氮源和腐熟剂对水稻秸秆厌氧发酵的影响
- 格式:docx
- 大小:40.01 KB
- 文档页数:6
稻草还田、施用腐熟剂对晚稻产量及土壤肥力的影响陈桂荣【摘要】研究秸秆还田且施用秸秆腐熟剂对晚稻产量及土壤肥力的影响,结果表明:秸秆腐熟剂能明显加快水稻秸秆腐解速度,秸秆还田能改善土壤理化性状,提高土壤肥力;施用“肥老伴”和“宁粮”腐熟剂处理的水稻增产极显著.【期刊名称】《福建农业科技》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P5-7)【关键词】水稻;秸秆还田;腐熟剂;产量;土壤肥力【作者】陈桂荣【作者单位】福建省建阳市土壤肥料技术推广站 354200【正文语种】中文为推广秸秆还田技术,同时研究不同品牌秸秆腐熟剂产品对稻草的腐熟效果,按照福建省农田建设与土壤肥料技术总站统一安排,于2013年7~11月在建阳市麻沙镇江坊村开展秸秆还田、施用3种品牌秸秆腐熟剂田间试验,研究秸秆还田对晚稻生长及土壤肥力的影响。
1 材料与方法1.1 试验地概况试验地设在建阳市麻沙镇江坊村,面积1367.35 m2。
供试田块地势平坦、整齐,水源充足,排灌方便,土壤为砂壤土,属潴育型水稻土,前茬作物为水稻。
供试土壤理化性状:pH值5.0,容重0.98 g/cm3,含有机质34.6 g/kg、全氮1.58 g/kg、全磷 0.65 g/kg、全钾 14.0 g/kg、有效磷6.1 mg/kg、速效钾60 mg/kg、缓效钾322 mg/kg,CEC 8.5 cmol/kg。
1.2 供试材料秸秆腐熟剂:①“元骏”秸秆腐熟剂(有效活菌数≥0.5亿个/g),由成都华隆生物科技有限公司生产;②“肥老伴”有机物料腐熟剂(有效活菌数≥0.5亿个/g),由扬州市森大肥业有限公司生产;③“宁粮”有机物料腐熟剂(有效活菌数≥0.5亿个/g),由南京宁粮生物工程有限公司生产。
供试水稻品种为汕优华占。
1.3 试验设计试验设5个处理,处理1:常规施肥,无稻草还田 (CK);处理2:常规施肥+稻草还田(不施秸秆腐熟剂);处理3:常规施肥+稻草还田+“元骏牌”秸秆腐熟剂;处理4:常规施肥+稻草还田+“肥老伴”有机物料腐熟剂;处理5:常规施肥+稻草还田+“宁粮”有机物料腐熟剂。
早稻秸秆还田配施腐熟剂对土壤理化性状及晚稻生产的影响农作物秸秆是一种重要的生物资源,不恰当的处置既造成资源浪费,又破坏环境[1-2]。
尤其是露天焚烧方式不仅污染环境、浪费资源,而且影响交通安全、社会生产和人民生活,已成为一个严重的经济和社会问题[3]。
秸秆还田可以培肥地力,保护生态环境,但如果秸秆不经过腐熟处理直接还田,会对土壤微生物和理化性状产生不利影响。
秸秆腐熟剂能加速秸秆等有机废弃物腐熟,使秸秆中的有机质及磷、钾等营养元素转化为作物容易吸收的养分,并有利于土壤中有益微生物的繁殖,提高土壤有机质含量,增强作物抗逆性,改善品质,是一种对农作物秸秆还田有良好辅助作用的物质[4-6]。
试验以3种不同的秸秆腐熟剂为材料,开展了早稻秸秆还田配施腐熟剂的田间小区试验,以探讨秸秆腐熟剂对秸秆腐熟程度、土壤理化性状以及晚稻生长发育和经济效益的影响,以期为腐熟剂大面积推广应用提供依据。
1 材料与方法1.1 试验地概况及试验材料试验地位于宜章县栗源镇留览村(东经112°56′40.1′,北纬25°13′06.3′),土壤为河潮泥,质地为重壤,肥力水平中等,土壤理化性状:有机质含量32.0 g/kg、碱解氮含量137mg/kg、有效磷含量7.90 mg/kg、速效钾含量65.0 mg/kg、缓效钾含量194 mg/kg、ph值6.2、cec值9.7 cmol/kg。
前茬作物为早稻(品种为天优998),稻草低割桩翻耕还田。
供试晚稻品种为新两优6380。
供试腐熟剂分别为湘润牌腐秆剂(xrf,湖南润邦生物工程有限责任公司)、满园春牌腐秆剂(myf,北京中龙创科技有限公司)、金葵子牌腐秆剂(jkf,佛山金葵子植物营养有限公司)。
供试肥料为40%安邦牌掺混肥,n∶p2o5∶k2o=20∶10∶10(湖南安邦新农业科技股份有限公司)。
秸秆腐熟剂在吉安县水稻上的应用效果试验报告为了验证和评价秸秆还田模式下腐熟剂在水很上的应用效果,吉安县土肥站在万福镇万亩示范区曹月娥农户的责任田处布置了水稻秸秆直接还田模式腐熟试验,研究了秸秆腐熟剂对秸秆腐烂程度和对晚稻生长发育的影响,并通过田间各小区土壤进行取样分析。
结果表明,秸秆腐熟剂在晚稻上秸秆腐熟还田上使用可以提高土壤有机质及各种养分,同时具有明显的增产效果。
一、材料与方法1.试验地点试验安排在万福镇万亩示范区曹月娥的责任田中。
供试作物品种为晚稻蓉优5号。
2.试验设计试验共设2个处理,3次重复,随机排列。
处理1:按每亩250kg折算每小区秸秆还田量为11kg,将稻草铺好,按高产施肥要求施足底肥。
再按腐熟剂每亩3kg的用量加适量的肥料拌和均匀撒施到铺好的稻草不区内,施好腐熟剂后,立即翻耕压秆。
同时要保证秸秆有一定的含水量,使秸秆充分吸足水分,利于快速腐烂分解。
处理2:对照空白区(常规施肥、无腐熟剂、无秸秆还田)。
3.田间管理(1)农事操作。
本试验采用抛秧移栽,品种为蓉优5号。
6月25日播种,7月22日将田块平均分4个小区,每小区面积为30㎡,四周设1m以上保护行,各小区之间做好田埂,并用薄膜覆盖,防止串水串肥,7月24日按腐熟剂的说明要求施用腐熟剂,7月26日抛栽,10月6日收割。
(2)施肥量及方法。
施肥量和方法按当地习惯施肥操作,即每亩施肥45%复合肥(n:p:k=15:15:15)30kg,尿素12.5kg。
复合肥底肥占60%,追肥占40%。
尿素作追肥在抛秧后7d一次性施入。
试验各处理防病虫害、除草、灌溉等措施保持一致。
(3)观察与记载。
观察记载秸秆腐熟进度,晚稻成熟时进行田间测产、实行单割、单晒、单称产量并考种。
晚稻收割后各小区进行土壤取样化验。
二、试验结果与分析1.水稻生长期间秸秆腐熟情况从观察记载可以看出施用腐熟剂后7d,秸秆颜色由黄变褐色再变至深黑色,手摸秸秆变脆易断,脚踩现发酵泡沫。
连续三年秸秆快速腐熟还田对水稻产量、土壤肥力及稻米品质的影响黄涛;徐力斌;汪辰卉;庄亚其;王飞军【摘要】为评价不同种类秸秆快速腐熟剂的实际应用效果,特进行了为期3年的秸秆快速腐熟还田技术试验.结果表明,在晚稻田将早稻秸秆还田并使用秸秆快速腐熟剂,可缩短秸秆的腐烂时间,降低秸秆腐烂过程中对当季作物的负面影响,并可提高水稻产量、提升土壤肥力水平,但对稻米蒸煮食味等品质无明显改善.【期刊名称】《上海农业科技》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】2页(P117-118)【关键词】秸秆快速腐熟剂;水稻;产量;品质;土壤肥力【作者】黄涛;徐力斌;汪辰卉;庄亚其;王飞军【作者单位】浙江省奉化市疾病预防控制中心 315500;浙江省奉化市农业技术服务总站 315500;浙江省奉化市疾病预防控制中心 315500;浙江省奉化市疾病预防控制中心 315500;浙江省奉化市疾病预防控制中心 315500;浙江省奉化市农业技术服务总站 315500【正文语种】中文水稻秸秆是丰富的生物资源,秸秆还田不但可提升土壤有机质含量,培肥地力,提高耕地质量,而且能促进农作物增产增收[1-4]。
近几年来,奉化市在水稻收割后,稻秆一般作还田处理,但秸秆腐熟慢会影响下茬作物种植。
秸秆快速腐熟剂是一种高效生物制剂,含大量的高温、高湿型微生物群体,可产生活性很强的各种酶,能迅速催化分解秸秆粗纤维,转化成有机肥。
为此,笔者挑选腐秆灵、瑞莱特、谷霖腐秆剂和人元生物快腐剂进行了为期3年的秸秆快速腐熟还田技术试验,以验证秸秆快速腐熟剂的应用效果,从而为秸秆腐熟剂的进一步推广应用提供参考与依据。
1.1 试验材料供试水稻品种为“宁81”,供试材料为秸秆,供试秸秆腐熟剂为腐秆灵、瑞莱特微生物催腐剂、谷霖腐秆剂、人元生物快腐剂。
1.2 试验地点试验设在奉化市西坞街道下徐村一农户承包田内进行,土种为黄化青紫泥,母质为湖海相沉积物。
1.3 试验设计试验设处理:(1)对照,秸秆不还田;(2)秸秆全量自然还田;(3)秸秆全量还田+腐熟剂1;(4)全量还田+腐熟剂2,其中:2009年腐熟剂1为腐秆灵,腐熟剂2为瑞莱特微生物催腐剂;2010、2011年腐熟剂1为谷霖腐秆剂,腐熟剂2为人元生物快腐剂。
试验研究44NEW FARMERS新农民NO.23 2019晚造水稻施用腐熟剂秸秆还田试验总结郑许东(遂溪县黄略农业技术推广站,广东 遂溪 524335)摘 要:以两种不同品牌的腐熟剂为试验材料,研究施用腐熟剂稻秆还田对晚稻生长、产量的影响。
试验结果表明:实施稻秆还田,再加施用腐熟剂,加速稻秆的腐解速度,提高土壤肥力,改善土壤结构,为水稻提供养分,对水稻增产较显著。
关键词:水稻;腐熟剂;试验;总结1 材料与方法1.1 试验材料供试腐熟剂分别为中农绿康腐熟剂和金葵子腐熟剂,压田的稻秆为早稻稻秆;供试水稻品种为博Ⅱ优15。
7月2日播种,7月6日压草,7月19日插植,10月30日收获,全生育期120天。
供试肥料统一采用单质化肥,分别为尿素46%、过磷酸钙16%和氯化钾60%。
1.2 试验设计本试验设四个处理、三次重复、随机排列、小区面积为30m2(7.5X4),机耕后耙平,然后修筑区间小田埂相隔,埂面覆盖塑料薄膜防止肥水渗透。
四个处理分别为:处理一:常规施肥+中农绿康腐熟剂(90g)+稻杆还田(18kg)。
处理二:常规施肥+金葵子腐熟剂(90g)+稻秆还田(18kg)。
处理三:常规施肥+稻秆还田(18kg)(不加腐熟剂稻秆还田区)。
处理四:常规施肥+无稻秆还田(空白对照区)。
1.3 试验方法(1)试验地点:设在广东省遂溪县黄略镇冷水村村前垌,农户:林秋。
试验田前作水稻,排灌方便,土壤类型页砂泥田,土壤肥力中等。
(2)播种日期:7月2日(3)压草日期:7月6日将切碎的稻秆施入处理一、处理二和处理三小区,并压入坭里;然后在处理一和处理二小区中施入腐熟剂;经沤水12天。
(4) 插植期:7月19日,施基肥后插秧。
(5)播植规格:20×20(cm)(6)施肥方案(见表1)(7)灌溉方式:各处理区单独排灌,前期适当深水回青,浅水分蘖,中期多露轻晒,后期一干一湿的排灌方式。
同时在田间肥水管理过程中,我们是同一天完成。
水稻秸秆施用有机物料腐熟剂的效果作者:黄映萍利新红谢秀娟来源:《现代农业科技》2020年第17期摘要 ; ;为明确有机物料腐熟剂对促进秸秆腐烂的作用,本文开展水稻秸秆施用有机物料腐熟剂的田间试验。
结果表明,施用30 d,秸秆颜色达到深黑色,秸秆拉力较施用灭活的有机物料腐熟剂减少51.3%,较不施用任何腐熟剂减少79.7%,有机物料腐熟剂的腐熟效果显著。
关键词 ; ;水稻秸秆;有机物料腐熟剂;腐熟效果中图分类号 ; ;S141.4 ; ; ; ;文献标识码 ; ;A文章编号 ; 1007-5739(2020)17-0161-01 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 开放科学(资源服务)标识码(OSID)为验证有机物料腐熟剂在水稻秸秆上的应用效果,2017年晚季,梅州市梅县区农业科学研究所在南口镇嘉园农业发展有限公司生产基地开展了有机物料腐熟剂在水稻秸秆上的应用效果试验,现将试验效果报告如下。
1 ; ;材料与方法1.1 ; ;供试材料试验用有机物料腐熟剂(有效活菌数≥0.5亿个/g,纤维素酶活≥30.0 U/g,蛋白酶活≥15.0 U/g)由广东博沃特生物科技有限公司生产提供。
供试作物秸秆为水稻秸秆。
1.2 ; ;试验地点试验在广东省梅州市梅县区南口镇嘉园农业发展有限公司生产基地进行,试验地为水稻土,肥力中等,前茬作物为水稻。
试验前取土化验,土壤分析结果:有机质21.7 g/kg、全氮1.7 g/kg、碱解氮133.0 mg/kg、有效磷114.0 mg/kg、速效钾106.0 mg/kg,pH值为5.7。
1.3 ; ;试验设计试验设3个处理:施用有机物料腐熟剂(A);施用等量灭活的有机物料腐熟剂(B);不施用任何腐熟剂(C)。
3次重复,随机区组排列,小区面积20 m2。
秸秆腐熟还田对水稻产量的影响作者:刘秋萍来源:《现代农业科技》2018年第19期摘要为了探讨秸秆腐熟还田对水稻产量的影响,特开展了秸秆还田腐熟效果试验。
结果表明,秸秆腐熟还田能明显提高水稻产量,增加农民收益。
关键词水稻;秸秆还田;腐熟剂;产量中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2018)19-0012-02秸秆是丰富的生物资源,秸秆还田不但能培肥地力、提高耕地质量,而且能使作物增产[1]。
简单的秸秆腐熟通常会因腐熟速度慢而影响下茬作物种植;秸秆快速腐熟还田技术是采用菌剂,将秸秆制造成优质生物有机肥还田的高效快速方法,该方法在秸秆资源丰富的地区普遍适用,既可充分利用秸秆资源,又保护生态环境[2-3]。
秸秆腐熟剂能使秸秆等有机废弃物快速腐熟,并产生大量有益微生物,刺激作物生长,增强植物抗逆性[4]。
为此,笔者挑选了河南宝融生物科技有限公司等生产的6种腐熟剂产品进行试验,以期为选择适合本地区的腐熟剂产品提供参考。
1 材料与方法1.1 试验地概况单季稻试验地点设在弋江镇沿河村一农户承包田;双季晚稻试验地点设在籍山镇长乐村一农户承包田。
单季稻试验安排在小麦后茬单季晚稻田,双季晚稻试验安排在早稻后茬双季晚稻田。
移栽前在试验田按试验设计做好子埂和过水沟。
1.2 供试材料单季稻品种为太湖糯,双季晚稻品种为秀水03。
参试秸秆腐熟剂品种为本地中标的6种秸秆腐熟剂产品:河南宝融生物科技有限公司生产的BM菌剂(价格10.2元/kg)、江苏天象生物科技有限公司生产的微生物菌剂(价格9.6元/kg)、江成都华隆生物科技有限公司生产的元骏牌秸秆腐熟剂(价格9.1元/kg)、山东亿安生物工程有限公司生产的(CM)腐熟剂(价格9.3元/kg)、广西鸿生源环保科技有限公司生产的微生物发酵菌剂(价格9.2元/kg)、北京沃土天地生物科技有限公司生产的VT有机物料腐熟剂(价格10.1元/kg)。
1.3 试验设计试验共设9个处理,分别为常规施肥+秸秆还田+河南宝融生物科技有限公司BM菌剂(A);常规施肥+秸秆还田+江苏天象有机物料腐熟剂(B);常规施肥+秸秆还田+成都华隆有机物料腐熟剂(C);常规施肥+秸秆还田+山东亿安有机物料腐熟剂(D);常规施肥+秸秆还田+广西鸿生源有机物料腐熟剂(E);常规施肥+秸秆还田+北京沃土天地有机物料腐熟剂(F);常规施肥基础上减少施用钾素10%+秸秆还田+河南宝融有机物料腐熟剂减施钾量(G);常规施肥+秸秆还田作有秸秆对照(CK1);常规施肥作无秸秆对照(CK2)。
不同秸秆腐熟剂对早稻秸秆腐解度及晚稻产量的影响李学初;曹建英;崔剑平;邓海良;曹恩华;鲁艳红;廖育林;聂军【摘要】通过田间小区试验,研究不同秸秆腐熟剂对早稻秸秆腐解程度、土壤理化性状以及晚稻产量和产量构成因素的影响,并分析了不同处理间的经济效益.结果表明:早稻秸秆还田添加腐熟剂由于加速了稻草腐解速率、促进了稻草养分释放,从而提高了土壤肥力,改善了土壤理化性状,有利于晚稻生长以及产量构成因素的形成,进而增加了稻谷产量,对经济效益增加也有一定的效果.在4种供试腐熟剂产品中以“覆垄丰”有机物料腐熟剂和“施瑞福”牌腐秆剂的施用效果较好.【期刊名称】《湖南农业科学》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】3页(P34-36)【关键词】秸秆腐熟剂;稻草还田;腐解度;晚稻产量;土壤肥力【作者】李学初;曹建英;崔剑平;邓海良;曹恩华;鲁艳红;廖育林;聂军【作者单位】湖南省沅江市农业局,湖南沅江413100;湖南省沅江市农业局,湖南沅江413100;湖南省沅江市草尾镇农技站,湖南沅江413108;湖南省沅江市共华镇农技站,湖南沅江413106;湖南省沅江市农业局,湖南沅江413100;湖南省土壤肥料研究所,湖南长沙410128;湖南省土壤肥料研究所,湖南长沙410128;湖南省土壤肥料研究所,湖南长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S147.1双季稻是湖南省主要种植模式之一,生产过程中产生大量的稻草秸秆资源[1],富含N、P、K、有机质等成分,尤其以K含量最为丰富。
秸秆还田后,通过微生物的腐解作用即可将这些养分释放出来,转化成能被作物吸收利用的养分,进而增加土壤肥力,提高作物的产量和品质[2];同时,秸秆还田还有利于土壤团聚体的形成,改善土壤渗透性和可耕性。
据调查,目前湖南省水稻生产的稻草秸秆大部分用于还田,但还田方式以焚烧为主,对生态环境造成一定的负面影响[3-4]。
由于早晚稻茬口时间短,早稻稻草直接还田的增肥增产效果不显著,如果添加一定量的腐熟剂,可大大加快秸秆的腐解速度,促进秸秆中养分的释放[5]。
小麦秸秆全量还田应用腐熟剂对秸秆快速腐解及水稻产量与上壤理化性状的影响庄迎春季林章李山东孙楠(泗阳县农业技术推广中心江苏泗阳223700)摘要:通过使用秸秆腐熟剂,加速全量还田小麦秸秆的腐解速度,对稻麦轮作区水稻产量的提高与土壤理化性状的改善具有一定的现实意义,为小麦秸秆全量还田提供依据遥关键词:秸秆全量还田;腐熟剂;水稻产量;理化性状泗阳县地处苏北黄淮海平原,耕地面积105万亩,土壤主要为黄潮土,成土母质主要为黄泛冲积物,沙土面积占68%,土壤有机质含量较低,秸秆还田成为本地区耕地质量提升的主要措施之一遥泗阳县农作物常年播种面积165万亩,其中小麦面积71.0万亩、水稻54.0万亩、稻麦轮作面积51.6万亩,是典型的作者简介:庄迎春(1964-),男,稻麦轮作粮食主产区,年产稻麦秸秆56.0万t左右,其中,小麦秸秆29.5万t左右。
近年来,随着机械化水平的不断提高,小麦、水稻机械收割面积在99%以上,加上政府秸秆禁烧的常态化管理,泗阳县积极推广小麦、水稻秸秆机械化全量还田,全县小麦、水稻秸秆80%以上实行机械还田,2020年小麦秸秆全量「作o电话:139****5863;E-mail:****************知,在12万~20万/亩基本苗范围内,随基本苗的增加,成穗数增加,但超过20万/亩基本苗后,成穗数增加有限或不再增加。
而且随着密度的过度增大,每穗结实小穗明显减少,退化子房显著增多,导致穗粒数明显下降,千粒重降低,产量显著降低叫本研究表明,亩穗数随着基本苗的增加而逐渐增加,但增加幅度逐渐降低;穗粒数和千粒重随着密度的增加逐渐降低,穗粒数与穗部性状关系密切,这与杜亚君等人研究结果一致[1,4,9]o产量随着密度的增加呈现先上升后下降的趋势,在试验条件下,亩基本苗超过35万的处理均出现了不同程度的倒伏,影响了产量,这主要与高密度条件下基部节间长度增加、茎秆变细抗倒伏能力降低有关。
综合产量及倒伏情况,本试验条件下,多穗型品种轮选987和农大211获得高产的亩穗数在60万穗左右,对应的播种密度为亩基本苗30万,过多或过少均不利于获得最高产。
氮源和腐熟剂对水稻秸秆厌氧发酵的影响
管蓓;程涵;徐慧
【摘要】文章为探讨外加氮源和秸秆腐熟剂对水稻秸秆厌氧发酵效果的影响,分别在秸秆中添加尿素、腐熟剂、尿素+腐熟剂,对各处理在发酵过程中产气量,pH值和甲烷含量的变化进行了分析研究.结果表明:添加氮源不仅可以提高产气量,而且利于发酵后期甲烷含量的稳定;添加腐熟剂可使系统快速发酵、增加产气量,但发酵后期甲烷含量下降较快.
【期刊名称】《中国沼气》
【年(卷),期】2015(033)006
【总页数】3页(P44-46)
【关键词】秸秆;沼气;氮源;秸秆腐熟剂
【作者】管蓓;程涵;徐慧
【作者单位】南京市环境保护科学研究院,江苏南京210013;南京市环境保护科学研究院,江苏南京210013;南京市环境保护科学研究院,江苏南京210013
【正文语种】中文
【中图分类】S216.4;X712
我国是农业大国,秸秆作为农业最大的副产品,其产生量约为粮食总产量的1.1~1.2 倍[1],我国农业种植每年可产生各种农作物秸秆达7 亿吨之多,而其中约有50%未能得到有效的处理和利用[2]。
近年来,随着人们对环境空气质量的关
注不断提高,秸秆的禁烧和综合利用越来越受到重视,对于以秸秆为主要原料进行厌氧发酵产沼气也进行了较多的尝试。
但是,由于秸秆中含有较多的纤维素、半纤维素及木质素,且其C/N 含量较高,达75∶1[3]甚至更高,远远高于发酵最佳碳氮比25~30∶1,导致沼气发酵启动慢、产气率低等问题。
针对上述问题研究较多的是对秸秆进行物理、化学或生物预处理[3-9],实际应用中常采用机械切碎和生物预处理相结合的方式[10-11],尤以堆沤的方式采用的最多,但生物预处理通常会造成物料的损失,从而降低产气量[3],此外也增加了处理工序和对技术的要求。
试验将水稻秸秆粉碎至2 mm 以下,在不进行其它预处理的条件下,直接对其进行厌氧发酵,分析发酵过程中添加氮源和秸秆腐熟剂对其产气量、产酸过程和甲烷含量的影响,为秸秆沼气的实际应用提供一定的参考和依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
水稻秸秆,采自南京高淳区东坝镇和睦涧村农田,经晒干后采用秸秆粉碎机粉碎至粒径小于2 mm,基本理化性状见表1。
秸秆腐熟剂为南京宁粮生物工程有限公司产品,所含菌种主要为:娄彻氏链霉菌、米曲霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌,有效活菌数≥0.5 亿·g-1,纤维素酶活≥30 U·g-1,蛋白酶活≥15 U·g-1。
尿素,N≥46.3%,江苏灵谷化工有限公司生产。
沼液取自江宁淳化街道新兴社区秸秆沼气站。
接种污泥取自南京江心洲污水处理厂厌氧消化池,含水率为96.5%。
表1 供试秸秆基本性状 (%)含水率纤维素半纤维素木质素7.57 42.42 22.60 18.10
1.2 试验方法
1.2.1 试验装置
试验以1 L 棕色广口瓶为反应器,有效容积为820 mL,37℃恒温水浴培养,集气
瓶和集水瓶均为1 L 透明广口瓶。
发酵装置示意图见图1。
各部件之间通过橡皮塞、玻璃管和乳胶管进行连接,接口处采用凡士林进行密封,乳胶管通过止水夹控制管道的开闭,试验前对整套装置进行严格检查,确保整个系统的密闭性。
图1 秸秆厌氧发酵装置1.发酵瓶;2.集气瓶;3.集水瓶;4.pH 值取样针;5.抽气针;6.导
气管;7.导水管;8.水浴锅
1.2.2 试验设计
试验共设4 个处理,分别标记为处理Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,各试验处理见表2,各处理总固体浓度在7%左右,每个处理3 个重复,发酵周期为30 天。
表2 试验方案 (g)处理秸秆质量接种物质量沼液质量腐熟剂质量尿素质量Ⅰ50 150 600 0 0Ⅱ50 150 600 0.25 0Ⅲ 50 150 600 0 0.5Ⅳ50 150 600 0.25 0.5
1.2.3 检测方法
沼气产生量的测定采用排水法,每日进行测量;甲烷含量的测定采用美国Agilent 7890A 气相色谱仪,隔日进行抽气、测定;pH 值的检测采用pH 值测定仪,每日
进行测量。
2 结果与讨论
2.1 不同处理对稻秸厌氧发酵产气的影响
2.1.1 不同处理的总产气量
处理Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ经30 天厌氧发酵后,总产气量分别为148.1 mL·g-1,185.
2 mL·g-1,190. 6 mL·g-1和191.2 mL·g-1。
投加腐熟剂、尿素、尿素+ 腐熟剂的处理分别比空白提高了25. 1%,28.7%和29.1%。
由此可见,添加尿素或腐熟
剂都可以提高总产气量,单独添加尿素的效果略好于单独添加腐熟剂,二者同时投加的效果与单独投加尿素的效果相似。
2.1.2 不同处理的日产气量
各处理厌氧发酵30 d 的日产气量如图2 所示。
图2 不同处理下稻秸日产气量
由图2 可见,各处理的发酵过程具有一定的相似性,日产气量在整个发酵过程中
都具有波动性,且比较高的产气量主要集中在前20 d。
其中投加腐熟剂的2 个处理日产气量的最大值出现在第一个产气高峰,未投加腐熟剂的2 个处理日产气量
的最大值出现在发酵中期。
这主要是由于腐熟剂中的微生物加快了秸秆中纤维素和半纤维素的分解,在发酵前期可利用的碳源和氮源都较为充足的条件下,可以快速达到产气高峰。
可见,投加腐熟剂后利于整个系统快速的发酵启动。
2.2 不同处理对稻秸厌氧发酵pH 值的影响
各处理30 天发酵过程中pH 值变化见图3。
由图3 可见,添加尿素的2 个处理
pH 值波动比较相似,未添加的另外2 个处理pH 值变化比较相似,在发酵的中前期尤为明显。
添加尿素后的处理,在发酵前7 d 内pH 值下降比较快且低于未添
加的处理,说明添加氮源有利于发酵前期水解产酸的过程。
在发酵的中后期,各处理的pH 值均在6.8~7.3 的最适范围内波动。
2.3 不同处理对稻秸厌氧发酵甲烷含量的影响
各处理发酵产沼气过程中甲烷含量的变化见图4。
图3 不同处理的pH 值变化
图4 不同处理下沼气中甲烷含量
由图4 可见,空白和仅添加秸秆腐熟剂的处理,在发酵第8 d 甲烷含量上升到50%以上,中期都维持在较高水平,在22 d 后回落至50%以下。
添加尿素的2 个处理,均在第6 d 甲烷含量上升至50%以上,而且在中后期能够维持在一个较高的
水平。
3 结论
将水稻秸秆粉碎至2 mm 以下,在没有进行其它预处理的条件下,直接厌氧发酵
可以产生沼气,但产气量较低为148.1 mL·g-1,在将秸秆中添加尿素或腐熟剂都
可以提高沼气产量,提高率均在25%以上,投加尿素、腐熟剂和两者同时投加的
产气量分别为185. 2 mL·g-1,190. 6 mL·g-1 和191. 2 mL·g-1。
此外,投加氮
源有利于促进系统在发酵前期水解产酸,提高发酵过程中的甲烷含量;投加腐熟剂
利于秸秆中木质纤维素的分解,可使系统快速达到产气高峰,但对维持后期甲烷含量的稳定作用不大。
参考文献:
[1]李茂松,汪亚峰.近20 年中国主要农作物秸秆资源动态及现[G].全国农业面源污染与综合防治学术研讨会论文集//2004:151 - 154.
[2]李佩胜,王宏志. 关于科学发展秸秆沼气项目的探讨[J].节能,2008,07:9 -10.
[3]高白茹,常志州,叶小梅,等. 堆肥预处理对稻秸厌氧发酵产气量的影响[J]. 农业工程学报,2010(5):251-255.
[4]焦翔翔,靳红燕,王明明.我国秸秆沼气预处理技术的研究及应用进展[J]. 中国沼气,2011,29(1):29 -33.
[5]张建波,李娟,吴佳海,等. 动物粪便、尿素和秸秆腐熟剂对稻草秸秆腐熟进程的影响[J]. 贵州农业科学,2012,40(10):93 -95.
[6]黄如一,何万宁,唐和建,等. 秸秆预处理产沼气对比试验[J].中国沼气,2008(4):24 -25
[7]方文杰,刘广青,康佳丽,等. 堆沤处理对稻草厌氧消化产气的影响[J].
生态与农村环境学报,2007,23(4):63 -66.
[8]徐泽敏,赵国明,牟莉. 秸秆沼气预处理技术的研究与探讨[J].农机化研究,2013,9(9):227 -230.
[9]石卫国.生物复合菌剂处理秸秆产沼气研究[J].农业工程学报,
2006(S1):93 -95.
[10]农业部科技教育司,中国农学会.秸秆综合利用[M].北京:中国农业出版社,2011.
[11]张文倩,张衍林. 户用秸秆沼气技术的工艺研究.农业生物环境与能源工程国际论坛[G]// 农业生物环境与能源工程论文集,2008:164 -167.。