收获时间对黄土高原柳枝稷生物质产量与燃料品质的影响

为探明黄土高原半干旱地区柳枝稷生物质产量和燃料品质随收获时间的变化规律,确定适宜的收获时间,在甘肃省庆阳市进行田间试验,研究收获时间对柳枝稷生物质产量与燃料品质的影响。结果表明：1）随收获时间的推迟,柳枝稷生物质产量呈下降趋势,且叶片所占比例逐渐降低,说明产量损失主要是叶片脱落。2）柳枝稷生物质热值总体上呈降低趋势,开花期热值显著高于其他时期;延迟收获显著降低了柳枝稷生物质含水量和灰分含量;随收获时间推迟,柳枝稷茎叶纤维素、木质素含量提高,半纤维素含量降低;枯亡期之后柳枝稷生物质中K、Mg、Na、Cl等不利于燃烧的矿质元素含量显著降低,生物质的燃料品质提高。3）在柳枝稷能源生产模式下,生育季节末期柳枝稷地上部衰亡后收获生物质燃料品质较好。     

自然盐碱胁迫对柳枝稷生物质生产和燃料品质的影响

在自然盐碱地条件下,研究了不同程度盐碱胁迫对柳枝稷生物质产量和品质的影响。结果表明：随着盐碱胁迫程度加重,柳枝稷成活率、株高、单株分蘖数和生物质产量、品质显著降低,盐碱胁迫程度对柳枝稷越冬率无显著影响。柳枝稷可在盐碱地环境下生长,成活率达85%以上,越冬率达96%以上,轻度和中度盐碱地柳枝稷的生长状况较好,产量最高达到14.3t/hm2。盐碱胁迫增加了柳枝稷生物质中的灰分与木质素含量,降低了生物质热值、纤维素和半纤维素含量,在一定程度上降低了柳枝稷生物质的品质。     

自然盐碱胁迫对柳枝稷生物质生产和燃料品质的影响

在自然盐碱地条件下,研究了不同程度盐碱胁迫对柳枝稷生物质产量和品质的影响.结果表明:随着盐碱胁迫程度加重,柳枝稷成活率、株高、单株分蘖数和生物质产量、品质显著降低,盐碱胁迫程度对柳枝稷越冬率无显著影响.柳枝稷可在盐碱地环境下生长,成活率达85％以上,越冬率达96％以上,轻度和中度盐碱地柳枝稷的生长状况较好,产量最高达到14.3 t/hm2.盐碱胁迫增加了柳枝稷生物质中的灰分与木质素含量,降低了生物质热值、纤维素和半纤维素含量,在一定程度上降低了柳枝稷生物质的品质.     

水与氮肥耦合对柳枝稷产量及品质的影响

【目的】研究水与氮肥耦合对柳枝稷产量及品质的影响,探求水肥调控机理,为建立柳枝稷稳产管理体系提供科学依据。【方法】以施氮量和土壤含水量为考察因子,采用2因子5水平通用旋转正交组合设计,测定各处理下柳枝稷产量及纤维素、半纤维素、木质素和可溶性糖含量,构建柳枝稷产量与2个因子间的回归方程,并通过方差分析研究水与氮肥耦合对柳枝稷产量及品质的影响。【结果】水与氮肥耦合对柳枝稷产量和品质均产生了不同程度的影响。对产量而言,水与氮肥之间存在明显的协同效应,对产量有显著的影响(P0.05)。土壤含水量由8%提高到32%时,产量达最大值所需氮肥量由1.174g/盆增加到2.764g/盆。在土壤含水量为20%或施氮量为1.152g/盆时,产量趋于稳定。对柳枝稷品质而言,纤维素含量与木质素含量均随着土壤含水量增大呈下降趋势;随着施氮量的增加,木质素含量不断降低,施氮量为2.232g/盆时,柳枝稷木质素含量最低为36.957mg/g,仅为0.072g/盆施氮量的2/3。半纤维素含量在不同水与氮肥处理下差异不显著(P0.05),纤维素、木质素和可溶性糖含量均受到施氮量和土壤含水量的显著影响(P0.05),但是两者的交互作用只对木质素含量影响显著(P0.05)。【结论】水与氮肥对柳枝稷产量存在明显的协同效应,其木质素含量随着氮肥和土壤含水量的增加呈下降趋势,故提高氮肥施用量和土壤含水量对柳枝稷作为能源作物生产较为有利。     

水分胁迫对柳枝稷生长和生物质品质的影响

为了明确水分胁迫对挖沙废弃地生境中柳枝稷(Panicum virgatum L.)生长和生物质品质的影响,在温室中通过盆栽试验,研究土壤相对含水量(80%、60%和40%)对3个柳枝稷品种(Alamo、Bay Canada、Cave-in-Rock)农艺性状、生理特性和生物质品质的影响。结果表明:随水分胁迫程度增加,柳枝稷株高降低、分蘖减少、生物量下降、根冠比增加;叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率均显著下降;植株生物质中纤维素质量分数显著降低,半纤维素质量分数和热值有降低的趋势,木质素质量分数有升高趋势,但均无显著性差异。3个品种对水分胁迫的响应存在显著差异,其中Alamo综合表现最好,其长势、净光合速率、水分利用效率和干物质积累量最高,Cave-in-Rock次之,Bay Canada最低。     

施氮量对柳枝稷生物质产量和水肥利用特性的影响

在黄土高原半干旱地区,以能源作物柳枝稷为材料,通过田间试验,研究不同施氮量(0、60、120和240kg/hm2)对柳枝稷生物质生产和水氮利用效率的影响。结果表明:施氮显著提高柳枝稷生物质产量,当施氮量为120kg/hm2时柳枝稷生物质产量最高;施氮显著增加柳枝稷耗水量,在一定程度上降低土壤含水量,但显著提高水分利用效率;施氮显著提高柳枝稷生物质中氮质量分数和吸氮量,但施氮量超过120kg/hm2后,继续增加施氮量则不能显著增加植株对氮素的吸收积累;柳枝稷氮肥利用效率随氮肥用量增加而降低。可见,施氮量60~120kg/hm2既能保证柳枝稷较高的生物质产量,又能保证较高的水分利用效率和氮肥利用效率。     

收获时间对玉米秸秆产量与燃料品质的影响

 【目的】探明不同收获时间下玉米秸秆产量和燃料品质的变化规律,以确定适宜的收获时间。【方法】于2007-2008年在吉林省白城市农业科学院以郑单958为研究材料,在田间试验条件下研究收获时间对玉米秸秆产量与燃料品质的影响。【结果】随收获时间的推迟,玉米秸秆产量呈下降趋势,且叶片所占比例逐渐降低;秸秆含水量、灰分和矿质元素含量显著降低;纤维素、木质素含量升高,半纤维素含量降低。秸秆热值以灌浆期最高,成熟期最低,其后略有升高;热值与纤维素和木质素含量呈显著正相关关系;灰分与矿质元素含量呈显著正相关关系,与Si/K比值呈显著负相关关系。【结论】延迟收获虽然降低了玉米秸秆的产量,却显著提高了其燃料品质,冬季至春季收获秸秆品质较好。     

石漠化地区能源植物能量指标的测定

对贵州省表现优良的10种能源植物进行了纤维素、半纤维素、木质素和热值的测定。结果表明,纤维素含量茎叶混合物>叶,同时热值高的能源植物为斑茅、紫色象草、象草、皇竹草、柳枝稷;从木质素含量看,香根草作为纤维素能源植物具有一定的优势。     

我国北方能源草研究进展及发展潜力

能源草是一类重要的能源植物。立足北方地区边际土地,我国已在能源草种质资源收集筛选、产量潜力评价、生物质品质分析、生态效应评估等方面开展了大量研究工作,并取得重要研究进展。在我国北方有栽培历史且生物质产量高于3.0t/（hm2.年）的草种主要有23种,其中生物质产量高于20t/（hm2.年）的有柳枝稷（Panicum virgatum）、芒草（Miscanthus spp.）、芦竹（Arundodonax）和杂交狼尾草（Pennisetum americanum×P.Purpureum）4种,它们在适应性、产量、品质方面各有优势,在我国北方地区开发利用前景广阔,但存在杂交狼尾草在我国北方地区不能越冬,芦竹和低地型柳枝稷越冬率低的问题。因此,在我国北方地区收集能源草资源,既要考虑产量、品质,还需兼具耐寒、抗旱或耐盐能力。在广泛收集资源的基础上,明确各能源草在我国北方的适应范围、种植区划和发展潜力,通过育种技术进一步提高能源草的产量、品质和抗逆能力,建立配套栽培管理技术,实现能源草多元化、区域化种植利用,对其经济社会效益和生态效应进行系统评估,构建评价技术体系,应是目前我国北方能源草开发利用的重点研究方向。     

美国能源草柳枝稷的研究进展

柳枝稷（Panicum virgatum）是美国本土植物,因为适应性广、耐贫瘠、产量高、多年生和易于管理等特性被美国能源部和农业部作为纤维素乙醇转化模式植物。在过去30余年里,美国在柳枝稷种质收集、遗传育种、栽培、管理、收获等方面进行了大量的研究,取得了不少成果,以提高产量为主要目标培育了数十个柳枝稷的品种,围绕提高产量和抗逆性的品种改良研究正在深入开展。柳枝稷具有较高的能量转化效率和经济效益,在环保效益表现尤为突出。通过继续提高柳枝稷的产量,科学规划组织生产,创新能源转化加工工艺,柳枝稷转化能源可以在不久的将来实现产业化生产。从遗传选育、栽培管理、转化效益和效率等方面综述了美国柳枝稷的研究进展。     

边际土地草本能源植物应用潜力评价

为促进中国边际土地草本能源植物种植与生物质原料生产,基于京郊边际土地草本能源植物规模化种植的实践,从生产潜力、生物质品质、生物质利用潜力、生态效应等4个方面对荻的应用潜力进行了分析评价.结果表明:荻在京郊挖沙废弃地上的生产潜力为2.31 t/hm2,达到京郊耕地条件下的8.41％,生物质品质优良,其标准煤折算当量、沼气产量、纤维素乙醇产量分别为1.42 t/hm2、289.99 m3/hm2、0.59 t/hm2,分别达到京郊耕地条件下的8.38％、8.37％、8.15％,生态效应明显.荻在边际土地上具备良好的应用潜力.     

天山云杉林不同林型物种多样性对土壤因子的响应

[目的]研究2种林型林下草本植物多样性对土壤因子的响应,为新疆天山云杉林土壤质量的管理和物种多样性的保护提供依据.[方法]采用样地调查的方法,以中生草类-天山云杉林和藓类-天山云杉林2种林型为研究对象,通过野外调查数据计算α多样性指数,分析幼龄期(0～60 a)、中龄期(60～100 a)、近熟期(100～120 a)...     

湿地和旱地两种生境芦苇不同叶位功能叶片对穗生物量形成的影响

【目的】研究博斯腾湖两种生境芦苇不同叶位功能叶片对穗生物量形成的影响。【方法】以我国最大的芦苇产区博斯腾湖的芦苇种群为对象，采用野外典型植株取样方法，测定湿地和旱地两种生境下芦苇顶部三片叶片的叶长、叶宽、叶面积、叶生物量和穗生物量等5个性状，并进行相关分析。【结果】湿地生境芦苇穂重显著大于旱地(P<0.05),是后者的2.1倍。穗生物量与4个叶片性状存在显著性正相关(P<0.05),并且相关程度随叶位不同而不同，湿地芦苇穗生物量与顶叶面积相关系数(0.920 5)最大，顶叶生物量相关系数(0.723 7)次之；旱地芦苇穗生物量与倒三叶面积相关系数(0.826 7)最大，倒二叶面积相关系数(0.801 4)次之。【结论】不同叶位的叶片与穗生物量均存在显著的相关性，叶面积和叶生物量是影响穗生物量的关键因素。湿地均以顶叶与穗生物量的相关性最高，旱地均以倒三叶与穗生物量相关性最高。     

盐碱胁迫下松嫩草地2种生态型羊草根际效应及光合生理响应

【目的】 通过比较不同盐碱胁迫条件下松嫩草地灰绿型羊草和黄绿型羊草根际效应差异及其对光合生理活动和生长的影响,为适合于盐碱退化草地改良的羊草生态型的选择提供理论依据。【方法】 采用盆栽控制试验方法,共设置对照、中度盐碱胁迫和重度盐碱胁迫3个处理,中度盐碱胁迫处理通过40 mmol·L^-1NaCl溶液、40 mmol·L^-1Na₂CO₃溶液、360 mmol·L^-1Na₂SO₄溶液和360 mmol·L^-1NaHCO₃溶液,按1 : 1 : 1 : 1混合施加实现,重度盐碱胁迫处理通过200 mmol·L^-1的NaCl溶液、Na₂SO₄溶液、NaHCO₃溶液和Na₂CO₃溶液按1 : 1 : 1 : 1混合施加实现,处理时间为30 d。测定分析不同处理间2种生态型羊草根际土与非根际土的pH、电导率、总有机碳、总氮、铵态氮、硝态氮和微生物碳、氮含量,植物叶片的净光合速率、脯氨酸含量、可溶性糖含量以及植物株高、地上生物量、地下生物量等指标。【结果】 2种生态型羊草根际土壤和非根际土壤的铵态氮、硝态氮、有效氮及微生物碳和氮含量在中度盐碱胁迫处理下均显著高于重度盐碱胁迫处理,且均显著低于对照。2种生态型羊草在各盐碱处理条件下根际土壤pH均显著低于非根际土壤,根际土壤中有效氮和微生物碳、氮含量均显著高于非根际土壤。灰绿型羊草的pH根际效应在对照和中度盐碱胁迫处理下均显著大于黄绿型羊草。灰绿型羊草的有效氮根际效应和微生物碳根际效应在2个盐碱胁迫处理下均显著大于黄绿型羊草。2种生态型羊草的净光合速率在中度盐碱胁迫处理下均显著高于重度盐碱胁迫处理,且均显著低于对照。黄绿型羊草的净光合速率伤害率均显著高于灰绿型羊草。叶片脯氨酸含量和可溶性糖含量在中度盐碱胁迫处理下均显著低于重度盐碱胁迫处理,且均显著高于对照,灰绿型羊草的叶片脯氨酸敏感指数在重度盐碱胁迫处理下显著高于黄绿型羊草。灰绿型羊草的叶片可溶性糖含量敏感指数和渗透压在2个盐碱处理下均显著高于黄绿型羊草,且均显著高于对照。盐碱胁迫处理下,2种生态型羊草的地上生物量、地下生物量和总生物量均显著低于对照。在盐碱胁迫条件下,黄绿型羊草的株高和地下生物量的损失率显著高于灰绿型羊草。【结论】 相对于黄绿型羊草,灰绿型羊草能通过根际效应有效地缓解盐碱胁迫对土壤理化性质造成的不利影响,并表现出更强的耐盐碱性。     

芒属植物能源潜力评价体系的构建

【目的】芒属植物是目前国内外生物质能源领域的研究热点,在全球共有14个种,且具有种间杂交的特点。文章为建立芒属植物能源潜力评价体系,为从众多的芒属基因型中筛选优良种质和选育能源作物品种奠定基础。【方法】通过文献法、调研法和专家咨询法探讨了芒属植物作能源作物应用的相关性状指标。运用层次分析法,根据能源用途不同按发电、制乙醇、产沼气、制生物油等4类,分别从农艺、品质、抗逆性等3方面,选取干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性、抗病虫性等23项指标来构建芒属能源植物评价指标体系,同时制定了性状测量标准和能源利用潜力指数计算法则。然后使用该体系对湖南农业大学芒属植物资源圃中B0340(芒)、A0504(五节芒)、A0123(荻)、A0118(南荻)、D0302(奇岗)5个典型的芒属种质代表进行了测量和评价示范。再将评价结果与现有文献中有关发电、制乙醇和产沼气的能源理论产率计算公式的计算结果予以比对。【结果】芒属植物能源利用潜力指数分成4级,分别为极宜(75—100分)、适宜(50—74分)、一般(25—49分)、不宜(0—24分)。示范评价结果显示:A0504(五节芒)发电得60.73分,制乙醇得60.14分,产沼气得60.27分,制生物油得57.19分;A0118(南荻)发电得64.32分,制乙醇得58.45分,产沼气得58.20分,制生物油得60.01分;D0302(奇岗)发电得54.06分,制生物油得50.33分。可知A0504、A0118、D0302为适宜的能源植物,发酵制乙醇和沼气最适用A0504为原料,燃烧发电和热裂解制油最适用A0118为原料。此结果与现有文献中有关发电、制乙醇和产沼气的能源理论产率计算公式的计算结果基本一致,且比能源理论产率计算公式更能真实反映实际生产情况。【结论】通过从农艺、品质、抗逆性等3方面构建的芒属植物能源潜力评价体系,能够在发电、制乙醇、产沼气和制生物油4类能源用途方面客观评价芒属植物的适用性,从而可用于其优良种质的筛选和新品种的选育。