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.     

盐胁迫对柳枝稷种子发芽特性的影响

[目的]为柳枝稷在滨海盐渍土上的种植提供试验依据。[方法]用不同浓度的单盐NaCl和混合盐溶液处理,研究柳枝稷种子在发芽阶段对盐胁迫的反应和胚根、胚芽比的变化。[结果]当单盐和混合盐盐浓度低于3 g/L时,柳枝稷种子的发芽率不受影响,相对盐害率为0;单盐与混合盐溶液对种子的胁迫随盐处理浓度增高,种子发芽率逐渐下降。盐浓度对种子的发芽进程有明显滞后的影响。柳枝稷胚芽在不同盐浓度胁迫下表现出的反应不同,高盐胁迫对抑制胚根生长的影响较大。[结论]该研究可以为柳枝稷种子发芽、苗期耐盐性鉴定提供参考数据。     

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。     

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。     

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。     

柳枝稷苗期对钾营养胁迫耐受性的综合评价

为明确能源作物柳枝稷在缺钾条件下的耐受能力,筛选出耐贫瘠性强的优质种质资源,以13个柳枝稷品种为供试材料,在人工气候室中开展水培试验,通过相关农艺性状和生理指标等评价指标的测定,采用标准差系数赋予权重法对柳枝稷在缺钾胁迫下的表现做出综合评价。结果表明:在缺钾胁迫下,13个柳枝稷品种地上及地下部的生长均受到显著抑制,具体表现为:生长速度下降,叶绿素含量减少,光合面积减少,光合速率降低,进而导致其总生物量积累下降。由标准差系数赋予权重法得出的13个品种耐胁迫性由高到低依次为:Cave-In-Rock、Trailblazer、BJ-5、Forestburg、BJ-4、Pathfinder、BJ-3、BJ-2、Blackwell、Alamo、BJ-1、BJ-6、Kanlow。     

镉胁迫下柳枝稷的生理响应及耐镉性

为探明柳枝稷(Panicum virgatum L.)在镉(Cd)胁迫下的生理变化与耐性,选取柳枝稷低地型品种Alamo以改良Hoagland营养液培养,用CdCl_2 0μmol/L(CK)、5μmol/L、10μmol/L、20μmol/L和30μmol/L胁迫2周后收苗,测定柳枝稷株高、根长、含水量、生物量和叶绿素含量,并进行相关性分析。结果表明:随Cd浓度增加柳枝稷植株的增高、根系伸长及根含水量呈下降趋势;与CK相比,当Cd浓度在10μmol/L及其以上时,根系伸长和根含水量显著(P0.05)下降;Cd浓度在20μmol/L及其以上时,植株增高显著降低;生物量、茎叶含水量与叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量各处理间差异不显著(P0.05);Cd浓度与柳枝稷植株的增高、根系伸长、根含水量、茎叶含水量呈显著或极显著负相关,与生物量呈正相关但不显著。Alamo对Cd胁迫具有一定的耐性。     

能源作物柳枝稷栽培技术

介绍了能源作物柳枝稷栽培技术,包括选地整地、种子处理、播种、苗期管理、后期管理、收获与贮藏等内容,以期为柳枝稷种植者提供参考。     

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。     

刺槐幼苗形态、生物量分配和光合特性对水分胁迫的响应

采用人工控水设置4个水分梯度,研究1年生刺槐幼苗形态结构、光合特性、生物量积累及其分配对水分胁迫的可塑性响应。结果表明:随干旱胁迫程度的增强,形态指标均逐渐降低;结合异速生长曲线的分析,说明植物能根据干旱胁迫的强度和持续时间采取不同的适应策略。叶片水分饱和亏缺逐渐增加的同时,净光合速率和蒸腾速率逐渐减少,光合限制因素由气孔限制为主逐渐转变为非气孔限制为主。光能利用效率降低,同时光系统的保护机制减弱,造成光抑制程度的加剧。土壤干旱降低了各器官的生物量积累,光合产物向地下部分尤其是侧根迁移,使根生物量比增加;而这种分配方式是以降低叶生物量比为代价的,因此造成根冠比的增大、叶面积比率和比叶面积的减少。可塑性指数分析表明:刺槐幼苗主要通过调节形态和光合能力来适应水分环境的变化,生物量积累和分配的差异可能存在异速生长的影响。     

柳枝稷与苜蓿的共发酵对厌氧发酵体系产气效率及微生物群落的影响

为了探究远离畜牧区厌氧发酵的原料碳氮营养合理配比问题。以柳枝稷与紫花苜蓿为试验材料,进行两者5种相同含固率、不同配比的批次发酵试验,柳枝稷和苜蓿不同TS配比如下：A组为0∶4;B组为1∶3;C组为1∶1;D组为3∶1;E组为4∶0。通过对产气量、pH、挥发性脂肪酸以及微生物群落变化的分析,探究发酵体系营养平衡及产甲烷特性。结果表明：柳枝稷与苜蓿为原料的5个组产气趋势均为三峰曲线,发酵1d后出现第一峰,5～8d出现第二峰,9～12d出现第三峰,随后下降至很低点;试验中苜蓿含量较多的A、B、C组产气高峰出现的早,在第9d产气基本结束,随着柳枝稷含量的增加产气峰往后延迟,D组在12d产气结束,纯柳枝稷的E组在15d产气结束,这时5个组分别完成总产气量的95.6%、93.3%、93.8%、94.4%、97.2%;累积产气量随柳枝稷含量的增加而增加,5个组甲烷产量分别为291.7、287.7、320.3、357.4和362.2mL/g VS;随柳枝稷含量的提高,发酵体系pH的下降和挥发性酸的积累明显,纯柳枝稷的发酵体虽然产气多,但发酵体系稳定性下降,其中D组可以明显提高厌氧发酵体系的碳氮营养平衡...     

黄土丘陵区柳枝稷生物量与土壤水分的动力学研究

通过在黄土高原半干旱地区种植柳枝稷,构建生物量与土壤水分的动力学关系模型。结果表明：在年降水量大于328mm的安塞地区,柳枝稷生长稳定;当年降水量少于328mm,柳枝稷收获（降水量580mm）每年超过1．4次,柳枝稷会衰败。当植被与土壤水分的相互作用较强时,植被会衰败,因此引种时必须选择与土壤水分作用相对较弱的植物。模型两个稳定状态共存表明,气候改变（干旱）或人类活动（放牧）对植被将产生不可逆的影响。     

不同氮素形态营养及水分胁迫对分蘖期水稻水分吸收及光合特性的影响

室内营养液培养,采用聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理、根系烫伤处理测定质外体途径水分吸收和0.5mmol.L-1HgC l2处理抑制水通道蛋白活性的方法,在3种供氮形态下(NH4+-N、NO3--N、NH4+-N与NO3--N(等浓度混合)),研究了苗期水稻的生长和水分吸收状况。结果表明,无论在非水分胁迫条件下,还是在水分胁迫条件下,NH4+-N与NO3--N混合处理的水稻生物量最大。在非水分胁迫条件下,NO3--N处理和NH4+-N与NO3--N混合处理的水稻单位干质量吸水量高于NH4+-N处理的水稻;烫伤处理和加HgC l2抑制水通道蛋白活性后,各处理水稻在单位时间内单位干质量水分吸收量都下降。NO3--N与NH4+-N混合营养处理的水稻净光合速率、气孔导度和蒸腾速率高于NH4+-N处理和NO3--N处理。在根系烫伤处理和HgC l2处理后0.5 h内,各处理水稻的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率迅速下降。     

水分胁迫对线辣椒根系生长及产量的影响

以陕西省关中线辣椒产区普遍种植的两个线辣椒品种多娇和辛香8号为试材,研究水分胁迫对其根系形态发育及产量的影响。试验采用盆栽方法,设置5个水分梯度：40%～50%（T1）,50%～60%(T2),60%～70%(T3),70%～80%(T4),80%～90%（CK）,测定其单株总根长、根体积、根表面积、根尖数、根交叉数、根分叉数、根平均直径、根冠比、 单株结果数和单株产量等。结果表明,各处理的单株总根长、根体积、根表面积、根尖数、根交叉数、根分叉数在水分胁迫的第20～40天期间,增加速率明显减小,甚至出现负增长,说明此时期是线辣椒根系对水分胁迫最敏感的时期;不同处理之间单株总根长、根体积、根表面积、根尖数、根分叉数、根交叉数表现为CK＞T4＞T3＞T2＞T1,T1、T2在整个水分胁迫期间均显著地抑制了根系的生长,T3、T4主要在第20～40天期间显著抑制了根系生长;在整个胁迫期间,各处理的根冠比和根平均直径均大于对照,说明线辣椒在水分胁迫下,其根系吸收的水分会首先用于保证根系自身生长,且胁迫处理不利于细根的生长及侧根的发生;单株结果数和单株产量随着土壤水分含量的降低而减少;辛香8号在各胁迫处理下的根系生长受抑制程度及单株减产程度均大于多娇,说明辛香8号的耐旱性弱于多娇。     

不同生育期水分胁迫对烤烟生长发育及化学品质的影响

采用防雨控水试验,研究了不同生育期水分胁迫对烤烟生长发育及化学品质的影响。结果表明,在烤烟生长发育的各个阶段,随土壤相对含水量升高,烟株的株高和叶面积明显增大。土壤干旱或水分过多,根系体积、根系表面积、根系活力下降,最适宜的土壤相对含水量在烤烟生长的团棵期、旺长期、现蕾期、成熟期分别为65%、80%、80%、65%。在烤烟成熟期,不同水分处理的中部叶和上部叶蛋白质、烟碱、总氮的含量增加;总糖、还原糖的含量降低,而且土壤干旱要比水分过多时下降的多,这使得烟叶的品质降低;糖碱、氮碱比、施木克值以轻度干旱(65%处理)较合理。     

水分胁迫对不同紫花苜蓿品种幼苗生长特性和根系ABA含量的影响

为探讨水分胁迫对3个紫花苜蓿(Medicago sativa L.)品种的生长特性和根系ABA浓度的影响,在温室可控条件下,采用盆栽停水法设置轻度(停水7d)、中度(停水14d)和重度(停水21d)3个水分胁迫水平,对敖汉、中苜1号和三得利3个紫花苜蓿品种进行处理,并分别测量叶片水势、相对含水量、气孔导度、根系ABA含量、地上生物量、根冠比及Fv/Fm。结果表明:随着水分胁迫程度增加,紫花苜蓿的地上生物量、Fv/Fm、叶水势、叶片相对含水量和气孔导度下降,根冠比和根系ABA含量升高。品种间的地上生物量和根系ABA含量差异显著(P0.05),Fv/Fm和根冠比无显著差异(P0.05);敖汉和三得利的气孔导度和土壤体积含水量呈线性正相关,中苜1号则是二项式相关;3个紫花苜蓿品种的气孔导度与叶水势以及气孔导度与ABA含量皆呈指数相关。3个品种对水分胁迫的响应存在显著差异,中苜1号的抗旱性最强,其地上生物量和根系ABA含量最高,敖汉次之,三得利最弱。     

非粮生物质原料体系研发进展及方向

非粮生物质原料供应是生物质能产业发展的最主要限制因素。本文系统分析了适合中国国情的非粮生物质和宜能非粮地概念,阐述粮食安全和生物质能源发展的关系,认为发展可持续非粮生物质能源是实现粮食、能源、生态、农村经济多赢的战略举措。进而,重点综述了当前中国非粮生物质原料及其供应体系研究进展,分析了当前迫切需要研发的重点任务,内容包括废弃物生物质资源及其可获得性,非粮能源植物种类筛选、育种和生产技术,原料生产、收获、收集和物流及其机械化,宜能非粮地的面积、分布和生产潜力,原料生产与供应的可持续性和标准化,供应产业模式及能源农业发展,发展规划和政策。