添加剂对水稻秸秆实地混合厌氧发酵产甲烷系统的作用

摘要

为提高水稻秸秆利用效率,改进水稻秸秆实地混合厌氧发酵产甲烷技术,本研究开展了添加剂在混合厌氧发酵系统的应用研究。试验选取水稻秸秆和猪粪作为发酵原料,通过分别添加不同的浓度的吐温20和腐植酸,测定甲烷的产气量和浓度、秸秆的降解和土壤肥力的变化,以揭示添加剂类型及其浓度对水稻田实地甲烷生产系统的影响。结果表明:添加剂的掺入并未影响产气的动态变化趋势,但显著地促进产气和提高产气浓度,整体效果由高到低为腐植酸>吐温20>对照,其中经腐植酸处理的产气量和产气浓度对照相比分别提高了50. 73%和24. 55%。添加剂的掺入有利于水稻秸秆纤维素和半纤维素的降解,但对木质素没有显著影响;其中以0. 15 g/L腐植酸和0. 30 g/L吐温20的降解率最高,相较于对照其纤维素降解率均提高了22. 11%,半纤维素降解率分别提高了107. 13%和98. 39%。添加剂的掺入能显著增加土壤肥力,以0. 15 g/L腐植酸和0. 30 g/L吐温20处理水平的效果最优,相较于对照,其土壤有机质分别增加了29. 63%和23. 72%,全氮分别增加了52. 32%和42. 38%,全磷分别增加了83. 33%和57. 14%。

关键词

混合厌氧发酵 / 甲烷 / 添加剂 / 秸秆降解 / 土壤肥力