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稻壳的理化性能分析吉林大学博士学位论文1.1.2 稻壳及稻壳灰的特点1.1.2.1 稻壳及稻壳灰的组成与特点稻壳是一种木质纤维素原料，约含20%的木质素，40%左右的纤维素、20%左右的五碳糖聚合物（主要为半纤维素），另外，约含20%灰分及少量粗蛋白、粗脂肪等有机化物。
稻壳含有的二氧化硅以网络状分布其中，起着骨架作用，木质素。
纤维素等填充在网络中。
稻壳灰主要由二氧化硅和碳两种物质组成，根据稻壳燃烧的程度不同，其含碳量也不同。
另外，稻壳灰中还含有CaO、Al2O3、Fe2O3、K2O、MgO、Na2O 等金属氧化物。
X 射线衍射谱图表明，稻壳灰中没有任何晶态的二氧化硅的衍射峰出现，表明燃烧后的稻壳灰中二氧化硅保持无定型状态不变。
同时，稻壳灰富含硅和碳的特点，令其在应用上有着广泛的前景。
1.1.2.2 稻壳及稻壳灰的结构与形貌稻壳由内颖及较大的外颖组成，内外通过两个钩状结构彼此连接。
稻壳长5-10mm、宽205-5mm、厚25-30μm，其色泽呈稻黄色、金黄色、黄褐色及红棕色等。
其结构如图1.1 所示。
图 1.1 稻壳形貌结构图Fig.1.1 The structure of rice husk: (A) the appereance of rice husk; (B) the outside surfaceof rice husk; (C) the side surface of rice husk; (D) the inside surface of rice husk2稻壳及稻壳灰的特点稻壳灰的主要组成为非晶态的SiO2，其原子排列的基本结构是很清楚的，即Si 原子处于四个O 原了组成的正四面体中心，构成结构单元Si044-四面体。
大量的研究表明，RHA的比表面积很大，随加工条件不同，其N2吸附比表面积在( 50－100) m2/ g 之间。
因此，很多研究均认为RHA是多孔性火山灰材料。
以往对RHA进行的SEM 研究，只报道过RHA中含有大量微米尺度(1－10μm)的空隙。
稻壳和稻壳灰的利用稻壳是大米加工的副产品，约占稻谷的22%。
我国东北三江平原盛产大米，大量的稻壳在米业公司堆积成山，最普遍的消耗利用方式是作为冬季取暖的燃料。
在丹东等沿海地区，则被用来作为冰垛保温材料，大量储存的冰块可供渔船出海捕捞全年所需。
更有人将稻壳作为生产饲料的原料，以此谋利。
最近十多年以来，水稻集中产区有了稻壳发电的利用方式，虽是国家所提倡的新能源开发，但一次投资大、相关产业补贴政策不到位、原料供应不稳定、收购价格难受控等诸多因素，始终得不到推广。
其实，稻壳和稻壳灰的利用方式还有很多。
稻壳作酿酒辅料稻壳质地疏松，吸水性强，具有使用量少而使发酵界面增大的特点。
稻壳中含有的多缩戊糖和果胶质，在酿酒过程中生成糠醛和甲醇的物质。
稻壳是酿制大曲酒的主要辅料，也是麸曲酒的上等辅料，是一种优良的填充剂，生产中用量的多少和质量的优劣，对产品的产量、质量影响很大。
江苏农垦集团下属几个农场的大米加工厂、湖南长沙的“亮之星”米业公司就是利用稻壳酿制优质白酒，以此消耗大量的稻壳。
稻壳做化妆品据报道，日本企业使用稻壳制造美容化妆品，受到女性消费者的欢迎。
日本自古以来就知道如何利用糙米后的废弃物--稻壳，如加盐后用于腌咸菜，烧成灰加水过滤后用来洗涤物品等。
日本一些企业已用它制造香波、香皂及美容的化妆品和化妆水等，颇受女性消费者的青睐。
其特点是有明显的保湿作用，可清除肌肤上的污垢，并且对皮肤的刺激性较小，此外，还有抑制黑色素生成，减少皱纹、斑雀等的功效。
据研究，稻壳中含有各种维生素、酶及食物纤维，对促进皮肤的新陈代谢有一定效果；稻壳中的另一种有用成分--肌醇可预防直肠癌及乳腺癌等；γ-谷维素对自律神经失调症和更年期障碍也有疗效。
使用稻壳制造化妆品有百余年历史的里阿尔公司的科研人员说，稻壳中还有许多未知的成分，用它在各种领域开发新商品还有充分的余地。
稻壳砖稻壳内含20%左右优良的无定型硅石，是制砖的好原料。
在日本，将稻壳类与水泥、树脂混和均匀后，经快速模压制成砖块，具有防火、防水及隔热性能，重量轻，且不易碎裂。
稻壳灰在超高性能混凝土中的研究应用进展毛雯婷;屈文俊;朱鹏【摘要】稻壳灰(Rice Husk Ash,RHA)是通过低温控制焚烧稻壳得到的一种具有高火山灰活性和巨大比表面积的火山灰质掺合料.相关研究表明,RHA由于其微观结构的纳米尺度SiO2胶凝粒子和大量纳米尺度的孔隙而获得高火山灰活性和大比表面积.将RHA替代硅灰(SF)应用于超高性能混凝土中,由于RHA的微填充效应,超细微孔结构及孔隙水的内养护作用,可改善混凝土的孔结构,获得高强度和高耐久性和低收缩性.因此,将稻壳灰作为一种绿色资源应用于超高性能混凝土中,在使混凝土获得超高性能的同时,可有效降低成本和充分利用资源,具有广阔的应用前景.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2014(032)001【总页数】7页(P66-72)【关键词】稻壳灰;火山灰活性;微观结构;超高性能混凝土【作者】毛雯婷;屈文俊;朱鹏【作者单位】同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学建筑工程系,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TQ172.40 前言硅灰作为超高性能混凝土的矿物掺合料的重要组分之一，对混凝土性能有显著影响。
硅灰是一种超细的矿物活性材料，比表面积大，活性SiO2含量达到90%以上［1］。
硅灰具有极佳的微填充效应和高火山灰活性，可提高混凝土的密实度和改善其孔隙结构［2，3］，使混凝土获得超高强度和良好的耐久性［1，3～5］。
但由于有限的资源和生产技术的限制，我国硅灰年产量较低(3 000～4 000 t)，只能满足部分特殊混凝土的需求。
因此，寻找可替代硅灰的活性矿物掺合料成为解决这一问题的有效途径。
我国稻壳年产量超过4 000万t，是一种极大的潜在利用资源。
稻壳灰通过生物矿化的方式将土壤中稀薄的无定形SiO2富集起来，可以提供大量非晶态的SiO2，稻壳中SiO2的含量一般在15%～20%［6］。
研究发现将稻壳进行焚烧得到的稻壳灰(Rice Husk Ash，RHA)，富含90%以上的无定形SiO2，具有巨大比表面积和超高火山灰活性，是理想的活性矿物掺料［7，8］。
作物研究（ＣＲＯＰＲＥＳＥＡＲＣＨ）２０２１，３５（１）：８－１３，２１引用格式：肖小军，余跑兰，郑伟，等 油菜秸秆还田配施石灰对红壤稻田早稻产量及土壤特性的影响［Ｊ］ 作物研究，２０２１，３５（１）：８－１３，２１油菜秸秆还田配施石灰对红壤稻田早稻产量及土壤特性的影响肖小军，余跑兰，郑伟，肖国滨，李亚贞，肖富良，黄天宝，陈明，韩德鹏，吕伟生 （江西省红壤研究所／江西省红壤耕地保育重点实验室／农业农村部江西耕地保育科学观测实验站，南昌３３００４６）摘 要：为了明确油菜秸秆还田配施石灰对红壤稻田酸化改良和培肥的效果，２０１８年早稻季在典型的酸性红壤双季稻田（江西进贤）开展石灰和油菜秸秆还田双因素小区试验，分析油菜秸秆还田配施石灰对早稻产量形成、土壤ｐＨ及速效养分的影响。
结果表明，施用石灰和油菜秸秆还田均显著促进了早稻高产的形成，且二者具有显著的互作效应。
在秸秆还田条件下，配施石灰使早稻增产１１ ４％；而在秸秆不还田条件下，增幅仅为６ ３％。
油菜秸秆还田并配施石灰协同促进了早稻分蘖成穗、地上部养分（氮、磷、钾）吸收及干物质积累，从而扩大了总颖花量，提高了有效穗数和每穗粒数，同时，能够快速改良土壤酸化并增加耕层速效养分。
因此，油菜秸秆还田配施石灰可改良酸性红壤稻田土壤，实现早稻增产。
关键词：红壤稻田；秸秆还田；石灰；早稻；产量；土壤特性中图分类号：Ｓ５１１ ０６２ 文献标志码：Ａ文章编号：１００１ ５２８０（２０２１）０１ ０００８ ０６ ＤＯＩ：１０．１６８４８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１００１ ５２８０．２０２１．０１．０２ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＲａｐｅｓｅｅｄＳｔｒａｗＲｅｔｕｒｎｉｎｇａｎｄＬｉｍｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎＥａｒｌｙＲｉｃｅＹｉｅｌｄａｎｄＳｏｉｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎＲｅｄＳｏｉｌＰａｄｄｙＦｉｅｌｄＸＩＡＯＸｉａｏｊｕｎ，ＹＵＰａｏｌａｎ，ＺＨＥＮＧＷｅｉ，ＸＩＡＯＧｕｏｂｉｎ，ＬＩＹａｚｈｅｎ，ＸＩＡＯＦｕｌｉａｎｇ，ＨＵＡＮＧＴｉａｎｂａｏ，ＣＨＥＮＭｉｎｇ，ＨＡＮＤｅｐｅｎｇ，ＬＶＷｅｉｓｈｅｎｇ（ＪｉａｎｇｘｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｅｄＳｏｉｌ／ＪｉａｎｇｘｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｅｄＳｏｉｌＡｒａｂｌｅＬａｎｄＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ／ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔａｔｉｏｎｏｆＡｒａｂｌｅＬａｎｄＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｉｎＪｉａｎｇｘｉ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＲｕｒａｌＡｆｆａｉｒｓ，Ｎａｎｃｈａｎｇ，Ｊｉａｎｇｘｉ３３００４６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｌａｒｉｆｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｐｅｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｉｎｇｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｌｉｍｅｏｎａｃｉｄｉｚｉｎｇｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｅｄｓｏｉｌｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ，ａｔｗｏ－ｆａｃｔｏｒｐｌｏｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｌｉｍｅａｎｄｒａｐｅｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｉｎｇｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎａｔｙｐｉｃａｌａｃｉｄｒｅｄｓｏｉｌｄｏｕｂｌｅ－ｃｒｏｐｐｉｎｇｐａｄｄｙｆｉｅｌｄ（Ｊｉｎｘｉａｎ，Ｊｉａｎｇｘｉ）ｉｎ２０１８ｅａｒｌｙｒｉｃｅｓｅａｓｏｎｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｒａｐｅｓｔｒａｗｒｅｔｕｒ ｎｉｎｇｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｌｉｍｅｏｎｅａｒｌｙｒｉｃｅｙｉｅｌｄｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｏｉｌｐＨａｎｄａｖａｉｌａｂｌｅｎｕｔｒｉｅｎｔｓ Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｏｆｌｉｍｅａｎｄｒａｐｅｓｔｒａｗｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｒｏｍｏｔｅｄｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｙｉｅｌｄｏｆｅａｒｌｙｒｉｃｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｗａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｔｅｒ ａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍ Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｉｎｇｔｏｔｈｅｆｉｅｌｄ，ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｉｍｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｙｉｅｌｄｏｆｅａｒｌｙｒｉｃｅｂｙ１１ ４％，ｗｈｉｌｅｗｈｅｎｔｈｅｓｔｒａｗｗａｓｎｏｔｒｅｔｕｒｎｅｄｔｏｔｈｅｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｗａｓｏｎｌｙ６ ３％ Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｒａｐｅｓｔｒａｗｒｅｔｕｒｎｉｎｇａｎｄｌｉｍｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｍｏｔｅｄｔｉｌｌｅｒｐａｎｉｃｌｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄｎｕｔｒｉｅｎｔ（Ｎ，Ｐ，Ｋ）ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｄｒｙｍａｔｔｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｅａｒｌｙｒｉｃｅ，ｔｈｕｓｅｘｐａｎｄｉｎｇｔｈｅｔｏｔａｌａｍｏｕｎｔｏｆｓｐｉｋｅｌｅｔｓ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｐａｎｉｃｌｅｓ收稿日期：２０２００９０２作者简介：肖小军（１９８５—），男，博士研究生，农艺师，研究方向为粮油作物栽培与育种，Ｅｍａｉｌ：３９８５７７１２０＠ｑｑ ｃｏｍ。
作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2020, 46(1): 84 92 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail: zwxb301@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2020.92016施石灰和秸秆还田对双季稻产量和氮素吸收的互作效应廖萍1刘磊1何宇轩1唐刚1张俊2曾勇军1吴自明1黄山1,*1教育部和江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室 / 江西农业大学, 江西南昌 330045; 2中国农业科学院作物科学研究所, 北京100081摘要: 红壤稻田面临土壤酸化和肥力偏低的双重挑战。
施石灰和秸秆还田分别是稻田土壤酸化改良和培肥的有效措施, 但二者的互作效应尚不清楚。
本研究连续4年(2015—2018年)在江西省开展施石灰和秸秆还田双因素田间定位试验, 旨在探明施石灰和秸秆还田对红壤双季稻田水稻产量和氮素吸收的互作效应。
结果表明, 施石灰和秸秆还田均显著提高了早、晚稻的产量和氮素吸收, 且二者具显著的协同促进效应。
秸秆还田下, 施石灰使早稻产量和氮素吸收分别增加10.7%和15.5%; 而在秸秆不还田下, 增幅仅分别为4.4%和9.7%。
秸秆还田下, 石灰使晚稻产量和氮素吸收分别提高18.7%和24.6%; 但在秸秆不还田下, 增幅则分别为10.5%和5.7%。
施石灰对早、晚稻产量和氮素吸收的促进效应随试验年限的增加而减弱。
石灰对土壤pH值的提升效应随试验年限的延长显著降低。
试验4年后, 石灰对土壤有机质和全氮含量均无显著影响; 秸秆还田显著提高了土壤有机质含量, 而对全氮含量无显著影响。
因此, 秸秆还田配施石灰能够协同实现双季稻增产、土壤酸化改良与培肥。
本研究表明在此酸性的红壤双季稻田上每4年左右施用一次石灰为宜。
关键词:土壤酸化; 秸秆还田; 石灰; 双季稻; 产量; 氮素吸收Interactive effects of liming and straw incorporation on yield and nitrogen uptake in a double rice cropping systemLIAO Ping1, LIU Lei1, HE Yu-Xuan1, TANG Gang1, ZHANG Jun2, ZENG Yong-Jun1, WU Zi-Ming1, and HUANG Shan1,*1 Ministry of Education and Jiangxi Key Laboratory of Crop Physiology, Ecology and Genetic Breeding, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, Jiangxi, China;2 Institute of Crop Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, ChinaAbstract: Soil acidification and low fertility limit crop productivity in red paddy soils. Liming and straw incorporation are effec-tive practices to alleviate soil acidification and improve soil fertility, respectively, while their interaction is still unclear. A four-year field experiment was conducted in a double rice cropping system with red paddy soil in Jiangxi province to examine the interactive effect of liming and straw incorporation on rice yield and nitrogen (N) uptake from 2015 to 2018. Either liming or straw incorporation increased grain yield and N uptake in both early and late rice seasons. Lime application increased yield and N uptake by 10.7% and 15.5% under straw incorporation, while by 4.4% and 9.7% with straw removal in the early rice season, re-spectively. In contrast, liming enhanced yield and N uptake by 18.7% and 24.6% in the straw-incorporated treatments in the late rice season, respectively, whereas only by 10.5% and 5.7% in the straw-removed treatments. The effect of liming on enhancing grain yield, N uptake and soil pH for both early and late rice diminished in the present of time. Neither soil organic matter nor total N content was significantly affected by liming after the four-year experiment. Straw incorporation significantly increased soil organic matter, but had no effect on total N. Therefore, limes should be applied along with straw incorporation to simultaneously increase double rice yield, alleviate soil acidification, and improve soil fertility on acidic paddies. Besides, our results suggest that本研究由国家自然科学基金项目(31701383)和国家重点研发计划项目(2018YFD0301102)资助。
稻壳灰水泥混凝土性能摘要:稻壳控制温度燃烧生成的稻壳灰具有很高的火山灰活性,是很好的混凝土外加剂。
从稻壳灰的物理性能,及稻壳灰混凝土的抗压、抗盐酸、抗渗透、抗冻融性能进行了论述。
稻壳灰混凝土性能优越,具有很好的发展前景。
关键词:稻壳灰;混凝土我国是世界上最大的稻谷生产国,稻壳作为稻谷加工的副产品,数量巨大,但稻壳仍未找到很好的开发利用途径,浪费资源,也对环境造成污染。
稻壳含有约20﹪无定形态的SiO2(蛋白石或硅胶),这是一种有价值的矿物。
自然界中的大多数SiO2呈结晶状态存在,无定形SiO2很少。
水稻将土壤中稀薄的无定形SiO2如蛋白石SiO2 .nH2O等通过生物矿化的方式富集在稻壳中,等于为人类提取了大量非晶态的SiO2。
稻壳在控制温度燃烧下生成的稻壳灰,保持了这种无定形SiO2特性,含量在90﹪左右,具有很高的火山灰活性,是很好的混凝土外加剂。
吴中伟院士在《高性能混凝土的发展趋势与问题》一文中,指出稻壳灰“可望接近硅灰功效”。
1、稻壳灰的物理性能稻壳灰的物理性能受然烧条件影响。
当燃烧不完全时,灰中含大量残留碳,于是灰呈黑色;当燃烧完全时,灰呈灰白色。
稻壳灰中含量最大的是二氧化硅(质量分数为0.55～0.97),其次为炭,还有少量金属氧化物(质量分数小于0.005),如氧化钾、氧化钠、氧化镁和氧化钙等。
稻壳灰的组成和结构取决于处理和燃烧的条件,当温度低于600℃时焚烧稻壳,所得低温稻壳灰中二氧化硅的质量分数在0.9以上,且仍保持无定型状态,基本粒子的平均粒径约为50nm,松散粘聚并形成大量纳米尺度孔隙,粒子呈不规则形状。
低温稻壳灰的比表面积大,活性高。
当温度超过600℃时,二氧化硅由无定型状态变为结晶状态,并且炭会进入二氧化硅的晶格中,导致纯度下降[1]。
另据Discovery消息,温帕蒂研究团队近日发现了一种新的稻壳加工法,新方法将稻壳放入熔炉,利用800℃高温燃烧,最后剩下高纯度的二氧化硅颗粒,制的符合混凝土成分的稻壳灰。
