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玉米秸秆与废弃白菜的混合青贮品质及产沼气能力分析
Mixed ensiling quality of maize straw with waste cabbage and biogas production potential analysis

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任海伟 1   王聪 2   窦俊伟 2   李志忠 2   李金平 1 *   孙永明 3  
文摘 为实现干玉米秸秆(dried maize straw,DMS)的长时间保质贮存,利用青贮原理将DMS与废弃白菜(cabbage waste,CW)连续混贮90 d,设置DMS单贮组和6个不同质量比例(DMS:CW=29:19、27:21、25:23、23:25、21:27和19:29)混贮组,间隔30 d分析其贮存品质,筛选适宜贮存条件,并考察秸秆贮存前后的微观结构变化和产沼气潜力。结果表明,与单贮组相比,6个混贮组的pH值均显著下降(P<0.05),乳酸含量显著升高(P<0.05),混贮品质优于单贮。6个混贮组贮存30 d时的pH值均为最低,乳酸含量最高,感官评价均为优级,30 d后pH值有所上升,乳酸含量急剧下降,60 d时的木质素含量显著降低(P<0.05),综纤维素含量显著升高(P<0.05)。随着CW比例增加,混贮组pH值逐渐减小,乳酸含量逐渐增加,ME_Ⅴ组(DMS:CW=21:27)pH值最低,乳酸含量最高,能使DMS连续贮存60 d不变质。扫描电镜结果显示,青贮发酵使干秸秆原先致密复杂的木质纤维结构开始瓦解,青贮秸秆表面有很多裂缝和孔洞,与微生物或酶的可接触面积增加。沼气发酵试验表明,ME_Ⅴ组混贮秸秆的累积产气量略高于未贮存干秸秆,且累积甲烷产量提高了61.67%,是未贮存干秸秆的1.6倍。Modified Gompertz 模型显示混贮秸秆的甲烷生成速率增加,产甲烷能力提高。总之,当DMS∶CW质量比为21∶27(含水率为73%)时DMS能连续保质贮存2月,且贮存后秸秆的甲烷产量明显提升。
其他语种文摘 Growing energy consumption and diminishing fossil fuel supplies have encouraged increased research on renewable energy sources and development of new energy production processes. Biogas production from agricultural biomass is of growing importance as it offers considerable environmental benefits and alleviates the environmental pollution. Maize straw (MS), a substantial source of lignocellulosic biomass is the prevailing material producing biogas for large and medium sized biogas plants because of abundant cellulose and hemicellulose. In the majority of cases, the MS collected after grain harvest are available once per year in China, a strongly collection seasonal character entails preservation and storage to be fed for biogas plant continuously. Hence low-loss preservation of MS is essential for economical and sustainable use of biogas crops for anaerobic digestion throughout the year. Generally, the MS were wilted and dried to yellow stalks and collected after corn ears harvested in autumn. As a result, the free sugars are consumed, the water evaporates during wilting and field drying, giving rise to fail to achieve the demand of silage. On the other hand, a large sum of vegetable wastes, which contain a mass of water and sugars, often give rise to environment pollution, such as leaf vegetable.
来源 农业工程学报 ,2016,32(12):187-194 【核心库】
DOI 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.12.027
关键词 秸秆 ; 发酵 ; 沼气 ; 废弃白菜 ; 混贮品质 ; Modified Gompertz 模型
地址

1. 兰州理工大学西部能源与环境研究中心, 甘肃省生物质能与太阳能互补供能系统重点实验室, 兰州, 730050  

2. 兰州理工大学生命科学与工程学院, 兰州, 730050  

3. 中国科学院可再生能源重点实验室, 中国科学院可再生能源重点实验室, 广州, 510640

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1002-6819
学科 农业基础科学
基金 国家自然科学基金 ;  国家高技术研究发展计划(863) ;  甘肃省自然科学基金 ;  兰州市科技项目
文献收藏号 CSCD:5791046

参考文献 共 26 共2页

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引证文献 12

1 韦秀丽 粪秆混合厌氧发酵渗滤床工艺的消化性能 环境工程学报,2017,11(10):5644-5650
被引 1

2 梁小玉 混合比例和添加剂对菊苣与青贮玉米混合青贮品质的影响 草业学报,2018,27(2):173-181
被引 15

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