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不同生长期互花米草的理化特性及厌氧发酵特性.pdf

来源：花匠小妙招时间：2025-01-12 11:43

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第2 7 卷第3 期 2 6 02 0 1 1 年3 月农业工程学报 T r a n s a c t io n so f t h eC S A E 、7 b 1 2 7N o 3 M a r 2 0 1 1 不同生长期互花米草的理化特性及厌氧发酵特性陈广银1 ，一，郑正鳞，常志州1 ，罗艳2 ( 1 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所江苏省农业废弃物资源化工程技术研究中心，南京2 1 0 0 1 4 ； 2 南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京2 1 0 0 9 3 ； 3 复旦大学环境科学与工程系，上海2 0 0 4 3 3 ) 摘要：为了解不同生长阶段互花米草的理化特性及厌氧发酵性能，找出互花米草的最佳收获期，进行了不同生长阶段互花米草的中温厌氧消化试验。结果表明，随着生长期的延长，互花米草中易分解有机物含量下降，木质纤维素含量增加，木质纤维结构发育逐渐成熟，坚韧度增加，纤维素的结晶度提高，C N 增加，互花米草的可生物降解性能降低，但由于金属阳离子含量降低，对厌氧微生物产生抑制的风险降低。互花米草直接厌氧发酵的厌氧生物转化率较低，最高的为5 月份采收的互花米草，为4 2 5 5 ，最低的为1 1 月份采收的互花米草，仅为1 8 7 6 。从互花米草生物量以及产气稳定性等角度综合考虑，选择8 月份作为互花米草的最佳采收时期。关键词：沼气，厌氧消化，农业废弃物，互花米草，不同生长期，理化特性 d o i：1 0 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 2 6 8 1 9 2 0 11 0 3 0 4 9 中图分类号：X 7 0 5 文献标志码：A 文章编号：1 0 0 2 6 8 1 9 ( 2 0 1 1 ) 一0 3 0 2 6 0 - 0 6 陈广银，郑正，常志州，等不同生长期互花米草的理化特性及厌氧发酵特性E d 农业工程学报，2 0 11 ，2 7 ( 3 ) ：2 6 0 - - 2 6 5 C h e laG u a n g y in ，Z h e n gZ h e n g ，C h a n gZ h iz h o u , e ta 1 C h a r a c t e r is t ic so fa n a e r o b icd ig e s t io na n dp h y s ic o - e h e m ic a l p r o p e r t ie so f S p a r t in aa lt e r n if lo r aa td if f e r e n tg r o w t hs t a g e s J T r a n s a c t io n so f t h eC S A E ，2 0 1 1 ，2 7 ( 3 ) ：2 6 0 - - 2 6 5 ( inC h in e s ew it hE n g lis h a b s t r a c t ) 0 引言互花米草( S p a r t in aa lt e r if lo r a ) 是分布在沿海滩涂的耐盐耐淹的木质纤维类植物，具有生长快，产量大等特点，在中国沿海省份广泛分布。目前，互花米草在中国海岸带的分布面积达3 44 5 1h m 2 ，每年互花米草的干物质产量达6 8 9 X1 0 5 1 0 3 1 0 6t ，是一个丰富的生物资源库【l】。通过厌氧发酵方式将其转化为清洁的能源，这对中国生物质能源产业的发展具有重要意义。目前，中国学者在这方面已作了一些工作【2 卅，国外尚未见有这方面的报道。作为一种木质纤维类植物，不同生长阶段的互花米草的理化特性、生物量以及物质组成和结构相差很大，进行厌氧发酵产沼气的特性也会有很大差别，选择合适的互花米草采收期对于保证互花米草工程化应用中原料的稳定供应以及产气量的最大化具有重要意义。互花米草一般在3 月份发芽，1 0 月份开始枯萎。本文选择了互花米草3 个典型的生长阶段，分别于5 月份、8 月份和 1 1 月份，即互花米草的成长期、成年期和成熟期，研究收稿日期：2 0 1 0 - 0 8 0 7修订日期：2 0 1 1 - 0 2 2 3 基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项( 2 0 0 8 Z X 0 7 1 0 1 0 0 4 ) ：农业部行业计划( 2 0 0 9 0 3 0 1 1 0 1 ) 作者简介：陈广银( 1 9 8 1 一) ，男，江苏大丰人，博士，主要从事生物质能的研究。南京市钟灵街5 0 号江苏省农业科学院农业资源与环境研究所， 2 1 0 0 1 4 ，南京。E m a il：c h e n g y 5 2 2 g I I m ile o m 通信作者：郑正，男，江苏南京人，教授，博士生导师。主要从事农业生活污水处理和有机固体废弃物资源化研究。上海复旦大学环境科学与工程系，2 0 0 4 3 3 。E m a il：z z h e n g h j f u d a n e d n c n 了不同生长阶段互花米草的理化特性、物质组成以及厌氧发酵产沼气的特性，以期为农业秸秆厌氧发酵制沼气工程化应用提供理论参考。 1 材料与方法 1 1 试验材料试验所用互花米草分别为2 0 0 9 年5 月、8 月和1 1 月采自江苏省大丰市川东闸滩涂，分别以M 5 、M 8 和M ll 表示。取样时，仅收获地上部分，经晾干切碎( 长度为 2 0c m 左右) 后待用。接种物采用前次互花米草厌氧消化后的发酵液【2 】，p H 值为7 4 l，干物质( T S ) 为4 9 0 ，挥发性固体( V S ) 为5 2 8 5 。文中的物质含量值均为占干物质的百分比。 1 2 试验方法试验采用批式厌氧发酵方式，每个处理2 个平行，取平均值用于分析。厌氧反应器容积为1 0L ，试验用容积为0 8L 左右。各处理的总质量均为8 0 0g ，物料配比均为：互花米草( 以干物质计) 4 8g ，污泥4 0 0g ，用蒸馏水将厌氧反应器内干物质浓度( 质量分数) 调节至 6 0 。试验在生化培养箱内进行，温度为( 3 5 1 ) 。每天早晚摇动反应器，使反应器内的物料混匀，以消除料液分层导致的原料结壳。试验过程中取样测定有关指标。 1 ) 以排水( 饱和N a C l溶液) 集气法收集气体，每日测定产气量；2 ) 采用G C 一2 0 1 4 气相色谱仪分析产气的中甲烷含量( T C D 检测器) ；3 ) 消化液的p H 值用精密 p H 计测定( M E T E R6 2 1 9 ) ；4 ) 将消化液在4 “ C 下 1 20 0 0r r a in 离心2 0r a in 后，取上清液过0 4 5 # m 滤膜后第3 期陈广银等：不同生长期互花米草的理化特性及厌氧发酵特性 2 6 1 用于测定乙酸、丙酸和丁酸( G C 2 0 1 4 ，日本岛津) ；5 ) 干物质的测定采用1 0 5 烘2 4h ，差重法测定；6 ) 挥发性固体的测定采用5 5 0 灼烧4h ，差重法测定；7 ) 分别取发酵前后的互花米草用蒸馏水清洗干净后冰冻干燥，粉碎，过1 0 0 目筛后用于测定元素分析( C H N O R a p id 元素分析仪) 、红外光谱图( N e x u s8 7 0 ，美国N I C O L E T 公司) 和X 射线衍射谱图( X T R A ，瑞士A R L 公司) ；8 ) 将互花米草粉碎样用浓H 2 S 0 4 H 2 0 2 消煮后测定K + 、N a + 、 C a 2 + 和M g + ( I C P A E S ) ；9 ) 采用范氏法( V a nS o e s t ) 测定纤维素、半纤维素和木质素( F I W E ，V e lp S c ie n t if ic a ) 7 1 。1 0 ) 结晶度的变化：纤维素的结晶度是指纤维素构成的结晶区占纤维素整体的百分率，它反映纤维素聚集时形成结晶的程度，其计算公式如下啦警式中，C d 为相对结晶度；2 为2 0 = - 2 2 。附近( 0 0 2 ) 晶面衍射强度；厶。为无定形区衍射强度，对于天然纤维素，为2 p 接近1 8 0 时的衍射强度 8 1 2 结果与分析 2 1 不同生长期互花米草的理化特性不同生长期互花米草元素分析的结果见表1 。可以看出，随着生长期的延长，互花米草中C 的质量分数增加， N 的质量分数降低，这是因为5 月份和8 月份收获的互花米草仍处于生长阶段，互花米草中含有大量粗蛋白类含氮有机物，而1 1 月份收获的互花米草已经枯萎，其中的部分氮素通过植物自身的新成代谢作用转移到果实中，部分被自然界中的微生物分解为氨气进入大气，原料的可生物降解性降低。根据表l结果，采用生物体经验分子式建立方法和沼气产量的理论计算方法建立互花米草的经验分子式并推算其产气率 9 - 1 0 】，结果如下：互花米草的经验分子式分别为： M 5 ：C 2 96 H 5 2 6 0 2 8 7 N M 8 - C 3 4 2 H 5 4 9 0 2 s 4 N M 1 l：C 1 0 l7 H 1 7 9 0 8 32 N M 5 、M 8 和M ll的理论沼气产率分别为：7 6 4 7 5m L g 、 8 3 2 9 7m L g 和8 3 4 2 8m L g 。表1不同生长期互花米草的元素分析结果 T a b le1D a t ao f e le m e n t sc o n t e n to f a lt e r n if lo r ain d if f e r e n tg r o w t hp e r io d s 不同生长期互花米草理化特性的结果见表2 。可以看出，随着生长期的延长，互花米草中挥发性固体、C N 、半纤维素和木质素含量均不断增加，纤维素含量降低。挥发性固体含量的增加，表明互花米草中的无机盐含量下降，这与试验所测的几种金属阳离子含量的变化一致，互花米草的产沼气潜力增加。一般认为，厌氧微生物适宜的C N 为2 0 ：1 3 0 ：1 ，5 月份和8 月份采收的互花米草的C N 分别为2 8 7 3 和3 0 3 0 ，基本满足厌氧微生物的需求，1 1 月份采收的互花米草的C N 高达9 3 1 2 ，远大于厌氧微生物的最适要求。木质素是木质纤维原料厌氧生物降解的一大障碍，由于木质素的分解是需要分子氧的 J ，在厌氧发酵过程中几乎不被分解，因此，木质素含量的增加影响了互花米草的厌氧生物降解性，成为互花米草厌氧生物利用的主要障碍。表2 不同生长期互花米草的理化特性 T a b le2P h y s ic o c h e m ic a l p r o p e r t ie so f S a lt e r n if lo r aa td if f e r e n tg r o w t hp e r io d s 由于互花米草是一种盐生植物，因此，在研究互花米草厌氧生物转化利用时必须考虑其所含碱金属( K 、N a ) 和碱土金属( C a 、M g ) 的含量。从表2 的结果来看，互花米草中几种金属离子的含量均相当高，N a + 的含量最高，其次是K + ，C a 2 + 和M g + 的含量相当。随着生长期的延长，互花米草中4 种金属离子的含量均大幅降低，这对厌氧生物利用是有益的。当互花米草达到成熟期后，体内的金属离子含量也达到一个相对稳定的阶段。M 5 、 M 8 和M 11 中N a + 质量分数分别为4 75 9 3 2 0 、1 43 4 9 0 9 和1 60 6 4 3 4m g k g ，远高于其他3 种金属离子。一定含量的K _ 、N a + 、C a 2 + 和M 9 2 + 的存在对厌氧微生物的生存和繁殖是有利的，但过高含量的金属离子会对厌氧微生物产生抑制，严重的甚至导致试验失败【I 2 1 。为了分析这些阳离子对厌氧发酵过程可能造成的影响，下面作一些理论分析。假定厌氧发酵过程中互花米草中的这些金属元素全部以离子形态进入厌氧发酵液中，根据厌氧批式发酵通常采用的干物质质量分数为 6 1 0 计，可以推算出发酵液中K + 、N a + 、c a 2 + 和M g + 的质量浓度范围，M 5 、M 8 和M 1 1 中K + 的质量浓度范围分别为10 0 8 7 8 16 81 3 0 、5 4 2 0 8 - - 9 0 3 4 7 和4 0 2 9 4 6 7 1 5 7m g L ；N a + 的质量浓度范围分别为28 5 5 5 9 “ - “ 47 5 9 3 2 、8 6 0 9 5 l4 3 4 9 I 和9 6 3 8 6 l6 0 6 4 3r a g L ：C 一+ 的质量浓度范围分别为4 51 3 0 “ - 7 5 2 16 、18 5 9 0 3 0 9 8 4 和2 0 2 4 7 “ - 3 3 7 4 6m g L ；M g + 的质量浓度范围分别为 3 4 9 1 9 5 8 1 9 9 、2 0 9 1 l“ “ 3 4 8 5 2 和1 7 9 1 6 “ - - 2 9 8 6 0m g L 。可以看出，除M 5 的N a + 质量浓度存在抑制产气的可能外， 2 6 2农业工程学报 2 0 1 1 焦其它离子的质量浓度超出起促进作用范围的幅度不多，尚未进入中等抑制质量浓度范围 1 0 1 。在以M 5 为原料进行厌氧发酵时，当系统干物质质量分数超过8 时，系统中N a + 的浓度已达到了中等抑制质量浓度范围，对产甲烷不利。虽然5 月份采收的互花米草中易分解有机物含量较高，但是较高的N a + 含量不利于厌氧生物利用。 2 2 不同生长阶段互花米草厌氧发酵比较研究 2 2 1 不同生长期互花米草的厌氧产气特性厌氧发酵过程中日产气量和累积产气量的变化见图 1 。从日产气量的结果来看，不同生长期互花米草厌氧发酵日产气量的变化趋势相似，在发酵前期均迅速增加，均在试验第3 天达到最大值，M 5 、M 8 和M 1 1 分别为 4 0 6 7 、2 1 5 2 和2 6 6 5m L g ，之后迅速下降。1 1 月份采集的互花米草由于已进入枯萎期，所含的易分解有机物含量最低，而木质素已发育完全，因此，厌氧发酵时维持高日产气量的时间短，产气下降快，产气周期短；5 月份采收的互花米草中易分解有机物的含量最高，纤维素、半纤维素这类可分解有机物含量相对不高，因此，厌氧发酵时日产气量最高，维持高日产气量的时间最长，但产气持续期较短；8 月份的产气情况处在M 5 和M 1 1 之间。试验结束时，M 5 、M 8 和M 1 1 的干物质累积产气量分别为2 7 4 8 1 、2 0 7 9 2 和1 4 7 7 5m L g 。根据本文2 1 部分求得的不同生长期互花米草的理论产气量，计算得 M 5 、M 8 和M 1 1 的厌氧生物转化率分别为4 2 5 5 、2 7 0 5 和1 8 7 6 ，互花米草的生物转化率随着生长期的延长逐渐降低。 + M 5 日产气鬟 o M 8 日产气量加M 1 1 日产气量静- M 5 累积产气量 - 一M 8 累积产气量 M 1 1 累积产气量 02468lO 1 2 1 4 1 6 1 82 02 22 42 62 8 发酵时间d 图1 发酵过程中日产气量和累积产气量的变化 F ig 1C h a n g e so fd a ilya n dc u m u la t iv eb io g a sy ie ld sd u r in g a n a e r o b icd ig e s t io no fS A lt e r n if lo r a 图2 是厌氧发酵过程所产沼气中甲烷含量的变化情况。与一般批式厌氧发酵过程相似，各处理的甲烷含量在发酵前期均迅速下降，M 5 、M 8 和M 11 分别在试验第 3 、2 和2 天达到最低值，分别为4 9 5 0 、5 4 8 0 和5 4 4 0 ，之后迅速回升并很快达到稳定。试验结束时，M 5 、M 8 和M ll所产沼气中平均甲烷含量分别为6 5 6 5 、7 2 2 9 和7 0 5 l。量韬条稠蜗埋乎 68lO 1 2 1 4 1 6 1 82 02 22 42 6 2 8 发酵时间d 图2 厌氧发酵所产沼气中甲烷含量的变化 F ig 2C h a n g e so fm e t h a n e c o n t e n t so fb io g a sd u r in g a n a e r o b icd ig e s t io n 2 2 2 p H 值的变化批式试验所产沼气中平均甲烷含量受p H 值变化的影响明显，试验前期水解酸化越明显，p H 值变化越大，所产沼气中甲烷的平均含量越低。因此，在比较不同原料厌氧发酵所产沼气的品质时，比较甲烷含量达到稳定期时的甲烷含量更有实际意义。图3 是不同生长期互花米草厌氧消化过程中p H 值的变化曲线。由图3 可知，各处理在发酵前2d ，p H 值均下降，M 5 的降低幅度最大。试验第2 天时，M 5 、M 8 和M 1 1 的p H 值分别为7 0 9 、 7 3 8 和7 4 7 。之后，各处理的p H 值缓慢回升，并最终保持在一个相对稳定的水平。试验结束时，各处理的p H 值分别为7 5 8 、7 3 6 和7 4 0 ，处理间相差不大。由于本试验的有机负荷较低，且接种物的浓度较高，因此，在整个厌氧消化过程中，各处理p H 值的变化比较稳定，未出现大起大落的现象。 8 0 7 5 趔 z7 0 已 6 5 6 0 024 68lO 1 2 1 41 6 1 82 0 2 22 42 6 秘发酵时间d 图3 发酵过程中p H 值的变化 F ig 3C h a n g e so f p Hv a lu e sd u r in ga n a e r o b icd ig e s t io no f & a lt e r n if lo r a 2 2 3 挥发性脂肪酸( V F A s ) 的变化厌氧发酵过程中有机酸的变化见图4 。从图4 可以看出，不同生长期互花米草厌氧发酵过程中有机酸的变化趋势相似，在各种有机酸中，乙酸占其中的绝大多数，其次是丙酸，再次是正丁酸，异丁酸的含量最低。从有机酸的含量可以发现，M 5 中乙酸和总有机酸的含量最如一l哥，Im)蚺扩钆氍隧瑚瑚啪啪如。柏 m 一卜芎15捌扩址皿第3 期陈广银等：不同生长期互花米草的理化特性及厌氧发酵特性 2 6 3 高，且保持高有机酸含量的时间较长，其次是M 8 ，M ll 最低，这与互花米草中所含易分解有机物的含量一致。从几种有机酸的分解速度来看，乙酸的分解速度最快，丙酸和丁酸的分解速度较慢，有机酸中丙酸和丁酸所占比例越高产气越缓慢。在3 个处理中，丙酸和丁酸的含量相当，乙酸含量以M 5 最高，M 1 1 最低，这是造成M 1 1 产气最慢的重要原因。有机酸来自于有机物的水解酸化，原料中易分解有机物含量越高水解酸化的速率越高，这主要取决于发酵原料的特性。 + 总有机酸 o 一乙酸 - 丙酸一正丁黢异丁酸 0481 21 62 02 42 8 发酵时间d tM 5 0481 21 62 02 42 8 发酵时间d b M 8 0 481 21 62 02 42 8 发酵时阐d 图4 厌氧发酵过程中有机酸的变化 F ig 4C h a n g e so f o r g a n ica c id sd u r in ga n a e r o b icd ig e s t io no f & a lt e r n if lo r a 2 2 4 木质素、纤维素和半纤维素的变化互花米草中除含有少量易分解的有机物( 如淀粉、粗蛋白等) 外，主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，三者之和占互花米草有机物总量的6 5 以上，且随着互花米草生长期的延长呈增加的趋势。表3 是不同生长期互花米草厌氧发酵前后纤维素、半纤维素和木质素的变化。从表3 中可以看出，未经厌氧消化的互花米草，随着生长期的延长，互花米草中的纤维素、半纤维素和木质素含量均呈增加的趋势。经2 8d 的厌氧消化处理后，各处理中纤维素和木质素含量均增加，半纤维素含量均降低，且降低幅度随着互花米草生长期的延长下降，这与产气的结果一致。由于木质素的分解是需要分子氧的【l，其在厌氧发酵过程中几乎不被分解，因此，厌氧发酵后原料中的木质素的相对含量增加，木质素的增加幅度可以间接反映原料中其他有机物被分解利用的程度。半纤维含量的降低表明厌氧消化过程中半纤维素被大量分解。在厌氧消化过程中，纤维素的分解速度较慢，且纤维素中含有难被厌氧微生物分解的结晶区部分，因此，经厌氧发酵后，纤维素相对含量有少许增加，M 5 的增加幅度最小，结合木质素的数据可以看出，M 5 在发酵过程中有机物被厌氧微生物分解利用的程度最大，M 8 次之，M 1 1 最低，这与产气的结果一致。表3 互花米草厌氧发酵前后纤维素、半纤维素和木质素质量分数的变化 T a b le3C h a n g e so fc e llu lo s e ，h e m ic e llu lo s ea n dlig n ino f Sa lt e r n if lo r ao b t a in e db e f o r ea n da f t e ra n a e r o b icd ig e s t io n 2 2 5x 射线衍射谱图( X R D ) 分析不同生长期互花米草厌氧发酵前后的X 射线衍射曲线均在衍射强度2 8 = 2 2 0 附近有一极大峰值，这是0 0 2 晶面的衍射强度峰，衍射蜂越明锐，晶体结晶程度越高【1 3 】。未经厌氧发酵处理的互花米草在该处的衍射强度随着互花米草生长期的延长而增加，表明互花米草的生长期越长，纤维素的结晶程度越高，越难被分解，这与产气的结果一致。不同生长期互花米草厌氧发酵前后的结晶度指数 C d 见表4 。经2 8d 的厌氧消化处理后，各处理的结晶度指数C , t 均发生了较大变化，呈降低的趋势，且互花米草表4 不同生长期互花米草C r l厌氧发酵前后的变化 T a b le4 C h a n g e so fC r Io f S a lt e r n if lo r ab e f o r ea n da f t e r a n a e r o b icd ig e s t io n 咖啪咖咖啪 o 5 4 3 2 l l1譬J)越嶷穗馁嫠S妊啪啪咖咖 o 4 3 2 l I1矗Ill一葺f鞋蛹龌链晕扭湖咖啪啪咖 o 5 4 3 2 l I-1暑三莓f烂嘲蜓链器量圭 2 “农业工程学报2 0 1 1 芷生长期越短c d 的降低幅度越大，生长期越长C y 的降低幅度越小。当以M 1 1 为发酵原料时，经厌氧发酵处理后， c a r 较发酵前还稍有增加。C d 的变化表明，互花米草纤维素的可生物降解程度随着生长期的延长而降低，这和产气的结果一致。 3 讨论与结论 1 ) 不同生长阶段的互花米草的理化特性存在很大差别。不同生长阶段互花米草的理化特性的差别可归纳为以下几点：一是随着互花米草生长期的延长，互花米草中易分解的淀粉、脂肪、蛋白质等含量下降，木质纤维素含量增加，木质纤维素中又以半纤维素和木质素含量的增加为主，纤维素有少许降低，C N 增加；二是随着互花米草生长期的延长，互花米草中的木质纤维结构发育逐渐成熟，坚韧度增加，纤维素的结晶度提高：三是随着互花米草生长期的延长，其生理代谢功能逐渐衰退，随着一些细胞的死亡，体内的很多部位只剩下木质纤维的骨架结构，互花米草中金属阳离子含量随着生长期的延长降低。 2 ) 不同生长阶段的互花米草具有不同的厌氧发酵特性，以5 月份采收的互花米草的厌氧消化性能最好。不同生长阶段互花米草厌氧发酵特性的差别主要体现在以下4 个方面：一是不同生长阶段的互花米草厌氧产气的生物转化率均偏低，随着生长期的延长，互花米草的厌氧生物转化率降低，M 5 、M 8 和M 1 1 的厌氧生物转化率分别为4 2 5 5 、2 7 0 5 和1 8 7 6 ，但沼气中甲烷的平均含量增加；二是随着生长期的延长，互花米草中易分解的有机物含量减低，可分解的有机物含量增加，水解酸化速率降低，有机酸含量下降，p H 值的变化幅度减小，且维持高日产气量的时间短，厌氧发酵周期缩短；三是由于互花米草中木质素对纤维素的包裹作用，加上木质素在厌氧发酵过程中几乎不被分解，导致木质素在厌氧发酵后被相对浓缩，半纤维素在厌氧发酵后大幅降低，且随着生长期的延长降低幅度减小，表明厌氧微生物对半纤维的利用程度最高；四是随着生长期的延长，互花米草中的木质纤维结构逐渐发育完全，纤维素的结晶区发育日渐成熟，被厌氧微生物破坏的难度增加，造成厌氧发酵后纤维素的相对含量增加，这是造成互花米草厌氧生物转化率低的蕈要原因。 3 ) 从工程应用的角度，选择8 月份作为互花米草的最佳采收期。选择8 月份作为互花米草的最佳采收期主要出于以下几方面考虑：1 ) 8 月份采收的互花米草已基本发育成熟，生物量是5 月份的2 倍以上，可以保证互花米草沼气工程原料的稳定供应；2 ) 8 月份采收的互花米草中木质纤维发育尚未成熟，被微生物破坏的难度适中，加之易分解有机物的含量较高，可以保证较高的产气量；3 ) 8 月份采收的互花米草中金属阳离子含量适中，较5 月份采收的互花米草大幅降低，与1 1 月份采收的互花米草相差不大，将其厌氧发酵时出现金属阳离子抑制的可能性大为降低；4 ) 8 月份的气温较高，离冬季尚有 2 3 个月的时间，8 月份收获后，残留的互花米草茎秆尚有足够的时间长出第二茬，保证了互花米草原料的稳定供应。【参考文献【l】关道明中国滨海湿地米草盐沼生态系统与管理 M 】北京：海洋出版社，2 0 0 9 ：1 2 2 】陈广银，郑正，邹星星，等互花米草厌氧消化产沼气的实验研究口明中国环境科学，2 0 0 9 ，2 9 ( 8 ) ：8 6 1 - - 8 6 6 C h e nG u a n g y in ，Z h e n gZ h e n g ，Z o uX in g x in g ，e ta 1 S t u d yo n a n a e r o b ic d ig e s t io n o f S p a r t in aa lt e r n if lo r a J C lf m a E n v ir o n m e n t a lS c ie n c e ，2 0 0 9 ，2 9 ( 8 ) ：8 6 1 - - 8 6 6 ( inC h in e s e w it hE n g lis ha b s t r a c t ) 【3 】陈广银，郑正，邹星星，等牛粪与互花米草混合厌氧消化产沼气的试验 J 】农业工程学报，2 0 0 9 ，2 5 ( 3 ) ：1 7 9 一 1 8 3 C h e nG u a n g y in ，Z h e n gZ h e n g ，Z o uX in g x in g ，e ta 1 S t u d yo n a n a e r o b icC O - d ig e s t io no fC O Wf e c e sa n dS p a r t in aa lt e r n if lo r a J 】T r a n s a c t io n so ft h eC S A E ，2 0 0 9 ，2 5 ( 3 ) ：1 7 9 1 8 3 ( in C h in e s ew it hE n g lis ha b s t r a c O 4 】邹星星，郑正，杨世关，等汽爆预处理对互花米草厌氧发酵产气特性影响 J 】中国环境科学，2 0 0 9 ，2 9 ( 1 0 ) ： 1 1 1 7 一1 1 2 0 Z o uX in g x in g ，Z h e n gZ h e n g ，Y a n gS h ig u a n , e ta 1 E f f e c to f s t e a m e x p lo s io np r e t r e a t m e n t o n b io g a sp r o d u c t io n c h a r a c t e r is t ic so fa n a e r o b icf e r m e n t a t io no f S p a r t in a a lt e r n if lo r a J C h in aE n v ir o n m e n t a lS c ie n c e ，2 0 0 9 ，2 9 ( 1 0 ) ： 1 11 7 11 2 0 f inC h in e s ew it hE n g lis ha b s t r a c O 【5 】Y a n gS h ig u a n , L iJ ih o n g ，Z h e n gZ h e n g ，e t a 1 C h a r a c t e r iz a t io no fS p a r t in aa lt e r n if lo r aa sf e e d s t o c kf o r a n a e r o b icd ig e s t io n J B io m a s sa n dB io e n e r g y ，2 0 0 8 ，3 3 ( 4 ) ： 5 9 7 - - 6 0 2 【6 】 Y a n gS h ig u a n , L iJ ih o n g ，Z h e p gZ h e n g ，e ta 1 L ig n o e e llu lo s ic s t r u c t u r a l c h a n g e so fS p a r t in aa lt e m if lo ma f t e ra n a e r o b ic m o n o a n dC O d ig e s t io n J I n t e r n a t io n a lB io d e t e r io r a t io na n d B io d e g r a d a t io n , 2 0 0 9 ，6 3 ，5 6 9 - - 5 7 5 【7 】杨胜饲料分析及饲料质量监测技术 M 】北京：北京农业大学出版社，1 9 8 3 【8 】 S e g a lL ，C r e e lyJJ ，M a r t inE ，e ta 1 A ne m p ir ic a lm e t h o df o r e s t im a t in gt h ed e g r e eo f c r y s t a llin it yo f n a t iv ec e llu lo s eu s in g t h eX - r a yd if f r a c t o m e t e r J T e x t ileR e s e a r c hJ o u r n a l，1 9 5 9 ， 2 9 ：7 8 6 7 9 4 【9 】 R it t m a n nBE ，M c C a r t yPL 著，文湘华，王建龙等译环境生物技术原理与应用 M 】北京：清华大学出版社，2 0 0 4 【1 0 】S y m o n sGE ，B u s h w e llA M T h cm e t h a n ef e r m e n t a t io no f c a r b o h y d r a t e J o u r n a l o ft h ea m e r ic a nc h e m ic a l s o c ie t y N 1 9 3 3 ，5 5 ：2 0 2 8 - - 2 0 3 9 【ll】K o m ilisDBH a mR K T h ee f f e c to flig n ina n ds u g a r st ot h e a n a e r o b ic d e c o m p o s it io n o fs o lid w a s t e J W a s t e M a n a g e m e n t ，2 0 0 3 ，2 3 ：4 1 9 - - 4 2 3 【1 2 】S o t oM ，M e n d & L e m aJM M e t h a n o g e n ica n d n o n m e n t h a n o g e n ica c t iv it yt e s t s ：t h e o r e t ic a l b a s isa n d e x p e r im e n t a ls e t u p J W a t e rR e s o u r c e ，1 9 9 3 ，2 7 ：1 3 6 1 1 3 7 6 【1 3 】刘粤惠，刘平安x 射线衍射分析原理与应用 M 】北京：第3 期陈广银等：不同生长期互花米草的理化特性及厌氧发酵特性 2 6 5 化学工业出版社，2 0 0 3 ：1 2 7 1 3 2 【1 4 】Z h a oH ，K w a kJH ，Z h a n gZC ，e ta 1 S t u d y in gc e llu lo s ef ib e r s t r u c t u r eb yS E M ，X R D ，N M Ra n da c idh y d r o ly s is J 】 C a r b o h y d r a t eP o ly m e r s ，2 0 0 7 ，6 8 ：2 3 5 - - 2 4 1 C h a r a c t e r is t ic so fa n a e r o b icd ig e s t io na n dp h y s ic o - c h e m ic a lp r o p e r t ie so f S p a r t in aa lt e r n if lo r aa td if f e r e n tg r o w t hs t a g e s C h e nG u a n g y in l，一，Z h e n gZ h e n 9 3 ，C h a n gZ h iz h o u l，L u oY a h 2 ( 1 J ia n g s uA g r ic u lt u r a l W a s t eT r e a t m e n ta n dR e c y c leE n g in e e r in gR e s e a r c hC e n t e r , I n s t it u t eo f A g r ic u lt u r a lR e s o u r c e sa n dE n v ir o n m e n t , J ia n g s uA c a d e m yo f A g r ic u lt u r a lS c ie n c e s ，N a n f in g2 1 0 0 1 4 ，C h in a ； 2 S t a t eK e yL a b o r a t o r yo f P o l缸t io nC o n t r o la n dR e s o u r c eR e u s e ，S c h o o lo f E n v ir o n m e n t , N a n j in gU n iv e r s it y ，N a n j in g2 1 0 0 9 3 ，C h in a ； 3 D e p a r t m e n to f E n v ir o n m e n t a lS c ie n c ea n dE n g in e e r in g , F u d a nU n iv e r s it y ，S h a n g h a i2 0 0 4 3 3