碱液预处理对秸秆腐熟剂腐熟秸秆的影响(附件)
本试验以水稻秸秆为试验材料，用氢氧化钠配成pH为7.0, 8.0, 10.0, 12.0碱性溶液，研究在不同碱性下，预处理对秸秆腐熟剂对秸秆腐熟的影响，为秸秆还田提供技术参考。结果显示，碱液预处理的秸秆与未处理的对照组相比，木质素的含量显著降低，而半纤维素和纤维素的含量小幅度降低，其中在pH12.0处理木质素含量较对照减少29.00%，半纤维素和纤维素含量分别降低18.00%和16.00%，pH8.0和10.0相对次之，碱液处理显著加快秸秆腐熟剂对水稻秸秆的腐熟进程，纤维素腐熟速度最快，木质素最慢，木质素的腐熟速度在一定程度上影响纤维素的腐熟速度。 关键词 水稻秸秆，碱液预处理，秸秆腐熟剂
目录
1 引言 1
1.1 秸秆的利用现状 1
1.2 秸秆的腐熟预处理方法 2
1.3 碱液预处理秸秆的研究意义 2
2 试验材料与方法和数据处理 3
2.1 试验材料与处理 3
2.2 试验方法 3
2.3 试验数据测定 3
2.4 数据处理 4
3 结果分析 4
3.1 碱预处理对秸秆腐熟过程中半纤维素含量的动态变化的影响 4
3.2碱预处理对秸秆腐熟过程中纤维素含量的动态变化的影响 5
3.3碱预处理对秸秆腐熟过程中木质素含量的动态变化的影响 6
3.4 不同处理纤维素、半纤维素、木质素的腐熟速度 6
4 讨论 8
4.1 碱预处理对腐熟剂腐熟秸秆的影响 8
4.2 碱液预处理秸秆与半纤维素之间的关系的研究 9
4.3 碱液预处理秸秆与纤维素之间的关系的研究 10
4.4 碱液预处理秸秆与木质素之间的关系的研究 11
结论 13
致谢 14
参考文献 15
引言
各种秸秆是一种来源广泛及丰富的可再生资源。每年植物都能生产高达155亿吨的纤维类物质，而其中，半纤维素、纤维素的总量就占了其中的 55%左右[1]，但是仅仅只有2%的纤维每年用于家庭燃料和生产其他的化工产品。我国是一个农业大国，各种植物资源和农 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
业废弃物非常丰富[2]。我国拥有非常丰富的纤维资源，秸秆不仅种类多，分布广，而且其总量就超过7亿吨[3]，并且随着科技的发展，农作物的产量也在不断增长，而秸秆仅仅是玉米、水稻等绿色农作物的残余产物。通过资料可以知道除了少部分秸秆被利用外，剩余部分的秸秆都会以露天焚烧、沉积等形式进入环境，不仅造成了严重的浪费还对环境造成了严重的污染。在中国北方地区玉米秸秆多使用碎裂后翻压和覆盖还田等方法[4]，但是由于秸秆还田量过大或者不够均匀，秸秆还田后使得土壤变得疏松，孔隙变大易形成孔洞，会影响种子发芽；腐解速度缓慢，易发生与作物争夺养分，使得作物产量降低、秸秆中的虫卵和带菌体等会诱发病虫害等诸多问题。因此，我们想要加快农业发展就要更加合理而广泛的利用秸秆资源，毕竟秸秆还田不是只有坏处，还有增加土壤有机质，返还养分，节省肥料，改善土壤的理化性质等优点，而其他利用秸秆的方式，只要运用得当也能给人们带来不小的益处。选择适当的方法处理秸秆，提高秸秆的利用率，不但能够缓解秸秆带来的环境污染，还能够缓解资源短缺引起的危机。
1.1 秸秆的利用现状
秸秆的主要组成成分是植物细胞壁，而细胞壁主要组成是半纤维素，纤维素和木质素。其中纤维素[5]较难水解，,一般通过稀酸或浓酸加压来加快纤维素的水解。而半纤维素[6]是包含了多种糖单元的一类多糖，其成分有些是可溶的。最后木质素[5]是较为复杂的一类有机化合物，在植物界只有纤维素的含量高于它。而且由于木质素与纤维素在细胞壁中很难分离。因此，秸秆在使用前一般需要通过预处理使其成分分解以后再加以利用。
目前对秸秆的研究主要集中在秸秆生物质能源，以较低的成本把秸秆转化成糖，预处理提高秸秆饲料营养和秸秆还田等，对于不同预处理对秸秆腐解规律的影响的研究较少。而秸秆的腐解速率是评价秸秆还田后改善和增加土壤肥力、土壤有机质的一个重要指标[7]。
现国内外对秸秆预处理方法的研究主要集中在电辐射处理、超声处理、热液处理、石灰处理、臭氧氧化处理等，以及与微生物处理方法的结合使用，另外有机溶剂萃取和蒸汽爆破的结合对各种秸秆进行预处理是近年来研究较多的一种方法[8、9]。主要是秸秆转化为能源、生物燃料、用作饲料，用于发电造纸，秸秆还田和其他化工产品等的研究[10]。
1.2 秸秆的腐熟预处理方法
我们要做的是秸秆的腐熟，为了加快秸秆的腐熟进程，对秸秆进行预处理就变得更加重要了。进行秸秆预处理的目的是为了去除半纤维素和木质素对于纤维素的保护作用和降低结晶度来增加疏松多孔性，以提高纤维素的酶解转化率。预处理方法应满足以下要求[11]：反应产物不会明显的抑制秸秆的发酵，产生的纤维活性较高，其中戊糖降解较少；降低能耗和药品的损耗，以此来降低成本；较少的固体残余物，可以分离出较高纯度的半纤维素和木质素，尽量降低损失[12]。而常用的秸秆预处理方法有化学法、物理法、物理化学法、生物法等。
物理预处理方法是指通过物理方法[13],对秸秆进行加工和改性，从而生产出附加值高的产品，来增加秸秆的价值。其主要是通过改变秸秆的结构来增加酶与纤维素的接触面积。常用的物理法有机械粉碎处理有机械磨损、冷冻预处理、高温分解、高能辐射、微波处理和超声波等[14]。
化学预处理方法是使用碱、酸或有机溶剂等来预处理秸秆的一种方法，是通过生物的活性使生物质发生化学反应来获取二次能源。常用的化学法有碱法、酸水解法、离子液体处理、有机溶剂法、高温也太水预处理等[15]。
物理化学预处理方法是在化学方法和物理方法的基础上研发出来的一种把化学方法和物理方法结合起来的一种秸秆预处理方法。常用的物理化学法有超临界CO2处理、蒸汽爆破预处理、蒸气预处理、湿法氧化、氨纤维爆破、蒸气爆破[13]与乙醇抽提结合法等[16]。
目录
1 引言 1
1.1 秸秆的利用现状 1
1.2 秸秆的腐熟预处理方法 2
1.3 碱液预处理秸秆的研究意义 2
2 试验材料与方法和数据处理 3
2.1 试验材料与处理 3
2.2 试验方法 3
2.3 试验数据测定 3
2.4 数据处理 4
3 结果分析 4
3.1 碱预处理对秸秆腐熟过程中半纤维素含量的动态变化的影响 4
3.2碱预处理对秸秆腐熟过程中纤维素含量的动态变化的影响 5
3.3碱预处理对秸秆腐熟过程中木质素含量的动态变化的影响 6
3.4 不同处理纤维素、半纤维素、木质素的腐熟速度 6
4 讨论 8
4.1 碱预处理对腐熟剂腐熟秸秆的影响 8
4.2 碱液预处理秸秆与半纤维素之间的关系的研究 9
4.3 碱液预处理秸秆与纤维素之间的关系的研究 10
4.4 碱液预处理秸秆与木质素之间的关系的研究 11
结论 13
致谢 14
参考文献 15
引言
各种秸秆是一种来源广泛及丰富的可再生资源。每年植物都能生产高达155亿吨的纤维类物质，而其中，半纤维素、纤维素的总量就占了其中的 55%左右[1]，但是仅仅只有2%的纤维每年用于家庭燃料和生产其他的化工产品。我国是一个农业大国，各种植物资源和农 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
业废弃物非常丰富[2]。我国拥有非常丰富的纤维资源，秸秆不仅种类多，分布广，而且其总量就超过7亿吨[3]，并且随着科技的发展，农作物的产量也在不断增长，而秸秆仅仅是玉米、水稻等绿色农作物的残余产物。通过资料可以知道除了少部分秸秆被利用外，剩余部分的秸秆都会以露天焚烧、沉积等形式进入环境，不仅造成了严重的浪费还对环境造成了严重的污染。在中国北方地区玉米秸秆多使用碎裂后翻压和覆盖还田等方法[4]，但是由于秸秆还田量过大或者不够均匀，秸秆还田后使得土壤变得疏松，孔隙变大易形成孔洞，会影响种子发芽；腐解速度缓慢，易发生与作物争夺养分，使得作物产量降低、秸秆中的虫卵和带菌体等会诱发病虫害等诸多问题。因此，我们想要加快农业发展就要更加合理而广泛的利用秸秆资源，毕竟秸秆还田不是只有坏处，还有增加土壤有机质，返还养分，节省肥料，改善土壤的理化性质等优点，而其他利用秸秆的方式，只要运用得当也能给人们带来不小的益处。选择适当的方法处理秸秆，提高秸秆的利用率，不但能够缓解秸秆带来的环境污染，还能够缓解资源短缺引起的危机。
1.1 秸秆的利用现状
秸秆的主要组成成分是植物细胞壁，而细胞壁主要组成是半纤维素，纤维素和木质素。其中纤维素[5]较难水解，,一般通过稀酸或浓酸加压来加快纤维素的水解。而半纤维素[6]是包含了多种糖单元的一类多糖，其成分有些是可溶的。最后木质素[5]是较为复杂的一类有机化合物，在植物界只有纤维素的含量高于它。而且由于木质素与纤维素在细胞壁中很难分离。因此，秸秆在使用前一般需要通过预处理使其成分分解以后再加以利用。
目前对秸秆的研究主要集中在秸秆生物质能源，以较低的成本把秸秆转化成糖，预处理提高秸秆饲料营养和秸秆还田等，对于不同预处理对秸秆腐解规律的影响的研究较少。而秸秆的腐解速率是评价秸秆还田后改善和增加土壤肥力、土壤有机质的一个重要指标[7]。
现国内外对秸秆预处理方法的研究主要集中在电辐射处理、超声处理、热液处理、石灰处理、臭氧氧化处理等，以及与微生物处理方法的结合使用，另外有机溶剂萃取和蒸汽爆破的结合对各种秸秆进行预处理是近年来研究较多的一种方法[8、9]。主要是秸秆转化为能源、生物燃料、用作饲料，用于发电造纸，秸秆还田和其他化工产品等的研究[10]。
1.2 秸秆的腐熟预处理方法
我们要做的是秸秆的腐熟，为了加快秸秆的腐熟进程，对秸秆进行预处理就变得更加重要了。进行秸秆预处理的目的是为了去除半纤维素和木质素对于纤维素的保护作用和降低结晶度来增加疏松多孔性，以提高纤维素的酶解转化率。预处理方法应满足以下要求[11]：反应产物不会明显的抑制秸秆的发酵，产生的纤维活性较高，其中戊糖降解较少；降低能耗和药品的损耗，以此来降低成本；较少的固体残余物，可以分离出较高纯度的半纤维素和木质素，尽量降低损失[12]。而常用的秸秆预处理方法有化学法、物理法、物理化学法、生物法等。
物理预处理方法是指通过物理方法[13],对秸秆进行加工和改性，从而生产出附加值高的产品，来增加秸秆的价值。其主要是通过改变秸秆的结构来增加酶与纤维素的接触面积。常用的物理法有机械粉碎处理有机械磨损、冷冻预处理、高温分解、高能辐射、微波处理和超声波等[14]。
化学预处理方法是使用碱、酸或有机溶剂等来预处理秸秆的一种方法，是通过生物的活性使生物质发生化学反应来获取二次能源。常用的化学法有碱法、酸水解法、离子液体处理、有机溶剂法、高温也太水预处理等[15]。
物理化学预处理方法是在化学方法和物理方法的基础上研发出来的一种把化学方法和物理方法结合起来的一种秸秆预处理方法。常用的物理化学法有超临界CO2处理、蒸汽爆破预处理、蒸气预处理、湿法氧化、氨纤维爆破、蒸气爆破[13]与乙醇抽提结合法等[16]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/nongxue/yy/15.html
