农业部农村可再生能源开发利用重点实验室
农业部关于公布农业部重点实验室及农业科学观测实验站名单的通知
农业部关于公布农业部重点实验室及农业科学观测实验站名单的通知文章属性•【制定机关】农业部(已撤销)•【公布日期】2011.07.08•【文号】农科教发[2011]8号•【施行日期】2011.07.08•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】农业科技正文农业部关于公布农业部重点实验室及农业科学观测实验站名单的通知(农科教发〔2011〕8号)各有关单位:根据《农业部重点实验室发展规划(2010-2015年)》(农科教发[2010]4号)和《农业部重点实验室管理办法》(农科教发[2010]5号),2010年和2011年我部分两批组织开展了农业部重点实验室体系的布局和遴选工作。
经过申报、评审和公示综合性重点实验室、发布专业性(区域性)重点实验室和农业科学观测实验站建设指南、综合性重点实验室编制建设方案、专家组论证建设方案以及总体平衡等工作环节,确定了由33个综合性重点实验室、183个专业性(区域性)重点实验室和251个农业科学观测实验站组成的30个“学科群”的组成框架(见附件)。
为加强农业部重点实验室建设和运行管理,现将有关事项通知如下:一、着眼全局,提高认识保障粮食安全、发展现代农业对农业科技的要求日益迫切。
以联合协作为手段,以提高农业科技资源使用效益和对农业生产的支撑能力为目标,全面建设国家农业科技创新体系,是农业科技自身改革发展的必然选择。
农业部重点实验室以“学科群”为组建单元,按照综合性重点实验室、专业性(区域性)重点实验室、农业科学观测实验站三个层次建设,目标是形成布局合理、任务明确、协作紧密、运转高效的重点实验室体系,促进基地、人才、项目相配套,推进国家农业科技创新体系建设进程。
农业部重点实验室是凝聚和培养优秀农业科技人才,组织行业科技创新,开展学术交流的重要基地,是国家农业科技创新体系的重要组成部分。
各有关单位要从农业乃至国民经济发展全局角度,进一步增强农业科研创新基地建设的紧迫性,进一步理解农业部重点实验室建设的重大意义。
中国固体生物质成型燃料标准体系
第26卷第2期农业工程学报V ol.26No.22010年2月Transactions of the CSAE Feb.2010257中国固体生物质成型燃料标准体系张百良,任天宝,徐桂转,李保谦(河南农业大学,农业部农村可再生能源重点开放实验室,郑州450002)摘要:为了促进中国固体生物质成型燃料产业健康发展,该文对中国固体生物质成型燃料标准体系进行了研究。
论文对国内、外固体生物质成型燃料生产和销售现状及国外同类标准体系进行了详细的调研、分析和研究,阐述了构建中国固体生物质成型燃料标准体系的必要性和迫切性,提出了构建中国固体生物质成型燃料标准体系的指导思想和原则,对构成标准体系的框架和内容提出了具体建议,并进行了分析。
关键词:生物质,固体生物燃料,标准doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2010.02.044中图分类号:S216文献标识码:A文章编号:1002-6819(2010)-02-0257-06张百良,任天宝,徐桂转,等.中国固体生物质成型燃料标准体系[J].农业工程学报,2010,26(2):257-262.Zhang Bailiang,Ren Tianbao,Xu Guizhuan,et al.Solid biofuel standard system in China[J].Transactions of the CSAE,2010, 26(2):257-262.(in Chinese with English abstract)0引言进入21世纪,尤其2005年以来,能源、环境问题日渐突出,能源价格持续上涨,全世界研发生物能源成为热点。
中国进入“十一五”后,表现出了很强的研发势头,特别是数十家大中型企业的参与大大推进了生物燃料的研发进度,以秸秆为主的固体生物质成型燃料就是在这样的背景下率先发展起来的[1]。
固体生物质成型燃料是利用致密成型技术将生物质加工成容易储藏和方便使用的生物质颗粒或棒状、块状燃料,具有体积小、容量大、热值高、燃烧火力旺、原料普遍易取、可再生等特性,燃烧过程中排渣少、烟尘和二氧化硫含量低、对环境污染小,是易于进行商品化生产和销售的可再生能源。
2 阳离子聚丙烯酰胺对厌氧污泥絮凝效果及活性的影响
Institute of
of Agriculture,Chengdu 610041,
China;2.Key Laboratory of Development and Application of Rural Renewable Energy,Ministry of Agriculture,
Chengdu
150
1Ⅲ、棚扩k醛障
踮∞∞∞∞舳∞∞∞0
;厂]
原样污泥 离心污泥
ppm时,与100 ppm投加量相比虽然上清液
絮凝污泥 絮凝污泥 (100ppmCPAM)(150ppmCPAM)
8000
L
图4无外加底物条件下不同污泥累计产气量
7000
176000 苫5000 8 4000
裂3000
2.2.2外加底物条件下投加CPAM对厌氧污泥活
1材料与方法
1.1污泥来源及性质 污泥取自某制药厂废水处理站厌氧罐污泥,采 样后冷藏。污泥性质见表1。
下时,没有表现出PAM的反应毒性,但是出现了间
收稿日期:2014.07-16 项目来源:科技部十二五农村行业专项项目(201303099;201303101)
作者筒介:唐治(1990一),男,硕士,研究方向为生活污泥厌氧消化,E—mail:270600479@qq.tom
鍪’
基
』
图2
CPAM投加量对上清液中总茵数和产甲烷菌数的影响
2.1.3
CPAM投加量对上清液COD与絮凝物Ts
的影响
CPAM投加量对厌氧污泥絮凝后上清液中COD
与絮凝物鸭的影响如图3所示。可以看出,随着
CPAM投加量的增加,上清液COD依次减小,而絮 凝物1S逐渐增加。 从图3中可以看出,当CPAM的投加量大于50 ppm后,上清液COD减小不明显;且当CPAM的投 加量大于75 ppm后,絮凝物.IS增加不明显。但实 验中观察到只有当CPAM的投加量达到100 ppm 后,上清液才变澄清。 从图3中还可以看出,当CPAM的投加量达到
废弃食用油脂中温厌氧发酵特性研究
1.2.1实验设计 F/I实验中,发酵瓶体积为100 mL,有效反应体
积为60 mL,接种厌氧污泥量为1.89 TS。设置不同
的废弃食用油脂与厌氧污泥比分别为1:6,1:3,l:2, 2:3,5:6和0:1,其中0:1实验组为空白实验,用去 离子水补充反应体积至60 mL。C/N实验中,在反 应体积60 mL中加入接种厌氧污泥量为1.8
2结果与分析
2.1
质。处理后的样品作为厌氧发酵的原料,测定油密
度为0.928
g・mL~。
表1实验原料性质
(%)
特性分析
(F/I)情况下(1:6,1:3,1:2,2:3,5:6,1:1和0:1)
1.2
实验步骤
厌氧发酵累积甲烷产量和单位质量底物的甲烷产量 如图1和图2所示。空白组实验中即0:1组累积甲 烷产量无明显增加,仅为9.6 mL,这表明系统中接 种的厌氧污泥产甲烷量不高。原料接种物比从1:6 到5:6的均能够正常产甲烷,各实验组累积产甲烷 量都呈现出不断增加的趋势,第21天总产甲烷量到 达峰值(230 mL到270 mL之间)。图2中的实验组
沉淀48 h后,过滤以除去上层泡沫和下层固体杂
Pf=P×exp{一exp【!塑!二掣+l】)(1)
式中:只为t时刻的累计甲烷产量,mL・g‘1TS; 不同F/I条件下废弃食用油脂厌氧发酵产气 接种厌氧污泥量一定,在不同的原料接种物比
P为最终甲烷产量,mL・g~TS;Rm为最大产甲烷 速率,mL・d~g~TS;A为延滞期,d;P,Rm和A 可以通过批式厌氧发酵实验数据拟合得到。
中国沼气China
8/ogas
2016,34(5)
27
废弃食用油脂中温厌氧发酵特性研究
蒸汽爆破玉米秸秆热解特性及其动力学分析
蒸汽爆破玉米秸秆热解特性及其动力学分析任天宝;马孝琴;徐桂转;宋安东;张百良【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2011(0)S1【摘要】生物质的热解作为生物质能研究开发的前沿技术已得到较为广泛的重视。
本文采用热重分析法(thermo gravimetric analysis,TGA)对蒸汽爆破预处理后玉米秸秆的热失重特性及其动力学进行了研究。
试样加热速率分别为10、20、30、40、50℃/min,加热终温为800℃,采用高纯氮气作为保护气体。
结果表明:蒸汽爆破预处理后玉米秸秆在同样加热速率条件下,热解过程特性显著改变,最大热分解速率提高34.57%;分别利用Coats-Redfern法和Kissinger法确定了热解动力学参数,并获得热解动力学模型;试样与原玉米秸秆相比活化能(E)降低24.13%~32.56%,指前因子(A)提高8%~10%。
【总页数】5页(P32-36)【关键词】蒸汽爆破;秸秆;热解;动力学【作者】任天宝;马孝琴;徐桂转;宋安东;张百良【作者单位】河南科技学院资源与环境学院;农业部农村可再生能源重点开放实验室【正文语种】中文【中图分类】S1【相关文献】1.玉米秸秆热解特性的实验研究及动力学分析 [J], 惠世恩;梁凌;范庆伟;刘长春;陈志良;荆强征2.瞬间弹射蒸汽爆破联用化学法预处理玉米秸秆的组分和酶解分析 [J], 刘黎阳;郝学密;刘晨光;白凤武3.蒸汽爆破玉米秸秆酶解动力学 [J], 任省涛;程可可;宋安东;张建安4.小麦和玉米秸秆热解反应与热解动力学分析 [J], 何芳;易维明;孙容峰;闸建文;柏雪源;李永军5.玉米秸秆与市政污泥混合热解特性及动力学分析 [J], 代敏怡;丛宏斌;郭占斌;赵立欣;孟海波;姚宗路;盛晨绪;李丽洁;吴雨浓;张迎因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
牛粪批次干发酵过程中腐植酸的变化趋势初探
牛粪批次干发酵过程中腐植酸的变化趋势初探祝其丽;潘科;汤晓玉;王文国;胡启春【摘要】牛粪作为秸秆类原料经过反刍动物瘤胃消化后的产物,是生物腐植酸的发酵原料之一.该研究对3种牛粪干发酵过程中腐植酸的变化趋势及红外光谱特征进行了分析,结果表明:在为期90天的批次厌氧干发酵过程中,3种牛粪(奶牛粪、水牛粪、黄牛粪)中腐植酸的含量均有所增加,且木质素含量和腐植酸含量变化趋势相似.研究结果为后续深入开展牛粪干发酵过程中腐植酸形成机理及积累过程奠定了一定基础,进而为农业废弃物的资源化利用提供理论参考.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2014(032)005【总页数】6页(P7-11,16)【关键词】牛粪;干发酵;木质素;腐植酸【作者】祝其丽;潘科;汤晓玉;王文国;胡启春【作者单位】农业部沼气科学研究所,四川成都 610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041;农业部沼气科学研究所,四川成都 610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041;农业部沼气科学研究所,四川成都 610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041;农业部沼气科学研究所,四川成都 610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041;农业部沼气科学研究所,四川成都 610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】X705;S216.4腐植酸(HA)因其具有极为特殊的物理化学性质和生物活性而在农业[1-2]、工业[3]、医学上[4-6]得以广泛应用。
天然腐植酸原料主要来自风化煤、褐煤、泥炭、土壤等,虽然现有的矿源腐植酸储量丰富,但资源不能再生,加之在开采上缺乏合理规划,随着社会的发展,天然腐植酸资源将供不应求。
因此,深入开展以天然有机废弃物为原料形成生物腐植酸的相关研究尤为必要。
我国农产品加工废弃物的类型及主要利用途径
我国农产品加工废弃物的类型及主要利用途径李淑兰;梅自力;张顺繁;罗涛;李江;段奇武【摘要】文章综述了我国农产品加工废弃物的基本类型及主要利用途径,以便为农产品加工废弃物的合理处理与处置提供一定的理论依据,更好地实现农产品加工业的可持续发展.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2015(033)004【总页数】3页(P70-72)【关键词】农产品加工;废弃物;利用途径【作者】李淑兰;梅自力;张顺繁;罗涛;李江;段奇武【作者单位】农业部沼气科学研究所,四川成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041;农业部沼气科学研究所,四川成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041;湖北省钟祥市农业局,湖北钟祥431900;农业部沼气科学研究所,四川成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041;农业部沼气科学研究所,四川成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041;农业部沼气科学研究所,四川成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】S216.4;X71随着我国农产品加工业迅速发展,农产品产业结构逐步向深加工转变[1],在生产过程中会产生废水、废渣、废气,以及大量的固体废弃物。
这些过去大多数被直接丢弃,既造成了环境污染又使许多可利用物质被遗弃。
由于科技的发展,生物技术等的大量应用,农场品加工废弃物被再次加工得到循环利用,最大限度地减少了环境污染。
1 农产品加工废弃物主要类型农产品加工废弃物主要包括饮料制造业的果皮残渣,畜禽加工的下脚料,生产淀粉的甘薯渣、马铃薯渣,制糖业的甜菜渣、甘蔗渣,粮油加工后的稻壳、麦麸、菜籽饼粕、豆渣等,酿造业的酒糟、乳制品加工过程中的乳清以及餐厨垃圾等。
这些废弃物如不妥善安置,势必会造成环境的极大污染。
中原传薪火 百折犹未悔——河南农业大学九十年发展纪实
在那个动荡的年代里,农学院师生和当地农民共同经受了血与火的考验,结下了深情厚谊。1944年日寇血洗农学院办学地点嵩县潭头时,当地农民不顾日寇的枪炮,保护师生们离开,有的甚至为此献出生命。王直青院长被俘,不堪忍受日寇欺辱,毅然跳崖身负重伤,多亏乡亲冒险营救。潭头河南坡农民阎虎娃冒着生命危险,将年已古稀的黄以仁教授一家三口藏在家里达一月之久。直到今天,潭头人民还将森林系师生栽种的柏树称为“河大柏”,予以精心保护。
校务公告
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媒体农大
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公共信息
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数次调整后,师资薄弱,设备匮乏。在吴老的影响和带动下,农大师生继续恢弘和发扬“艰苦奋斗、百折不挠”的优良传统,全身心投入服务农业的伟大事业中。1960年,河南农学院被评为全国文教战线先进单位。作物遗传育种学科1962年就被国家教育部批准,由吴绍骙招收了新中国河南省第一批硕士研究生。
导师的恳切挽留和国外优越的环境丝毫没有动摇青年吴绍骙回归华夏、报效祖国的坚定信念。1938年,他毅然决然告别美利坚,辞别恩师,踏上为中华民族的作物育种事业开拓前进的漫漫历程。
粮食问题是新中国经济发展最基础的问题,吴绍骙决心用育种专长报效祖国。1949年他在全国农业会议上提出的“以发展玉米品种间杂交种作为我国杂种优势利用先导”的思想,得到党和政府的极大重视,《人民日报》全文刊发了他的会议发言,他的这一思想对规范和指导我国玉米杂交种选育工作发挥了巨大作用,开创了新中国玉米科研和生产的新局面。后由他主持选育的玉米优良品种“洛阳混选一号”,在生产中大面积推广,取得前所未有的质量和产量。
视频新闻
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用于制备生物柴油的固体催化剂研究进展
用于制备生物柴油的固体催化剂研究进展
徐桂转;崔晓燕;张寰
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2009(037)028
【摘要】生物柴油作为可再生的替代能源,已引起世界范围内的广泛关注.研制用于催化酯交换反应制备生物柴油的固体催化剂是目前的一大研究热点.综述了目前国内外研制的固体酸性和碱性催化剂的催化性能和研究现状,比较了各种固体催化剂的优劣和不足,提出了生物柴油用固体催化剂的研究和发展趋势.
【总页数】3页(P13456-13458)
【作者】徐桂转;崔晓燕;张寰
【作者单位】河南农业大学机电工程学院,农业部农村可再生能源重点实验室,河南郑州,450002;河南农业大学机电工程学院,农业部农村可再生能源重点实验室,河南郑州,450002;河南农业大学机电工程学院,农业部农村可再生能源重点实验室,河南郑州,450002
【正文语种】中文
【中图分类】S216.2
【相关文献】
1.固体催化剂催化酯交换反应制备生物柴油研究进展 [J], 侯凯丽;赵华;田薇薇;李会鹏
2.固体催化剂制备生物柴油研究进展 [J], 任铁强;李鹏飞;孙悦;乔庆东
3.用于制备生物柴油的固体催化剂研究进展 [J], 司展;蒋剑春;王奎
4.固体催化剂在制备生物柴油中的研究进展 [J], 张驰
5.镁基固体催化剂催化酯交换反应制备生物柴油研究进展 [J], 谭道养;胡德禹;张钰萍;金林红;薛伟;杨松
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生物质热解研究现状与展望
生物质热解研究现状与展望摘要:主要论述了生物质热解技术的原理、热解反应过程、热解工艺类型及影响因素。
在分析国内外发展现状的基础上,提出生物质热解技术主要存在的不足,对生物质热解技术的发展前景进行了展望。
关键词:生物质热解;研究进展;发展现状;展望0 引言通过生物质能转换技术可高效地利用生物质能源,生产各种清洁能源和化工产品,从而减少人类对于化石能源的依赖,减轻化石能源消费给环境造成的污染。
目前,世界各国尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术,以保护本国的矿物能源资源,为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。
生物质热解是指生物质在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下,加热到逾500℃,通过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、纤维素和半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。
生物质热解的燃料能源转化率可达95.5%,最大限度的将生物质能量转化为能源产品,物尽其用,而热解也是燃烧和气化必不可少的初始阶段[1]。
1 热解技术原理1.1 热解原理从化学反应的角度对其进行分析,生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应,包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。
木材、林业废弃物和农作物废弃物等的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。
热重分析结果表明,纤维素在52℃时开始热解,随着温度的升高,热解反应速度加快,到350~370℃时,分解为低分子产物,其热解过程为:(C6H10O5)n→nC6H10O5C6H10O5→H2O+2CH3-CO-CHOCH3-CO-CHO+H2→CH3-CO-CH2OHCH3-CO-CH2OH+H2→CH3-CHOH-CH2+H2O半纤维素结构上带有支链,是木材中最不稳定的组分,在225~325℃分解,比纤维素更易热分解,其热解机理与纤维素相似[2]。
从物质迁移、能量传递的角度对其进行分析,在生物质热解过程中,热量首先传递到颗粒表面,再由表面传到颗粒内部。
纤维素类草本能源植物的研究现状_谭芙蓉
收稿日期 Received: 2013-04-03 接受日期 Accepted: 2013-05-13*四川省科技支撑计划项目(2009NZ00045)资助 Supported by the Key Technology R & D Program of Sichuan, China (2009NZ00045)**通讯作者 Corresponding author (E-mail: hemxion@)纤维素类草本能源植物的研究现状*谭芙蓉1 吴 波1 代立春1 祝其丽1 王文国1 汤晓玉1 潘 科1 秦 晗1胡启春1, 2 何明雄1, 2**1农业部沼气科学研究所生物质能技术研究中心 成都 6100412农业部农村可再生能源开发与利用重点实验室 成都 610041要 纤维素类草本能源植物具有很高的生物质产量、纤维素和半纤维素含量,对环境友好,是目前最有发展前途的生物质资源之一,欧洲和美国将其作为首选的生物质能源植物. 本文介绍了柳枝稷(Panicum virgatum )、芒草(Miscanthus spp.)、芦竹(Arundo donax Linn )等几种主要纤维素类草本能源植物具有产量高、适应性强、用途广泛等特点;综述了纤维素类草本能源植物在国内外的研究概况,以及基因工程技术在降低植物木质素含量及在植物中过表达纤维素降解酶类方面的应用;进一步指出在我国存在纤维素类草本能 源植物资源评估、选育滞后,相关技术还不完善等问题,进行充分开发利用将在缓解能源紧张、解决环境问题、促进农业和经济发展等方面有着良好的前景. 图2 表1 参41关键词 纤维素;草本能源植物;遗传改良;基因工程;燃料乙醇CLC S216.2Research and prospect of cellulosic herbaceous energy plant *TAN Furong 1, W U Bo 1, DAI Lichun 1, ZHU Qili 1, WANG Wenguo 1, TANG Xiaoyu 1, PAN Ke 1, QIN Han 1, HU Qichun 1, 2 & HE Mingxiong 1, 2**1 Biomass Energy Technology Research Centre, Biogas Institute of Ministry of Agriculture , Chengdu 610041, China 2Key Laboratory of Energy Microbiology and Application, Ministry of Agriculture , Chengdu 610041, ChinaCellulosic herbaceous energy plant, which has high biomass yield, cellulose and hemicellulose content, is one of the most promising biomass resources positively in fl uencing the environment. It has been used as a preferred biomass energy plant in Europe and the United States. This paper introduces the characteristics of high yield, well-adapted and wide application of some main herbaceous energy plants, such as switchgrass, miscanthus and bamboo reed. It also summarizes the research status of cellulosic herbaceous energy plant and application of genetic engineering technology on decreasing lignin content and overexpression cellulase in plants. This article further presents the problems, such as resource evaluation, lagging of breeding and imperfect technology, and prospects of developing celluslosic herbaceous energy plant in China. If the abundant resource of herbaceous energy plant of our country could be ef fi ciently utilized, it can not only alleviate nergy crisis, but also make full use of the barren land, change planting structure, increase farmers’ income, and in the long run promote the national economy. Keywords cellulose; herbaceous energy plant; genetic improvement; genetic engineering; fuel ethanol当前矿物能源短缺和全球气候变暖是世界各国所面临的严峻问题,开发利用不会对环境带来危害的可再生能源资源成为当今国际社会的主要课题之一. 生物质资源是最具开发潜力的可再生清洁能源资源[1],其开发利用已被我国政府列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》中的优先发展主题. 2007年中央一号文件明确指出,以生物能源、生物基产品和生物质原料为主要内容的生物质产业,是拓展农业功能、促进资源高效利用的朝阳产业,并鼓励有条件的地方利用荒山、荒地等资源,发展生物质原料作物种植. 因此,从可持续性发展的角度考虑,开发能源植物是解决能源危机 和环境问题的必然趋势. 能源植物作为一个崭新的科学方向正在飞速发展,尤其在欧美发达国家经过20多年的研究,其概念、分类及相应的主要转化利用途径已逐渐明晰.能源植物通常是指那些合成较高还原性烃能力、可产生接近石油成分和替代石油使用的产品的植物,以及富含油脂的植物,是可再生能源开发的唯一资源对象. 能源植物通过光合作用固定二氧化碳和水,将太阳能以化学能形式储藏在植物中. 能源植物除直接燃烧产生热能外,还可转化成固态、液态和气态燃料. 按照能源植物所含有的特定化学物质,将其分为3类:(1)富含类似石油成分的能源植物. 石油的主要成分是烃类,富含烃类的植物是植物能源的最佳来源,生产成本低,利用率高,如续随子(Euphorbia lathylris )、绿玉树(Euphorbia tirucalli )、橡胶树(Hevea brasilienisis )、麻疯树(Jatropha curcas )、桉树(Eucalyptus )、黄连木(Pistacia16320卷 谭芙蓉等/ Chin J Appl Environ Biol 应用与环境生物学报chin e nsis Bunge )等[2]. (2)富含高糖、高淀粉和高纤维的能源植物. 用这类植物可以得到最终产品——乙醇. 这类植物种类特别多,分布也比较广泛,如木薯(Manihot esculenta )、甜菜(Beta vulgaris .)、高粱(Sorghum bicolor )、玉米(Zea mays )、柳枝稷(Panicum virgatum )等[3]. (3)富含油脂的能源植物. 据估计,高等植物中有7%左右种类的器官(多为种子)含油率在10%以上,有些含油率很高,如木姜子(Litsea )种仁含油率达55.4%,红脉钓樟(Lindera rubronervia )种子含油率高达44.9% [4]. 在这些能源植物中,富含纤维素的草本能源植物具有生长速度快、生活周期短、分布广等特点,便于大面积推广种植,实现产业化. 草本能源植物是目前最有发展前途的生物质资源之一,欧洲和美国把它作为首选的生物质能源植物[5]. 本文介绍了纤维素类草本能源植物的特点、主要种类、研究概况以及基因工程在纤维素能源植物方面的应用,并对其发展前景进行展望,以期为进一步研究和应用提供参考.1 纤维素类草本能源植物的种类及特点纤维素类能源植物一般为禾本科多年生高大的丛生草本植物,富含纤维素和半纤维素,灰分含量低,热值高,干物质产量高;抗旱、耐瘠薄能力强,适应性广. 表1中重点介绍了几种主要纤维素类草本能源植物,包括柳枝稷(Panicum virgatum )、芒草(Miscanthus spp.)、芦竹(Arundo donax Linn )、荻(Miscanthus sacchari florus )和狼尾草(Pennisetum alopecuroides (L.) Spreng ). 作为生物质能源资源,纤维素草本能源植物有如下优点:(1)生长快,产量高,一次种植,可长期(10年以上)受益,一般每年可出1-2茬草,使加工设备得以充分利用;(2)适应性强,可利用边际土地种植,符合我国“不与人争粮,不与粮争地”的能源发展目标;(3)二氧化碳零排放,不污染环境,有利于形成清洁能源产业;(4)没有核能的危险性以及风能、潮汐能和地热能的局限性;(5)用途广泛:不仅可制备纤维素乙醇,还可以广泛应用于生物质直燃或气化发电厂、气化炉、固化成型和热解等各种生物质能源转化与利用装置;(6)多方面的生态效益和经济效益. 因此,研究开发纤维素类草本能源植物对于缓解能源压力、保护环境和生态、促进我国经济社会可持续发展等具有重要意义.2 纤维素类草本能源植物的研究概况纤维素质原料是地球上最丰富的可再生资源. 富含纤维的草本植物通过生物和化学方法处理后,可以得到乙醇和沼气等高燃烧值的能源,还可以用作造纸原料. 美国能源部早在1984年就启动了“草本能源植物研究计划(HECP )”,开始的研究主要集中于草种的筛选,地点分布在俄亥俄州、印第安纳州和维吉尼亚州. 较晚的2个筛选试验设在大平原地区(爱荷华州和北达科他州)进行. 佛罗里达大学负责象草(Pennisetum purpureum )和甘蔗(Saccharum spp.)的筛选. 试验目的是检测草种的产量潜力、分析生化组成和摸索不同试点的最佳管理措施. 在1985-1989年间从35种草本能源植物中筛选出18种最适合美国种植的纤维类能源禾草[5]. 1990年,表1 主要纤维素类草本能源植物介绍164应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol /纤维素类草本能源植物的研究现状 1期HECP 更名为“生物质能给料发展计划项目(BFDP )”. 从1991年起,BFDP 项目被集中投放到了模式植物系统的研究上,将柳枝稷确定为模式植物加以重点研究,以便达到快速应用的目的和示范效应. 1992年,美国能源部又通过BFDP 启动了6个专项课题,以便获得柳枝稷作为能源植物的产量新信息. 研究内容包括:1)柳枝稷不同品种的田间品比试验,以示筛选新的优良品种;2)进行生理学研究以便建立筛选和评价优良品种的指标体系;3)开发组织培养技术以对相关植物进行生物技术改良. 在美国东南部,一些研究工作则集中于象草、狗牙根(Cynodon dactylon )和百喜草(Paspalum natatu )等候选植物上[5].欧洲将草本植物作为生物质能的研究起始于芒属植物(Miscanthus ). 自1989年开始先后启动了“欧洲JOULF 计划”、“欧洲AIR 计划”和“欧洲FAIR 计 划”,在全欧范围内对芒属植物及其杂交种的生物量潜力、生殖、发育、管理实践、收获加工以及杂交育种等方面开展了系统研究. 芒属植物具有很强的生长活力,在延迟收获的情况下可以干燥,进而完成生物质的一次性收获. 20世纪90年代,在欧洲只有一个基因型的芒可被利用,即巨芒草(Miscanthus × giganteus ),它的生产性能完全满足生物质能植物的要求. 但在实际应用中却遇到了建植成本高、越冬性差和遗传基础狭窄的问题. 这就促使人们又开始寻找可以用种子进行建植的低成本的其他草本植物,而且能够适应欧洲各国不同的气候条件. 因此,欧洲人开始了对许多本土草种以及引进草种的研究与筛选工作,得到了17种候选植物,并重点对芦竹(Arundo donax L.)和虉草(Phalaris arundinacea L.)展开了深入研究. 同时,为进一步发展芒,还不断培育能够适应欧洲不同地区和不同环境条件的品种,继续扩展其遗传基础以防止病虫害的蔓延[5].我国作为一个资源大国,纤维素类能源植物资源非常丰富,但早期的研究主要集中在水土保持、造纸原料和动物饲料等方面,由于与作为能源植物的利用目的不同,导致了研究内容和育种目标的不同,在资源收集上也产生了极大的差异. 因此,从严格意义上讲,我国在开展草本植物作为能源植物的研究工作还刚刚起步,远远落后于欧美等国家. 目前的研究主要集中在能源植物种质资源的筛选、品种选育和转化工艺等方面,并取得了一定的成绩. 宁祖林等对8种高大纤维禾草的热值和灰分动态变化进行了研究,结果表明芦竹的干重热值与灰分含量有显著的线性相关,五节芒(Miscanthus floridulus )、芦苇(Phragmites australis )的干重热值与灰分含量呈极显著的线性相关;C3植物类中去灰分热值较高的是芦竹,C4植物类中去灰分热值较高的是芒[12]. 潘一晨等人在辽宁省范围内对几种野生禾本科草类植物的自然种群特征进行了调查,综合分析表明芒和狼尾草具有高的产量,高的净光合速率和生长速度是其高产的生理生态学基础,符合能源禾草的要求[13]. 宗俊勤等人对7种高大禾草的表型特性及生物质成分进行了研究,结果表明芒和荻的干物质年产量、燃烧值、折合标准煤均是所有材料中最高的,而灰分是所有材料中最低的,并指出原产中国的芒属植物是较柳枝稷更适合我国的优良的生物质能源植物[14]. 周强等人的研究结果表明,香根草(Vetiveria zizaniodes )具有很强的光合能力及较快的生长速率,叶片中纤维素和半纤维素含量均较高,能够适应边际性土地种植,是一种潜在的优良木质纤维素能源植物[15]. 何明雄等测定了不同人工湿地植物的纤维素组分和热值,并采用NaOH -酶解工艺研究不同人工湿地植物水解液组分,对在人工湿地技术体系中起重要作用的湿地植物能源化利用潜力进行了系统评估,结果表明人工湿地植物是一种较好的生物质资源,可通过生物质固体成型燃料技术、沼气技术和燃料乙醇技术加以利用,进而建立人工湿地植物生物质资源能源化藕联利用模式[16]. 余醉等测定了草本芦竹主要工业成分及化学组成,并采用稀酸法、稀碱法、高温热水法和酸催化高温热水法预处理芦竹,比较了不同预处理方式对各种糖的产率及预处理产物纤维素酶酶解率的影响,为进一步利用草本芦竹作为能源牧草生产燃料乙醇提供了依据[17]. 阮奇城等以红麻(Hibiscus cannabinus )秸杆为原料,研究了不同预处理方法对红麻纤维质乙醇发酵的影响,为红麻纤维质转化燃料乙醇提供基础依据[18-19]. 李高扬等以生产燃料乙醇等清洁生物质能源为目标,提出以化学成分、生物质产量、生态适应性和热值4项指标来评价能源植物的利用价值,为纤维类能源草新资源的评价和开发提供了参考[20].目前,我国也意识到了利用与开发能源植物的重要性,在有关科研项目指南中设立了相应的项目. 如在《2005年度农业科技成 果转化资金项目指南》中设计了“农业生物技术产品与生物质利用”专项,并将“生物质等农村新能源新材料技术及产品”列为了重点支持项目. 在《国家中长期科学和发展规划纲要(2006-2020年)》中,将“可再生能源低成本规模化开发利用”作为重点领域及其优先主题. 在2012年国家重点基础研究发展计划(“973计划”)项目中设立了针对草本能源植物的项目“草本能源植物培育及化学催化剂制备先进液体燃料的基础研究”,将重点围绕草本能源植物选择性培育遗传学、生物质水热解聚、解聚产物催化转化制备先进燃料机理与选择性调控等关键科学问题开展多学科交叉与综合研究. 这些项目的启动实施,对于促进生物质能源利用,缓解我国石油短缺,保障国家能源安全和促进我国新农村建设等方面具有重要意义.植物的研究国内外利用木质纤维生产燃料乙醇已有大量研究,有许多成功的实例. 但是所开发的技术一直未能在规模生产中推广应用,究其根本,主要是因为现阶段的技术中还存在着严重制约植物纤维燃料乙醇生产的关键问题(图1)[21-23]:一是木质纤维物质降解为中间物质和去除木质素使纤维素酶能够接近纤维素的预处理过程成本高,前期预处理的投入过大;二是纤维素水解复合酶的价格昂贵,便整个过程成本偏高[24]. 这两个过程的花费共同使得纤维素乙醇的生产成本比玉米淀粉生产乙醇高2-3倍.20世纪90年代中期以来,基因工程技术对全球农业产生了深刻的影响,在棉花(Gossypium spp.)、大豆(Giycine max )、玉米等主要农作物上都得到了很好的应用. 由于人们对自身健康的关注,植物转基因研究在以食用为目的的作物16520卷 谭芙蓉等/ Chin J Appl Environ Biol 应用与环境生物学报上的应用受到了一定的限制,而这却为能源植物的改良提供了新的契机. 目前,人们开始尝试利用植物基因工程的方法来解决植物纤维燃料乙醇生产中的问题.图1 纤维素乙醇生产流程(根据文献[23]整理).Fig. 1 Flowchart of cellulosic ethanol production (adapted from reference [23]).首先,降低植物的木质素含量. 降低木质纤维中的木质素含量、提高纤维素含量有利于降低木质纤维的前处理成本. 通过基因工程改变木质素合成途径(图2)中不同基因的表达来降低木质素的含量、提高纤维素含量已有大量报道. 如在转基因杨树中,下调木质素合成途径中的一个主要酶基因pt4CL1的表达,可使其木质素的含量下降45%,作为补偿的纤维素含量提高了15%,使杨树的纤维素/木质素的比率升高了一倍,而对杨树的生长、发育和生物结构的完整性没有任何明显的影响[25]. Blee 等人报道将烟草(Nicotiana tabacum )木质素单体聚合最终一步的酶(过氧化物酶)转入菜豆,抑制菜豆中其同源酶阳离子过氧化物酶的表达,得到的反义转基因植株对照相比木质素的含量降低40%-50%,而木质素含量的降低对植株的生长发育没有显著的影响[26]. Fu 等人通过转基因技术下调木质素合成途径中的COMT (咖啡酸-O-甲基转移酶)基因,获得了木质素含量下降的转基因柳枝稷,经稀酸预处理后,采用SSF 法发酵,转基因株系比对照的乙醇产量提高38%,而在乙醇产量相同的情况下,转基因材料所用的纤维素酶比对照要少3倍或4倍[27]. 通过转基因植物对木质素生物合成调控的研究主要表现在两个方面:一是木质素合成总量的调节,涉及的酶类依次为PALI (苯丙氨酸解氨酶)、C4H (肉桂酸4-羟基化酶)、4CL (4-香豆酸辅酶A 连接酶)、CAD (肉桂醇脱氢酶)和CCR (香豆酰辅酶A 还原酶),它们表达活性的高低与木质素总量密切相关;二是与木质素单体特异合成相关酶类的调控,主要集中于COMT (咖啡酸-O-甲基转移酶)、CCoAOMT (咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶)和F5H (阿魏酸5羟基化酶),这些酶的表达对木质素含量尤其是木质素单体的特异合成影响较大,决定了各种单体在木质素总量中的比例.其次是在植物中过表达纤维素降解酶类. 由于通过微生物发酵生产纤维素水解酶的成本昂贵,科学家们试图通过基因工程技术在植物中直接产生纤维素水解酶.热稳定的图2 木质素生物合成途径[23].Fig. 2 The lignin biosynthesis pathway [23].166应用与环境生物学报 Chin J Appl Environ Biol /纤维素类草本能源植物的研究现状 1期Acidothermus cellulolyticus 菌的1,4-β-内切葡聚糖酶的催化区域E1已在拟南芥(Arabidopsis thaliana )、番茄(Lycopersicon esculentum )和马铃薯(Solanum tuberosum )中被成功地表达,表达产物主要集中在质外体区域. 这项研究显示了在植物中生产纤维素酶的可能性,尤其是在拟南芥中,酶含量可达植物可溶性蛋白含量的25% [28]. Acidothermus cellulolyticus 菌的1,4-β-内切葡聚糖酶的催化区域E1也被导入到水稻(Oryza sativa )和玉米中,产物组成型表达到质外体区域[29-30]. 在水稻和玉米的叶片中,内切葡聚糖酶E1的含量分别占水稻和玉米叶片总可溶性蛋白含量的4.9%和2.1%;并且E1在叶片中的积累对植物的生长和发育没有明显的危害作用. 当水稻可溶性蛋白的粗提物被加到用氨水-纤维爆破预处理的水稻或玉米秸秆,这两种秸秆中30%和22%的纤维素被分别水解成葡萄糖. Teymouri 等人用最温和的预处理方法处理含Acidothermus cellulolyticus 菌的1,4-β-内切葡聚糖酶的催化区域E1的转基因烟草,内切葡聚糖酶E1的活性在预处理过程中大约有2/3丧失[31]. 由这个试验可以看出,纤维素分解酶在原材料的预处理过程中极易失活. 因此,在植物中过量表达异源纤维素分解酶,最好是先将纤维素酶从植物中粗提或纯化出来,然后再加入到已预处理好的原材料中进行发酵. Oraby 等人将内切葡聚糖酶E1从转基因水稻中粗提出来,冷冻3个月后加入到用温和方法预处理好的水稻和玉米秸秆中,水稻中约有30%的纤维素、玉米中约有22%的纤维素被转化为葡萄糖[32]. Mei 等人将A. cellulolyticu 的耐热内切葡聚糖酶基因转入玉米绿色组织,将酶定向在内质网和线粒体上,获得了成功表达[33]. Jung 等将来自海栖热袍菌(Thermotoga maritima )的β-葡聚糖酶基因转入烟草的胞质和叶绿体中表达,分别达到可溶性蛋白的4.5%和5.8% [34].最后,还可以通过植物基因工程的手段来增加植物的生物量,降低原料成本. 这些包括调控植物生长和光合作用、充分利用生长季节等. Ku 报道将玉米C4途径的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC )和丙酮酸磷酸双激酶(PPDK )的基因在各自启动子的控制下同时引入水稻,可使水稻的光合能力提高35%,稻谷产量增加22% [35]. Lieman-Hurwitz 等将蓝藻(Cyanophyta )的一个无机碳转运蛋白基因重组到植物中表达,可使植物的1, 5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶的羧化效率显著提高[36],在潮湿的培养条件下使植物的生物量明显提高. Miyagawa 等报道将蓝藻卡尔文循环中RuBisCo 下游的酶景天庚酮糖1,7-磷酸化酶在烟草叶绿体中超量表达,在潮湿的培养条件下可使烟草的光合效率提高,促进植株的生长[37]. Wang 等人通过转基因抑制拟南芥中去氧亥普酸合成酵素(Deoxyhypusine synthase ,DHS )基因的表达,延迟了拟南芥植株的成熟、衰老时间,通过延长叶的光合作用时间跨度,提高了植株根、茎和种子的生物量[38].以上这些研究工作对于提高能源植物的利用效率、降低生物质能的开发成本都起到了积极作用,随着植物结构基因组和功能基因组研究的深入、生物化学与分子生物学的进一步发展,对植物生长、发育、代谢的生理生化过程中相关基因功能及其调控机制不断明确,利用植物基因工程技术在分子基础上设计和优化能源植物将成为今后改良能源植物的重要研究方向.问题我国对能源植物的开发和应用研究起步较晚,与西方发达国家相比还有相当大的差距,且多数研究以木本植物为主[39]. 许多研究,尤其是对草本能源植物的研究还处在开发阶段[40-41],目前还存在许多问题.(1) 对纤维素类草本能源植物资源的评估相对滞后,对它们的种类和分布状况没有进行全面的普查. 我国作为一个资源大国,有许多像柳枝稷、芒、虉草和芦竹这样的能源植物,其中芒、虉草和芦竹在我国就有天然分布,另外还有河八王属、蔗茅属、金茅属、香茅属、菅草属和狼尾草属等生物质产量很高的C4多年生禾草植物,但目前尚缺乏系统的研究利用及开发评价.(2)目前可利用的优良品种不多,很多尚处在自生自灭的野生或半野生状态,未被驯化栽培. 因此还需要筛选或引进优良种,或通过遗传改良手段人工选育优良种.(3)由于我国对能源植物的开发利用刚开始起步,纤维素类草本能源植物的种植规模小且缺乏大面积栽培. 同时,缺乏相关的研究条件和试验基地. 因此我国应扩大草本能源植物的种植面积,建立相应的研究基地,使其向产业化和规模化迈进.(4)目前制备生物能源的相关技术和加工工艺仍不完善. 比如纤维素酶的活性低,价格昂贵,以及半纤维素的戊糖成分的酒精发酵技术等尚不成熟,限制了将纤维素类生物质转化成燃料乙醇等生物能源. 因此,在纤维素的开发利用方面,筛选优良、高效、廉价的纤维素酶并摸索其发酵条件,以降低生产成本,提高其利用率,是纤维素利用的关键因素.5 展 望我国地跨温带、亚热带和热带雨林地区,植物资源十分丰富,为开发能源植物资源提供了得天独厚的条件. 草本纤维素类能源植物是一类值得研究和开发利用的生物质能源植物,目前已在欧美等国加以开展,而在我国还尚未受到重视. 如果在我国也能将此类资源加以充分利用,不仅可以缓解我国能源紧张的问题,还可以充分利用目前尚未利用的荒芜土地,提高土地的利用率,改变农业种植结构,提高农民的经济收入,进而促进国民经济的高效发展. 参考文献 [References]1 Lang A, Kopetz H, Parker A. 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农业部重点实验室名单
农业部热带作物产品加工重点开放实验室
中国热带农业科学院农产品加工研究所
105
农业部农产品采后生理与贮藏保鲜重点开放实验室
天津市农业科学院
106
农业部果蔬加工重点开放实验室
中国农业大学
107
农业部茶及饮料植物产品加工与质量控制重点开放实验室
中国农业科学院茶叶研究所
108
农业部食品安全评价重点开放实验室
128
农业部智能化农业预警技术重点开放实验室
中国农业科学院农业信息研究所
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
129
农业部农业环境工程与智能化设备重点开放实验室
浙江大学
第十四类:其他(3个)
130
农业部核农学重点开放实验室
浙江大学
131
农业部都市农业(北方)重点开放实验室
北京农学院
中国农业大学
北京市农林科学院
南京农业大学
58
农业部作物病虫综合治理与系统学重点开放实验室
西北农林科技大学
59
农业部亚热带农业生物灾害治理重点开放实验室
福建农林大学
60
农业部生物防治重点开放实验室
中国农业科学院植物保护研究所
中国农业大学
61
农业部热带农林有害生物入侵监测与控制重点开放实验室
中国热带农业科学院环境与植物保护研究所
62
52
农业部西部旱区节水工程重点开放实验室
西北农林科技大学
第五类:有害生物防控(10个)
53
农业部昆虫学重点开放实验室
华南农业大学
54
农业部植物病理学重点开放实验室
中国农业大学
55
农业部植物病毒学重点开放实验室
农业工程学科简介
机电工程学院农业工程学科简介农业工程学科农业工程学科包含有4个二级学科,它们是农业机械化工程、农业生物环境与能源工程、农业水土工程、农业电气化工程;河南农业大学农业工程学科辐射6个研究方向,分别是农村可再生能源工程、农业生物环境与高效农业、农业装备工程与机械化、农业电气化工程、农业水土工程、农产品物流工程。
目前设置的学位授权机构有农业工程学科博士后科研流动站,农业生物环境与能源工程博士学位点,农业机械化工程硕士学位点,农业生物环境与能源工程硕士学位点,农业工程一级学科硕士学位点(包含4个二级学科)。
现有学科研究平台是:农业部农村可再生能源重点开放实验室、河南省可再生能源重点实验室、农业工程综合训练中心-省级教学实验示范中心、农业部省柴节煤产品检测中心、现代农业装备研究所、能源工程研究所、农产品物流研究、所机电技术研究所。
学科人员梯队中有教授9人,副教授28人,博士生导师6人,硕士生导师23人,具有博士学位18人,硕士学位以上占62%,享受国务院特殊津贴专家3人,国家级骨干教师1人,省管优秀专家5人,省学术技术带头人7人,省级骨干教师5人,形成了一支职称、年龄、学历、学缘结构合理的学术队伍。
近年来承担了国家自然科学基金、国家“863”计划、国家支撑计划、国家农业科技成果转化基金、国家星火计划等国家级和省部级重点科技攻关项目100多项,公开发表国内外核心期刊学术论文600余篇,有多篇论文被SCI、EI、ISTP等收录,获得国家专利40多项,在解决国家及河南省所面临的社会经济及“三农”问题中发挥了积极作用,多项研究成果得到了转化应用,产生了显着的社会和经济效益。
在对外学术交流方面学科先后与美国堪萨斯州立大学、美国刘易斯安娜州立大学、德国莱比锡资源研究所、芬兰VTT科学院、亚洲理工学院、韩国全北大学等国外高校及研究机构建立了学术交流和科研合作关系。
学科第一带头人张全国教授在国际学术会议上作学术报告学校领导参观学科实验室承办全国学术会议国外专家到学科实验室进行学术交流学科承担的国家863研究课题学校党委书记到学科试验基地指导工作学校党委书记程传兴、校长王艳玲到学科研究基地指导工作国家自然科学基金委员会领导参观学科实验室学科研究开发的农业机械试验台学科承担的国家863研究课题。
农业部综合性重点实验室建设(第二批)依托单位名单
10
农业部农业环境重点实验室
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
11
农业部植物营养与肥料重点实验室
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
12
农业部耕地保育重点实验部作物高效用水重点实验室
西北农林科技大学
14
农业部农村可再生能源开发利用重点实验室
农业部成都沼气科学研究所
15
农业部作物生理生态与耕作重点实验室
山东农业大学
16
农业部农产品质量安全重点实验室
中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所
17
农业部农产品加工重点实验室
中国农业科学院农产品加工研究所
18
农业部农业信息技术重点实验室
1.北京市农林科学院2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
19
农业部设施农业工程重点实验室
中国农业大学
附件1
农业部综合性重点实验室建设(第二批)
依托单位名单
序号
综合性实验室名称
依托单位
1
农业部农业基因组学重点实验室
中国农业科学院生物技术研究所
2
农业部作物基因资源与种质创制重点实验室
中国农业科学院作物科学研究所
3
农业部麦类生物学与遗传育种重点实验室
中国农业科学院作物科学研究所
4
农业部玉米生物学与遗传育种重点实验室
中国农业大学
5
农业部薯类作物生物学与遗传育种重点实验室
中国农业科学院蔬菜花卉研究所
6
农业部大豆生物学与遗传育种重点实验室
南京农业大学
7
农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室
中国农业科学院油料作物研究所
8
金针菇菌渣堆肥生产有机肥的研究
金针菇菌渣堆肥生产有机肥的研究张云飞;郭旭晶;代莉蓉;邓宇【摘要】食用菌菌渣的资源化利用可以减少其对环境造成的污染.堆肥是食用菌菌渣资源化利用的有效方法.本文在微生物强化(M)和自然条件(CK)下对金针菇菌渣进行堆肥,研究堆肥过程中的有机质、电导率(EC),N,P,K及有效N,P,K的变化.结果表明微生物强化堆肥效果优于自然条件的堆肥效果.接种复合菌剂的处理M1(菌剂+猪粪)及M2(菌剂+硫酸铵)可使堆内温度迅速上升至50℃,而CK条件下最高温度只有42℃.经过35 d堆肥,接种菌剂处理的M1和M2的总养分,有机质含量,pH值和外观形态等指标均达到有机肥料的标准(NY525-2002).从外观形态、发酵温度、持续时间及有机肥养分含量看,M1处理的菌渣腐熟效果最佳,而自然条件堆肥CK 的菌渣尚未腐熟.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2015(033)006【总页数】4页(P24-27)【关键词】金针菇菌渣;堆肥;菌剂【作者】张云飞;郭旭晶;代莉蓉;邓宇【作者单位】农业部沼气科学研究所,成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,成都610041;农业部沼气科学研究所,成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,成都610041;农业部沼气科学研究所,成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,成都610041;农业部沼气科学研究所,成都610041;农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,成都610041【正文语种】中文【中图分类】S216.4;X7121 材料与方法1.1 材料菌渣:取自蓬溪县金针菇种植基地,含水量46.2%,pH 值7.5,有机质46%,猪粪为堆放过一段时间的的,TS 含量为20%;制肥的复合菌是由以下菌株构成:Cytophaga fermentans 发酵噬纤维菌,Cellulomonas flavigena 产黄纤维单胞菌,Butyrivibrio fibrisolvens 溶纤维丁酸弧菌,Clostridium cellobiopa-rum 产纤维二糖梭菌,Clostridium papyrosolvens,Clostridium termitidis,巨大芽孢杆菌,热带假丝酵母,里氏木霉,黄孢平革菌。
李志忠简介 - 兰州理工大学生命科学与工程学院
个人简介李志忠(1963年10月),生命科学与工程学院教授,硕士研究生导师。
1987年本科毕业于西北师范大学大学生物系生物学专业,1997年在南京农业大学大学动物生理生化专业获理学硕士学位。
甘肃省科技项目评审专家,《食品科学》、《农业工程学报》(EI)杂志审稿人。
目前主要从事生物工程、生物化学教学、研究生指导以及生化分离工程、酶工程和功能性食品开发等方面的工作,先后承担纵横向研究课题10余项,公开发表学术论文100余篇,出版主(参)编教材7部,获得甘肃省教学成果奖2次。
2010-2015年主持或参与科研项目情况:●主持或参与的项目1、兰州名德农牧科技有限公司,H1508cc007,羊胎盘生物活性肽提取及其功能研究,2015/01-2017/3,5.0万元,在研,主持2、甘肃省自然科学基金,145RJZA064,以沼气开发为目标的混合生物质原料跨季节储存机理研究,2014/01-2016/12,3万元,在研,主持3、兰州市科技计划项目,2014-2-20,农村城镇化过程中有机废弃资源高效高值循环利用关键技术研发与示范,2014/12- 2015/12,10万,在研,参加4、国家自然科学基金地区基金,51366009,混合生物质原料的跨季节储存过程及其调控方法研究,2014/01-2017/12,50万元,在研,参加5、农业部农村可再生能源开发利用重点实验室开放课题“组合预处理法对玉米秸秆厌氧消化产气潜力的影响(2015013)”,资助金额7万,参与,2015-2016年。
(在研)6、甘肃省青年科技基金“基于沼气用途的青贮玉米秸秆微生物多样性与青贮品质关联机制研究”(1506RJY A106),资助金额2.0万,参与,2015-2017年。
(在研)7、白银熙瑞生物工程有限公司“不同口味菊粉符合片剂的研发” (H08200904),资助金额8.0万,主持,2009- 2012年。
(结题)●2010-2015年代表性论文:[ 1 ]李志忠,张曼芳,任海伟,王永刚,张轶,米根霉Rhizopusoryzae LS-1对糠醛抑制物的耐受性,粮油加工,2015,(10):41~44[ 2 ]李志忠,徐娜,任海伟,姚兴泉,赵拓,酶法提取白酒丢糟中蛋白质的工艺研究,农业机械,2013,(35):45~48[ 3 ]李志忠,李娟,杨明俊,路鑫龙,强雨菲,黄芪根内生真菌的分离纯化及其抑菌活性的研究,中国食品工业,2013,(11):62~64[ 4 ]李志忠,马瑾,王芳,廖世奇,马宁,杨楠,利用琼脂磁珠作为载体建立快速HIN-P24核酸适配体的筛选方法,中国食品工业,2013,(11):49~52[ 5 ]李志忠,李雪,毛箬青,李翠霞,刘春霞,任海伟,大豆降压肽脱色工艺的优化,中国食品工业,2011,(3):54~55[ 6 ]李翠霞,毛箬青,李志忠*,王永刚,刘晓风,芦笋营养成分的分析评价,现代食品科技,2011,27(10):1260~1263[ 7 ]张佳,王阳,王永刚,李志忠*,刘晓风,锁阳中儿茶素含量的测定及方法比较,食品工业科技,2010,31(8):343~344+347[ 8 ]杨明俊,吴婧,李志忠*,牛帅,羊血浆中凝血酶的提取工艺及稳定性研究,中国食品工业,2010,(3):53~54[ 9 ]任海伟,姚兴泉,李志忠,李金平,王鸣刚,王宇杰,郑健,张东,不同比例牛粪与玉米秸秆混合厌氧消化产气特性研究,中国沼气,2015,33(5):38~41[ 10 ]任海伟,姚兴泉,李金平,李志忠,王鸣刚,王春龙,张殿平,孙永明,青贮玉米秸秆与牛粪混合厌氧消化产气性能的试验研究,中国沼气,2015,33(1):28~ 32[ 11 ]任海伟,赵拓,李金平,李雪雁,李志忠,徐娜,王永刚,玉米秸秆与废弃白菜混贮料的发酵特性及其乳酸菌分离鉴定,草业科学,2015,32(9):1508~1517[ 12 ]任海伟,姚兴泉,李金平,李志忠,王鑫,王春龙,张殿平,孙永明,玉米秸秆储存方式对其与牛粪混合厌氧消化特性的影响,农业工程学报,2014,30(18):213~222 [ 13 ]梁娜,伍国强,冯瑞军,刘左军,李志忠,甜菜Actin基因片段的克隆及序列分析,中国糖料,2014,04:13~15[ 14 ]邓慧媛,李志忠,张凯,李建喜,奶牛瘤胃液中浸麻类芽孢杆菌的分离鉴定,中国畜牧兽医,2013,40(6):246~249[ 15 ]杨明俊,王亮,吴婧,李志忠,菊芋叶黄酮类化合物的体外抗氧化活性研究,贵州农业科学,2011,(4):52~54[ 16 ]张庭瑞,李志忠,甘肃省发展非粮原料产燃料乙醇初探,中国农业资源与区划,2011,32(3):60~65[ 17 ]巩慧玲,李善家,李志忠,不同品种菊芋总酚含量、PPO活性、POD活性及其与褐变的关系,中国蔬菜,2011,(12):65~69[ 18 ]李雪雁,张维,张秀兰,李志忠,菊芋可溶性蛋白的提取及其分子质量的测定,食品与发酵工业,2010,36(3):184~186[ 19 ]任海伟,刘春霞,张红建,姚宁芳,李志忠,菊粉的羧甲基化修饰及结构表征,食品与发酵工业,2010,36(11):63~66。
河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室
国家可再生能源重点科研机构介绍河南农业大学农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室河南农业大学于1981年设立了农村能源本科专业和相应的可再生能源实验室,1994年获批硕士学位授予权,1998年获批博士学位授予权,2003年获批博士后科研流动站,1996年被农业部确定为农业部农村可再生能源重点开放实验室,2007年被河南省科技厅确定为河南省农村可再生能源重点实验室,2011年被农业部确定为农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室。
依托本实验室建有:人力资源和社会保障部农村能源特有工种职业技能鉴定站、河南省生物质能源院士专家工作站、河南省沼气工程技术研究中心。
实验室主任由河南农业大学副校长、全国政协委员、河南省可再生能源学会理事长张全国教授担任,实验室现有固定人员45人,平均年龄41岁,其中双聘院士和海外讲座教授各一人,博士生导师10人,教授16人,副教授20人,具有博士学位的31人,形成了一支以博士为中坚力量的河南省可再生能源创新型科技团队。
实验室现有4个主要研究方向:生物质转换技术与装备、太阳能利用装置及自动化、沼气工程材料及装备和农村节能新材料及装备。
实验室围绕制约可再生能源产业发展的重大关键问题,以可再生能源开发利用中所需的新材料、新装置及新装备为研究目标,深入开展可再生能源领域应用基础与共性技术研究,实现节能减排,提升科技自主创新能力。
近年来先后承担了“超微秸秆类生物质光合连续产氢过程及代谢热研究”、光合生物制氢体系的热效应及产氢机理研究”、“太阳能光合生物制氢体系与光谱耦合特性研究”等国家自然科学基金项目,“生物制氢关键技术研究及示范”、“中小型太阳能光合生物制氢系统及其生产性运行研究”、“太阳能光合制氢技术研究”、“生物质气化发电预处理技术研究”、“甜高粱制取乙醇技术研究”等国家“863”计划项目,“中部畜禽养殖密集区以养殖小区为中心的沼气发酵工程综合示范”等国家科技支撑计划项目,“秸秆厌氧发酵技术引进、消化与创新”等国家“948”项目,“太阳能高效辅热集箱式沼气工程技术中试与示范研究”、“生物质成型技术与设备中试研究”等国家农业科技成果转化基金项目,“以秸秆能源化利用为核心循环农业技术集成与示范”等国家农业科技跨越计划项目以及“畜禽粪便生态化处理关键技术研究”、“纤维素制取乙醇技术”、“沼液防虫抗病机理研究”等多项省部级重大科技项目。
开幕式领导致辞范文
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秸秆资源化利用途径及建议
秸秆资源化利用途径及建议
王艳锦;王博儒;张全国
【期刊名称】《河南农业科学》
【年(卷),期】2009(000)007
【摘要】介绍了我国作物秸秆资源特点,综述了秸秆资源化利用的主要途径,并提出了加强秸秆资源化利用和促进农村环境保护的几点建议.
【总页数】5页(P23-26,42)
【作者】王艳锦;王博儒;张全国
【作者单位】农业部农村可再生能源重点开放实验室,河南农业大学,河南,郑
州,450002;南阳天意保温耐火材料有限公司,河南,南阳,473000;农业部农村可再生能源重点开放实验室,河南农业大学,河南,郑州,450002
【正文语种】中文
【中图分类】X71
【相关文献】
1.吉林省玉米秸秆资源化利用现状与途径 [J], 刘迎春;石志国;张永锋;李权;凤鹏;王秀飞
2.秸塑复合材料——秸秆与废塑料r资源化利用新途径 [J], 杜涛;罗思;杜波
3.农作物秸秆资源化利用途径的探讨 [J], 杨扬
4.秸秆资源化利用技术分析及新途径探讨 [J], 万晓红
5.秸秆还田是秸秆资源化利用的现实途径 [J], 陈云峰;夏贤格;杨利;刘波;张敏敏;聂新星
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农业部农村可再生能源开发利用重点实验室
(农业部沼气科学研究所)
开放课题管理条例
(2015年制订)
一、为了规范开放课题的管理,明确责任与义务和经费使用范围,特制定本管理条例。
二、凡经审批通过的课题经费只能用于本实验室开放课题的研究工作。
三、课题研究成果规定如下:
开放课题研究成果为本实验室与开放基金资助人员所在单位共享。
开放基金资助人员在课题申请时需注明与本实验室的合作研究者,论文发表明确标注本重点实验室合作研究者为通讯作者;或者论文明确标注论文作者单位(为第一完成单位)为“农业部农村可再生能源开发利用重点实验室”(Key Laboratory of Development and Application of Rural Renewable Energy, Ministry of Agriculture, China)。
中文论文请向农业部农村可再生能源开发利用重点实验室报送期刊封面、目录页和论文正文的复印件,英文论文可传送期刊发给作者的reprint电子文档,以便备案;如申请专利,专利权归申请人单位所有,如有本实验室合作者,农业部农村可再生能源开发利用重点实验室应同为专利权人。
四、获本实验室资助的研究课题在实验研究工作结束时,需向实验室递交《开放课题结题报告》,进展良好者,经实验室学术委员会同意,可给予持续支持。
五、经费开支的范围限于如下用途:
1.在开放课题进行期间所需要的试验材料费、分析测试费、文献出版费。
2.以本实验室为署名单位的论文版面费。
3. 资助课题负责人或课题参加者来实验室工作或交流的差旅费、住宿费等。
(此条资助须与本实验室合作者协商)
六、经费报销注意事项:
所用经费所开据的发票抬头必须是:农业部沼气科学研究所。
每季度报销一次,每年报销截止日期是10月20日。
七、重点实验室可为来实验室工作的课题执行人提供实验条件和住宿。
八、课题负责人如果不按时开展研究计划,或者获资助的研究课题在实验中与研究大纲有重大偏离而无正当理由时,实验室将提出质询,并考虑停止执行该开放课题。