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SPORL法预处理对鸡粪有机质含量影响及最优条件筛选*

2018-08-27姚颜莹吴景贵李建明何瑞成王笃超王彩云

土壤学报 2018年4期

姚颜莹 吴景贵 李建明 范 围 何瑞成 王笃超 王彩云 孙 玲

(吉林农业大学资源与环境学院,长春 130118)

随着我国现代农业生产集约化以及规模化的发展,畜禽养殖业水平不断提高,但是,伴随着经济收入增长带来的是畜禽粪便对环境的污染,更是我国农业可持续发展所面临的巨大挑战,因此,畜禽粪便无害化和资源化利用成为亟待解决的问题[1-2]。我国畜禽粪便主要的利用方式是肥料化利用,畜禽粪便主要由碳、氢、氧、氮、磷等元素构成,其化学组成主要是纤维素、半纤维素和木质素等,具有极大的增值利用空间。其中,鸡粪在所有畜禽粪便中养分含量较高[3-4]。由于鸡特殊的消化系统,鸡摄入的饲料未经完全吸收便将约40%~70%的营养物质排出体外,新鲜鸡粪通过固液分离技术使鸡粪中的无机物去除,而固体部分富含大量的纤维素、半纤维素、木质素等,有研究表明鸡粪中的木质素含量与秸秆中的木质素含量接近[5-7]。鸡粪作为肥料施用土壤后,由于木质纤维素之间顽固的化学键,存在鸡粪腐解速率慢、腐解不彻底等问题,这就需要寻求一种使鸡粪快速腐解的方法。

近年来,亚硫酸盐法(Sulfite pretreatment to overcome recalcitrance of lignocelluloses,SPORL法)对木质纤维素类农业废弃物进行预处理的研究较多[8-13],但多集中用于农业废弃物的酶解产糖以及造纸行业[14-18],而亚硫酸盐对鸡粪进行处理并对有机质含量影响的研究尚未见报道。亚硫酸盐在中性条件下,可以脱去原料中木质素的α-碳原子取代基,形成正碳离子,且能与反应物中的亲核试剂反应,在α-碳原子的正电中心位置通过酸催化亲核加成而形成α-磺酸,从而使α-碳原子被磺化,生成木质素磺酸盐;……

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