小麦秸秆在水中自然腐解的规律
摘要：【目的】研究小麦秸秆在自然环境下腐解对水环境的影响，为合理利用小麦秸秆与养分资源管理提供依据。【方法】采用室内模拟自然环境的方法，在温室23℃—27℃条件下，将装有原始小麦秸秆的尼龙网兜置于装有池塘水的塑料箱中，定期取样、补充水分，一段时间后定量分析水环境的变化和小麦秸秆中木质素、纤维素、半纤维素的变化情况。【结果】温度和水体对小麦秸秆的影响较大，河道底泥也会造成一定比例的影响，在采样14个周期后水体pH维持在7左右，测的小麦秸秆中纤维素、半纤维素、木质素的含量的质量分数分别为32%、25%和15%。【结论】秸秆在自然水环境中，秸秆所含的纤维素、半纤维素和木质素都会有一定的降解。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1材料 2
1.1.1分装材料 2
1.1.2材料采集 2
1.2检测方法 2
1.2.1纤维素检测2
1.2.2半纤维素检测3
1.2.3木质素检测 4
1.2.4多糖检测 4
1.2.5 PH 检测5
1.2.6实验流程照片 6
2结果与分析8
2.1纤维素结果 8
2.1.1纤维素分析 8
2.2半纤维素结果10
2.2.1半纤维素分析 10
2.3木质素结果11
2.3.1木质素分析12
3 讨论 12
3.1温度和水、PH对秸秆腐解的影响12
3.2动态水样与静态水样对秸秆的腐解影响12
3.3秸秆体积的多少影响腐解速率 13
3.4秸秆腐解过程中水体中多糖变化量13
4 结论 13
致谢 13
参考文献14
小麦秸秆自然腐解对水环境的影响
引言
中国是一个农业大国，每年产生的农作物秸秆量有7亿吨【1】，其中小麦秸秆占了很大的比重，可是在我国，目前为止还是没有很好的去有效利用秸秆，大部分地区还是存在
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
随意丢弃，过剩和焚烧的现象，这是一种对秸秆资源的浪费，同时还会产生各种环境问题。如何充分有效的利用秸秆是我国迫切需要解决的问题。小麦秸秆的主要基本成分为纤维素、半纤维素、木质素等。其中纤维素是造纸的重要原料，纤维素是通过葡萄糖组合而成的大分子多糖，不溶于一般有机质包括水。半纤维素主要有以下几个成分组成，半乳糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖组成，同时也是木浆的主要成分之一，水解后的木糖可以提取制成木糖酸、木糖醇等。木质素是由四种醇单体形成的一种复杂酚类聚合物，四种醇单体为对香豆醇、松柏醇、5羟基松柏醇、芥子醇。木质素的用途也是比较广泛，可用作陶瓷、冶炼矿粉粘结剂、混凝土减水剂、选矿浮选剂和耐火材料等。随着时代科技的进步，人们对纤维素、半纤维素和木质素的用量增大，所以对秸秆含量的变化测定有着重要作用和意义。
1材料与方法
材料
1.1.1材料分装
小塑料袋有200个，分两种颜色，白色和黄色各100个，每个小塑料袋里用天平称重装进11.21g秸秆。5个方形塑料桶，前4个A、B、C、D分别放进25个白色称重好的塑料袋，E桶放进100个。同时每个方形桶加2kg河道底泥（湿重），每个方形塑料桶再加进池塘水75KG。最后，每个方形的塑料桶中还要分别加进散装的小麦秸秆，A、B、C、D、E分别要加进的小麦秸秆重量干重为200g、300g、500g、500g、500g。
1.1.2材料采集
从实验启动开始每隔7d采水样50ml，采A、B、C、D四个方形塑料桶里的水，用50ml小塑料瓶，并在瓶身上标号。同时采秸秆样，分别在A、B、C、D四个方形塑料桶中取出一个白色小塑料袋，标号烘干封存。同时E桶中取出四个小塑料袋，分别放进A、B、C、D四个方形塑料箱中。同时要称重每个塑料箱，用来计算蒸发量，并做好记录，同时要补足蒸发量，A、B、C、D、E补足至75kg。D桶为动态水样，做完上述步骤后还要单独取出20L水倒掉，换上新鲜的池塘水20L。
1.2方法
1.2.1纤维素
纤维素的测定方法有酸性洗涤法与酸碱醇醚处理法 【2】、差重法【3】和硫酸与重铬酸钾氧化法【45】等。
称量0.10 g小麦秸秆于刻度试管（容量为15ml）中，加入醋酸和硝酸混合液（体积比1:1）5 ml，盖上盖于沸水浴中加热30 min，全部转至塑料刻度离心管（贝克曼管容量为50ml）中，加蒸馏水稀释至45 ml刻度线，冷却后以8000 转每分的转速离心15min，去除上清液，再加蒸馏水至45ml刻度线然后离心去上清夜，以同样的方法再洗两次后于烘箱80 ℃烘干。
取烘干样加入混合液（溶液中硫酸的质量分数为10%；重铬酸钾的浓度为0.1 mol/L）10 ml，摇匀后沸水浴15 min，全部转入干净的三角瓶中冷却后滴定。加入质量分数为20% KI溶液5 ml，用0.2 mol/L的硫代硫酸钠滴定至溶液刚显蓝色且半分钟内不变色，另作一未加秸秆的空白。纤维素含量按下式计算：
X=k(ab)/(n×24)
式中：b为溶液滴定所耗硫代硫酸钠体积，ml；a为空白滴定所耗硫代硫酸钠体积，ml；n为秸秆质量，g；k为硫代硫酸钠浓度，mol/L；“24”为1 mol C6H10O5相当于硫代硫酸钠的摩尔数。
1.2.2半纤维素的测定
半纤维素是由半乳糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖【6】、这些糖是五碳糖和六碳糖。半纤维素木聚糖在木质组织中的质量分数为50%，它结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接。单糖聚合体间分别以共价键、氢键、醚键和酯键连接，他们与伸展蛋白、其他结构蛋白、壁酶、纤维素和果胶等构成具有一定硬度和弹性的细胞壁，所以会出现稳定的化学结构[8]。为了更好的利用半纤维素，许凤等对秸秆中半纤维素的结构和分离进行了研究[7]。
半纤维素的测定方法有2 mol/L的HCl水解法和差重法等。
称取0.10 g秸秆于烧杯（容量为100ml）中，加质量分数为80% 硝酸钙溶液10 ml，加热煮沸5min，然后稀释过滤，沉淀用蒸馏水洗三遍。于80℃烘干后，转入刻度试管（容量为15ml），加入摩尔浓度为2 mol/L的HCl 10 ml后沸水浴45 min，全部转到三角瓶（容量为150ml）中，滴一滴酚酞，用NaOH中和至恰显玫瑰色后过滤，用蒸馏水洗滤渣，留取滤液和洗涤液混匀后测体积[8]。
取8支洗净烘干的20 ml具塞刻度试管，分别加入葡萄糖标准溶液（1.0mg/mL）1.4ml、1.2 ml、1.0 ml、0.8 ml、0.6 ml、0.4 ml、0.2ml、0.0 ml，补充蒸馏水至2ml，再各加入1.5mlDNS后摇匀沸水浴5min，冷却后定容至15ml，用分光光计测定540nm时候的波长。
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关键词1
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引言1
1材料与方法2
1.1材料 2
1.1.1分装材料 2
1.1.2材料采集 2
1.2检测方法 2
1.2.1纤维素检测2
1.2.2半纤维素检测3
1.2.3木质素检测 4
1.2.4多糖检测 4
1.2.5 PH 检测5
1.2.6实验流程照片 6
2结果与分析8
2.1纤维素结果 8
2.1.1纤维素分析 8
2.2半纤维素结果10
2.2.1半纤维素分析 10
2.3木质素结果11
2.3.1木质素分析12
3 讨论 12
3.1温度和水、PH对秸秆腐解的影响12
3.2动态水样与静态水样对秸秆的腐解影响12
3.3秸秆体积的多少影响腐解速率 13
3.4秸秆腐解过程中水体中多糖变化量13
4 结论 13
致谢 13
参考文献14
小麦秸秆自然腐解对水环境的影响
引言
中国是一个农业大国，每年产生的农作物秸秆量有7亿吨【1】，其中小麦秸秆占了很大的比重，可是在我国，目前为止还是没有很好的去有效利用秸秆，大部分地区还是存在
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
随意丢弃，过剩和焚烧的现象，这是一种对秸秆资源的浪费，同时还会产生各种环境问题。如何充分有效的利用秸秆是我国迫切需要解决的问题。小麦秸秆的主要基本成分为纤维素、半纤维素、木质素等。其中纤维素是造纸的重要原料，纤维素是通过葡萄糖组合而成的大分子多糖，不溶于一般有机质包括水。半纤维素主要有以下几个成分组成，半乳糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖组成，同时也是木浆的主要成分之一，水解后的木糖可以提取制成木糖酸、木糖醇等。木质素是由四种醇单体形成的一种复杂酚类聚合物，四种醇单体为对香豆醇、松柏醇、5羟基松柏醇、芥子醇。木质素的用途也是比较广泛，可用作陶瓷、冶炼矿粉粘结剂、混凝土减水剂、选矿浮选剂和耐火材料等。随着时代科技的进步，人们对纤维素、半纤维素和木质素的用量增大，所以对秸秆含量的变化测定有着重要作用和意义。
1材料与方法
材料
1.1.1材料分装
小塑料袋有200个，分两种颜色，白色和黄色各100个，每个小塑料袋里用天平称重装进11.21g秸秆。5个方形塑料桶，前4个A、B、C、D分别放进25个白色称重好的塑料袋，E桶放进100个。同时每个方形桶加2kg河道底泥（湿重），每个方形塑料桶再加进池塘水75KG。最后，每个方形的塑料桶中还要分别加进散装的小麦秸秆，A、B、C、D、E分别要加进的小麦秸秆重量干重为200g、300g、500g、500g、500g。
1.1.2材料采集
从实验启动开始每隔7d采水样50ml，采A、B、C、D四个方形塑料桶里的水，用50ml小塑料瓶，并在瓶身上标号。同时采秸秆样，分别在A、B、C、D四个方形塑料桶中取出一个白色小塑料袋，标号烘干封存。同时E桶中取出四个小塑料袋，分别放进A、B、C、D四个方形塑料箱中。同时要称重每个塑料箱，用来计算蒸发量，并做好记录，同时要补足蒸发量，A、B、C、D、E补足至75kg。D桶为动态水样，做完上述步骤后还要单独取出20L水倒掉，换上新鲜的池塘水20L。
1.2方法
1.2.1纤维素
纤维素的测定方法有酸性洗涤法与酸碱醇醚处理法 【2】、差重法【3】和硫酸与重铬酸钾氧化法【45】等。
称量0.10 g小麦秸秆于刻度试管（容量为15ml）中，加入醋酸和硝酸混合液（体积比1:1）5 ml，盖上盖于沸水浴中加热30 min，全部转至塑料刻度离心管（贝克曼管容量为50ml）中，加蒸馏水稀释至45 ml刻度线，冷却后以8000 转每分的转速离心15min，去除上清液，再加蒸馏水至45ml刻度线然后离心去上清夜，以同样的方法再洗两次后于烘箱80 ℃烘干。
取烘干样加入混合液（溶液中硫酸的质量分数为10%；重铬酸钾的浓度为0.1 mol/L）10 ml，摇匀后沸水浴15 min，全部转入干净的三角瓶中冷却后滴定。加入质量分数为20% KI溶液5 ml，用0.2 mol/L的硫代硫酸钠滴定至溶液刚显蓝色且半分钟内不变色，另作一未加秸秆的空白。纤维素含量按下式计算：
X=k(ab)/(n×24)
式中：b为溶液滴定所耗硫代硫酸钠体积，ml；a为空白滴定所耗硫代硫酸钠体积，ml；n为秸秆质量，g；k为硫代硫酸钠浓度，mol/L；“24”为1 mol C6H10O5相当于硫代硫酸钠的摩尔数。
1.2.2半纤维素的测定
半纤维素是由半乳糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖【6】、这些糖是五碳糖和六碳糖。半纤维素木聚糖在木质组织中的质量分数为50%，它结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接。单糖聚合体间分别以共价键、氢键、醚键和酯键连接，他们与伸展蛋白、其他结构蛋白、壁酶、纤维素和果胶等构成具有一定硬度和弹性的细胞壁，所以会出现稳定的化学结构[8]。为了更好的利用半纤维素，许凤等对秸秆中半纤维素的结构和分离进行了研究[7]。
半纤维素的测定方法有2 mol/L的HCl水解法和差重法等。
称取0.10 g秸秆于烧杯（容量为100ml）中，加质量分数为80% 硝酸钙溶液10 ml，加热煮沸5min，然后稀释过滤，沉淀用蒸馏水洗三遍。于80℃烘干后，转入刻度试管（容量为15ml），加入摩尔浓度为2 mol/L的HCl 10 ml后沸水浴45 min，全部转到三角瓶（容量为150ml）中，滴一滴酚酞，用NaOH中和至恰显玫瑰色后过滤，用蒸馏水洗滤渣，留取滤液和洗涤液混匀后测体积[8]。
取8支洗净烘干的20 ml具塞刻度试管，分别加入葡萄糖标准溶液（1.0mg/mL）1.4ml、1.2 ml、1.0 ml、0.8 ml、0.6 ml、0.4 ml、0.2ml、0.0 ml，补充蒸馏水至2ml，再各加入1.5mlDNS后摇匀沸水浴5min，冷却后定容至15ml，用分光光计测定540nm时候的波长。
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