理不能增加总糖产量，而单接真菌Z27预处理秸秆总糖产量比对照提高14.2%。③细菌与真菌混合接种预处理秸秆总糖产量高于单接真菌或细菌。细菌NH711、NH513、NH511及NH514和真菌A8混合接种处理秸秆总糖产量较单接真菌A8分别提高11.9%、28.3%、9.7%及5.9%。细菌NH711、NH513、NH511及NH514与真菌Z27混合接种处理的总糖产量较单接相应细菌分别提高16.8%、48.7%、61.6%及40.4%。 4.添加速效养分可提高秸秆酶解产糖量。以纯秸秆为原料进行固态发酵时，微生物的生长繁殖能力差，产纤维素酶少，导致秸秆固态发酵及发酵后酶解产生的还原糖较少。向灭菌秸秆固态发酵基质中添加可溶性淀粉和鸡粪均能改善发酵基质营养条件，促进纤维素酶产生菌生长繁殖，增加产酶量，提高秸秆酶解时的产糖量。 5.利用尿素溶液浸泡预处理小麦秸秆可以提高其沼气发酵中的沼气产量和甲烷产量。①常规条件下，尿素溶液浸泡秸秆处理沼气累计产量较清水对照增加6.8%;在接发酵剂进行固态发酵条件下，尿素浸泡秸秆后沼气累计产量较对照提高21.7%。②尿素溶液浸泡秸秆预处理甲烷产量大于对照。其中常规条件下尿素溶液浸泡秸秆预处理甲烷产量较对照高10.9%;固态发酵组尿素溶液浸泡秸秆预处理甲烷产量较对照提高25.0%。

关键词：秸秆预处理秸秆糖化沼气发酵

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碱性双氧水预处理玉米秸秆性质研究

新能源进展 2020年第1期8卷 42-48页

作者：侯明韬邢力新郝慧慧中国建筑材料科学研究总院北京100024 中国建材检验认证集团股份有限公司北京100024 北京化工大学北京100029

使用碱性双氧水对玉米秸秆进行预处理,可以有效提高秸秆的酶解效果。实验表明,最优预处理参数为使用分别占秸秆质量16%的H2O2和25.6%的NaOH,于40℃下预处理秸秆24h。对经不同预处理剂处理后的秸秆进行酶解,发现NaOH及碱性双氧水预处理... 详细信息

使用碱性双氧水对玉米秸秆进行预处理,可以有效提高秸秆的酶解效果。实验表明,最优预处理参数为使用分别占秸秆质量16%的H2O2和25.6%的NaOH,于40℃下预处理秸秆24h。对经不同预处理剂处理后的秸秆进行酶解,发现NaOH及碱性双氧水预处理秸秆的酶解还原糖产量为7.48 g/L和8.26 g/L,而经H2O及H2O2预处理秸秆的还原糖产量仅为1.35g/L和1.59g/L。通过木质纤维素含量及SEM分析发现,氢氧化钠主要作用为溶解秸秆中的木质素及半纤维素,而双氧水的存在则会破坏秸秆表面结构。计算秸秆预处理前后质量损失发现,双氧水的存在不能显著提高秸秆预处理后的质量损失,但会氧化分解被氢氧化钠溶解的大分子物质,对此过程机理及产物还需进行深入的研究。

关键词：秸秆预处理碱性双氧水酶解反应机理

不同预处理方法对秸秆固态发酵产纤维素酶的影响

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曲阜师范大学学报（自然科学版） 2010年第1期36卷 100-103页

作者：侯丽丽车程川杨革曲阜师范大学生命科学学院山东省曲阜市273165 南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室江苏省南京市210037

以稻草秸秆为原料,经不同方法预处理后用于固态发酵产纤维素酶.以羧甲基纤维素酶(CMC)酶活力和滤纸酶(FPA)酶活力为指标,比较了不同预处理方法对后续绿色木酶固态发酵产纤维素酶的影响.研究结果表明,微波联合稀酸预处理秸秆最有利于发... 详细信息

以稻草秸秆为原料,经不同方法预处理后用于固态发酵产纤维素酶.以羧甲基纤维素酶(CMC)酶活力和滤纸酶(FPA)酶活力为指标,比较了不同预处理方法对后续绿色木酶固态发酵产纤维素酶的影响.研究结果表明,微波联合稀酸预处理秸秆最有利于发酵产纤维素酶,并通过正交试验得到了最佳的预处理条件:基质浓度7%,H2SO4浓度2%,在180W的微波功率下处理稻草5min.在此条件下得到的单位能耗的酶活增加量最高,CMC酶活和FPA酶活分别比未经处理的稻草发酵后所得酶活提高了135.6%和82.7%.

关键词：绿色木霉秸秆预处理固态发酵纤维素酶