能源植物的开发利用与展望

随着矿石能源储量的减少,应大力开发和应用以能源植物为主的生物质能.生物质能具有资源容量大、清洁可再生特性.发展植物能源是解决矿石能源危机的可行措施,生物乙醇和生物柴油产业已在全球得到较快的发展,并受到中国政府的高度重视.综述了生物质能的利用方式和高产生物质植物、能源作物、类石油植物三类能源植物资源的发展情况,并对中国能源植物的研究展望.     

什么是能源农业

植物能够通过光合作用将太阳能转化为化学能存储在体内,形成可为人类利用的能源即生物质能。能源农业是以开发生物质能为目的的种植业。能源农业包括多种生物质资源利用方式:一是开发和利用农业生物质资源生产燃气和发电,以生物质能源替代其他能源;二是开发和利用农副产品及粪便、垃圾、柴草,     

美国、巴西农业生物质能产业发展实践与经验借鉴

本文分析了美国、巴西两国农业生物质能产业的发展实践及相关政策措施,总结出制订符合本国实际情况的农业生物质能产业发展规划、法规政策;积极出台生物质能源产业发展促进政策;为生物质能源产业发展提供技术支持;发挥市场机制,培育完整产业链条是其成功的主要经验。最后提出了制订符合中国国情的农业生物质能发展规划及产业政策,加大生物质能的研发技术,做好农业生物质资源普查以及避免农业生物质能产业发展对粮食安全的不利影响等建议。     

生物质能概念界定与属性划分的探讨

定义生物质能为利用具有能源价值的生物质,通过直接使用或作为原料间接生产出各种产品的能源,并且认为生物质能是生物能的部分社会化利用。生物质能包含传统生物质能和现代生物质能两大部分,其中传统生物质能属于一次能源与常规能源,而现代生物质能属手二次能源和新能源范畴。另外,鉴于生物质能的自身特征,提出生物质能属于弱性可再生能源的新观点。明确生物质能概念和属性对生物质能产业持续健康发展具有重要意义。     

生物质能源开发需要提速

中国在生物质能源方面显然有巨大的开发利用空间,据估计生物质资源量巨大,每年约有4.6亿t标煤可作为能源利用.然而目前我国生物质能的主要利用方式是农村家庭耗能和发电,生物质能发电虽然比例逐年提高,但发电量非常微小.生物质能拥有许多传统能源不具备的特点.首先,生物质能与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;并且,生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的二氧化硫及氮氧化物很少,作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;此外,生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气.     

农业生物质能利用探究

生物质能的开发利用可缓解传统化石能源的能源短缺和环境污染问题。生物质能源能量密度低,要尽量转化为高品质能源再加以利用。常见的农业生物质资源种类繁多,农业生物质能源可兼顾社会、经济和环境三方面的要求,是一种较为理想的可再生能源。目前,农业生物质能利用的研究有待深入。     

河南生物质资源开发利用浅析

生物质资源是一种普遍而又宝贵的可再生能源,主要包括农林业产品及其废弃物、水生植物等。随着国家建设节约型社会和发展循环经济的要求,开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统,促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。河南作为一个农业大省,72%人口生活在农村,秸秆和薪柴等生物质仍是农村的主要生活燃料,尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加,但生物质能仍占有重要地位,因此,开发利用生物质能对全省更具特殊意义,发展生物质能技术,为农村地区提供生活和生产用能,是帮助这些地区脱贫致富,实现小康目标的一项重…     

美国生物质能源资源分布及利用

生物质能源已成为当今及今后一段时期世界各国能源战略的重要组成部分。生物质能作为太阳能的一种特殊形式,众多专家学者专注于其开发和利用。美国作为全球能源消耗大国,势必将生物质能利用作为历届政府首要任务。基于为期一年的访学和调研,笔者分析了美国目前生物质能源资源分布状况,详细阐述了美国生物质能开发利用的政策框架、激励机制和资金投入。最后,对美国现有生物质能源资源及利用状况作了详细介绍,以期对全球生物质能高效开发和优化利用提供指导和借鉴。     

乡村振兴战略背景下咸阳市生物质能产业发展现状及建议

乡村振兴战略作为国家战略,是实现农业农村的现代化行动目标和任务。咸阳市森林覆盖面积广泛,生物质资源丰富,为咸阳市发展生物质能源产业打下了坚实的资源基础。本文结合相关文献资料梳理了咸阳市生物质能产业发展现状,分析了产业发展中存在的主要问题,并针对性地提出了建议,以期为促进咸阳市生物质能产业的高质量发展提供参考。     

生物质能源产业及其在浙江省发展前景分析

生物质能源产业是利用现代生物、能源和化工技术,将农、林业提供的薪柴、秸秆、木炭等生物质转换为油、气、醇、醚、烯烃等高品位的绿色能源的产业。生物质能源产业是使传统农业转变成现代农业的一个重要环节。充分利用现有各类土地资源和生物质资源,浙江省可以生产相当于2 500万t标煤的各种生物质能源。     

油菜与杂草生物量和养分竞争对氮磷钾肥用量的响应

【目的】杂草是限制油菜丰产的重要因素之一,养分的合理管理对杂草防控起到关键作用。本研究在大田条件下,探究氮、磷、钾肥施用量对油菜与杂草生物量及养分竞争的影响,为生态控草和农业可持续发展提供依据。【方法】在湖北省武穴市开展田间试验,采用单因素试验设计,设置氮(0、90、180和270 kg N·hm^-2,分别用N0、N1、N2和N3表示)、磷(0、45、90和135 kg P₂O₅·hm^-2,分别用P0、P1、P2和P3表示)、钾(0、60、120和180 kg K₂O·hm^-2,分别用K0、K1、K2和K3表示)各4个不同用量梯度田间试验。在油菜成熟期,测定油菜籽产量、油菜和杂草的生物量及相应的养分含量,计算养分积累量,分析油菜与杂草的养分竞争关系及其对肥料用量的响应。【结果】施肥显著提高油菜籽产量、地上部总生物量和相应的养分积累量,在氮、磷、钾3种养分中,油菜生长和养分吸收对缺磷最敏感。N0、P0和K0处理的油菜籽产量分别为560、227和1 490 k...     

锑污染土壤中添加蚯蚓对油菜生长及土壤特性的影响

为探究蚯蚓对锑污染土壤中油菜的生长及根际土壤特性的影响，通过盆栽培养试验，研究了赤子爱胜蚓添加后锑污染下油菜幼苗生物量、富集系数的变化，并从根际土壤养分、酶活性和细菌群落结构3个方面初探了锑污染状况下蚯蚓对油菜富集锑的影响机制。结果表明：锑污染土壤中，赤子爱胜蚓可以提高油菜的生物量以及锑的富集，南油杂1号锑的富集含量达到358.30mg··g^-1；锑显著抑制了过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性（P<0.05），蚯蚓显著提高了锑胁迫下两个油菜品种根际土壤的过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性（P<0.05），最大激活率分别为13%~31%、15%~48%和24%~44%；冗余分析表明全磷、全氮、碱解氮是影响土壤酶活性变化的重要因子；添加蚯蚓未改变油菜根际土壤中优势菌门的组成，主要增加了Bacteroidetes、Cyanobacteria和Chloroflexi的丰富度，其中Bacteroidetes与过氧化氢酶、脲酶活性呈极显著正相关（P<0.01）。研究表明，蚯蚓-油菜联合能降低农田土壤中锑的含量，起到一定的生态修复效果，南油杂1号的修复潜能大于沣油958。     

水稻-油菜轮作条件下氮肥效应及其后效

【目的】从周年轮作的角度分析了氮肥施用对水稻-油菜轮作体系中作物产量、氮素吸收量、肥料利用率的影响以及水稻季施用氮肥在油菜季的后效特点,比较和明确不同施肥处理下水稻-油菜轮作体系经济效益的差异。【方法】2010-2011年在湖北省洪湖市布置前茬水稻不同氮肥用量以及后茬油菜裂区施氮和不施氮两个副区的田间试验,研究了不同施氮条件下水稻和油菜的产量、氮素吸收量和氮肥利用率。根据试验结果分析稻油轮作系统氮肥后效及经济效应。【结果】由于氮肥用量和分配的不同,作物产量、氮肥利用率和经济效应表现出明显地差异,水稻季施氮165 kgN•hm-2产量最高,氮肥利用率最大;水稻季施用的氮肥具有明显的后效,显著增加油菜产量107-644 kg•hm-2,氮素吸收量增加3.9-35.2 kg•hm-2,相当于油菜季施氮5-33 kgN•hm-2的增产效果。氮肥的后效与施氮量成正比,虽然水稻季高氮处理增加氮肥后效,但是降低了水稻产量、当季氮肥利用率以及经济效益。本试验条件下,水稻季和油菜季施氮量均为165 kgN•hm-2时,经济效益最高。【结论】合理的氮肥施用能明显提高水稻和油菜的产量,在整个周年水旱轮作中水稻季氮肥具有一定的后效,油菜生长季应该在充分考虑前茬水稻氮肥后效的基础上进行优化推荐施用。     

施肥量对油菜绿肥生物量及养分累积的影响

通过大田试验研究了30%复合肥(15-7-8)不同施用量0、225、300、375、450、525、600、675 kg/hm~2对晚播油菜绿肥生物量、养分含量及累积量的影响,为确定晚播油菜绿肥适宜施肥量提供依据。结果表明,在晚播条件下,通过增加施肥量可以明显提高油菜绿肥的生物量及养分累积量,且随施肥量的增加,油菜地上部生物量及养分累积量呈增加趋势。与不施肥处理相比,施肥量在225~450 kg/hm~2范围内,油菜鲜、干重均随施肥量增加而提高,当施肥量450 kg/hm~2时,各处理间油菜干重没有显著差异。当施肥量在525~675 kg/hm~2之间时,各处理油菜碳、磷、钾养分累积量没有显著差异,但施肥量在450~675 kg/hm~2之间时,各处理油菜碳、氮、磷、钾明显高于其他处理。结合油菜绿肥翻压还田时的生物量、养分归还量及肥料成本,本试验条件下油菜作为绿肥晚播的适宜施肥量为450~525 kg/hm~2。     

不同镁供应浓度对油菜苗期生长和生理特性的影响

【目的】 阐明不同的镁供应对油菜生长的影响,为油菜科学施用镁肥提供理论依据。【方法】 通过水培试验设置了12个镁供应浓度,对比不同供镁浓度对油菜苗期生长、养分积累、光合特性、同化物运输及离子平衡等的影响,分析适宜油菜生长的镁临界浓度。【结果】 随着镁供应浓度的增加,油菜地上部生物量呈现先增加后降低的趋势,当供镁浓度在1.0 mmol·L^-1时,地上部生物量最大,以最大生物量的95%为标准,确定了水培条件下,满足油菜苗期生长的适宜地上部镁含量为0.4%—0.7%。适宜的镁营养供应可以促进油菜地上部和根系的生长;供镁不足显著降低了叶片净光合速率、Rubisco酶活性、表观光合电子传递速率和最大羧化速率等生理功能,抑制叶片糖类物质的转运和植株生长;供镁浓度过高会破坏钾、钙与镁离子平衡,显著降低叶片钾含量和钙含量,进而限制油菜的生长。【结论】 适宜的镁营养能增加叶片同化物的合成、促进光合产物的运输与分配、保障离子平衡,进而促进油菜的生长,这对保障油菜产量具有重要意义。     

播期对油菜绿肥生物量及养分积累的影响

通过大田试验,设置了从2016年1月18日至3月9日共8个播种时期,研究不同播期对油菜(Brassica campestris L.)绿肥生物量、养分含量及积累量的影响,为确定晚播油菜绿肥适宜播种时期提供理论依据。结果表明,在1月18日至2月16日期间播种,油菜绿肥的鲜、干重没有显著差异,鲜重为18~20 t/hm~2,干重为2.6~3.3 t/hm~2,2月中旬后,随着播期的推迟,油菜生物量显著降低。地上部碳含量随播期推迟呈下降趋势,氮、磷、钾含量以2月上、中旬播种的最高,表明生育期70~80 d的油菜绿肥养分含量较高。在1月18日至2月9日,油菜地上部碳、磷积累量分别达到1 295~1 472、7.35~8.10 kg/hm~2,2月中旬后随播期推迟逐渐降低;氮、钾积累量呈先升高后降低趋势,在2月16日、2月9日积累量达到最大,分别为氮74.55 kg/hm~2和钾72.75 kg/hm~2。播期显著影响油菜生物量及养分积累量,试验条件下为保证油菜鲜草产量,在不影响前茬作物的前提下应适当早播;但从绿肥翻压养分积累来说,播期并不是越早越好,而是在2月上中旬播种较好。     

不同栽培模式及施氮方式对油菜产量和氮肥利用率的影响

【目的】在油菜种植主产区,研究不同栽培模式及施氮方式对油菜产量和氮肥利用率的影响,为油菜高产高效生产科学施肥提供理论依据。【方法】于2010—2011年度在湖北省和江西省开展移栽油菜和直播油菜氮肥施用田间试验,比较氮肥表施(表面撒施)、翻施(撒施后旋耕)和集中施用(移栽油菜穴施和直播油菜条施覆土)3种不同施氮方式对两种栽培模式(移栽和直播)油菜产量、干物质动态、氮素吸收和氮肥利用率的影响。【结果】相同条件下,移栽油菜产量水平显著高于直播油菜,两者的产量差达到299.1—544.2 kg·hm~(-2),从干物质动态结果可以看出,各个生育期移栽油菜地上部和地下部生物量显著高于直播油菜,此外,移栽油菜可以获得较高的氮素累积,相比直播油菜提高33.1%—54.8%,移栽油菜氮肥农学利用率和氮肥表观利用率显著高于直播油菜,其中氮肥农学利用率从6.5 kg·kg~(-1)增加到7.8 kg·kg~(-1),平均增幅为20.2%,氮肥表观利用率从27.6%提高到37.5%,平均增幅为37.5%。氮肥施用具有显著的增产效果,直播油菜施氮效果大于移栽油菜。在相同氮肥用量条件下,不同施氮方式对油菜产量、干物质动态、氮素吸收和氮肥利用率产生明显影响,总体表现为氮肥集中施用翻施表施的趋势。与表施处理相比,不同试验点移栽和直播油菜氮肥集中施用处理平均增产分别为18.2%和23.8%,氮素吸收量平均增幅分别为19.0%和37.0%。对于氮肥农学利用率而言,移栽油菜氮肥集中施用处理相比表施处理从6.9 kg·kg~(-1)增加到8.8 kg·kg~(-1),平均增幅为27.7%,直播油菜从5.7 kg·kg~(-1)增加到7.5 kg·kg~(-1),平均增幅为31.7%。而对于氮肥表观利用率而言,移栽油菜氮肥集中施用处理相比表施处理从33.3%提高到42.3%,平均增幅为27.2%;直播油菜从22.0%提高到27.4%,平均增幅为50.7%。相比于表施处理,移栽油菜氮肥集中施用花后地下部干物质增幅占整个生育期干物质增幅的61.8%,地上部为50.5%;直播油菜分别为78.5%和66.7%。【结论】直播油菜对氮肥施用方式的响应比移栽油菜更敏感,氮肥集中施用促进了植株花后地下部和地上部干物质同步累积。结合油菜栽培模式,实际生产中应该采取条施或穴施的氮肥集中施用技术。     

重庆油菜产业现状及发展对策

通过广泛收集的各方面资料,回顾了重庆油菜产业发展的现状,总结了油菜产业面临的种植效益低、产业化经营弱、品牌建设滞后等方面的制约因素,分析了油菜产业发展具备的种植基础、比较优势和种植空间等方面的有利条件和政策、产业格局、种植结构等方面的发展机遇,提出了建立优质油菜产业化生产基地、推进耕作制度变革、提升生产机械化率、加快农旅融合发展等多方面的意见和建议,以期为重庆油菜产业持续健康发展提供智力支持。     

政府主导下的我国木薯燃料乙醇产业发展战略

发展非粮燃料乙醇是我国应对能源危机及发展低碳经济的重要途径,政府在生物质能源发展过程中扮演着十分重要的主导者和管理者的角色,并通过制度供给、调整能源结构和利益格局,引导和推动其产业的发展。通过运用访谈、问卷等方法,以农户、企业、产业发展办公室、加油站和消费者作为对象,以全国木薯第一大县武鸣作为调研地,以木薯燃料乙醇产业发展为切入点,提出政府主导的"公司+合作社+农户"合作模式下的发展战略。     

油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响

【目的】明确不同冬油菜种植区域油菜专用控释尿素用量对冬油菜产量和氮素吸收的影响,验证油菜专用控释尿素一次性施用的可行性和适宜用量,为指导冬油菜轻简化生产提供依据。【方法】于2015-2016年分别开展油菜专用控释尿素静水释放试验和田间埋袋养分释放以及控释尿素用量施用效果田间试验。油菜专用控释尿素用量试验布置于冬油菜3个主产地区--湖南衡阳、江西九江和湖北武穴。试验共设5个氮肥用量梯度,分别为0、60、120、180和240 kg N·hm^-2,探究油菜专用控释尿素对不同区域冬油菜产量和氮素吸收的影响。【结果】田间埋袋试验结果表明,油菜专用控释尿素的缓释期在150 d左右,累积释放量为83.4%,与冬油菜氮素需求吻合。施用油菜专用控释尿素可以调控收获密度,增加冬油菜的单株角果数和每角粒数。与不施氮处理相比,单株角果数、每角粒数分别增加15.0-81.5角/株和0.2-2.4粒/角,收获密度随氮肥用量增加或降低协调群体与个体。3个产地的籽粒产量均在施氮量达到180 kg N·hm^-2时最高,分别较不施氮增产1 118、1 088和2 049 kg·hm^-2。用线性加平台模型拟合的最佳控释尿素用量,湖南衡阳、江西九江和湖北武穴分别为174、180和192 kg N·hm^-2。油菜专用控释尿素施用显著增加地上部生物量、氮素含量和氮素积累量。在收获期时,随氮肥用量增加,茎秆中的氮素分配比例逐渐增加,籽粒中氮素积累分配比例减小,而角壳的氮素分配比例保持在10%左右。不同时期氮肥利用率存在差异,苗期最小,花期最大,收获期居中,分别为19.20%-23.45%、50.69%-56.89%和39.39%-46.71%。苗期和花期的氮肥利用率随着施氮量的增加,出现先增加后降低的趋势,在控释尿素用量为180 kg N·hm^-2时达到最大;收获期的氮肥利用率随着施氮量的增加呈降低趋势。【结论】油菜专用控释尿素一次性施用可以增加油菜各生育时期的氮素吸收、促进油菜生长发育,提高收获密度、单株角果数和每角粒数,增加油菜产量。不同冬油菜主产区所需专用控释尿素推荐用量差异不大,平均为180 kg N·hm^-2。