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秸秆有机质含量研究进展论文

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秸秆有机质含量研究进展论文

秸秆的用途 1、秸秆可以制造人造丝和人造棉,生产糠醛、饴糖、酒和木糖醇,加工纤维板等。 2、做有机肥料,将回收的大量秸秆放在粉碎机上,弄成碎屑,再运到肥料厂,经肥料厂加工,这些秸秆就能变成有机肥料,再回到农民的土地上。 3、秸秆是高效、长远的轻工、纺织和建材原料,既可以部分代替砖、木等材料,还可有效保护耕地和森林资源。 4、做生物质燃料,秸秆可以加工成“秸秆煤”,用作生物质燃料,这种煤烧起来一点烟都没有,而且释放的二氧化硫是普通煤的5%,环保好用。扩展资料: 燃烧秸秆的危害 1、增加空气中CO2的含量,其CO2的提高比例远远大于燃烧普通树木的比例。 2、焚烧秸秆将降低土壤肥力,致使耕地贫瘠化。秸秆中含有的氮、硫等元素大部分转化为挥发性物质或颗粒而进入大气,只有钾元素等部分物质得以保留,营养元素损失严重,非常不利于土壤培肥。 3、增加空气中的可吸入颗粒物,此颗粒物为白色粉末状固体。 4、降低空气的能见度,燃烧时秸秆生成大量的白色固体烟雾。由于固体极小,所以成粉末状飘散,极其影响城市、高速公路、机场等地的能见度。 5、焚烧秸秆会带走土壤水分,破坏耕地墒情,对于北方干旱地区来说尤为严重。 6、焚烧秸秆将破坏农田生物群落,同时烧死大量的土壤微生物。 参考资料来源:搜狗百科-秸秆 烧秸秆的作用是什么? 秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。 通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中,秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,是一种具有多用途的可再生的生物资源,秸秆也是一种粗饲料。 特点是粗纤维含量高(30%-40%),并含有木质素等。木质素虽不能为猪、鸡所利用,但却能被反刍动物牛、羊等牲畜吸收和利用。 我国农民对作物秸秆的利用有优久的历史,只是由于从前农业生产水平低、产量低,秸秆数量少,秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜,部分用于堆沤肥外,大部分都作燃料烧掉了。随着农业生产的发展,我国自20世纪80年代以来,粮食产量大幅提高,秸秆数量也多,加之省柴节煤技术的推广,烧煤和使用液化气的普及,使农村中有大量富余秸秆。 同时科学技术的进步,农业机械化水平的提高,使秸秆的利用由原来的堆沤肥转变为秸秆直接还田。我国的广大科技工作者对秸秆还田进行了卓有成效的研究。 秸秆还田有堆沤还田,过腹还田,直接还田等多种方式。过腹还田实际是秸秆经饲喂后变为粪肥还田,堆沤还田也是秸秆与粪肥的堆沤,前面第一节已经涉及,本节主要讨论秸秆直接还田。 [编辑本段]我国秸秆还田现状及秸秆还田的增产效果 (一)我国的秸秆还田现状(表3-15,3-16)) 表3-15 主要作物秸秆养分含量 (徐新宇,1991) 几种营养元素含量占干物重(%) 秸秆种类 N P2O5 K2O Ca S 麦秸 稻草 玉米秸 豆秸 油菜秸 - 表3-16 秸秆还田的增产效果 增产(公斤/亩) 增产(%) 试验单位 试验方式 范围 平均 范围 平均 微区定位试验 中国农科院 大田定位试验 土肥所 大田调查 翻压还田定位试验 西南农业大学 覆盖还田定位试验 小麦压草试验 中稻压草试验 湖北省农科院 棉花大田试验 (皮棉) 棉花大田调查 山西省农科院 大田定位试验 江苏省农科院 大田定位试验 浙江省农科院 一年三熟定位 统计全国60多份秸秆还田试验资料 根据1995年我国公布的统计资料,粮食播种面积亿亩,粮食总产量亿吨,按粒秆比1∶估算,再加上其他作物秸秆,全国年生产秸秆近6亿吨,秸秆中含有大量的有机质,氮磷钾和微量元素,据张夫道等人的统计,豆科作物秸秆含氮较多,禾本科作物秸秆含钾较丰富,作物秸秆提供的养分约占我国有机肥总养分的13%~19%,是农业生产重要的有机肥源。从现有的秸秆产量计算,6亿吨秸秆中氮磷钾养分含量相当于400多万吨尿素,700多万吨过磷酸钙,700多万吨硫酸钾。 近10年来,秸秆还田发展很快,1987年秸秆还田面积仅2亿多亩(次),到1996年突破5亿亩(次),年平均增长10%以上。全国年秸秆还田量超过一亿吨,约占秸秆总量的20%。 秸秆直接还田方式主要有秸秆粉碎还田,覆盖还田和高留茬还田。目前推广面积最大的高留茬还田,约占秸秆直接还田总面积的60%,机械粉碎翻压和覆盖还田分别占22%和18%。 秸秆还田已经成为我国沃土工程和丰收计划的重要内容,秸秆覆盖已成为以山西为代表的干旱、半干旱地区农业增产增收的重要技术措施。 (二)秸秆还田的增产效果 把作物秸秆进行翻压还田或覆盖还田是一项有效的增产措施。” 八五”期间中国农科院,西南农业大学,湖北农科院等单位进行的秸秆还田试验结果表明,实行秸秆还田后一般都能增产10%以上,统计全国60多份材料,增产范围在,平均增产。坚持常年秸秆还田,不但在培肥阶段有明显的增产作用,而且后效十分明显,有持续的增产作用。 小麦秸秆的用途 秸秆不仅能做成冰箱里的保温泡沫、房上的屋瓦、工艺包装袋等,就连盘子、杯子等日常生活经常用到的餐具也能做。“稻壳、稻草、麦秆、玉米秸秆等都能做成餐具,正常使用三四年不会出现损坏。”安徽省长丰县绿之态新材料有限公司负责人介绍,秸秆制成的日用器具安全环保、抗菌抑菌不发霉,广销欧美市场。 除了做小物件,秸秆还能发挥大作用。在安徽阜阳市宏桥建材有限公司的展位前,摆放着数张课桌椅,其板材由秸秆压制而成。“零甲醛,健康安全是我们的特色。”公司负责人张中成介绍,每3吨秸秆原料能合成1立方米的板材。“以草代木,不仅避免了秸秆焚烧的环境污染问题,而且减少了木材的使用量。 扩展资料 秸秆综合利用是推进农业绿色发展的重要举措。目前我国每年饲用秸秆约亿吨,按营养价值折算,相当于4000万吨饲料粮,缓解了饲料粮供给和土地资源压力,有利于解决人畜争粮问题。此外,秸秆中富含有机质、氮磷钾和微量元素,主要农区秸秆连续还田5年后,可使土壤有机质平均提升约个百分点。 秸秆综合利用是促进农民增收就业的重要途径。“秸秆利用上联种植业,下联养殖业,辐射带动农产品加工业。”陈彦宾说,秸秆既是原料也是燃料,既关乎生产,又关乎生活和生态,是农民增收就业的重要途径。同时,通过规模化、产业化发展,还可以形成高效产业,培育农村经济发展新的增长点。 参考资料来源:人民日报-秸秆利用,下气力培育产业链(农村经济观察) 大豆和玉米秸秆的用途 玉米秸秆用处多 每到秋冬季,农村大量玉米秸秆被焚烧或堆积腐烂 ,既造成大量资源浪费,又污染了环境,也给农作物病 虫害安全过冬提供了条件。因此,笔者建议农民充分利 用玉米秸秆。 发展养牛业。玉米秸秆含有糖、氨基酸等营养成分 ,可作养牛业氨化饲料的原料。 栽培食用菌。玉米秸秆可用来栽培食用菌。将菌种 植入发酵后的玉米秸秆,可繁育出优质食用菌。 作工业原料。玉米秸秆属纤维类植物,也可用于造 纸、板材加工等工业原料。 制作沼气。玉米秸秆为碳水有机物,经过封密沤制 ,可生产沼气充当燃料,缓解目前农村电力、燃料紧张 的局面,节约开支。 作土壤肥料。即用作沤制农家肥的原料,可引进切 秆粉碎机和与之配套的深耕农机具将玉米秸秆粉碎后翻 耕还田,增加土壤有机质,提高地力。 “桔秆焚烧”和燃煤烟气造成的污染,对环境造成了严重污染。为了寻求根本的解 决途径,河北省环境科学研究院与中国科学院化工冶金研究所合作,完成了“利用玉米 桔秆等生物质资源研制热解油和混合有机钙盐脱硫脱硝剂”技术研究课题。日前,该成 果已通过专家技术鉴定,鉴定认为,此项技术为国内首创,具有领先水平。 据了解,目前的大气环境污染,除秸秆焚烧造成的烟雾污染外,主要是煤烟型污 染。煤炭燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物,分别是形成酸雨和光化学烟雾的主要根源。 烟气脱硫技术是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式。可是尚无一种是适合我 国国情的、能够商业化应用的脱硫技术。另外,若想取得同时脱除二氧化硫和氮氧化物 的效果,必须在低钙条件下,可有机钙的高生产成本却无法为市场所接受。因而利用含 有有机质的各种废弃物,如农作物秸秆、枝叶、锯末、污泥、造纸黑液等高浓度有机废 液,通过热裂解工艺制备热解油,再合成能够处理煤炭燃烧过程中排放的主要污染物的 有机钙产品的工艺便应运而生。它具有“以废治污”、“以污治污”、价格低廉、原料 易得的优点,是工农业结合治污的新思路,对可持续发展具有重要的现实意义。 该技术将玉米秸秆处理以后得到了中热值煤气、热解油和生炭,没有任何废物。其 中煤气的值与城市煤气相当;热解油可脱硫脱硝剂,实现废物资源化;物炭可用作绿色 肥料、脱水剂、释剂。它具有在广大农村推广应的可行性;可大量消耗玉米秸秆从根本 上解决秸秆焚烧问题;而具有农村建得起,农民用得起,易大面积推广应用的市场竞争 势。 大豆是一种重要的粮油兼用农产品、既能食用,又可用于榨油。 作为食品,大豆是一种优质高含量的植物蛋白资源,它的脂肪、蛋白质、碳水化合物,粗纤维的组成比例非常接近于肉类食品。大豆的蛋白质含量为35%-45%,比禾谷类作高6-7倍。氨基酸组成平衡而又合理,尤其富含8种人体所必要的氨基酸。大豆制品如豆腐、千张、豆瓣酱、豆腐乳、酱油、豆豉等,食味鲜美,营养丰富,是东亚国家的传统副食品。联合国粮农组织极力主要发展大豆食品,以解决目前发展中国家蛋白质资源不足的现状。 近年来,美、日等国家竞相利用脱脂大豆制作食用脱脂豆粉,提取浓缩蛋白和分离蛋白,用以制造人造肉、点心、饼干等高蛋白食品,以预防由于食肉过多而引起的心脏病或肥胖症。 作为油料作物,大豆是世界上最主要的植物油和蛋白饼粕的提供者。每1吨大豆可以制出大约吨的豆油和吨的豆粕。用大豆制取的豆油,油质好,营养价值高,是一种主要食用植物油。作为大豆榨油的副产品,豆粕主要用于补充喂养家禽、猪、牛等的蛋白质,少部分用于酿造及医药工业。 大豆和玉米秸秆的用途 玉米秸秆用处多 每到秋冬季,农村大量玉米秸秆被焚烧或堆积腐烂 ,既造成大量资源浪费,又污染了环境,也给农作物病 虫害安全过冬提供了条件。 因此,笔者建议农民充分利 用玉米秸秆。 发展养牛业。 玉米秸秆含有糖、氨基酸等营养成分 ,可作养牛业氨化饲料的原料。 栽培食用菌。 玉米秸秆可用来栽培食用菌。将菌种 植入发酵后的玉米秸秆,可繁育出优质食用菌。 作工业原料。玉米秸秆属纤维类植物,也可用于造 纸、板材加工等工业原料。 制作沼气。玉米秸秆为碳水有机物,经过封密沤制 ,可生产沼气充当燃料,缓解目前农村电力、燃料紧张 的局面,节约开支。 作土壤肥料。即用作沤制农家肥的原料,可引进切 秆粉碎机和与之配套的深耕农机具将玉米秸秆粉碎后翻 耕还田,增加土壤有机质,提高地力。 “桔秆焚烧”和燃煤烟气造成的污染,对环境造成了严重污染。为了寻求根本的解 决途径,河北省环境科学研究院与中国科学院化工冶金研究所合作,完成了“利用玉米 桔秆等生物质资源研制热解油和混合有机钙盐脱硫脱硝剂”技术研究课题。 日前,该成 果已通过专家技术鉴定,鉴定认为,此项技术为国内首创,具有领先水平。 据了解,目前的大气环境污染,除秸秆焚烧造成的烟雾污染外,主要是煤烟型污 染。 煤炭燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物,分别是形成酸雨和光化学烟雾的主要根源。 烟气脱硫技术是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式。 可是尚无一种是适合我 国国情的、能够商业化应用的脱硫技术。另外,若想取得同时脱除二氧化硫和氮氧化物 的效果,必须在低钙条件下,可有机钙的高生产成本却无法为市场所接受。 因而利用含 有有机质的各种废弃物,如农作物秸秆、枝叶、锯末、污泥、造纸黑液等高浓度有机废 液,通过热裂解工艺制备热解油,再合成能够处理煤炭燃烧过程中排放的主要污染物的 有机钙产品的工艺便应运而生。它具有“以废治污”、“以污治污”、价格低廉、原料 易得的优点,是工农业结合治污的新思路,对可持续发展具有重要的现实意义。 该技术将玉米秸秆处理以后得到了中热值煤气、热解油和生炭,没有任何废物。其 中煤气的值与城市煤气相当;热解油可脱硫脱硝剂,实现废物资源化;物炭可用作绿色 肥料、脱水剂、释剂。 它具有在广大农村推广应的可行性;可大量消耗玉米秸秆从根本 上解决秸秆焚烧问题;而具有农村建得起,农民用得起,易大面积推广应用的市场竞争 势。 大豆是一种重要的粮油兼用农产品、既能食用,又可用于榨油。 作为食品,大豆是一种优质高含量的植物蛋白资源,它的脂肪、蛋白质、碳水化合物,粗纤维的组成比例非常接近于肉类食品。大豆的蛋白质含量为35%-45%,比禾谷类作高6-7倍。 氨基酸组成平衡而又合理,尤其富含8种人体所必要的氨基酸。大豆制品如豆腐、千张、豆瓣酱、豆腐乳、酱油、豆豉等,食味鲜美,营养丰富,是东亚国家的传统副食品。 联合国粮农组织极力主要发展大豆食品,以解决目前发展中国家蛋白质资源不足的现状。 近年来,美、日等国家竞相利用脱脂大豆制作食用脱脂豆粉,提取浓缩蛋白和分离蛋白,用以制造人造肉、点心、饼干等高蛋白食品,以预防由于食肉过多而引起的心脏病或肥胖症。 作为油料作物,大豆是世界上最主要的植物油和蛋白饼粕的提供者。每1吨大豆可以制出大约吨的豆油和吨的豆粕。 用大豆制取的豆油,油质好,营养价值高,是一种主要食用植物油。作为大豆榨油的副产品,豆粕主要用于补充喂养家禽、猪、牛等的蛋白质,少部分用于酿造及医药工业。 秸秆气化炉的特点作用 不用钢瓶装气,无压力爆炸和有害所体泄露危险,体积与液化气。 燃烧类型:秸秆制气 传统柴草 蜂窝煤 液化气 沼气 月用量统计:150斤 500斤 150块 1瓶 600斤有机质 费用统计:15元左右 50元左右 60元左右 90元左右 30元左右 秸秆气化炉,设计有下出灰口、冷却夹套、水冷排结构、炉体、快开上出灰口、进料口密封盖构成,秸秆气化炉的中上部为炉体,既作为待燃烧的秸杆料的装料仓,同时也作为燃烧室。炉体上端中心位置设置有进料口,进料口上设置有水封的进料口密封盖。秸秆气化炉的中下部设置有水冷排结构,作为气化炉的燃烧炉排。水冷排结构以下的下炉体,设置有夹层的冷却夹套,冷却夹套内的水与水冷排结构的水相通,以水泵驱动循环。 农业丰则基础强 农民富则国家盛 农村稳则社会安 中国是一个农业大国,拥有丰富的农业资源。一直以来,农村都是直接燃烧秸杆、木柴等获取能源,这样不仅浪费了资源,更降底了热效能,做顿饭费时费力,烟熏火燎,污染环境,人们的健康也受到了威胁。 21世纪的今天,随着经济的迅速发展,自然环境的严重破坏,能源问题日趋紧张,人们不得不寻找新的能源、新的产品,达到即节省能源又省钱的目的。为了顺应时代的发展,我厂特推出的节柴炉,它将农作物的秸杆、农林废气物等有效的转化为燃气,使用方便、干净卫生、随开随用,改善了农村做饭、烧水生活卫生环境。 燃气炉制造的秸秆燃气,属于绿色植物新能源,是我国农村最广泛、最持久、最可靠、最廉价,且永不枯竭的再生能源,是一种取之不尽,用之不竭的再生资源。由于植物燃气产生的原料为农作物秸秆、林木废弃物、锯末、食用菌渣、牛羊畜粪、及一切可燃性物质,资源丰富,适合当代农村使用。 本产品结构简单、高效节能、洁净环保、安全卫生(燃烧时没有烟气)、不需要辅助能源,也不用其它任何化学添加剂,引火时保留了直接燃烧的传统习惯,经济实用,价格低廉,且燃料收集方便、成本低,不会增加农民的负担,是寻常百姓家适用产品,农民易于接受,满足了我国农村的环保、节能需要,是目前中国农村替代旧炉灶的最佳换代产品。

我国农作物秸秆年产量约为7亿吨,可收集量为5亿吨左右。据估计,每年有近90%的纤维素不能被利用,多数被白白的烧掉[1]。目前,秸秆综合利用主要新途径是作为肥料开发利用、作为新型能源、作为畜牧饲料、可降解材料、工业原料和培养食用菌基料等。科技部已经把“农作物秸秆综合利用技术示范工程”作为星火计划重点工作之一,并将遵循技术成熟、简易、能大量消化秸秆和就地解决问题的原则,把秸秆还田、秸秆畜禽饲料、秸秆转化新能源和有关工业原料的科研和技术开发推广,以及相关产业转化作为工作重点,为提高全国秸秆综合利用的水平创造有利条件[2]。1 农作物秸秆的化学组成农作物秸秆的化学组成因物种不同而有所差异,但总的来看它们都主要含有木质素、纤维素、半纤维素、水份以及少量粗蛋白、脂肪等有机物。几种农作物秸秆的化学组成如表1所示[3]。表1 几种农作物秸秆的化学组成(%)2 农作物秸秆利用的途径 农作物秸秆作为肥料[4-6]目前,农作物秸秆作为肥料主要是指秸秆还田技术(主要是玉米秸秆粉碎翻压还田技术及麦秸粉碎翻压还田技术),此外还可利用秸秆生产生物有机复合肥。秸秆机械技术主要过程为:收割秸秆、粉研讨会、翻压还田、生物有机复合肥。农作物秸秆切碎还田不仅可以增加土壤有机质,改善土壤结构,提高地力,而且可以迅速腾地以解决“三夏”、“三秋”、农忙期间争农时,争劳力的矛盾。还可以避免由于焚烧秸秆产生的环境污染,是农业可持续发展的战略决策。经过这几年秸秆还田在农业上的广泛应用,实践证明秸秆还田能有效增加土壤有机质含量,改良土壤,培肥地力,特别对缓解我国氮、磷、钾比例失调的矛盾,弥补氮、磷、钾化肥不足有十分重要意义,坚持常年秸秆还田,不但在培肥阶段有明显的增产作用,而且后效十分明显,因此秸秆还田是保持和提高土壤肥力,使农业稳产、高产、高效,走可持续发展道路的重要途径。 农作物秸秆作为新型能源[2,7-8]农作物秸秆作为新型能源主要是指秸秆气化技术。秸秆气化供气技术指可燃烧的农作物秸秆(玉米秸、麦秸、高梁秸、稻秸、向日葵饼、豆秸、花生壳及各种草料等)进行粉碎、干燥、热解、气化、还原等过程变成H2、CO、CH4等可燃性气体。该技术有节能环保、高效的特点。以秸秆气化集中供气系统为例,该系统主要包括:机组+储气柜+主、支管道+居民入户管道+专用秸秆煤气常压灶具和气表等。机组内的气化反应自上而下可分为四层:1)干燥层:氧气中水分蒸发,使秸秆干燥和预热。2)干馏层:进一步加热升温,挥发物质馏出渗混到燃气中。3)燃烧或氧化层:与氧气反应,生成大量的CO2,放出热量,部分碳的氧气不足,生成CO并放出热量。4)还原层:基本没氧气,CO2及H2O炻热的碳进行反应还原成CO和H2。在实验燃烧过程中,还原层温度越高,CO2还原就越顺利,一般在700—900使CO2和C接触的越长,得到的CO与H2量越多。整个系统流程如下:农作物秸秆经粉碎后经螺旋上料机送入气火炉内,在空气不足量情况下,秸秆经燃烧反应,生成含一定量的CO、CH4,由气化上部抽出送往净化器系统,其包括一级水洗和二级喷淋成雾状、除去大量的粉尘和胶油,经三级过滤,由泵抽回循环使用,经过完全冷却,从管道送到储气柜,存储一定量燃气,协调用气负荷,再通过气机经过分气箱输送到管道管网直至到每家每户,户内均配制燃气流量表和阀门。 农作物秸秆作为畜牧饲料以农作物的叶、秸、根、藤、茎、壳以及工业下脚料或无毒野草等秸秆为原料,用化学、生物工程相结合的方法,将秸秆纤维分解、经熟化制粒而成,是喂牛、羊、马、鹿等畜,以及作为鸡、鸭、兔和鱼等水产部分饲料的全高价高效生物饲料。成本低,秸秆饲料是玉米成本的1/5。 秸秆微贮饲料[9,10]秸秆微贮饲料是在农作物秸秆中,加入微生物高效活性菌种——秸秆发酵活干菌,放入密封的容器中贮藏,经过一定的发酵过程使农作物秸秆在微贮过程中,由于秸秆发酵活干菌的作用,在适宜的温度和厌氧环境下,将大量的木质纤维类物质转化为糖类,糖类又经有机酸发酵转化为乳酸和挥发性脂肪酸,使pH降低到—,抑制了丁酸菌、腐败菌等有害菌的繁殖,使秸秆变得能够长期保存不坏。主要过程如下:微贮饲料的水分含量是否合适是决定微贮饲料好坏的重要条件之一,因此,在喷洒和压实过程中要随时检查秸秆水分含量是否合适,要注意层与层之间水分衔接,不得出现干层。秸秆微贮后,窖池内贮料慢慢下沉,应及时加盖土封防止漏气。 多维复合酶菌秸秆发酵饲料[11-13]除以上利用秸秆发酵活干菌进行发酵外,多维复合酶菌秸秆发酵饲料也是一项高科技生物工程技术。是由能产生多种酶的耐热性芽孢杆菌群、乳酸菌群、双歧杆菌群、光合菌群、酵母菌群、放线菌群等106种有益生物组成的微生态发酵制剂。多维复合酶菌可分为Ⅰ号和Ⅱ号。对植物秸秆进行发酵,生产出成本低,营养成分全,味香可口的营养饲料。此外,可用液氨、尿素、碳酸氢氨、氨水等氨源生产秸秆氨化饲料。 农作物秸秆生产可降解材料目前农作物秸秆生产可降解材料主要是生产一次性秸秆餐饮容器和建筑材料。 一次性秸秆餐饮容器生产技术[14]我国一次性餐具年消费量为115亿只,目前国内生产降解的纸制餐具的厂家有上百家,年生产能力仅为30亿只,生产秸秆餐具的企业有数十家,年产量为亿只,需求缺口达72亿只/年,由于纸制餐具价格高,且造纸过程中有污染,因此,秸秆一次性餐具将以其成本低廉、性能好、无污染等无可比拟的优点,拥有极其广阔的市场空间。一次性秸秆餐饮容器是利用废弃农作物秸秆,如麦秸、稻草、稻谷壳、玉米秸杆、花生壳、棉花杆、蔗渣(包括锯末、苇杆、草茎)等纯天然植物纤维,添加符合食品包装卫生标准的安全无毒成形剂,经独特工艺和成型方法制造的可完全降解的各种盘、碗、口杯等绿色环保产品。其具体工艺流程如下:该产品耐油、耐热、耐酸碱、耐冷冻,强度优于泡沫塑料和纸制餐具,价格远低于纸制餐具。原料来源丰富、工艺简单、成本低、无三废、自动化程度高,可一次成型,自动杀菌,包装产品用后可作为禽畜饲料,沤制成有机肥还田。现已研制出植物纤维餐具成型机组,环保筷子也已投入生产。 生产刨花板及建筑用纸面草板[15-16]以麦秸为原料,采用一种新型胶黏剂可生产达到国家标准的麦秸刨花板产品;采用新型胶黏剂,搅胶前麦秸碎料的含水率大于13%,麦秸碎料可不进行干燥直接进行搅胶等后序加工;不另加任何防水剂,从而可使刨花板生产的施胶成本降低10%,综合生产成本降低5—8%;该产品无游离甲醛等有害气体;由于施胶需少,搅拌时间量延长一倍。麦秸刨花板是木材刨花板的理想替代品,产品可广泛应用于建筑装修,家具制造,车船厢内装饰及包装等行业。建筑用纸面草板系以洁净的天然稻草或麦草为主要原料,经热压成型,外表粘贴面纸而成的建筑板材。主要用于房屋的外墙,外墙内衬、内隔墙、棚板、屋面板。由于稻草板的原料是取之不尽的一年生可再生资源——稻、麦草,生产过程中不产生对环境的污染物;它自身不含有害物质,而且当它完成使用目的而被拆除时,仍可还它本来面目——稻、麦草而回归大自然。稻草板是不折不扣的生态建材。如果用我国目前年产稻谷稻草板用来作建筑物的墙体,可以满足约705亿平方米建筑物的需要,相当于目前我国每年城乡所有新建筑物的75%左右。3 结束语综上所述,利用农作物秸秆生产肥料、作为新型能源、作为畜牧饲料、可降解材料大大提高了农作物的利用率,同时解决了许多问题。目前,人们正在研究更高的利用富维生素农作物秸秆,如生产木糖醇、单细胞蛋白等[1,17-18]。但同时应该注意,秸秆微生物处理技术难度很大,如今只取得阶段成果,因此开发利用时一定要谨慎小心,以免造成浪费。

秸秆综合利用是把不适合立即作饲料的秸杆(秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆等)直接或沉积沤肥后施入土中的一种方法。农牧业生产过程也是一个热传递的一个过程,农作物在的生长过程时要持续消耗能量,也要持续补充能量,持续调整土壤层原水、肥、气、热含量。秸杆中含有大量新鲜的有机化合物料,在偿还于田地以后,经过一段时间的腐解功效,就能转换成有机物和速效性营养物质,其益处主要有以下层面:

一、秸秆综合利用补充了土壤养分

农作物秸杆带有一定营养物质和纤维、木质纤维素、木质纤维素、蛋白质和灰份原素,不仅有比较多有机物,还有氮、磷、钾等微量元素。如果将秸杆从田里运出,那样残留在土中的有机化合物有且只有10%上下,导致土壤有机质降低。那样,只有通过上肥或秸秆综合利用等途径才可以得到填补。

二、秸秆综合利用推动了微生物菌种活动

土壤微生物在所有农业生态系统中具有溶解土壤肥力和净化处理土壤层的重要作用。有机物的生成由绿色植物胡萝卜素来完成,有机物的溶解则由微生物菌种来完成。秸秆综合利用给土壤微生物带来了很多能源物质,各种微生物菌种数量及酶促反应也相应提升;这便加快了对有机物质的分解和矿物养分的转换,使土中的氮、磷、钾等元素提升,土壤养分有效性也逐步提高。经微生物分解转换后产生的纤维、木质纤维素、含糖量和腐植酸等灰黑色胶体物,具备粘接粗粒土能力,同黏土矿物产生有机与无机的分子伴侣,推动土壤形成土壤胶体,使土壤层容积缓解,提升土壤层原水、肥、气、热协调性,增强土质锁水、固土、供肥能力,改善土壤物理化学特性。

三、秸秆综合利用可减少化肥使用量

农牧业资本主义国家都那么重视上肥构造,如美国农业有机肥的施肥量一直操纵在总肥料施加量的1/3之内,澳大利亚、国外绝大多数苞米、麦子的秸杆也还田。农作物所吸收的氮主要来自土中的原来营养物。来源于肥料的仅占23%-24%。这是因为即便使用有机肥,土壤层有机化合物对植物生长发育仍是最关键的。因此,秸秆综合利用是填补有机肥长期用缺陷的很好方法。

四、秸秆综合利用可改善农业生态环境

乡村80%的秸杆关键采用点燃解决,导致空气的污染、影响交通、土壤层表面焦化厂等,有时还引发火灾。此外,秸杆随便处理还会影响农业生态环境。因此秸秆综合利用有益于完成农业废弃物的开发利用。

秸秆中含有很多有机质,秸秆还田促进微生物活动。在整个农业生态系统中,土壤微生物在分解土壤有机质和净化土壤方面起着重要的作用。

秸秆综合利用研究进展论文

秸秆生物质通过液化或固化等方式制造成燃料可直接供热,或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一种新型的生物质再生能源,环保清洁,远远低于原煤的成本和市场价格,应用范围极为广泛,可以代替木柴、原煤、液化气,广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、煤气和天然气一样在老百姓的生活中普及,还需大力宣传和推广。交通能源秸秆的主要成分是碳、氢、氧等元素,有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等,用秸秆转化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源,同石油、天然气和煤等化石燃料相比,最大特点是可再生性和对环境更友好。国际上生物交通能源技术相对成熟,主要路线是:谷物、秸秆、其它植物等发酵生产乙醇-车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等;我国秸秆交通能源技术研究虽然起步较晚,但日趋成熟,有些正形成小型规模和商品化。3秸秆生物质能源化应用技术秸秆生物质能源化应用技术主要包括秸秆沼气(生物气化)、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电和秸秆干馏等方式。

秸秆可收集量增加的原因有很多,以下是其中一些可能的因素:1. 政策鼓励:政府出台了一系列环保政策,鼓励农民收集和利用秸秆,促进资源的循环利用。2. 经济利益:随着秸秆综合利用技术的发展,收集、打包和运输秸秆已成为一项有利可图的生意,这也促使了更多的人参与到秸秆收集中来。3. 环保意识提高:随着环保意识的普及,越来越多的人认识到秸秆是宝贵的资源,而不是垃圾。因此,他们开始更认真地对待秸秆,并积极参与到秸秆收集中来。总之,秸秆可收集量增加的原因是多方面的,包括政策鼓励、经济利益和环保意识提高等。这种现象在未来还会继续发展,为社会和环境带来更好的效益

2010 年,秸秆综合利用率达到,利用量约5 亿吨。其中,作为饲料使用量约 亿吨,占;作为肥料使用量约 亿吨(不含根茬还田,根茬还田量约 亿吨),占;作为种植食用菌基料量约 亿吨,占;作为人造板、造纸等工业原料量约 亿吨,占;作为燃料使用量(含农户传统炊事取暖、秸秆新型能源化利用)约 亿吨,占,秸秆综合利用取得明显成效。1.多元化利用格局形成。秸秆由过去仅用作农村生活能源和牲畜饲料,拓展到肥料、饲料、食用菌基料、工业原料和燃料等用途;由过去传统农业领域发展到现代工业、能源领域。秸秆能源化利用发生了质的变化,从农民低效燃烧发展到秸秆直燃发电、秸秆沼气、秸秆固化、秸秆干馏等高效利用。秸秆工业化利用发展迅速,秸秆人造板、秸秆木塑等高附加值产品实现了产业化生产,产品已经应用于北京奥林匹克公园、上海世博会等多项重大工程。2.技术水平明显提高。通过自主创新、引进消化吸收,多项技术取得一定突破。秸秆沼气、秸秆固化、秸秆人造板、秸秆木塑等综合利用工艺技术以及秸秆联合收获、粉碎、拾捡打包等机械装备得到成功应用;秸秆直燃发电技术装备基本实现国产化;秸秆清洁制浆等多项技术的应用部分实现了造纸工业污水循环利用和达标排放;自主研发的秸秆人造板粘合剂已经实现甲醛零排放。3.综合效益快速提升。通过大力推进秸秆综合利用,带动相关产业加快发展,重点地区的秸秆焚烧问题基本得到解决,大气环境污染问题得到有效缓解,带动了农村剩余劳动力就业、促进了农业增效和农民增收。2010 年养畜消耗的秸秆相当于节约粮食5000 万吨;作为燃料使用相当于节约标煤约6000 万吨,实现了环境效益、经济效益和社会效益的多赢。

秸秆对水稻产量的影响研究论文

太大了 给你复制点吧水稻秸秆纤维素发酵转化燃料乙醇的研究摘要我国水稻秸秆资源丰富,年产量达3亿多吨。利用水稻秸秆生产燃料乙醇,对来我国能源问题、实现节粮代粮和环保有着巨大的潜力和广阔的应用前景。水稻秸要成分是纤维素,对纤维素的利用最主要的限制性因素是将纤维素转化为可发酵还解决的办法主要有两类途径:(l)提高纤维素酶生产的经济性,主要涉及纤维素酶高获得及纤维素酶的生产技术,提高其合成效率以降低单位纤维素酶生产成本;(2)提素酶利用效率,主要涉及纤维素酶解催化过程,以降低单位可发酵还原糖生产成本本研究从菌种的选育着手,研究了菌株的产酶特性,用响应面策略优化发酵培养基,了SL发酵罐分批发酵生产高活力纤维素酶技术;分离纯化了纤维素酶;构建了代二糖的酿酒酵母工程菌;对酿酒酵母工程菌细胞固定化发酵进行了研究,利用二级生物反应器祸合系统生物协同酶解水稻秸秆发酵生产燃料乙醇等。主要研究结果如1.筛选到一株纤维素酶高产菌株(PenicilliumYT01),原生质体紫外诱变后变株YT02,YT02以水稻秸秆为碳源,豆饼粉和硫酸钱为氮源,在29”c,初始p酵12Oh,纤维素酶活力达到最高,摇瓶发酵滤纸酶活(FPA)、CMC酶活(CMcas葡萄糖昔酶活(CB)分别达、和。2.用响应面方法(RSM)优化的发酵培养基组成为:水稻秸秆为留L,为,数皮为叭,困H4)2504、KHZpO4为4g/L,MgSO;为;起始以优化的培养基发酵120h,滤纸酶活、cMc酶活和p一葡萄糖普酶活分别达到IU/mL、。远高于优化前的纤维素酶活水平。3.在SL发酵罐中研究了温度、pH值和溶氧对菌体生长和产酶的影响,确定发酵的工艺条件为:0一32h时发酵温度犯”C,溶氧70%;犯h至1加h发酵结果发29oc,溶氧50%,发酵液初始pH值,发酵%h滤纸酶活、CMC酶活和p一葡酶活分别达到、,均高于摇瓶发酵水平,酵动力学过程显示,突变菌YT02菌体生长和纤维素酶各组分均为部分祸联。4.利用DEAEsephadexA一25和sephadexG一75分离纯化了二个内切葡(CMCase)和一个p一葡萄糖营酶,CMCase纯化倍数为,回收率为,糖昔酶纯化倍数为,回收率为,经SDS一PAGE得到单蛋白分子条带,I、沪’_心钳3卜“’门尸,..量测定分别为73kDa、43kDa和,并对其进行了N端测序和质谱分析。5.以生产乙醇性能优良的酿酒酵母菌株NAN一27作为工程菌株的受体菌。利用能良好的多拷贝整合型载体pYMIKP,使纤维二糖代谢基因BGLI整合到酿酒酵母体上。从而在酿酒酵母工业菌株中建立了稳定的纤维二糖代谢途径,拓展了酒精生物利用范围,降低了纤维二糖对纤维素酶解的抑制作用。采用海藻酸钙凝胶包埋固纤维二糖酿酒酵母工程菌,固定化细胞与游离细胞相比,发酵时间缩短,乙醇产率提以上,并能有效地利用水稻秸秆水解液进行酒精发酵。6.对水稻秸秆酶解过程中底物性质、酶解温度、酶解pH、底物浓度及纤维素等关键因子进行了研究。由于YT02纤维素酶系中纤维二搪酶活力较低(CB/F队为经稀酸稀碱预处理后的水稻秸秆纤维素对乙醇转化率仅为18%。采用代谢纤维二糖母工程菌游离细胞发酵,可部分去除纤维二糖对酶解的抑制,水稻秸秆纤维素对乙率可提高至20%。进一步利用采用海藻酸钙凝胶包埋固定代谢纤维二糖酿酒酵母工酵,水稻秸秆纤维素对乙醇转化率可达26%。这方面的研究结果有助于深入了解纤的协同降解机制。7.将纤维原料的酶解、固定化代谢纤维二搪酿酒酵母工程菌的作用有机祸联,新型的二级串联式生物反应器,在该反应器体系的协同作用下,可有效解除纤维二萄糖对纤维素酶的反馈抑制作用,促进纤维原料水稻秸秆的酶水解,发酵40h,乙达留L,纤维素对乙醇的转化率达(纤维素对乙醇的理论转化率为是游离细胞同时糖化发酵(SSF)的倍,生产效率达留(Lh)。采用分批添料酶解发酵工艺,可提高纤维底物的终浓度达250岁L,产物乙醇的终浓度留L,高了纤维素酶的利用率和乙醇生产效率,降低乙醇的生产成本。该反应器性能稳定效率高,固定化细胞可以重复使用,便于自动化控制。关键词:纤维素酶,水稻秸秆,酿酒酵母,燃料乙醇,串联式生物反应器目录摘要..............................................................……ABSTRACT..........................................................……IH第一章文献综述l水稻秸秆资源及其降解方式............................................……水稻秸秆的组成与结构..…,................................……,.……水稻秸秆的预处理..................................................……物理方法预处理水稻秸秆..........................................……化学方法预处理水稻秸秆..........................................……生物方法预处理水稻秸秆..........................................……水稻秸秆纤维素的降解方式..........................................……水稻秸秆的酸水解................................................……水稻秸秆的酶水解................................................……52纤维素酶的性质与用途................................................……纤维素酶的多酶体系................................................……纤维素酶的分子结构................................................……纤维素酶的作用机理................................................……纤维素酶的分子量大小.............................................……纤维素酶的最适反应条件与稳定性...................................……纤维素酶的应用...................................................……H3纤维素酶的生产.....................................................……纤维素酶的生产菌种选育...........................................……纤维素酶的生产...................................................……144水稻秸秆原料生物转化燃料乙醇.......................................……燃料乙醇的优越性和使用现状.......................................……水稻秸秆纤维素生物转化燃料乙醇的方法.............................……分步水解发酵法生产燃料乙醇.....................................……同步糖化发酵法生产燃料乙醇.....................................……固定化细胞发酵生产燃料乙醇.....................................……酉良酒酵母途径工程应用于燃料乙醇的生产.............................……175本研究的目的、意义和主要内容.......................................……本研究的目的和意义...............................................……本研究的思路和技术路线...........................................……本研究的主要内容.................................................……21第二章纤维素酶高产菌株的选育及产酶条件研究.........................……231材料与方法..........................................................……材料.............................................................……试剂与溶液配制.................................................……器菌种与菌种分离源...............................................……培养基.........................................................……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……水稻秸秆的预处理...........................……,.,...........……纤维素酶高产菌的分离与纯化.....................................……纤维素酶高产菌的初步鉴定.......................................……纤维素酶高产菌的原生质体紫外诱变...............................……产纤维素酶的液体发酵培养方法...............................……不同预处理水稻秸秆的酶水解.....................................……分析方法.......................................................……272结果与分析.........................................................……不同预处理水稻秸秆的各组分含量...................................……纤维素酶高产菌的分离与筛选.......................................……纤维素高产菌YT01的菌种鉴定......................................……纤维素酶高产菌YT01的原生质体紫外诱变............................……液体发酵培养基成分与发酵条件对YT02产纤维素酶的影响..............……不同碳源对YT02产酶的影响......................................……不同预处理水稻秸秆对YT02产酶的影响............................……不同氮源对YT02产纤维素酶的影响................................……微晶纤维素添加量对YT02产纤维素酶的影响........................……不同无机盐对YT01产纤维素酶的影响..............................……起始pH对YT01产纤维素酶的影响.................................……装液量对YT02产纤维素酶的影响..................................……转速对YT02产纤维素酶的影响....................................……培养温度对YT02产纤维素酶的影响................................……接种量对YT02产纤维素酶的影响.................................……培养时间对YT02产酶的影响.....................................……纤维素酶的酶学性质研究...........................................……温度对纤维素酶各组分酶活的影响................................……对纤维素酶各组分酶活的影响..................................……纤维素酶对不同预处理水稻秸秆的酶解试验...........................……423结论与讨论...............................................··········……4:关于筛选出的纤维素酶高产菌株....................................……4:纤维素酶生产菌的改造............................................……招青霉YT02产酶条件与酶学特性.....................................……44第三章YT02产纤维素酶发酵培养基的优化研究..........................……451材料与方法....................................···.·················……材料.............................................................……试剂................................................·.·.·······……供试菌种.......................................················……培养基................................................·········……主要仪器与设备.................................................……方法.............................................................……4尽实验设计.............................................··········……培养方法.............................................··········……分析方法.......................................................……462结果与分析..............................................···········……部分因子实验筛选发酵培养基的主要影响因子.........................……最陡爬坡实验逼近发酵培养基最优点.................................……中心组合设计优化YT02发酵培养基组成..............................……发酵过程中PH、残余还原糖与纤维素酶变化的测定结果.................……593结论与讨论...................................……,...............……61第四章YT02分批发酵产纤维素酶的研究................................……63材料与方法.........................................................……材料.............................................................……试剂...........................................................……菌株...........................................................……培养基.........................................................……娜.主要仪器.......................................................……64方法.....................·······…….1用于分批发酵的种子培养.........…….…64.…恒温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……变温分批发酵对YT02产纤维素酶的影响.............................……溶氧量对YT02分批发酵产纤维素酶的影响...........................……分段溶氧对YT02分批发酵产纤维素酶的影响.........................……分析方法.......................................................……652结果与分析.........................................................……发酵温度对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……变温发酵对YT02产纤维素酶的影响结果..............................……溶氧对YT02产纤维素酶的影响结果..................................……分段溶氧分批发酵对YT02产纤维素酶的影响结果......................……723结论与讨论.........................................................……73第五章YT02产纤维素酶的分离纯化及酶学性质研究...........……以U(b叮‘叮‘(bt了叮‘叮‘材料与方法….1材料.…….试验材料..主要试剂.....……76.....……常用储备液及缓冲液....................................……主要仪器........................................................……方法..............................................................……蛋白质浓度的测定方法...........................................……纤维素酶的分离纯化.............................................……纤维素酶SDS一PAGE凝胶电泳纯化及酶相对分子量的测定..............……酶蛋白的N端测序...............................................……酶蛋白的质谱分析...............................................……862结果与分析.........................................................……一SephadexA一25阴离子交换层析结果.............................……层析收集管酶蛋白同洗脱缓冲液NaCI浓度的关系.....................……层析收集管酶蛋白活性检测.......................................……即hadexG一75分子筛凝胶过滤层析结果..............................……一75分子筛凝胶过滤层析分离酶蛋白......................……分子筛凝胶过滤层析纤维素酶活测定结果...........................……纤维素酶各纯化步骤纯化情况.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳.......................................……一PAGE聚丙烯酸胺凝胶电泳银染结果.............................……纤维素酶分子量SDS一PAGE凝胶电泳测定结果........................……酶蛋白的N端测序结果.............................................……酶蛋白的质谱分析结果.............................................……933结论与讨论.........................................................……94第六章酿酒酵母纤维二糖代谢途径的构建及其细胞固定化研究.............……96材料和方法................................................·········……%1材料.............................................................……菌株和质粒.....................................................……分子克隆用酶和试剂.............................................……水稻秸秆水解液的制备...........................................……972方法.............................................................……含纤维二糖酶基因(及咒1)的重组质粒pYMIKP一那艺了的构建方法.......……酿酒酵母纤维二糖代谢途径的搭建方法.............................……酿酒酵母工程菌细胞的固定化方法................................……固定化酵母细胞发酵方法........................................……分析方法......................................................……1022结果与分析........................................................……表达及范了基因的重组菌株的构建结果...............................……目的基因及法了的获得...........................................……含目的基因那Z了重组质粒的构建.................................……酿酒酵母工业菌株NAN一27转化子的获得二,........................……转化子NAN一28细胞纤维二糖酶活性测定结果.......................……1()不同固定化条件对NAN一28细胞固定化的影响结果.....................……不同溶剂对固定化细胞转化纤维二搪的测定结果......……,.......……不同海藻酸钠浓度对固定化细胞凝胶特性的影响....................……l()酵母包埋量对固定化细胞转化纤维二糖的影响结果..................……!固定化细胞与游离细胞分批发酵实验结果............................……l()固定化细胞重复分批发酵试验结果..................................……1073结论与讨论........................................................……酉良酒酵母纤维二糖代谢途径的构建.................................……酿酒酵母工程菌细胞固定化.......................................……110第七章串联式生物反应器转化水稻秸秆生产燃料乙醇的研究..............……112材料与方法........................................................……112l材料......................................……,..............……试剂.........................................................……菌种.........................................................……主要仪器与设备...............................................……1122方法...........................................................……稻草粉的预处理................................................……纤维素酶的制备................................................……稻草粉的酶解糖化..............................................……水稻秸秆生物转化燃料乙醇......................................……测定方法......................................................……115vi2结果与分析........................................................……不同预处理方法对水稻秸秆糖化效果的影响结果......................……不同温度对水稻秸秆糖化效果的影响结果............................……不同pH对稻草粉糖化效果的影响结果...............................……不同加酶量对稻草粉糖化效果的影响结果............................……不同底物浓度对稻草粉糖化效果的影响结果..........................……水稻秸秆同步糖化发酵(SSF)结果.................................……串联式反应器转化水稻秸秆生产乙醇................................……固定化NAN一28细胞发酵生产燃料乙醇结果.........................……串联式生物反应器的稳定性结果..................................……分批添料式协同酶解发酵生产燃料乙醇结果........................……1223结论与讨论......................................................··……二级串联式生物反应器生产乙醇....................................……分批添料式协同酶解发酵工艺......................................……水稻秸秆资源的全利用............................................……123第八章结论.....................................................……124主要参考文献......................................................……126英文缩写与主要符号表...............................................……146本研究的特色与创新.................................................……147发表与待发表的学术论文及成果.......................................……148致谢............................................................……149作者简介..........................................................……150你要看哪部分?

农户行为影响粮食生产的论文

1农户行为理论

针对我国农地经营的特点,有学者认为,不同于国外农业的集约化、规模化生产,我国农户经营土地规模小、且土地细碎化严重,农户的生产很难如舒尔茨理论所认为的那样以市场为导向,同时我国当前农产品商品化率2006年已达到65.6%,也并不完全符合恰亚诺夫的理论。在这一背景下,有的学者在经典理论的基础上提出了我国农户行为目标的观点。如高帆认为我国改革开放以来经济、制度、技术进步使农户具有一种“过渡”性质,农户的生产目标正从满足自身需要向利润追求演变,但仍有显著的“半自给,半交易”特征。孔祥斌等认为随着经济发展阶段和水平不同,农户种粮的机会成本不断升高,农户的目标和土地利用方式也会随之发生三个阶段的变化,分别为追求粮食产量最大化、产量与利润最佳化、利润最大化阶段,随发展阶段的提高,农户会更少追求粮食产量,更多追求经济收益。江永红等从马斯洛需求层次理论的角度出发,将农户行为的不同目标视为制度、市场化水平、收入水平不同发展阶段农户不同突出需求的产物。“过渡理论”较好地解释了近年来我国农户行为目标的变化,也可以从一些学者实证研究中得到验证。李翠珍等发现改革开放后北京市粮食生产可以分为1978-1990、1991-1998、1999-2005三个阶段,第一阶段粮食作物种植面积最大,投入品持续增加,粮食单产逐渐提高,第二阶段粮食作物种植面积有所下降,粮食单产达到最高并保持稳定,第三阶段农户更加重视经济作物,粮食种植面积与单产均大幅下降。同时,学者发现尽管直接经济收益非常低,但是农户仍然重视粮食生产的原因在于种粮还有着某些间接受益,如对家庭基本生存的保障、较低的风险、以及粮食产品可以成为如畜牧业等其它较高收益生产的投入品。某些农户会优先种植作为主要口粮的粮食作物,之后再选择其它作物。

2农户行为对耕地质量影响

2.1农户行为对耕地利用质量影响

在国土资源部颁布的《农用地分等定级规程》中,耕地质量评价指标由自然质量等、利用等和经济等别三者组成,当前的研究者也普遍认同耕地质量是耕地自然质量与利用质量的综合体,由土壤质量、地形坡度等自然因素与对耕地投入、管理水平、区位等社会经济因素共同构成。农户行为同时对耕地自然质量与利用质量产生影响。学者对农户行为对耕地利用质量影响的研究基本围绕耕地利用质量与耕地综合质量和粮食生产的关系上。例如徐梓津等根据贵州省关岭县的调查数据,提出了在确定耕地自然质量的基础上加入农户投入行为指标的耕地综合质量评价方法。张贞等提出了类似的加入农户投入行为的耕地质量修正方法,并且将农户收益看做耕地综合质量货币化的表现,利用Cobb—Douglas生产函数测算了不同农户投入行为对耕地产出的影响程度。石淑芹等应用GIS空间分析对东北地区耕地质量评价的研究中加入了对耕地利用质量的考量,将机械化程度、亩均化肥施用量、地膜施用量和农村用电量等农户技术选择、要素投入等行为作为耕地利用质量评价指标,并利用GIS软件计算了耕地利用质量、自然质量与粮食单产的相关系数。总体而言,目前的农户行为对耕地利用质量相关研究数量较少,角度较为单一,对耕地利用质量的评价很大程度上是基于反应耕地综合质量的耕地产出,或以耕地自然质量变化为归依,从根本上说这是因为对耕地利用质量的本质的认识比较含混。

2.2农户行为对耕地自然质量影响

在与农户行为相关的耕地质量问题中,现有研究普遍将土壤质量作为耕地自然质量的标准,研究表明土壤质量受农户土地利用方式、技术选择、化肥、有机肥施用、秸秆还田等多种因素影响,现阶段学者们广泛探讨了农户不同经营行为的影响。综合性研究如杨景成等发现保护性耕作、提高复种指数、合理的轮作换茬、有机肥料和化肥的施用以及弃耕农田还林还草等保护性管理措施则能够显著地影响土壤有机质动态,提高农田土壤有机质含量。丁忠义等使用GIS空间分析对曲周县的研究对比了1980年与2002年的土壤调查数据,发现盐碱地治理、增施有机肥、秸秆还田等农户土地改良活动使该地区土壤有机质含量显著提高。土地利用方式方面,廖晓勇等对三峡库区万州地区的研究发现,不同的土地利用方式下土壤的通气、透水能力大小、人为扰动影响、表土覆盖程度各有不同,从各种理化标准看,耕地质量从优到劣的排序为林地>柑橘园>旱地。侯鹏程等比较了江苏省吴江市稻田、林地、桑园、菜地、果园、旱地六种常见土地利用方式,发现稻田的土壤质量显著高于其他利用方式。从培肥、耕作方式角度,学者们普遍认为长期投入有机肥、进行保护性耕作和秸秆还田有助于耕地质量的提高。如王鹏等在湖南省祁东县的研究认为,当地减少有机肥投入,增加化肥投入,导致耕地土壤有机质含量减少,理化性状变差,土壤自然肥力降低。邓祥征等基于土地动态模拟系统,运用CENTURY模型对我国各主要农业生产区农田土壤有机碳贮量变化进行了模拟与预测,研究表明实施秸秆还田与保护性耕作能够有效促进农田土壤有机碳贮量的增加。不过这种也有学者举出反例,如Campbell等研究发现,保护性耕作对土壤有机质的汇集作用很大程度上受到土壤肥力的影响,肥力贫瘠情况下免耕并不总能提高土壤有机质水平。

3农户行为对粮食生产影响

关于农户的不同生产行为对粮食生产的影响,学者们的注意力集中于肥料施用上。如宇万太等对海伦、沈阳、桃园三地的研究表明,农户施肥对作物产量形成的贡献率随气候热量增长由北向南逐渐由0.31提高至0.42。徐卫涛等利用我国31个省级地区1999-2007年的面板数据分析了当前粮食产量与化肥施用量关系,提出应当依靠科学施肥、增加替代要素投入等方式减少化肥投入,提高我国粮食生产效益。李忠芳对我国典型农田21个长期肥料试验的分析表明,在长期不施肥条件下玉米和小麦年平均产量表现为下降趋势,仅施用化肥时玉米、小麦和水稻的年产量同样呈、下降趋势,增施有机肥可提高作物产量。保护性耕作也受到一些学者的关注。如,黄国勤介绍了江西省稻田保护性耕作的12种常见模式及其效益。何进等根据1993-2000年在寿阳县和临汾市以及2002-2003年在定兴县的综合试验,发现采取深松与免耕耕作技术的试验地粮食产量均显著高于采取传统耕作技术的土地。刘立晶等对河北省的研究发现,当地保护性耕作使玉米和小麦产量提高分别达到11.8%和9.7%。

4农户行为影响因素及其对耕地质量与粮食生产影响研究

当前学者们的研究热点是农户对各种内外因素的响应以及这些因素引起的农户行为变化产生的影响,许多关于农户行为对耕地质量与粮食生产影响问题的研究也涵盖于该问题之中。

4.1经济因素

经济因素被认为是对农户行为产生影响的重要因素,根据经济学的基本假设,种粮收益的提高会提高农户种粮收入,激励农户进行更多的粮食生产,并保护用于生产的耕地。粮食价格水平是受到较多学者讨论的因素。如王竹芹等对2003-2009年26个省面板数据的研究则认为,粮价提高对于增加粮食种植面积和提高粮食产量具有显著促进作用。罗峦认为,即使在粮食商品化率比较低的时期,预期粮食价格也是刺激农户粮食生产行为的重要因素。Rosegrant等研究了印度尼西亚粮食作物的动态供给反应函数,利用1969-1990年的国家数据,分别对总产出模型、播种面积模型和单位产出模型进行估计,结果表明价格支持政策对印度尼西亚的粮食产量具有重要影响。也有研究者认为粮食价格对农户无法产生有效激励。陈飞等基于适应性预期模型对我国29个省市1995-2008年的面板数据,分析了预期价格因素对小麦、水稻、玉米三种主要作物生产的影响,发现预期价格水平的影响不并显著。张淑萍在河南省的调查发现,7成农户认为粮食价格不合理,8成农户认为种地不划算,表明当前粮食价格水平仍然偏低,一定程度的提高不足以对农户产生有效激励。持相同观点的还有廖洪乐等、丁忠义等。农业收入比例的影响也受到研究者的关注。谢蓉等通过对上海市郊本地与外来农户间的对比发现,农业收入比重较高的外来农户,有着较高的农业生产积极性。肖建英利用logistic回归分析的研究表明,农业收入比例与农户采取保护性耕作的意愿为正向关系,在1%水平上显著。赵华甫等研究了北京市平谷区的农户,由于户均耕地面积小,更加以地块细碎化,当地农户农业收入比重很低,农户大多兼业,因此缺乏耕地保护意愿。陈美球等通过对江西省952个农户的农户调查也发现,农民耕地保护积极性不高的主要因素是农业生产收入过低。在当前阶段,非农就业机会增加,农民的职业、收入来源逐渐多元化,农户兼业化趋势加剧,除了粮食价格,农民外出务工对粮食生产与耕地质量的影响受到研究者的广泛关注。非农就业带来的首要影响是农民劳动力相对价格产生变化,农户行为也会发生相应变化。田玉军、李秀彬、辛良杰等对宁夏回族自治区的研究表明,在非农就业机会增加引起的农业劳动力机会上升的影响下,农户倾向于选择水稻、玉米、马铃薯等劳动力要素边际收益更高的作物,种植结构也趋向于向这几种作物集中,一些质量较差的土地则被撂荒退出了生产。李德洗利用2010年国家统计局河南调查总队对河南省4200个农户调查的数据发现,在本地就业和外出务工的农户都在不同程度上减少了粮食播种面积、增加了小麦玉米的种植比重,但粮食亩均产量下降了。陈风波等发现,江汉平原地区农民的外出务工引起当地水稻种植制度由种植两季转为种植一季。钱文荣等还讨论了非农就业带来的汇款收入的影响。研究认为农民外出务工的汇款收入同时产生了增加化肥农药投入的正面因素与减少劳动力投入的负面因素,但总体上仍会引起水稻产量下降。李谷成等的研究也认为在农户外务工成员汇款的增加会降低在家务农成员的生产积极性,产生道德风险问题。

4.2农地产权制度因素

农地产权制度对农户行为的影响是长期以来研究者讨论的焦点问题之一。许多学者从新制度经济学的角度出发,认为农地产权制度是刺激农户行为进而影响耕地质量变化的根本因素。如谭淑豪等认为不同的制度安排会产生不同的激励机制,如土地的频繁调整会降低了耕地产权的稳定性,将导致农户减少对土地的长期投资,代之以不利于耕地可持续发展的短期行为。石志恒等对新疆维吾尔自治区内农户进行调查研究也发现,更长的承包期限对农户耕地保护积极性则有正面影响。高明的农户调查中,三分之二的被访农户愿意对其承包土地作长期性投资,其余的农户不愿对承包地长期投入的主要原因是认为30年的承包期难以真正实现。马贤磊对江西省丘陵地区的农户调查研究表明,农地产权稳定性因素对农户的耕地保护性投资行为具有正向激励作用,同时农户的风险厌恶倾向加大了农地产权因素对农户耕地保护性投资的影响。张振环等利用Cobb—Douglas生产函数对我国1952-2008年的数据进行计量分析,显示出产权制度稳定性对耕地单产和质量变化有显著正向影响。

4.3耕地质量因素

由于更高质量的耕地给农户带来更高的预期收益和更低的生产成本与风险,因此研究者也将耕地质量本身作为刺激农户行为的重要因素进行了研究。如,石淑芹等应用GIS空间分析技术对东北地区的研究表明,因为中高产田的预期收益较高、由于灾害发生严重减产的风险较低,农户投入意愿较高。张衍毓等根据对陕西省横山县的'调查提出,农户对不同质量的土地有着不同的行为响应,因为对于较高质量土地有着更高的收益预期,因此对质量相对较高的土地倾向于投入更多的有机肥、化肥以及劳动,这使得不同质量土地之间的质量差异越来越大。孔祥斌等对北京市大兴区1982年、2000和2006年的农户土地利用和土壤肥力变化数据的研究表明,不同农户、不同地块利用投入的差异逐年增强,地块间肥力的空间差异性也显著提高。

4.4补贴政策因素

为实现粮食增收、耕地质量提高的目标,近年来我国农业补贴持续提高,许多学者认同通过补贴以及农业投资等方式引导农户。国外学者如Hellin和Schrader分析了瑞典农户秸秆还田的激励因素,提出了以政府为主体通过补贴来促进秸秆还田、减少直接焚烧的设想。国内的刘明月等采用logistic回归分析对河南省宝丰县农户调查数据进行研究显示,政策的补贴力度和对农户焚烧秸秆的处罚对农户是否采取秸秆还田有显著影响。高明认为提高种粮补贴额度是促进粮食生产的有力措施。但是,也有许多学者认为当前的粮食补贴政策并没有起到实效,如陈春生认为以政府为主体主导的粮食补贴与提高粮价本质上是短期性的,稳定粮食生产的重点还是在市场化改革之中培育出一个经营能力强、抗风险水平高的“主力农户”群体。张秀林等也不认同把提高收购价格作为促进生产的主要方式,而主张通过引入新技术等方式降低生产成本,提高农户自身竞争力。

5总结

保障粮食生产与改良耕地质量是我国政府高度关注的两大问题,在我国以小农户为主,农户是对耕地质量与粮食生产产生影响的最重要因素。相关研究从研究方法上看,既有理论研究也有实证研究;从研究内容上看,学者们研究了不同类别的农户行为对耕地质量与粮食生产的直接影响,也探讨了农户响应不同内外因素产生的间接影响。当前研究可以在以下几方面做出深化和拓展。第一,学者们对耕地利用质量本质的认识仍然是模糊的,在对其评价时所选取的指标各有不同,远不如对耕地自然质量标准的认同度之高,研究者还需要进一步明晰耕地利用质量的概念;第二,多数学者在分析农户决策时将农户视为以经济效益最大化为追求的理性人,但正如农户行为理论指出的,我国小农的行为处在“过渡状态”,其决策并非完全依据经济理性。因此,研究者可以尝试探索基于有限理性的农户行为影响。;第三,农户行为、耕地质量、粮食生产三者之间的影响相互交叉,而学者的研究往往仅针对其中两者,所以,对三者之间动态关系的分析可能会成为未来的研究方向。

地里有烂秸秆,对水淹法种植水稻有没有影响呢?长期以来,冷浸田质量差,是南方种植水稻的低产田。在这种稻田里移栽的水稻转绿慢,容易出现僵苗、赤霉病、稻叶黄化等生长不良现象,水稻分蘖少,后期容易出现宿根现象等,制约了水稻的产量。冷浸田的主要障碍是水温和土壤温度低。土壤泥泞,水多气少,通透性差;还原物质堆积,缺乏可利用的养分;有些田块中的亚铁、硫化氢等物质有毒,可以概括为 "冷、烂、毒、瘦"。

这些特点容易导致水稻根系活力弱,影响营养吸收。下面笔者和大家谈谈促进水稻产量的改良措施。根据不同的形成条件和土壤质量,《中国农业土壤》介绍将冷浸田分为泥田、冷水田、冷底田、毒田和高原冷浸田。近年来,还有人从治理改良措施的角度,将有无冷浸田分为有耕地的和无耕地的冷浸田,分为:山脊和泥田、低洼泥田和锈水泥田,而有耕地的冷浸田已初步分为低洼水田、灰岩质冷浸田、钙质水田、沙质冷浸田、毒质冷浸田等。

采用开沟埋管排水,先处理冷泉水、毒锈水、串灌水,这种方法虽然可以治本,但资金投入和人力成本大,不易开展。在高标准农田的发展下,有望完善农田水系的配套工程。开沟应包括水田采用 "三沟"(主沟、支沟和厢沟)配套排水,可以降低水位,改善土壤通透性,增加土壤养分,促进水稻生长发育,提高水稻产量。在水田中开 "三沟",便于进行合理的水分管理。早稻的栽培应采用 "先浅后湿、中烤 "的方法,晚稻的栽培应采用 "先浇水、后浅中烤 "的方法。灌溉可以提高种子结实率和抗宿根性,降低毒性。增施磷、钾肥是提高冷浸田产量的关键措施。

磷肥应选用钙镁磷肥,锌肥应选用硫酸锌,这样可以提高肥料的利用率。从水稻生产的角度看,施肥应把握以下几点:在施用钙镁磷肥的基础上,应尽早增施硅锌肥,施用锌肥,以提高和防止秧苗僵化。后期控制施肥,增施钾肥,穗期可喷施磷酸二氢钾,防止晚熟和低熟;对一些浸出性强的缺镁田块,在施基肥或分蘖肥时,每亩应施硫酸镁20公斤左右。

我认为并没有影响,因为这些秸秆会腐烂形成有机肥,为水稻提供营养。

木材秸秆水解研究论文

90年代,开展了秸秆及木材细胞壁中化学成分的分离和结构鉴定及过氧化氢制浆机理方面的研究。主要学术成就和创新性工作有以下几点:① 首次系统地提出了一整套秸秆中化学成份的分离、提纯和鉴定方法。该方法已作为标准方法被载入英国《分离科学百科全书- Encyclopaedia of Separation Science》;②提出了两步分离秸秆中木质素的新方法,使得分离的木质素含多糖杂质降至为以下;③首次提出了英国小麦秸秆中木质素-半纤维素的化学结构模型;④首次上提出了均相催化化学改性小麦秸秆半纤维素反应工艺,比传统的异相催化反应速度提高了5-10倍,并为工业化生产改性半纤维素产品提供了理论依据;⑤首次在国际上提出两步中度碱水解和两步酸水解测定秸秆细胞壁中酯化或醚化阿魏酸和香豆酸的新工艺方法。⑥发明了低温无溶剂化学改性秸秆和蔗渣木质纤维以制备新型高效吸油剂的新工艺。他与合作者已在Journal of Agricultural and Food Chemistry, Polymer, Carbohydrate Polymers, Holzforschung 等国际本专业核心刊物上发表论文110篇,并全部被SCI收录并被多次引用;同时他还被邀请参与编写Pectins and Pectoase, Chemistry and Technology of Hemicelluloses 等专著8部(英文)和英国科学分离百科全书1部。申请发明专利4项。1998年曾获留英华人化学学会和英国科学协会(CSCST1994-1998)联合举办的化学学术成就奖。2000年10月获国家杰出青年自然科学基金资助(项目名称:木材废物及农作物秸秆在工业中的应用研究)。 小麦秸秆细胞壁中羟基肉桂酸化合物分离和结构鉴定项目(国家自然科学基金项目)获教育部提名国家自然科学一等奖(2002),并推荐为2003 年国家自然科学二等奖。

秸秆生物质通过液化或固化等方式制造成燃料可直接供热,或是制造成秸秆清洁煤炭等等。秸秆煤炭是一种新型的生物质再生能源,环保清洁,远远低于原煤的成本和市场价格,应用范围极为广泛,可以代替木柴、原煤、液化气,广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、工业锅炉等。但是如何将生物质燃料像煤、煤气和天然气一样在老百姓的生活中普及,还需大力宣传和推广。交通能源秸秆的主要成分是碳、氢、氧等元素,有机成分以纤维素、半纤维素为主,其次为木质素、蛋白质、脂肪、灰分等,用秸秆转化的生物燃料如生物乙醇和生物柴油作为交通能源,同石油、天然气和煤等化石燃料相比,最大特点是可再生性和对环境更友好。国际上生物交通能源技术相对成熟,主要路线是:谷物、秸秆、其它植物等发酵生产乙醇-车用油、乙烯、无毒溶剂及上百种化工、原材料产品等;我国秸秆交通能源技术研究虽然起步较晚,但日趋成熟,有些正形成小型规模和商品化。3秸秆生物质能源化应用技术秸秆生物质能源化应用技术主要包括秸秆沼气(生物气化)、秸秆固化成型燃料、秸秆热解气化、直燃发电和秸秆干馏等方式。

植物原料所含聚糖在催化剂与水的作用下水解成单糖的解聚过程。用于水解生产的主要植物纤维原料为森林采伐剩余物、木材加工废料和农业废料。20世纪60年代以前,水解科研及生产系以木质原料为主,当时常用“木材水解”一词。水解工业是以植物纤维为原料通过水解获得单糖等中间产物,再经生物化学或化学加工转换成一系列有机化工产品及蛋白饲料等产品的化工生产部门。

简史

1819年法国科学家布拉孔诺()首先发现纤维素可经浓硫酸水解成葡萄糖,为植物原料水解利用奠定了基础。1854年法国公布了阿雷纳(Aréna)和佩卢兹(Peluse)用浓硫酸木材水解法制酒精的研究成果。于次年在巴黎建成了世界上第一座木材水解酒精厂。早期的浓硫酸水解法虽已显示了工艺设备简单易行及糖得率高(近理论值)等方面的优越性,但由于硫酸耗量高达原料重的~倍,且不能有效回收,使这一方法的推广和应用受到限制。1856年法国学者贝尚普(échamps)首次以发烟盐酸为催化剂进行了木材水解研究。其后经过许多研究者的持续工作,两种浓盐酸水解方法——普罗多尔(Prodor)法即气体盐酸水解法,及贝尔吉乌斯—莱茵奥(Bergius-Rheinau)法即液体盐酸水解法,在20世纪20年代初达到中间试验水平。1933~1942年期间德国及意大利分别建成浓盐酸法及浓硫酸法木材水解厂,并先后投产。稀硫酸水解的研究最早可追溯至1844年。在此之后,瑞典的西蒙森()、德国的克拉森()和朔莱尔()等作了大量研究,为以后稀硫酸水解法的工业化生产打下基础。朔莱尔所提出的水解法的特点是在水解器中形成的糖可及时连续地渗滤排出。糖的分解大为下降,得率提高。这一渗滤式水解法经继续改进后,被称为朔莱尔(Scholler)法。第二次世界大战期间,德国、苏联、美国等国先后对稀硫酸渗滤水解法进行了深入的研究开发,并相继建厂生产,主产品为酒精,部分厂尚生产饲料酵母。第二次世界大战后,日本为了达到甜味资源自给及发展新木材化学工业的目的,全面开展了浓硫酸及浓盐酸水解技术方面的研究,并于50年代末60年代初采用浓硫酸法先后建厂试生产,在回收硫酸上采用了新的途径,主产品为结晶葡萄糖。此方面研究开发工作终因60年代木材价格上涨而中断。苏联拥有丰富的森林资源,始终重视发展其水解工业。从60年代开始,由于大力发展牲畜饲养事业,产品结构发生改变。饲料酵母上升为主产品,同时也巩固酒精生产,发展糠醛生产。此外,木糖醇及木质素深加工产品也得到了相应发展。水解原料构成也逐渐变化,农业废料比重日益上升。中国的水解研究,始于20世纪40年代。从60年代起,科研及生产发展较快。糠醛生产厂已遍布全国,并建立了木材水解酒精厂、木糖醇及木糖生产车间。从70年代中期起,国际上对植物纤维水解利用的研究更趋重视,主要集中于水解方法新领域的开拓研究,在纤维素酶水解法的研究方面取得了不少进展。

原料

木质原料有等外材、梢头木、木片、刨花、板皮、板条及木屑等。林产品工业领域中的废渣废液,如栲胶渣、纤维板生产废水,也不同程度地用于水解生产,硫酸盐法预水解液也有用于水解生产的。制浆生产中的亚硫酸盐法纸浆废液,作为含糖水解液早已在全球范围内大量用作发酵原料。农业废料有玉米芯、甘蔗渣、燕麦壳、棉籽壳、稻壳以及玉米秆、麦秆等。据估计80年代全世界每年用于水解生产的原料约700万吨,林业原料及农业原料各占一半。

在评价植物水解原料时,通常将其所含聚糖分为易水解聚糖及难水解聚糖两类。前者主要指半纤维素(包括果胶质、树胶类聚糖),易为酸及酶等催化水解;后者主要指纤维素及部分伴生其间的聚甘露糖和聚木糖,难被稀酸及酶催化水解。两类聚糖的含量多寡,对确立水解工艺参数有密切关系。植物因种属不同,以及生长地区、气候条件的差异等因素的影响,其化学成分,以至易水解及难水解聚糖比例等都有明显的变化。大量测定表明,林、农废料中三大组成含量的平均范围是:纤维素30~45%,半纤维素15~40%,木质素12~30%。某些富含聚糖的植物原料所含聚糖与普通谷物所含聚糖(淀粉)相近。

产品

水解生产的产品主要有酵母、糠醛、酒精(乙醇)、木糖醇、木糖、饲料糖浆、木质素植物刺激素、木质素植物生长刺激肥料、木质素活性炭等。由水解产品经再加工可形成大量二次产品及系列产品。例如糠醛除了本身可作为产品直接应用外,还是呋喃化工系列产品(包括呋喃类药物)的基本原料。按80年代末期统计数字,全球由植物纤维原料直接生产的饲料酵母每年在45万吨以上(未包括由制浆废液等工业废水生产的产品),糠醛及酒精的年产量分别为25万吨及12万吨左右。

水解厂副产品的种类与所选择的主产品种类及水解工艺有关。如采用稀酸渗滤水解法生产酒精时,可得副产品糠醛、酵母、石膏、液体二氧化碳、干冰等。生产结晶木糖醇或结晶木糖时,可同时得到饲料酵母或饲料糖浆。醋酸及醋酸盐是糠醛生产的副产品。

水解原理与方法植物纤维所含聚糖——纤维素及半纤维素加水分解的总过程可分别表示如下:

水解所得单糖中,属于己糖的除葡萄糖外,尚有甘露糖及半乳糖,戊糖为木糖及阿拉伯糖。在高温酸水解条件下,单糖将进一步发生分解。已得到生产应用和正处于研究开发中的水解方法主要有以下几个:

稀硫酸高温渗滤水解法

简称渗滤水解法。是国际上目前大规模工业生产酵母和酒精唯一应用的一种水解方法。水解时由水解器顶部向器内连续泵入高温稀酸溶液,使其透过(渗滤)水解物料层及时地将已水解出的单糖液(水解液)排出反应空间,以减少糖的分解,获得高的得糖率。半纤维素、纤维素的水解速度及其水解出的单糖的分解速度均相差甚远,植物纤维原料的形态在水解过程中变化很大,这些因素要求水解温度要由低(175℃)向高(190℃)逐渐升温,且要严格控制渗透速度。水解时,硫酸浓度为~,水解液比(水解液采出量与干基原料重量比)为14左右。渗滤法水解生产工艺包括原料制备(粗大原料削片、粉碎)、水解、水解液中和、澄清等基本工序。水解流程如图1。

图1水解器是水解生产的关键设备,在苏联该项设备在向系列化、大型化方向发展。常见的计有容积为18、20、30、37、40、50、70、80及160立方米9种。70立方米容积水解器结构见图2。

图2国际上采用渗滤法水解生产的企业为了全面利用原料中的聚己糖及聚戊糖,依所选定产品方案的不同主要有4种类型的水解厂:①酵母水解厂;②酒精酵母水解厂(酒精为主产品);③糠醛酵母水解厂(糠醛为主产品);④木糖醇酵母水解厂(木糖醇为主产品)。酒精酵母水解厂基本生产流程见图3。

通过渗滤法水解,每吨绝干原料(按针叶树材计)可获得450~500千克左右的还原糖。今以酒精酵母水解厂及酵母水解厂为例,其产品(包括副产品)及数量见下表。

现阶段,采取稀硫酸高温渗滤法进行水解生产的国家主要是苏联。此外,保加利亚、中国及巴西亦属生产国。

图3浓盐酸水解法

植物纤维素在盐酸浓度高于39%的情况下即可在常温下水解。水解前先经过吸附、润胀、溶解等过程。但在浓酸介质中,纤维素水解成葡萄糖后又立即回聚成结构不同于纤维素低聚糖的新低聚糖。这种新低聚糖在稀酸中极易水解成葡萄糖。浓盐酸水解法有液相(大酸比)及气相两类。以生产结晶葡萄糖为主产品的大酸比浓盐酸水解法,其工艺主要包括原料制备、预水解、纤维木质素干燥、水解、盐酸回收及葡萄糖复盐结晶及复盐分解等基本工序。与稀硫酸水解法相比,浓盐酸水解有得糖率高、糖浓度高、糖质纯以及节约能源等许多优点。但是,液相浓盐酸水解法在其工业生产中有不少技术难关,有待继续解决。

酶水解法

以纤维素酶及相应的半纤维素酶为催化剂,对纤维素及半纤维素聚糖进行水解的方法。酶法水解在常温常压下进行,不需要耐压耐腐蚀设备。由于酶促反应的特异性,产物单一,可免除产物的二次降解,故糖质纯净。但也存在不少技术难关,如原料预处理及酶制剂生产费用昂贵,酶水解反应慢、周期长,酶的有效回收难等,有待进一步解决。

高温快速水解法

从70年代以来,各国普遍研究这一方法。此法一般以~的稀硫酸为催化剂,在220~240℃高温下于管式水解器中连续进行,水解时间仅为数秒到数分钟。葡萄糖得率可达理论得率的50%以上。该法目前尚处于试验阶段。

趋势

现有稀硫酸高温渗滤水解法的继续完善与提高,仍将是各生产国今后的一项重点任务。以生物技术的新研究成果改进酵母生产技术将受到重视。酶水解技术在商业化的道路上可望取得更多突破,原料的经济预处理方法和酶制取成本的下降及回收利用技术的研究仍将会成为研究的中心目标。占首位的水解产品将继续是饲料酵母,其次为糠醛、酒精及水解糖质饲料等。由于饲养业迅速发展的需要,饲料酵母产量可能增长较快。为了水解生产的进一步发展与扩大,新水解原料资源的开发利用已引起普遍重视。预计城市纤维质垃圾、高位低分解度泥炭及富含聚糖的海洋植物等将会得到更多研究与应用。营造水解原料基地林亦可能受到重视。

土壤有机质的研究进展论文

侯继华,黄建辉,马克平. 2004. 东灵山辽东栎主要树种种群11年动态变化. 植物生态学报. 28(5): 609-615杨景成,黄建辉,潘庆民,韩兴国. 2004. 西双版纳不同热带生态系统土壤有机质的光谱学特性. 植物生态学报. 28(5):623-629黄建辉,韩兴国,杨亲二,白永飞.2003.外来种入侵的生物学与生态学基础的若干问题.生物多样性. 11(3):240-247杨晶,黄建辉,詹学明,李鑫,杜丽华,李凌浩,2004. 农牧交错区不同植物群落土壤呼吸的日动态观测与测定方法比较. 植物生态学报 28(3): 318-325杨景成, 韩兴国, 黄建辉, 潘庆民. 2003. 土壤有机质对农田管理措施的动态响应. 生态学报. 23(4):787-796杨景成, 韩兴国, 黄建辉, 潘庆民. 2003. 土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响. 应用生态学报. 14(8):1385-1390黄建辉,白永飞,韩兴国.2001.物种多样性与生态系统功能:影响机制及有关假说.生物多样性. 9:1-7黄建辉,韩兴国.2001.关键种,关键在哪里?植物生态学报 25:505-509王瑾,黄建辉.2001.暖温带地区主要树种叶片凋落物分解过程中主要元素释放的比较.植物生态学报. 25:375-380白永飞,李凌浩,黄建辉,陈佐忠.2001.内蒙古高原针茅草原植物多样性与植物功能群组成对群落初级生产力稳定性的影响.植物学报. 43:280-287渠春梅,韩兴国,苏波,黄建辉,蒋高明.2001.西双版纳片断化热带雨林常绿乔木幼树水分利用效率的边缘效应研究.植物生态学报. 25:1-5苏波,韩兴国,渠春梅,黄建辉.2001.东灵山油松纯林和油松-辽东栎针阔混交林土壤氮素矿化/消化作用研究.植物生态学报25:195-203李贵才,韩兴国,黄建辉.2001.哀牢山木果柯林及其退化植被下土壤无机氮库的干季动态特征.植物生态学报. 25:210-217渠春梅,韩兴国,苏波,黄建辉,蒋高明.2001.云南西双版纳片段化热带雨林植物叶片S13C值的特点及其对水分利用效率的指示.植物学报. 43:186-192黄建辉,陈灵芝,韩兴国.2000.几种常微量元素在辽东栎枝条分解过程中的变化特征.生态学报. 20(2):229-234黄建辉,李海涛,韩兴国,陈灵芝.2000.暖温带两种针叶林生态系统中茎流和穿透雨的养分特征研究.植物生态学报. 24(2):248-251苏波,韩兴国,渠春梅,黄建辉.2000.箭叶锦鸡儿群落加速亚高山草甸-箭叶锦鸡儿-硕桦林演替系列的演替进程.植物学报. 42(7): 751-757苏波,韩兴国,黄建辉,渠春梅.2000.植物的养分利用效率(NUE)及植物对养分胁迫环境的适应策略.生态学报. 20(2):335-343黄建辉,韩兴国.1999.土壤生物在有机质分解过程中的作用研究进展.见:植物科学进展 Vol. 2,李承森主编.北京:高等教育出版社黄建辉,韩兴国,陈灵芝.1999.森林生态系统根系生物量研究进展.生态学报.19(2):270-277严昌荣,陈灵芝,黄建辉,韩兴国.1999.中国东部主要松林营养元素循环的比较研究.植物生态学报. 23(4):351-360苏波,韩兴国,黄建辉.1999. 15N自然风度法在生态系统氮素循环研究的应用.生态学报. 19(3):408-416黄建辉,陈灵芝,韩兴国.1998.辽东栎枝条分解过程中几种主要营养元素的变化.植物生态学报. 22(5):398-402黄建辉,韩兴国,陈灵芝.1998.暖温带落叶阔叶林辽东栎枝条分解过程中有机物质的变化.植物学报. 40(4):362-369黄建辉,陈灵芝,韩兴国.1998.森林生态系统中凋落物分解的研究进展.见:植物科学进展 Vol. 1,李承森主编.北京:高等教育出版社.218-236严昌荣,韩兴国,陈灵芝,黄建辉,苏波.1998.暖温带落叶阔叶林主要植物叶片中δ13C种间差异及时空变化.植物学报. 40(9):853-859于顺利,马克平,陈灵芝,黄建辉.1998.东灵山地区退化生态系统的恢复于重建实验.植物生态学报. 22(3):275-280苏波,韩兴国,黄建辉,朱伟兴.1998.稳定性15N同位素在自然生态系统氮素循环研究中的应用.见:植物科学进展 Vol. 1,李承森主编.北京:高等教育出版社.208-217黄建辉,高贤明,马克平,陈灵芝.1997.地带性森林群落物种多样性的纬度特征研究.生态学报. 17(6):611-618黄建辉,Jill Baron,Dan .溪流两边的湿地对其含氮量的贡献(英).植物生态学报. 20:289-302高贤明,黄建辉,万师强,陈灵芝.1997.太白山弃耕地植物群落演替的生态学研究.II 群落的a多样性.生态学报. 17(6):619-625黄建辉,韩兴国,1995.生物多样性和生态系统稳定性.生物多样性 3:31-37韩兴国,黄建辉,娄治平.1995.关键种概念在生物多样性保护中的意义与存在问题.植物学通报.12(生态学专辑):168-184黄建辉,韩兴国.1995.森林生态系统的生物地球化学循环:理论和方法.植物学通报. 12:195-223马克平,黄建辉,于顺利,陈灵芝.1995.北京东灵山地区植物群落多样性的研究.II,丰富度、均匀度和物种多样性指数.生态学报. 15(3):226-234黄建辉,陈灵芝.1994.北京东灵山地区森林植被的物种多样性分析. 植物学报 36(增刊):178-186黄建辉.1994.物种多样性的空间格局及其形成机制初探.生物多样性 2: 103-107江洪,黄建辉,陈灵芝等.1994.东灵山植物群落的排序、数量分类与环境解释.植物学报. 36(7):539-551黄建辉,陈灵芝.1991.北京百花山附近杂灌丛的化学元素含量特征.植物生态学与地植物学学报.15(3):224-233

铁铝土过去曾称富铝土,是我国热带、亚热带湿润地区具有明显脱硅富铝化特征的土壤系列,由于都分布在我国水热条件最优越的地区,所处地形又以低山、丘陵、台地为主,故其开发利用价值高,是我国极为重要的土壤资源。 砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]淋溶土目前的淋溶土纲,主要为湿润森林土壤系列。 黄棕壤 黄褐土 棕壤 暗棕壤 白浆土 灰化土、漂灰土和棕色针叶林土 [编辑]半淋溶土该土纲是在半湿润至班干旱气候下形成的具有钙积特征或盐基饱和的土壤系列,但因其所处的热量条件各不相同,各自的土壤性质有很大的变化。 燥红土 褐土 灰褐土 黑土 灰色森林土(灰黑土) [编辑]钙层土是我国温带和暖温带半湿润、半干旱至干旱地区的草原土壤系列,主要分布在小兴安岭和长白山以西、长城以北、贺兰山以东的广大地区。 黑钙土 栗钙土 栗褐土 黑垆土 棕钙土 灰钙土 [编辑]漠土又称荒漠土,是漠境地区的地带性土壤。我国漠境地区面积很大,约占全国面积的五分之一。由于气候极端干旱,年降雨量少,漠土的基本特点是:地表多石砾,具有多孔状的漠境结皮;有机质含量低,碳酸钙含量高,而且表聚性强;普遍含有石膏和较多的易溶性盐;存在较明显的残积粘化和铁质化染色的红棕色紧实层,以及土体浅薄等。 灰漠土 灰棕漠土 棕漠土 [编辑]初育土是指发育程度低、层次分化不明显的幼年性土壤,其性状受母质岩性的深刻影响。 紫色土 石灰(岩)土 火山灰土 磷质石灰土 黄绵土和红粘土 风沙土和龟裂土 新积土、粗骨土和石质土 [编辑]半水成土和水成土半水成土:河流一级阶地上,底土产生潴育化,地表长有草甸植形成潮土。 草甸土 潮土 砂礓黑土 灌淤土 黑土 白浆土 水成土:山前交接洼地可、河间洼地、以及地下水露头处。长期或季节性积水,地表生长水生及喜湿植被,形成沼泽土。 [编辑]盐碱土是盐土和碱土的总称。前者含有过多的易溶性盐,后者土壤胶体吸附有显著数量的交换性钠,均能对作物产生危害。 盐土 碱土

先后在《中国农业科学》、《应用生态学报》、《土壤学报》、《土壤通报》、《西南农业大学学 报》等刊物上发表论文200余篇。坡度对三峡库区紫色土坡面径流侵蚀的影响分析,《泥沙研究》2009年 第2期三峡库区典型岩溶山地土壤种子库研究——以重庆市为例,《重庆师范大学学报:自然科学版》2009年 第2期基于建构主义的网络辅助教学个性化自主学习内容组织研究,《西南师范大学学报:自然科学版》2008年 第6期北美五大湖区面源污染治理经验与启示,《西南大学学报:自然科学版》2008年 第11期三峡库区农业土壤重金属含量特征及污染评价——以Cu Pb和Zn为例,《农业环境科学学报》2008年 第6期旅游活动对自然保护区游憩地带植物的影响,《西南大学学报:自然科学版》2008年 第10期重庆农业生态系统中酸雨因子的特点及其影响,《中国环境监测》2008年 第4期水稻虫害智能预测模型及其应用,《农业工程学报》2008年 第7期新农村视角下的农村居民点用地整理的战略思考, 《重庆国土资源》2008年 第4期土壤中根瘤菌定殖研究进展,《土壤》2008年 第2期分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景,《土壤》2007年 第5期土地利用的生态位及调控机制的研究,《农业工程学报》2005年 第z1期荒溪治理研究进展,《水土保持学报》2003年 第5期岩溶山地不同土地利用土壤的水分特性差异,《水土保持学报》2003年 第5期重庆市景观格局动态变化分析,《长江流域资源与环境》2008年 第1期绵阳科技城的工业经济发展,《经济地理》2008年 第2期精准农业中土壤养分分析的适宜取样数量的确定,《中国生态农业学报》2008年 第2期一种解决BP网络过拟合的学习算法,《西南大学学报:自然科学版》2008年 第1期稻田垄作免耕对土壤的中小团聚体孔隙分布的影响,《西南农业学报》2008年 第1期利用微生物制剂进行污泥减量的生产性试验研究,《中国给水排水》2008年 第3期未来区域土地利用驱动力研究的重要命题:尺度依赖,《资源科学》2008年 第1期简析保护城乡结合部土地,《四川农场》2007年 第3期基于GIS的重庆市丘陵山地耕地质量评价与比较,《农业工程学报》2007年 第11期重庆主城区市街绿地土壤肥力质量评价及管理对策,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第11期应用动态植被模型LPJ模拟中国植被变化研究,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第11期利用MCMP微生物制剂减少剩余污泥产量的研究,《环境工程学报》2007年 第12期遥感技术在我国土地管理中的应用与进展,《国土资源科技管理》2007年 第1期不同养殖水体Cu的特征,《环境科学与技术》2007年 第11期保护性耕作对稻田土壤有机质的影响,《生态学报》2007年 第11期稻作区保护性耕作和小麦种植对土壤养分的影响,《农业工程学报》2007年 第10期岩溶山区不同岩性和地貌类型下景观斑块分布与多样性分析,《自然资源学报》2007年 第3期岩溶区坡面土壤侵蚀特征研究,《水土保持学报》2007年 第5期重庆岩溶地区近40年的气温变化特征分析及趋势预测,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第9期国外土地整理实践及启示,《国土资源》2007年 第9期基于管治理念的资源动员方式:浙江省土地整理的实践,《资源科学》2007年 第5期重庆岩溶山区脆弱生态环境与不同尺度土地整理模式研究,《中国农学通报》2007年 第9期不同利用方式对紫色水稻土水溶性有机碳的影响,《中国农学通报》2007年 第8期工程项目社会影响评价的回顾与展望,《中国农学通报》2007年 第8期区域土地利用变化驱动力研究前景展望,《地球科学进展》2007年 第8期新农村建设及农村土地问题,《重庆国土资源》2007年 第4期集成GASA混合学习策略的BP神经网络优化研究,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第7期利用方式对紫色水稻土有机碳与颗粒态有机碳的影响,《生态环境》2007年 第4期大洪河水库库区土地利用变化及其社会经济驱动因素,《生态学杂志》2007年 第6期不同利用方式对紫色水稻土微生物量碳的影响,《中国农学通报》2007年 第6期基于GIS的重庆市耕地质量评价模型建立与检验,《中国农学通报》2007年 第5期基于JavaSpace的社会保障信息系统集成模型研究,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第5期保护性耕作对紫色水稻土团聚体组成和有机碳储量的影响,《应用生态学报》2007年 第5期重庆岩溶区土壤景观多样性,《生态学报》2007年 第5期中国耕地警戒值的测算与讨论,《资源科学》2007年 第3期三峡库区优质柑橘产业带农户收益与土地管理实践的关系,《资源科学》2007年 第3期基于因子分析方法的中国植被NDVI与气候关系研究,《山地学报》2007年 第1期集成GASA混合学习策略的BP神经网络在水稻虫害预测中的应用,《中国农学通报》2007年 第4期三峡水库消落区对库区水土环境的影响研究,《西南大学学报:自然科学版》2007年 第1期简析保护城乡结合部土地,《农村经济》2007年 第3期酸雨对紫色土氮磷淋失的影响,《水土保持学报》2007年 第1期家庭承包制下土地流转的农户解释:对重庆不同经济类型区七个村的调查分析,《地理研究》2007年 第2期城市土地优化配置与集约利用评价模型剖析,《西南农业大学学报:社会科学版》2007年 第1期垄作免耕下紫色水稻土有机碳的分布特征,《土壤学报》2007年 第2期

  • 索引序列
  • 秸秆有机质含量研究进展论文
  • 秸秆综合利用研究进展论文
  • 秸秆对水稻产量的影响研究论文
  • 木材秸秆水解研究论文
  • 土壤有机质的研究进展论文
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