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。     

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。     

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。     

黄河三角洲盐碱地柳枝稷育苗栽培技术初探

为了开发利用黄河三角洲盐碱地和丰富该地区的牧草种质资源,本研究在黄河三角洲盐碱地开展了柳枝稷引种试验,对柳枝稷在该地区的育苗、田间移栽和后期管护等进行了详细阐述.结果表明,柳枝稷育苗出苗率高,苗期移栽成活率高,均达到90％以上;2年试验过程中,柳枝稷鲜草和种子产量最高分别达到7350 kg/hm2和203 kg/hm2,表明柳枝稷产量高,耐寒、耐盐碱能力较强,可在黄河三角洲盐碱地规模化种植推广.     

三种草本能源植物在北京地区的产量和品质特性

【目的】研究柳枝稷(Panicum virgatum L.)、荻(Triarrhena sacchariflora(Maxim.)Nakai)和芦竹(Arundo donax L.)3种草本能源植物在北京地区的生物质产量和品质特性,为其合理利用提供依据。【方法】于2006-2009年在北京草业与环境研究发展中心试验基地进行田间试验,对产量和品质指标进行田间观测和室内分析。【结果】在北京地区,柳枝稷、荻和芦竹的最高生物质产量分别为28.33、29.67和34.46t·hm-2。3种草中,柳枝稷和荻生物质中纤维素、半纤维素含量较高,木质素含量较低,有利于纤维素乙醇转化;热值、灰熔点和C、H元素含量较高,N元素、灰分和水分含量较低,有利于直接燃烧、与煤混合燃烧和热解气化,但C/N较高,不利于沼气发酵。芦竹生物质中的水分、木质素和灰分含量高于柳枝稷和荻,对运输贮藏、乙醇转化和燃烧产生不利影响。【结论】柳枝稷、荻和芦竹均可作为优良的草本能源植物在北京及周边地区推广种植,但应根据转化利用途径及三种草的产量水平和品质特性进行合理选择。     

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。     

碳酸盐胁迫对柳枝稷种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究碳酸盐逆境对柳枝稷种子萌发及幼苗生长的影响。[方法]选用Na_2CO_3及NaHCO_3两种碳酸盐对柳枝稷种子进行胁迫处理,胁迫浓度分别为0、5、7、10、12、15mM。[结果]不同浓度Na_2CO_3及NaHCO_3均对柳枝稷种子萌发表现出抑制作用,种子发芽率显著降低,Na_2CO_3对种子发芽的胁迫作用强于NaHCO_3,随着碳酸盐浓度的增加相对碱害率上升,15d后相对碱害率趋同,说明柳枝稷受碳酸盐胁迫影响,随着发芽时间的推迟,抑制作用得到缓解。[结论]柳枝稷对碳酸盐逆境具有一定耐受性,研究结果可为柳枝稷东北盐碱地区引种奠定基础。     

水氮耦合对盐碱地柳枝稷光合生理及生物质产量的影响

通过设置750 m~3/hm~2(W1)、1 500 m~3/hm~2(W2)、3 000 m~3/hm~2(W3)3个灌水及施氮0 kg/hm~2(F0)、60 kg/hm~2(F1)、120 kg/hm~2(F2)、240 kg/hm~2(F3)4个水平,研究水氮对盐碱地柳枝稷光合生理特性及生物质产量的影响。结果表明:施氮和灌水对盐碱地0～20 cm土层土壤含水率影响显著,20～40cm土层土壤含水率主要受到氮肥影响;灌水量和施氮量同时影响叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及生物质产量,表现为:水分效应水氮耦合效应氮肥效应,氮肥的增效作用在到达一定程度后将不再增加;相关性分析表明柳枝稷生物质产量与开花期光合指标呈显著正相关关系。银北盐碱地区,高水中氮条件下(灌水量3 000 m~3/hm~2、施氮量120 kg/hm~2)有利于提高柳枝稷开花期叶绿素含量,促进叶片光合作用,从而获得较高的生物质产量。     

不同播期对柳枝稷生长特性及越冬性的影响

柳枝稷是国际上公认的最适合作为生物燃料的能源植物,但目前我国的种植规模还处于初级阶段。本试验采用完全随机区组设计,探究了不同播期对柳枝稷出苗率、生长发育、越冬率和产草量的影响。结果表明,柳枝稷的全生育期随着播期的推迟呈逐渐缩短的趋势;5月26日之前播种的柳枝稷干物质积累量及产量均最大;越冬率随着播期的推迟呈降低趋势,7月10日以后播种,越冬率显著降低甚至为零。综合分析表明,柳枝稷在吉林省西部的适宜播期为5月11日-6月25日,最佳播期为5月26日左右。     

生产条件下谷子品种盐碱耐性的差异及综合评价

【目的】明确生产条件下不同谷子品种的耐盐碱性差异,确定谷子大田耐盐碱性鉴定方法和指标。【方法】 以华北夏谷区主推的8个谷子新品种为材料,设置东营滨海盐碱地条件和济南试验地正常条件处理,进行谷子大田耐盐碱性研究。【结果】 在盐碱地和对照正常条件下,参试谷子品种产量均表现出显著差异,变异系数分别为39.1%和13.0%。与对照相比,盐碱地条件下,各品种产量均显著降低,产量盐害率变幅为20.7%—63.4%,变异系数为48.4%;盐碱地条件下,所有品种单穗重、单穗粒重、千粒重、出谷率、株高、SPAD、地上部同化物质积累量和收获指数均降低;盐碱地花前同化物质的转运量提高,平均增幅为34.4%,花后同化物质的积累量降低,平均降幅为42.7%。产量盐害率与单穗重（R=-0.937）、单穗粒重（R=-0.933）、干物质重（R=-0.895）、花前同化物质转运量（R=-0.935）、花前同化物质转运率（R=-0.880）、花前转运同化物质对籽粒贡献率（R=-0.859）、花后同化物质积累量（R=-0.909）和开花期地上部含水量（R=-0.834）均呈显著负相关,与花后同化物质积累量对籽粒贡献率（R=0.859）呈极显著正相关,而与出谷率和千粒重间无显著相关性。通过主成分分析,确定了单穗重、单穗粒重、干物质重和地上部含水量可以作为耐盐碱性鉴定指标,且通过主成分分析和隶属函数进行了谷子耐盐碱性的综合评价,济谷22和济谷21的综合得分值最高。【结论】 在盐碱地条件下,不同谷子品种存在耐盐碱性差异,单穗重、单穗粒重、干物质重和地上部含水量可以作为大田耐盐碱性的鉴定指标,济谷22和济谷21为耐盐碱性品种;在盐碱地条件下,不同谷子品种花前同化物质的转运量提高,且花前转运同化物质对籽粒的贡献率和开花期地上部含水量均与盐害率呈显著负相关,因此,提高开花期地上部各器官的含水量和花前转运同化物对籽粒的贡献率是提高盐碱地条件下谷子产量的重要手段。     

盐碱地改良肥配方优化及对滨海旱作夏玉米的影响

为了探究不同配方的生物有机肥施用效果以及施用量对滨海盐碱土壤改良和旱作玉米产量的影响,针对滨州市沾化区滨海盐碱地试验区设计大田试验。设置配方A（黄腐酸钾、鸡粪发酵原料为主）,配方B（脱硫石膏、纤维素-丙烯酰胺原料为主）和配方C（腐殖酸、食用菌菌渣原料为主）,并设空白对照ck,空白对照仅用底肥处理。对盐碱试验田栽培的玉米产量、叶片游离脯氨酸含量以及地上部作物生物量进行检测。结果表明,配方A、配方B、配方C对玉米平均产量分别提高8.13%、7.37%和10.16%,配方C对作物增产效果最为显著;玉米叶片的游离脯氨酸含量与对照相比分别降低30.15%、26.37%、45%,表明作物抗盐碱胁迫能力增强;施用配方C对试验田进行处理,2017年作物地上部生物量最高提升15.4%,2018年提升21.1%,对作物促生效果明显。综上所述,腐殖酸、脱硫石膏、菌渣等原料间的协同效应对滨海盐碱地具有良好改良效果。     

西北盐碱地区不同柳枝稷品种光合特性与产量比较

为选择光合性能强、生物质产量高的柳枝稷品种,在宁夏银北盐碱地区,以11个能源作物柳枝稷(Panicum virgatum)品种为材料,利用灰色关联度分析法对它们开花期的蒸腾速率、气孔导度、净光合速率、胞间CO₂浓度、水分利用效率5个光合指标和产量进行研究。结果表明:在盐碱地条件下,不同柳枝稷品种开花期的光合特性与产量差异显著,综合表现为:Cave-in-Rock>Alamo>Kanlow>Forestberg>Ansai>Pathfinder>Nebraska 28>Japan>Trailblazer>NewYork>Black Well。其中,Cave-in-Rock加权关联度与理想品种的关联度最大,产量较高,综合表现最优; Alamo和Kanlow加权关联度分别为0.711、0.654,且生物质产量高,分别为20.47、17.93 t·hm^-2。经综合评价,Cave-in-Rock、Alamo、Kanlow在西北盐碱地区具有较高的产量潜力。Black Well、NewYork、Trailblazer、Japan、Nebraska 28综合表现较差,其他品种综合表现为中等水平。     

蓖麻耐盐性的初步研究

蓖麻为优良耐盐能源植物,但其耐盐程度尚无明确结论.为此,测定了不同盐度胁迫条件下(0、10、20、30、40、50、60dS/m)蓖麻的生长情况及生理指标.结果表明,蓖麻在ECe=0～30dS/m时,能正常萌发、生长并结实;ECe=40dS/m时,能萌发但不能存活;ECe=50、60dS/m时,发芽率为0.蓖麻生物量积...     

盐碱胁迫对罗布麻生长及生理指标的影响

通过不同盐分和盐浓度处理下存活率、生物量、叶绿素和保护酶活性的变化,研究了盐碱胁迫对罗布麻的生长和生理指标的影响,以及罗布麻的耐盐范围和耐盐机理。结果表明,在400 mmol/L单盐(NaCl)胁迫下,罗布麻死亡,其余处理成活率100%,说明单盐毒害对罗布麻的影响大于其他盐碱胁迫。盐胁迫下,罗布麻的生物量降低,低浓度盐促进根系有机物积累,高浓度盐则使有机物向地上部积累。低浓度的不同盐分胁迫下叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均高于对照,高浓度则降低;不同盐分、时间、浓度的处理差异极显著(P<0.01)。不同时间、浓度、盐分处理下,罗布麻体内类胡萝卜素含量和SOD活性差异均极显著(P<0.01)。高浓度单盐(NaCl)处理对罗布麻的影响明显大于其他处理,不同盐分、时间、浓度对罗布麻的盐害机理不一致。