玉米秸秆微生物预处理工艺筛选

【摘要】： 目前全世界每年产生农作物秸秆20亿t,我国每年产量约6-7亿t。合理利用秸秆,有利农业和农村发展,否则,秸秆将对社会的许多方面造成负作用。传统的农作物秸秆处置方法主要是焚烧,虽然焚烧能够在很大程度上实现秸秆的减量化,但是却浪费了资源。同时,焚烧秸秆还会产生大量的CO、CO2、NOX,造成了严重的大气污染；焚烧秸秆过程中产生的高温还会对土壤微生物具有很强的杀灭作用,不利于土壤微生物的生存。最终造成土壤板结.肥力下降。土地沙化是我国当前最为严重的生态环境问题之一,虽然近年来加大了沙质土壤治理与改良的力度,但仍处于治理与沙化相持的阶段。上世纪90年代我国开始采用秸秆进行沙质土壤治理,初期的主要做法与国外相似,多采用秸秆制成防沙障或覆盖防沙,但由于不能从根本上解决问题,这种应用方式只能是很有限的辅助措施。 采用秸秆作为基础材料来改良沙质土壤,从秸秆本身的结构和性质来看,预处理过程显得尤其重要。由于玉米秸秆中含有大量的木质素、半纤维素和纤维素等粗纤维,在自然界中不易被分解。因此,对农作物秸秆进行预处理,破坏其结构单元之间连结的各种共价键和降解木质素、纤维素,对于快速、有效地腐解秸秆并使其中的有效元素得到充分的释放具有重要意义。论文通过分析玉米秸秆在不同处理条件下木质素、半纤维素、纤维素的降解情况以及养分释放状况来选取最佳的玉米秸秆预处理工艺,从而为沙质土壤改良材料的制备提供基础数据。试验得出以下结论： 1、大粒度的玉米秸秆(1-3cm、4-5cm)只接种白腐真菌就能将玉米秸秆的木质素、纤维素、半纤维素很好的降解,接入纤维素降解菌反而会抑制其对木质素、纤维素、半纤维素降解。小粒度的玉米秸秆(0.5cm),在接入白腐真菌后,在适宜的时间接入纤维素降解菌会较单独接入白腐真菌提高玉米秸杆纤维素和半纤维素的降解率,但对降解木质素而言,还是单独接入白腐真菌的处理效果较好. 2、白腐真菌对较大粒度玉米秸秆的木质素、半纤维素和纤维素均能达到较大程度的降解。4-5cm玉米秸秆经白腐真菌单独处理30-40大降解效果最好，木质素含量由初期的13.4%降解到6.0%,降解率达到55.5%,比0.5cm玉米秸秆和1-3cm玉米秸秆木质素的最大降解率分别高出了12.7%和3.0%；半纤维素含量由初期的36%降解到14%,降解率为61.0%,比0.5cm玉米秸秆和1-3cm玉米秸秆半纤维素最大降解率分别高出了27.1%和15.1%；纤维素素含量由初期的48.5%降解到20.1%,降解率为58.5%,比0.5cm玉米秸秆和1-3cm玉米秸秆的的纤维素最大降解率分别高出了13.0%和4.6%。 3、玉米秸秆的微生物降解过程是有机质不断被分解的过程,其中4-5cm玉米秸秆经白腐真菌单独处理45天时有机质含量由最初的796.2g／kg降低到558.3g／kg,降解率达到最高为29.9%。 4、玉米秸秆的腐殖酸含量与木质素含量之间呈显著的负相关关系,且粒度越小,相关性越大。其中4-5cm玉米秸秆在白腐真菌单独处理40天时腐殖酸含量最大,由最初的23.2%增加到41.0%,增长率为76.8%,比0.5cm玉米秸秆和1-3cm玉米秸秆腐殖酸最大增长率分别高出了8.0%和5.0%。 5、单独接种白腐真菌处理4-5cm玉米秸秆30～40天,全N、全P的平均增长率最高达到100.2%、157.2%；单独接种白腐真菌处理0.5cm玉米秸秆30～40天,速效N、速效P含量的平均最大增长率可达到269.6%、83.8%；接入白腐真菌15天时加入纤维素降解菌处理4-5cm玉米秸秆,在第30～40天,全K平均含量增长率最高,达到了57.2%；接种白腐真菌20天时加入纤维索降解菌处理4-5cm玉米秸秆30～40天,速效K的平均含量增长率最高,达到了39.7%。 通过试验结果,考虑到实际生产的时效及经济等因素,确定玉米秸秆的最佳微生物预处理工艺为：白腐真菌单独处理4-5cm玉米秸秆25-30天。 【关键词】：玉米秸秆 白腐真菌 木质素 半纤维素 纤维素
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：S141.4
【目录】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-13
• 第1章 文献综述13-23
• 1.1 秸秆的结构与性质13-14
• 1.1.1 半纤维素13
• 1.1.2 纤维素13
• 1.1.3 木质素13-14
• 1.2 秸秆综合利用现状14-16
• 1.2.1 焚烧处理14
• 1.2.2 秸秆燃料化14-15
• 1.2.3 秸秆饲料化15
• 1.2.4 秸秆的工业化利用15-16
• 1.2.5 秸秆还田作肥料16
• 1.3 国内外秸秆研究现状16-21
• 1.3.1 秸秆直接还田研究现状16-18
• 1.3.2 秸秆腐解研究现状18-19
• 1.3.3 秸秆预处理研究现状19-21
• 1.4 农作物秸秆预处理的意义21-23
• 第2章 引言23-25
• 2.1 立题依据23
• 2.2 研究内容23-24
• 2.2.1 微生物不同处理方式对玉米秸秆的降解条件筛选23-24
• 2.2.2 不同粒度玉米秸秆对微生物降解的影响24
• 2.3 技术路线24-25
• 第3章 材料与方法25-29
• 3.1 试验材料25
• 3.1.1 试验器材25
• 3.1.2 化学试剂25
• 3.1.3 试验原料25
• 3.2 试验方法25-28
• 3.2.1 玉米秸秆物理预处理25-26
• 3.2.2 玉米秸秆生物处理26-28
• 3.3 测定指标28
• 3.3.1 玉米秸秆理化性质测定28
• 3.3.2 玉米秸秆纤维素、半纤维素、木质素的测定28
• 3.4 数据处理28-29
• 第4章 结果与讨论29-59
• 4.1 微生物不同处理方式降解玉米秸秆研究29-43
• 4.1.1 微生物不同处理方式对降解玉米秸秆木质素的影响29-30
• 4.1.2 微生物不同处理方式对降解玉米秸秆半纤维素的影响30-32
• 4.1.3 微生物不同处理方式对降解玉米秸秆纤维素的影响32-34
• 4.1.4 微生物不同处理方式对玉米秸秆理化性质的影响34-43
• 4.2 秸秆粒度对微生物降解的影响43-59
• 4.2.1 微生物对不同粒度玉米秸秆木质素降解的影响43-45
• 4.2.2 微生物对不同粒度玉米秸秆半纤维素降解的影响45-46
• 4.2.3 微生物对不同粒度玉米秸秆纤维素降解的影响46-48
• 4.2.4 微生物对不同粒度玉米秸秆理化性质变化的影响48-59
• 第5章 结论59-60
• 5.1 主要结论59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-66
• 致谢66-67
• 硕士期间发表论文67

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

我国农作物秸秆综合利用与循环经济    任仲杰;顾孟迪;

利用白腐真菌开发农作物秸秆饲料的研究    胡建宏,丁海荣,王立强

秸秆资源的综合利用    王荣乐,王洪铭

农作物秸秆综合利用的进展    刘丽香;吴承祯;洪伟;李键;蔡冰玲;林淑伟;

多菌种共发酵体系的建立及生物转化玉米秸秆    陈庆森,刘剑虹,李跃腾,阎亚丽,庞广昌

调理剂在鸡粪锯末堆肥中的保氮效果    黄懿梅,曲东,李国学

白腐菌选择性降解秸秆木质纤维素研究    王宏勋;杜甫佑;张晓昱;

农作物秸秆生物法降解的研究    潘亚杰,张雷,郭军,张大雷

生物质秸秆预处理技术    伊晓路,孙立,郭东彦,李铁,彭亮,张卫东

白腐真菌处理秸秆的研究    闵晓梅,孟庆翔

稻草快腐菌剂的筛选及稻草型生物有机肥在小白菜上的应用效果研究    石其伟

少免耕对夏玉米灌浆过程和产量的影响    史忠强;江晓东;王芸;宁堂原;韩宾;李增嘉;

不同缓冲体系下pH值对裂褶菌F17产锰过氧化物酶的影响    李旭东;荚荣;吕飒音;唐文忠;

土壤特性与烟叶品质的关系    王闯,符云鹏,艾永峰

生物技术在提高秸秆饲料利用率上的研究与应用    李培庆;崔艳红;胡海霞;

黄河故道地区桃树“黄叶病”发病原因及防治措施    宋建伟;朱春茂;赵光伟;邵瑞鑫;

不同还田方式作物秸秆腐解特征研究    王允青;郭熙盛;

农业固体有机废弃物的环境危害及堆肥化技术展望    汪建飞;于群英;陈世勇;段立珍;

基于系统分析的农产品加工循环经济模式的建立    高松;汪建明;

食用菌与生物资源的综合利用    何瑞锋

从土壤有机貭的积累消耗論淮北土壤的培肥途径    竺伟民

酶菌共降解玉米秸秆的研究    陈合;张强;

化肥与不同有机物料配施对烟田土壤微生物数量的影响    解玉萍;赵正雄;王月桃;刘冬梅;

复混肥料配方设计与计算    孙长载;

城市污泥制肥及应用前景    吴昊;李铁民;吴旭辉;符艳妍;郭晓春;

机械化秸秆还田技术的应用及其展望    陈新;张瑞宏;

作物秸秆资源的农业综合利用研究    唐东民;伍钧;祝亮;胡华;

造纸污泥的回收利用    沈清江;秦梦华;徐清华;牟洪燕;

垃圾渗滤液微生物循环接种强化堆肥碳素和氮素迁移    李明;彭绪亚;赵由才;蔡华帅;

沼气发酵微生物菌群的研究进展    蒙杰;王敦球;

农作物秸秆在循环经济中的综合利用    张晓文;赵改宾;杨仁全;王影;

环境友好型阻燃纤维素纤维的研究    程博闻

玉米芯酶法制备低聚木糖的研究    石波

土壤养分空间变异与分区管理技术研究    黄绍文

秸秆微生物共发酵生产单细胞蛋白研究    潘锋

东北农牧交错带玉米生产与利用及农业生态系统优化生产模式    陈玉香

有机物料对平邑甜茶实生苗根系结构与功能影响的研究    毛志泉

Sp.E-86菌株高产木聚糖酶机理和吸附特性及反应动力学的研究    王海

纤维素的酶水解及超声波对其加速作用的研究    何泽超

氮对烤烟生长及烟叶品质的影响    晁逢春

水旱轮作体系中的养分循环特征    石孝均

废弃生物质资源综合利用技术研究与应用    袁才生

不同肥料配比对烤烟生长发育、产质及土壤养分分布、淋溶的影响    刘峰

纤维素高效降解菌的分离鉴定及固态发酵条件研究    李亚澜

榨菜叶在土壤中的分解动态及其对水稻营养效应研究    温明霞

不同菌种对玉米秸秆处理利用的研究    高明军

玉米秸秆酶水解及发酵乳酸的研究    黄爱玲

纤维素酶高产菌株选育与玉米秸秆生产酒精工艺研究    王倩

有机肥分期配施对创棉花2250kg/ha高产的影响及机理研究    陈兵林

水稻栽培计算机实验    袁传怀

提取过喜树碱的喜树种子、树叶堆制肥料的研究    颜廷珍

PP/秸秆复合材料的热压成型工艺研究    肖亚航,傅敏士

低温对黄瓜幼苗根系活力及生物学产量影响的研究    王克安,何启伟,陈运起,焦自高,王冰,孙小镭

复合生物有机肥对烤烟生长、产量及品质的影响    张建国,聂俊华,杜振宇

试论生物有机肥与农业可持续发展    王玉时,李宏松,胡茶根

我国农作物秸秆综合利用与循环经济    任仲杰;顾孟迪;

白腐菌纤维素酶高酶活菌株的筛选    费尚芬;鹿宁;刘坤;刘毅;

生物降解木质素研究新进展    张辉;戴传超;朱奇;杨启银;

不同还田方式作物秸秆腐解特征研究    王允青;郭熙盛;

复合酶降解玉米秸秆工艺条件的研究    陈合;张强;赵燕;

生活污泥的性质和农业利用可行性研究    吴新民

畜禽粪便高温堆肥机理与应用研究    李吉进

堆肥腐熟度快速测定指标和方法的建立    张亚宁

白腐菌降解秸秆木素及饲料化研究    齐刚

污泥堆肥过程中重金属形态变化的研究    孙西宁

有机固体废弃物堆肥的腐熟度研究    张永涛

包被铜对西门塔尔牛瘤胃营养物质降解率的影响    王聪;刘强;董宽虎;赵祥;黄应祥;董群;

木聚糖酶降解玉米秸秆的工艺研究    张强;马齐;徐升运;陈卫峰;刘敏;

木聚糖酶降解玉米秸秆的工艺研究    张强;马齐;徐升运;陈卫峰;刘敏;

β-葡聚糖酶降解玉米秸秆中β-葡聚糖的工艺    张强;马齐;徐升运;陈卫峰;韦娟;

化学、同步生化复合处理对玉米秸秆营养物质降解率的影响    穆晓峰;刘顺德;阿依木古丽;蔡勇;

复合酶降解玉米秸秆工艺条件的研究    陈合;张强;赵燕;

玉米秸秆中粗纤维降解效果的研究    张萍;

复合酶降解高温蒸煮玉米秸秆研究    陈合;余建军;舒国伟;

添加乳酸菌和纤维素酶对玉米秸秆青贮饲料品质的影响    席兴军,韩鲁佳,原慎一郎,野中和久

无机硫对绵羊瘤胃纤维物质降解影响的研究    郑拉弟;段向阳;侯先志;

玉米秸秆纤维瘤胃微生物预处理的展望    侯哲生;佟金;

~(13)C标记玉米秸秆分解过程中有机碳变化规律研究    暴春平;郭岩彬;杨景娜;吴文良;孟凡乔;

不同加水量对玉米秸秆发酵酒精的影响    董惠钧;李华;贾士儒;

玉米秸秆的饲料加工利用技术探析    侯方安;康云友;

玉米秸秆双孢蘑菇冬种技术的研究与推广    孟丽;许桂芳;

利用玉米秸秆制备定向刨花板的研究    杨蕊;

长期施用玉米秸杆对黑土团聚体中腐殖质组成和性质的影响    陈辉;窦森;

玉米秸秆颗粒燃料致密成型电耗测试    李在峰;雷廷宙;何晓峰;杨树华;

玉米秸秆微贮喂牛效果好    辛志;白春会;丁玉臣;曹桂霞;

青贮玉米是我国北方畜牧业可持续发展的最有效保障    闫贵龙;刁其玉;

玉米秸秆做温室：省钱效益高    乐亭县乐亭镇农业办 李世珍

广平4.5万亩秸秆变成饲料“罐头”    马永存、宁学玲、姜艳

广平秸秆饲料“远嫁”韩国    记者 郑惠华通讯员 马永存 郝爱良

玉米秸秆变成金    张相 罗立源 记者　付强

玉米秸秆饲料加工十大技术    

13万亩玉米秸秆何时生金    本报记者 杨涛军

冬季如何堆制玉米秸秆肥    吴凡

开鲁县为玉米秸秆管理“立法”    杨卫东

玉米秸秆栽培食用菌要点    沈瑞

山东张店：玉米秸秆变成宝贵资源    本报记者 单保江通讯员 张秀贵

微波辅助下木质纤维素降解与溶解过程的研究    牟莉

玉米秸秆保质贮存及水热反应处理提高可生化性方法的研究    孙优善

砂姜黑土区小麦玉米一年两熟秸秆全量还田对夏玉米生育及产量影响研究    沈学善

秸秆培肥土壤对大孔隙流中养分淋失的影响    耿玉辉

燃料乙醇固态发酵生产工艺的研究    王瑞明

环境中微囊藻毒素的检测、提纯及其紫外光助催化降解的研究    冯小刚

玉米秸秆发酵生产酒精的研究    张强

三维电极处理几种模拟有机废水研究    陈武

超声及其组合技术处理酚类溶液的研究    徐宁

β-磷酸三钙/α-半水硫酸钙复合人工骨的水热合成工艺及降解性能研究    杜明奎

三种低质粗饲料微贮前后饲用价值评价    项锴锋

玉米秸秆与柠条混合微贮组合效应的研究    珠兰

添加剂对玉米秸秆青贮饲料质量影响的试验研究    席兴军

纤维素酶高产菌株选育与玉米秸秆生产酒精工艺研究    王倩

甜椒有机栽培基质的研究    边鸣镝

微生物处理玉米秸秆生产蛋白饲料的研究    张红莲

松嫩草原重度盐碱化草地玉米秸秆改良研究    吴泠

秸秆粒度、接种载体对侧耳菌提高玉米秸秆营养价值的影响    刘坦

两种木霉混合菌产酶的条件优化及其对玉米秸秆降解的研究    李国强

利用体外产气法研究玉米秸秆瘤胃发酵的影响因素    许琴