氮源和腐熟剂对水稻秸秆厌氧发酵的影响
施用秸秆腐熟剂对稻草腐解速度及晚稻产量的影响
早稻收割后,将同一批次收割的秸秆用钏草机切断,还田量 300 kg/667m2,均匀平铺于田面。各处理作物秸秆量相同(处理1 除外),各处理常规施肥水平完全一致,施复合肥33.3 kg/667m\ 尿素 15 kg/667m\ 氯化钾2 kg/667m2,折纯N 11.9 kg、P2O5 3.3 kg. QO 6.2 kgo腐秆剂施用量2 kg/667m2,翻埋深度10 cm ~ 15 cm,田 间灌水5 cm - 10 cm深,移栽晚稻。 1.5田间管理
全钾 g/kg 13.3 14.2 14.4 15.3
2 1. 1
速效钾
mg/kg 53 61 66 71 18 10
缓效钾
mg/kg 147 142 155 167 20 25
CEC emo1/kg
14.2 14.8 15.8 16. 1 1.9 1.3
基金项目:国家农业部农技推广专项资金(农办财(2016) 39号) 作者简介:龙小恒(1964—),男,湖南常宁市人,大学学历,农艺
为验证秸秆腐熟还田项目中标秸秆腐熟剂产品实际应用效 果,研究秸秆还田施用腐熟剂对稻草腐解速度及晚稻产量的影 响,安排在板桥镇开展秸秆腐熟还田对比试验。 1材料和方法 1.1试验地概况
选择在板桥镇太星阳村某农户责任田。位置为东经 112.420646° ,北纬26.9515°。地块阳光充足,排灌方便,肥力 水平中等,前茬为双季早稻。土种灰泥田,耕层厚度20 cm,质地 粘壤。 1-2试验材料
各处理不同时期失重率分别进行统计分析。第5天两个处理失 重率在30%左右,相差不大,秸秆腐熟程度无明显差异。第10天 处理3施用秸秆腐熟剂平均失重率达到46.6%,比处理2不施秸秆腐 熟剂(ck2)提高4.6个百分点。经方差分析两个处理失重率之间达 到5%水平上的显著性差异(F*=21.85>F0.05= 18.51 ),表明施 用秸秆腐熟剂处理腐熟效果显著。
三种不同秸秆腐熟剂在水稻上的应用效果初报
关键词 : 秸秆腐 ; 水稻 秸 秆 ; 还田效果 ; 评 价
中图 分 类 号 : S 1 4 1 . 4
文献标识码 : A
文章编号 : 1 6 7 4 — 9 9 4 4 ( 2 0 1 3 ) 1 2 - 0 0 6 8 — 0 3
田 2 5 o k g / 亩) 。
本 田前 茬 作 物 为 油 菜 , 当季 作 物 为 水 稻 Ⅱ优 6 2 9 ,
当 季水 稻 2 0 1 2年 5月 3 0日播 种 。6月 2 E l 按 试 验 方 案 划小 区、 施底肥( 磷肥 2 5 k g / 亩, 挪 威复合肥 ( 1 5 —1 5 1 5 ) l O k g / 亩) , 在 小 区盖 水 稻 秸 秆 、 撒 腐秆剂 ( 2 k g / 亩) + 尿
( 云 南 森 林 自然 中 心 , 云 南 昆明 6 5 0 2 2 4 )
摘要 : 以湖 南农 大哥 生 物 腐 熟 剂 、 武 汉 太 阳 雨 家农 微 生 物 腐 熟 剂 和 广 西 鸿 生 源微 生物 发 酵 茵 剂 为供 试 品
种, 研 究 了三 种 不 同秸 秆 腐 熟 剂 在 水 稻 秸 秆 还 田 模 式 下 的 应 用 效 果 , 结果表 明: 三种 腐熟剂在加 快秸秆 腐 熟, 增加 土壤 有 机 质 、 土壤 氮磷 钾 养 分 含 量 、 土壤 p H值, 提 高水 稻 产 量和 经 济 效 益 等 方 面 均 有 着 较 好 的 效
9 0 . 4 mg / k g, 速效磷 9 . O mg / k g , 速效 钾 3 6 . 2 mg / k g , p H
值为 4 . 3 9 。
稻草还田、施用腐熟剂对晚稻产量及土壤肥力的影响
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
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)。
不同秸秆腐熟剂对水稻产量的影响
CR OP R E S E A R CH
2 0 1 3, 2 7 ( 3 )
品3 0 k g / h m , 基肥施用 3 4 %配方肥 ( 1 8—6—1 0 )
越快 , 腐熟作用越明显 。
1 . 8 试 验 经过和 田间管理
6 0 0 k g / h m 。要 求每 个 处理 水 稻 秸 秆量 相 同 ( 处 理 1除外 ) , 各 处 理 常规 施肥 水 平 ( 施 肥量 、 施 肥 品种 、 施 肥时 期 、 施肥 方 法 ) 完全 一 致 。前期 保 持 浅 水 , 以
中图 分 类 号 : s 5 1 1 . 0 6 文献标识码 : A
文章编号 :1 0 0 1 - 5 2 8 0 ( 2 0 1 3 ) 0 3 - 0 2 4 9 - 0 3
D OI : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 - 5 2 8 0 . 2 0 1 3 . 0 3 . 1 0
腐秆剂 ( 中标腐熟剂产 品) ; 湖南泰谷生物科技有 限 公司生产 的“ 九业 ” 牌秸 秆腐熟剂 ( 供试腐 熟剂产
品) 。
1 . 5 试 验设 计 试 验共 设 5个 处 理 。
1 材 料 与 方 法
1 . 1 试验 地 点与 条件
处理 1 : 无 水稻秸 秆 还 田 +常规 施 肥 ( C K 1 ) ; 处
外 露少 部分稻 草为 准 。移栽 1 5 d后轻 晒 田 , 改善 土
壤 通透性 。 1 . 7 秸 秆腐 熟程度 记载
试验 于 2 0 1 2年 6月 2 6日播种 育秧 , 7月 2 1日
整 田, 7月 2 3 日开 厢 起垄 平 铺 稻 草 、 施 基 肥 和秸 秆
秸秆腐熟剂在吉安县水稻上的应用效果试验报告
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
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。
有机物料腐熟剂在水稻秸秆上的腐熟效果试验
>处 理 2 ;从 秸 秆腐 烂过 程 中 的气 味 p H值。从撒人腐熟剂的当天开始计算 7 0 d 后分别在处理 >处 理 4>处 理 1
4 2 2 0 1 5 . V o L 3 S , N o . 1 5
农 业 与 技 术
※农业科学
4 】 彭华伟 , 刘 国顺 ,吴学 巧等 ,生物 有机肥对 烤 烟氮磷 钾 积累 、 的 硝态 氮呈 现 一个 不 断 累积 的趋 势 。但 是 因为 上述 两 个 【
为2 0 1 4年 l 0 ~ 1 2月 。
1 、处理 2 取 耕作 层 土样 ,分析 有机 质 、全 氮 、有效磷 、
全磷 、速效钾 、全钾 、p H值。
处理 1 、处 理 2 从 撒 人 腐 熟 剂 的 当天 开 始 计 算 ,每
5 d观察 一 次秸 秆 腐熟 程 度 ;处理 3和处 理 4从 堆制 完毕
处理 3 :菌剂腐 熟 区 ,水 稻秸 秆 + ” 三一牌 ”有 机物
即处理 3温度 已经 升到 5 2 度 ,而对 照不 用腐 熟 剂温度 只
升到 4 8 度 ,加入 “ 三一牌”腐熟剂温度明显高于不加腐
i i i i 速腐 解 的进程 ( 见 表 1)。
表 1 料温 测量 记载 表 ( 单位 ℃ )
当天 开始 计 算 ,每 5 d 观 察 一 次秸 秆 腐 熟 程度 ,每 5 d 定
时测量料温 ,直到料温不再继续升高为止。
3 试验 结果与分析
3 . 1 腐熟 剂对 堆 积发酵 的温 度理 3和 处 理 4的温 度 变化 情 况
处理 1 :田间撒施 “ 三一牌”有机物料腐熟剂腐熟 来看 ,从堆制完毕当天开始计算 1 0 d时间,腐熟剂处理
晚造水稻施用腐熟剂秸秆还田试验总结
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
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。
秸秆还田配合氮肥减量对稻田土壤养分、碳库及水稻产量的影响
秸秆腐熟还田对水稻产量的影响
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)。
水稻田使用秸秆腐熟剂试验效果分析
秸秆腐熟剂在适宜的条件下 , 能加速农作物秸秆腐解 , 改善土壤理化性状 , 增强土壤酶活性 , J对提高 农作物产量和农产品质量具有明显效果。为进一步探索不 同秸秆腐熟剂的应用效果 , 在八步区晚稻稻田 上应用 3 种秸秆腐熟剂进行试验 , 现将试验结果总结分析如下。
收稿 日期 : 0 1 5 0 2 1 一O —3 修 回 日期 :2 1 —0 —2 01 6 6 基金项 目: 三个千万 亩增粮增 收项 目( 桂农业办发[0 9 1 ) 20 1 号 。 作者简介 : 向阳 , , 6 年生 , 郑 男 1 1 9 农艺师 , 长期在基层从 事农技推广工作。
1 材料与方法
1 1 试 验 时间 、 点 . 地
试验安排在 2 1 00年晚稻 ; 试验地点选择在八步区信都镇北津村陈华标 的责任 田中, 面积 95 2 7m 。 试验田土壤类型为潴育沙泥 田, 耕作层厚度为 2c 排灌方便。种植模式为早稻一晚稻。试验 田土 1m,
壤容重 11gc 3有机质 3 .3/gp .8/m 、 21gk 、H值 58 、 18gk 、 .5全氮 .3/g有效磷 1.m /g速效钾6 .m /g 38 gk 、 32 gk 。
葵子腐杆剂( 腐熟剂 3 k /m +稻草还田)处理 4 太阳雨秸杆腐熟剂( 0gh 2 ; : 腐熟剂 3k /m + 0 g h 2 稻草还田)处 ;
理 5 谷霖牌腐熟剂( : 常规施肥 +腐熟剂 3k /m +稻草还 田)每个处理 3次重复 , 1 个 小区, 0 gh 2 ; 共 5 随机 区
不同秸秆腐熟剂对早稻秸秆腐解度及晚稻产量的影响
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土壤理化性状的影响
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。
秸秆腐熟剂对单季稻产量及效益的影响
傅 丽青 ,柳金 棋
( 1 .浙 江 省 金 华 市 土壤 肥 料 工 作 站 ,浙 江 金华 3 2 1 0 0 0 ;2 金 华 市 金 东 区 傅村 镇 农 业 服 务 中 心 ,浙 江 金 华 3 2 1 0 0 0)
摘
要 :研 究 油 菜 秸 秆 全 量 还 田后 ,施 用 5种 不 同腐 熟 剂 对单 季 晚 稻 甬 优 1 2号 产 量 及效 益 的 影 响 。 结 果 表
i m
澎 江 学 矸 学 2 0 1 3 年 第 7 期
文献 著 录格 式 :傅 丽 青 ,柳 金 棋 .秸 秆 腐 熟 剂 对 单 季 稻产 量 及 效 益 的影 响 [ J ] . 浙江 农 业 科 学 ,2 0 1 3( 7 ) :7 8 2—7 8 4
秸 秆 腐 熟 剂对 单 季 稻产 量及 效 益 的影 响
制 约因素是 腐解 速度 ,若能加 快秸秆 腐解 ,有利 于 下季作 物节 肥增 收 ,也将 非 常有利于 改善 土壤和农 田系统 。秸 秆腐 熟 剂 由能 够强 烈 分 解 纤 维 素 、 半纤 维素 、木质 素 的嗜热 、耐热细 菌 、真 菌 、放 线 菌 和生物 酶组成 ,能促 进作 物秸秆快 速腐烂 。本 试 验 通过油 菜秸秆 施 用 不 同秸 秆腐 熟 剂 的对 比试 验 , 验证 腐熟 剂在 大 田中的实 际应用效 果 ,为选择秸 秆 利 用方式 和腐 熟剂产 品提供 参考 和依据 。
秸秆腐熟剂在水稻生产上的应用效果研究
摘
要: 为验证 秸秆 腐 熟剂 对还 田秸秆 的催 腐 效果及 对 下茬 水 稻 生长 的影 响 , 进 了试验 , 结 果显 示 , 增 施腐 熟
剂 能够 显 著加 快 小麦 秸秆 的腐 熟 , 3 0 d 后 处理 2 还 田秸 秆 的 失 重率 达 5 1 . 0 %, 比 未施 用腐 熟 剂 的处 理 1 高出
选 取 田间茎 秆 粗 细 均匀 、 长 度 完 整 的秸 秆 , 将其截成3 — 5 c m的 小 段 , 称 取5 0 . O O g 装 入4 0目尼 龙 网 袋 中 ( 2 5 c m×
4 . 2 × 1 0 / 年” ] , 这些 秸秆 的妥 善处 理是 农业 生产 面 临 的重要 问题 。有 报道显示 2 0 1 4 年江苏省秸秆综合利用 率为8 8 %, 远高于全国平均秸秆综合利用率7 5 %的水平 , 但仍有 1 2 %的秸秆 去向不 明, 存在着潜在的环境 污染 风 险。尽管秸秆 的利用 有发电 、 沼气发酵 、 堆肥等 多种 方
理1 相 比, 处理 2水稻 增产 4 . 9 %, 差 异达 到显 著 水平 。
关键词: 秸秆还 田; 腐熟剂 ; 失重率; 土壤养分 ; 水稻产量 中图分类号 s 5 1 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 7 — 7 7 3 1 ( 2 0 1 7 ) 0 9 — 0 0 7 4 — 0 3
8 5  ̄ C 下 烘 干处 理 6 h 后, 准确 称 重并 记 录 每袋 的重 量 , 并计 算 其 平 均值 记 为N 。 。随 机 取 l 5 个 尼龙 袋 埋 入 处 理 1 的田 块 土层 5 ~1 0 e m 处( 各 个尼 龙袋 随机 埋 入 田块不 同位 置 ) ,
条件下腐解缓慢 、 土壤有机酸积累、 对耕作与农艺操作的
碳氮比及腐熟菌剂对玉米秸秆发酵的影响
碳氮比及腐熟菌剂对玉米秸秆发酵的影响碳氮比及腐熟菌剂对玉米秸秆发酵的影响引言:秸秆是农作物生长过程中留下的一种剩余物,经过有效利用可以变废为宝,为农业循环发展提供重要的资源。
玉米秸秆是常见的秸秆来源之一,通过发酵将其转化为有机肥料,不仅能够提高土壤有机质含量,改善土壤结构,还可以减少农业废弃物的排放,保护环境。
本文将主要讨论碳氮比和腐熟菌剂对玉米秸秆发酵过程及产物品质的影响。
一、碳氮比对玉米秸秆发酵的影响碳氮比是指有机物中碳与氮的质量比,是影响发酵过程的重要因素之一。
过高或过低的碳氮比都会对发酵产物的品质产生不良影响。
1. 碳氮比过高当碳氮比高于理想范围时,发酵过程中会产生大量的氨气。
氨气不仅对发酵微生物生长产生不利影响,还容易挥发掉,造成养分流失。
同时,过高的碳氮比还会导致发酵产物中有机氮含量过高,降低其肥效。
因此,正确控制发酵过程中的碳氮比,对提高发酵产物的质量具有重要意义。
2. 碳氮比过低当碳氮比低于理想范围时,发酵过程中的微生物生长速度会受到限制,发酵时间延长。
此外,过低的碳氮比还会导致发酵产物中的氨气含量较低,降低其肥效。
因此,在发酵过程中必须适当增加碳源,以提高碳氮比,促进发酵进程。
二、腐熟菌剂对玉米秸秆发酵的影响腐熟菌剂是一种能够加速有机物腐熟过程的微生物制剂,通过引入优良微生物来促进发酵过程,提高发酵产物的质量。
1. 提高发酵速度腐熟菌剂中的优良微生物能够快速生长繁殖,在发酵过程中起到催化剂的作用,加速有机物的分解和转化。
相比于自然发酵,添加腐熟菌剂可以明显缩短发酵周期,提高发酵速度。
2. 提高产物品质腐熟菌剂中的微生物具有分解有机物的特性,通过其代谢产物的作用,可以进一步分解有机质,提高其养分含量,改善发酵产物的肥效。
同时,腐熟菌剂在发酵过程中还能够降低产物中的氨气含量,提高产物的肥效。
综上所述,碳氮比和腐熟菌剂是影响玉米秸秆发酵过程及产物品质的重要因素。
在实际应用中,应根据具体情况进行调整,合理控制碳氮比,选择合适的腐熟菌剂,以提高玉米秸秆发酵产物的质量,实现资源的有效利用。
不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响
中国环境科学 2011,31(1):73~77 China Environmental Science 不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响陈广银1,2,郑正3*,常志州1,叶小梅1,罗艳 2 (1.江苏省农业科学院农业资源与环境研究所,江苏南京210014;2.南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏南京 210093;3.复旦大学环境科学与工程系,上海 200433)摘要:在中温[(35±1)℃]条件下,采用批式发酵方式,研究了不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响.结果表明,不添加氮源时,麦秆挥发性固体(VS)产气量为323.97mL/g,甲烷含量为64.38%;厌氧发酵后发酵液中各形态氮含量均大幅增加,发酵液中的氮以铵态氮和有机氮为主;发酵后的麦秆中木质素含量增加,纤维素结晶区受到一定程度的破坏.添加氮源提高了微生物的活性,产气速率大幅提高,VS产气量提高了35.37%~50.20%,但对甲烷含量的影响不大.除硝酸钾外,添加氮源的各处理发酵液中均以铵态氮为主,占总氮的70%以上,添加硝酸钾的处理最低,仅为54.60%,均远高于对照的38.49%.添加氮源及不同氮源对发酵液中硝态氮含量的影响不大;添加氮源促进了微生物对麦秆中纤维素和半纤维的破坏,但对纤维素结晶区的影响不大.在各种氮源中,以添加尿素的效果最好.关键词:麦秆;氮源;厌氧消化;沼气中图分类号:X712 文献标识码:A 文章编号:1000-6923(2011)01-0073-05Effects of nitrogen sources on anaerobic digestion process of wheat straw. CHEN Guang-yin1,2, ZHENG Zheng3*, CHANG Zhi-zhou1, YE Xiao-mei1, LUO Yan2 (Institute of Agricultural Resources and Environment, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China;2.State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of Environment, Nanjing University, Nanjing 210093, China;3.Department of Environmental Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China). China Environmental Science, 2011,31(1):73~77Abstract:Effects of nitrogen sources on anaerobic digestion process of wheat straw were investigated by batch model at (35±1). The re℃sults indicated that, the biogas productivity of wheat straw without nitrogen recourse was slow and the biogas yield was 323.97mL/g VS with 64.38% of methane content. Various forms of nitrogen and total nitrogen increased dramatically and ammonium nitrogen and organic nitrogen were dominant after anaerobic digestion. Lignin content increased with the degradation of cellulose, semi-cellulose and other organic matter. Addition of nitrogen sources improved the biodegradability of wheat straw and the biogas yield by 35.37%~50.20%, but didn’t affect the methane content. Compared with control, ammonium nitrogen was the mainly form in the fermentation liquid of all treatments after anaerobic digestion and the ratio of ammonium nitrogen to total nitrogen were up to 70% except potassium nitrate (only 54.60%). There was no significant difference of nitrate nitrogen content of fermentation liquid between nitrogen sources added and control. With nitrogen sources added, the decomposition of cellulose and semi-cellulose was improved, but didn’t affect the destruction of crystalline of cellulose. The best efficacy to anaerobic digestion of wheat straw was obtained by adding urea.Key words:wheat straw;nitrogen sources;anaerobic digestion;biogas秸秆经厌氧消化后产生沼气,是实现秸秆资源化和减量化的重要方法之一[1-3].由于秸秆类原料具有高C/N、高木质纤维含量、易分解有机物含量低的特点,其厌氧消化存在着单位干物质产气率低、产气缓慢、发酵周期长以及生物转化率低等问题.为解决这一问题,通常的做法是在秸秆类原料中添加外来氮源,将C/N调节到厌氧微生物适合的范围(20~30)后发酵.常用的氮源包括收稿日期:2010-05-15基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2008ZX07101- 004);农业部行业计划(200903011-01)* 责任作者, 教授, zzhenghj@74 中国环境科学 31卷尿素、畜禽粪便等有机氮源以及氯化铵、硝酸钾等无机氮源[1,3-4],但不同氮源对厌氧微生物活性以及厌氧消化过程是否有影响,影响程度如何,国内外还未见这方面的报道.本研究采用尿素、氯化铵、硝酸钾和硝酸铵等不同形态氮源,通过调节麦秆C/N,从产气特性、发酵液氮素变化以及麦秆结构变化进行了较系统地研究,考察了对麦秆厌氧消化过程的影响,以期为秸秆沼气工程化应用提供理论参考.1材料与方法1.1实验材料麦秆取自江苏省大丰市某农场,麦秆经切碎后(长为1~2cm)备用.麦秆的总固体(TS)为89.22%,挥发性固体(VS)为89.4%,C/N为38.52.污泥是前次厌氧消化实验的消化液,经纱布过滤后于35℃下保存待用.污泥的TS为2.34%,VS为61.58%,pH 7.23.实验用氯化铵、硝酸铵、硝酸钾和尿素均为分析纯.1.2实验方法实验设5个处理,含一个对照(CK).取VS质量为30g的麦秆4份于反应器中,分别用氯化铵、硝酸铵、硝酸钾和尿素将麦秆的C/N调节到30,加入污泥400g,加水使各处理的起始VS负荷均为5%,混匀.CK除不调节C/N外,其余同上.实验在1000mL的广口瓶内进行,将发酵原料放入瓶中,接种,加水后,混匀.用橡胶塞密封.实验开始时,向反应器内充入氮气2min以驱赶反应器内的空气,密封后放入(35±1)℃的恒温水浴锅中培养,每组2个平行,取平均值进行分析.实验起始和实验结束时取样进行相关指标的分析.以排水(饱和NaCl溶液)集气法收集气体,每日测定产气量;消化液的pH值用精密pH计(METER 6219) 测定;分别取发酵前后的发酵液用于测定NH3-N、NO3--N、NO2--N和TN,测定方法参见文献[5]方法;TS的测定采用105℃烘24h,差重法测定;VS的测定采用550℃灼烧4h,差重法测定;分别取发酵前后的玉米秸用蒸馏水清洗干净后冰冻干燥,粉碎,过100目筛后用于红外光谱仪(Nexus870,美国NICOLET公司)和X射线衍射仪(XTRA,瑞士ARL公司)的测定;纤维素结晶度的计算参见文献[6].2结果与分析2.1不同氮源对秸秆厌氧消化产气特性的影响由图1可知,除尿素外,各处理日产气量的变化趋势相似,均为“增加→降低→增加→降低”.添加尿素的处理在实验过程中日产气量总体为先增加后降低,且实验前8d日产气量明显大于其他处理.实验前19d,添加氮源的各处理,日产气量均明显高于对照;19d后,各处理的日产气量相差不大,且均不断降低.CK、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾和尿素分别在实验第6,12,9,10和5d达到最大值,分别为565,932,782,724,877mL,添加氮源的各处理均明显高于CK.麦秆的C/N为38.52,高于厌氧微生物最适C/N(20~30),不利于厌氧微生物的生存繁殖.当外加氮源调节C/N至25后,微生物的活性明显增强,表现在产气速率大幅提高,日产气量增加,最高日产气量达932mL,远高于对照.添加不同氮源对提高微生物活性均有效果不等的促进作用,以添加尿素的效果最好,氯化铵的效果最差.0510152025 30 35 40 452004006008001000日产气量(mL)时间(d)图1 不同氮源对秸杆厌氧消化产气量的影响Fig.1 Daily biogas yield during anaerobic digestion ofwheat straw with different nitrogen source addition实验结束时,各处理VS产气量和甲烷含量的数据见表1.从表中可知,添加氮源的各处理VS 产气量均大幅提高,添加氯化铵、硝酸铵、硝酸钾和尿素的各处理VS产气量较CK分别提高了1期陈广银等:不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响 7535.37%,44.62%,36.63%和50.20%.虽然尿素自身在厌氧条件下会产生沼气,但本实验添加的尿素量很少,不到0.20g,尿素中的有机物产气对麦秆产气量的影响可以忽略.添加氮源以及不同氮源对甲烷含量的影响不大.表1不同氮源产气特性及发酵前后VS含量变化Table 1 Characteristics of biogas production and changes of VS content before and after anaerobic digestionVS含量(%)处理发酵前发酵后分解率VS产气量(mL/g)甲烷含量(%) CK 89.40 67.92 24.03323.97 64.38 氯化铵 89.40 72.33 19.09438.57 63.57硝酸铵 89.40 66.77 25.31468.53 59.85硝酸钾 89.40 64.56 27.79442.63 62.06尿素 89.40 57.85 35.29486.60 60.18 实验中,氯化铵、硝酸铵、硝酸钾和尿素分别代表了NH4+-N、NO3--N、NH4+-N/NO3--N 以及有机氮.产气的结果表明,添加氮源可以大幅提高麦秆的产气能力和产气速率,但不同氮源的促进效果不同,以添加有机氮源的效果最好, NO3--N次之,NH4+-N最差.作者前期将猪粪作为氮源,研究水葫芦厌氧消化产沼气的特性,结果显示添加猪粪明显改善了水葫芦的厌氧产气特性,VS产气量提高了33.81%[7],牛粪与互花米草混合发酵也有相似的结果[8].以上结果均显示,添加有机氮源对木质纤维原料产气具有很好的促进作用.这为秸秆类原料厌氧消化产气工程化应用提供了重要参考.工程应用中,在条件允许的前提下,应尽量添加畜禽粪便等有机氮源代替无机氮源,既节约了成本,又大幅提高了产气量.2.2对VS分解率的影响由表1可知,经厌氧消化处理后,各处理的VS含量均大幅降低,CK、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾和尿素分别下降了24.03%,19.09%,25.31%, 27.79%和35.29%,与产气的结果基本一致.结合VS产气量的数据来看,氯化铵的VS分解率低于CK,但VS产气量却明显高于CK,这可能是因为添加氮源提高了厌氧微生物的活性,促进了麦秆中有机物向沼气的转化,CK则由于较高的C/N,不利于厌氧微生物生存,从而导致大量有机物被微生物用来维持自身生存和繁殖,结果出现VS 分解率较高、VS产气量较低的结果.2.3对发酵液理化性质的影响发酵前后各处理发酵液的理化特性见表 2.厌氧发酵前,各处理的pH值均在7.30~7.60之间,其中以添加硝酸钾的pH值最高,硝酸铵次之,添加氯化铵和尿素的pH值略低于CK,但各处理间相差不大,这与添加的氮源种类以及添加量较少有关.经45d的厌氧发酵处理后,各处理的pH值均降低,且均处于 6.80~6.95之间,表明不同氮源对发酵后发酵液的pH值无明显影响.厌氧发酵过程是厌氧微生物将发酵基质中的有机物通过复杂的生物化学反应转化为甲烷和二氧化碳的过程,其中,发酵原料中的一些不能为厌氧微生物分解的有机物溶出进入发酵液中,使厌氧消化后的发酵液TOC大幅增加.厌氧发酵后,CK的TOC增幅低于其它处理,这与其较低的VS分解率一致.添加氯化铵的TOC最大,可能是因为较高含量的铵态氮对微生物利用某些可分解的有机物产生抑制,这与其最低的VS分解率吻合.厌氧消化过程伴随着各种形态氮素相互转化的过程.厌氧微生物分解有机物的同时,将有机物中的有机氮转化为无机氮,与此同时,微生物利用系统中的无机氮转化为自身成分(有机氮).由表2可知,厌氧发酵后,各处理发酵液中的NH4+-N、NO3--N、NO2--N和TN均大幅增加,这与麦秆中的有机物被大量分解有关.经厌氧处理后,发酵液中的NH4+-N、NO3--N、TN和有机氮含量均大幅增加,表明麦秆中的有机氮被大量分解转化为无机氮溶入发酵液中,其中某些小分子的有机氮也进入发酵液中.厌氧消化过程中不仅发生了氨化作用,同时也发生了硝化作用,以氨化作用为主.与CK相比,添加尿素的处理发酵后的发酵液中NH4+-N含量明显增加,而有机氮含量低于CK,表明添加尿素有利于提高厌氧系统中氨化细菌的活性,利于有机氮向NH3-N的转化;添加硝态氮源对发酵过程中氨化作用和硝化作用均无明显影响;添加铵态氮源对氨化作用有利,76 中 国 环 境 科 学 31卷对硝化作用未表现出影响;添加氮源促进了有机氮向无机氮的转化,但对硝态氮的含量影响不大,厌氧发酵后各处理发酵液中有机氮的含量均低于CK.表2 发酵前后发酵液的理化特性变化Table 2 Physico-chemical properties of the anaerobic fermentation liquidpH 值 TOC(mg/L) NH 4+-N(mg/L) NO 3--N(mg/L) NO 2--N(mg/L) TN(mg/L)处理发酵前 发酵后 发酵前发酵后 发酵前发酵后发酵前发酵后发酵前发酵后 发酵前 发酵后CK 7.42 6.86 10022 32731 13.20 50.37 0.00 28.39 0.11 0.43 17.31 130.85 氯化铵 7.34 6.85 10820 57263 21.80 261.30 0.00 30.53 0.10 0.42 25.49 331.56 硝酸铵 7.50 6.90 10590 35475 17.41 148.60 0.00 28.87 0.09 0.41 20.56 215.12 硝酸钾 7.60 6.95 10109 44094 14.91 63.53 4.06 34.45 0.08 0.46 24.05 116.35 尿素 7.34 6.91 11082 43200 15.86 152.69 0.00 31.72 0.09 0.41 20.95 229.402.4 红外光谱的变化由图2可知,厌氧发酵后,1509~1515cm -1和1462cm -1吸收峰强度明显增强,1509~1515cm -1是木质素中苯环的骨架伸缩振动峰,1462 cm -1是木质素中—CH 3的C —H 不对称变形振动峰[9-11],表明厌氧处理后麦秆中的木质素含量增加,各处理间相差不大.由于木质素的分解是需要分子氧的[12],因此,厌氧发酵过程中木质素几乎不被分解,发酵后木质素含量增加的程度可作为间接评价秸秆中有机物被分解的程度.结合VS 分解情况的数据可以看出,添加尿素促进了麦秆中有机物的分解,使其中的木质素溶入到发酵液中.1375cm -1是纤维素中C —H 的变形振动峰,1322cm -1是纤维素C —H 振动峰和丁香基衍生物中C —O 振动峰,1162cm -1是纤维素和半纤维素中C —O —C 振动峰;895cm -1是纤维素中C —H 弯曲振动峰,厌氧发酵后,这些峰的强度均大幅降低,尤以添加尿素的处理峰强最低,表明厌氧发酵后麦秆中的纤维素和半纤维素含量大幅降低,以添加尿素的处理效果最好,这与产气的结果一致.4000 3500 3000 2500200015001000 500透射比波数(cm)未处理CK 氯化铵硝酸铵硝酸钾尿素a. 红外光谱的变化1600150014001300120011001000 900 800 700 600 5001462透射比波数(cm)未处理CK 氯化铵 硝酸铵 硝酸钾 尿素1512132213751162895b.指纹区的变化图2 发酵前后麦秆红外光谱图及其指纹区的变化Fig.2 FTIR spectra and fingerprint spectral region of wheat straw obtained before and after anaerobic digestion2.5 XRD 谱图分析由图3可知,各处理均在2θ=22°附近有一极大峰,这是002晶面的衍射峰,单从图谱来说,衍射峰越明锐,晶体结晶程度越高[13].厌氧发酵后,各处理在该处的衍射峰强度均减弱,表明厌氧处理可以一定程度上破坏麦秆纤维素中的结晶区,但这种破坏作用不大.添加不同氮源对纤维素结晶区的破坏作用相差不大.结晶度指数(C r I)可以反1期 陈广银等:不同氮源对麦秆厌氧消化过程的影响 77映麦秆中纤维素结晶区被破坏的程度.未处理麦秆、CK 、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾和尿素的C r I 分别为0.6758,0.5070,0.4964,0.5036,0.4847和0.5201,可以看出,厌氧发酵可以较大程度上破坏纤维素的结晶区,这与前期的研究结果一致[6,8].5 10 15 2025303540 衍射强度2θ (°)尿素硝酸钾硝酸铵氯化铵CK 未处理图3 厌氧发酵处理前后麦秆的X 射线衍射谱 Fig.3 X-ray diffraction patterns of wheat straw obtainedbefore and after anaerobic digestion3 结论3.1 在TS 负荷为5.00%,温度为(35±1)℃条件下,麦秆切碎后直接厌氧消化可以正常进行,但日产气量较低,最高日产气量仅为565mL,VS 累积产气量为323.97mL/g.麦秆经厌氧发酵后,发酵液的氮素中主要以铵态氮和有机氮的形式存在,铵态氮占总氮的38.49%.发酵后的麦秆中木质素含量增加,纤维素结晶区也受到一定程度的破坏. 3.2 添加氮源改善了微生物的生存环境,提高了厌氧微生物的活性,产气速率大幅提高,VS 产气量提高了35.37%~50.20%,但对甲烷含量的影响不大.除硝酸钾外,添加氮源的各处理发酵液中均以铵态氮为主,占总氮的70%以上,添加硝酸钾的处理最低,仅为54.60%,均远高于对照的38.49%,添加铵态氮和有机氮有利于麦秆中氮素向铵态氮转化,但对发酵液中硝态氮含量的影响不大.3.3 添加氮源促进了微生物对麦秆中纤维素和半纤维的破坏,但对纤维素结晶区以及木质素的影响不大.在各种氮源中,以添加尿素的效果最好.参考文献:[1] 张翠丽,李轶冰,卜东升,等.牲畜粪便与麦秆混合厌氧发酵的产气量、发酵时间及最优温度 [J]. 应用生态学报, 2008,19(8): 1817-1822.[2] Kaparaju P, Serrano M, Angelidaki I. 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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。
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