芒和荻作为草本能源植物的潜力分析

利用多年生草本植物发展生物质能源产业是可再生能源发展的一个新方向。研究发现,芒和荻是我国本土多年生高大C4草本植物,具有作为能源植物的开发潜力,在欧洲已被广泛应用,在我国仅仅用于水土保持、造纸、饲料等。该文综述了芒和荻的生物学特征、生物质品质特性、生态效益、国内外利用现状,认为该类植物具有生态类型多、野生资源丰富、适应性广,抗逆性强,产量高,净能产出高,生物质品质好,转化利用途径广,生态价值好等特点,是优良的草本能源植物,适合在我国边际土地上种植利用,目前的研究重点应集中于种质资源的搜集、评价和新品种选育及适用于边际土地的栽培管理技术。     

植物油脂的生物合成及生物质能源产业化

化石能源日益枯竭,利用现代科技生产生物质能源,是解决未来能源问题的一条重要出路。阐述了能源植物前质体的发育,着重介绍了质体与脂类合成相关性等方面的研究进展,探讨了生物质能源合成的产业化策略。植物生物质能源合成调控原理的产业化日益受到人们的关注,通过转基因方式增强油脂生物合成以及通过热化学和生物化学方法转化生物质能的前景是非常可观的。     

京郊边际土地纤维素类能源草规模化种植与管理技术

为探索能源植物在北京及周边地区的发展潜力,在京郊挖沙废弃地、荒滩地、撂荒地、污染农田4种边际土地上开展了柳枝稷、荻、芦竹和杂交狼尾草4种纤维素类能源草的规模化种植。在此基础上,总结提出了京郊边际土地纤维素类能源草规模化种植与管理技术,为基于边际土地发展京郊生物质原料生产与生物质能源产业奠定了良好的技术基础。     

中国棉花副产品作为生物质能源利用的潜力评估

中国每年产生丰富的棉花副产品资源,包括棉秆和棉籽。棉秆和棉籽壳纤维素和木质素含量高,棉籽仁含油量高,是适宜的生物质能源原料。从1980年到2014年,棉花主产区向西北内陆的新疆扩展,而在黄河流域和长江流域的种植面积缩小,主要原因是植棉比较效益大幅下降。利用棉花副产品生产生物质能源,是既缓解中国能源压力又提高植棉效益的1个新途径。利用1980―2014年中国各省棉花种植数据,分析30多年来棉花种植的区域变化,估算棉花副产品的产量和作为生物质能源的发展潜力。2014年棉花副产品的理论产量为3244万t,其中棉秆2236万t,棉籽1008万t。利用棉秆和棉籽壳可以生产1084万t生物炭或1355万t生物油,棉籽仁经生物质能源转化后可生产152万t生物柴油。利用棉花副产品生产生物质能源产品(生物油和生物柴油),其能源潜力可达1000万t标准煤。在利用30%和50%的情况下,能源潜力分别达到300万t和500万t标准煤。棉花副产品的能源化利用及其产业化发展不仅能够一定程度上缓解中国能源供应压力,还能促进棉花产业的可持续发展和棉民增收。     

新型能源植物——芒的研究进展

芒(Miscanthus.sinensis Andress)以其适应性强、产量高、纤维品质好等优点,被公认为是最佳能源植物之一,分析了全球的能源现状,介绍了国内外对芒草的研究概况和最新进展,认为芒草作为能源植物,在我国具有巨大的应用潜力。     

饲喂杂交狼尾草青贮料对猪生产性能和肉质的影响

为了研究饲喂酶制剂青贮的杂交狼尾草对公猪和母猪生长性能及肉品质的影响,笔者开展了4种杂交狼尾草青贮处理,组Ⅰ为杂交狼尾草添加麦麸,组Ⅱ为杂交狼尾草添加麦麸和纤维素酶,组Ⅲ为杂交狼尾草添加麦麸和纤维素菌液,组Ⅳ为杂交狼尾草添加麦麸和乳酸菌。将4种方式处理的杂交狼尾草添加至基础日粮中,对照组只饲喂基础日粮,75天后称重计算猪的日增重,将猪屠宰后分别测定宰后1 h和宰后24 h的pH和肉色,以及宰后24 h的肌肉大理石纹和系水力。结果表明：Ⅰ-Ⅳ处理组和CK组的公猪日增重分别比母猪高出7.8%、6.7%、12.2%、1.1%和10.7%;Ⅰ-Ⅳ处理组公猪和母猪平均日增重分别比CK组提高3.31%和5.58%;处理组公猪和母猪的pH₁、pH₂₄和肌肉干物质含量与对照组差异不显著(P>0.05),但饲喂杂交狼尾草后公猪的肌肉干物质含量会适当降低,母猪的肌肉干物质含量、肉色₁、肉色₂₄和大理石纹值均略有提高。同时肉猪特别是公猪的系水力也会提高,猪肉品质得到改善。这说明饲喂酶制剂青贮的杂交狼尾草既能提高公猪和母猪的日增重,还能改善猪肉品质,这为开发酶制剂青贮的杂交狼尾草猪饲料奠定基础。     

杂交狼尾草对草鱼肉脂肪酸组成的影响

实验表明,在配合饲料和杂交狼尾草比例为11(干物质比例)条件下养殖的草鱼与全配合饲料养殖的草鱼在背肌脂肪酸组成的对比中,饲草鱼多不饱和脂肪酸(PUFA)的相对含量为(40.18±1.36)%,是饲料鱼(21.64±0.9g)%的1.86倍.饲草鱼n-3 PUFA的相对含量为(14.72±1.27)%,是饲料鱼(2.43±0.49)%的6.06倍.其中,最明显的是饲草鱼183n-3的相对含量(10.27±1.21)%是饲料鱼(1.01±0.02)%的10.17倍.实验也对比了杂交狼尾草叶片与饲料脂肪酸组成的差异.发现在杂交狼尾草(叶片)的脂肪酸组成中183n-3的含量高达(66.23±0.16)%.而在饲料中183n-3的含量仅为(4.34±0.03)%.杂交狼尾草和饲料中未检测到EPA和DHA.草鱼利用杂交狼尾草中丰富的183n-3生物转化生成了EPA和DHA,从而显著提高了饲草鱼鱼肉中n-3 PUFA的含量,促进草鱼生长发育、提高抗病能力,改善鱼肉品质.     

5种狼尾草属观赏草光合特性研究

为了解东方狼尾草(Pennisetum orientale)、绒毛狼尾草(P. setaceum)、‘小兔子’狼尾草(P. alopecuroide‘s Little Bunny’)、羽绒狼尾草(P. villosum)和‘紫光’狼尾草(P. alopecuroide‘s Ziguang’)5种观赏草光合特性,为引种驯化、园林应用提供理论依据,采用Li-6400便携式光合分析仪测定其光合特性指标。结果表明：5种狼尾草光合日进程均呈单峰型,无“午休”现象,‘紫光’狼尾草净光合速率和蒸腾速率在11∶30达最大值29.5μmolCO2/(m²·s)、5.94 mmolH2O/(m²·s),为5种狼尾草中的最高;东方狼尾草光补偿点最高为58.70μmol/(m²·s),绒毛狼尾草、‘小兔子’狼尾草、羽绒狼尾草相近,‘紫光’狼尾草最低为32.41μmol/(m·2 s);羽绒狼尾草光饱和点最高为2563.6μmol/(m·2 s),东方狼尾草最低为1615.4μmol/(m·2 s);5种狼尾草表观量子效率与耐荫植物接近,在0.059~0.061之间,其光能利用效率和水分利用效率均较高,表明5种狼尾草均为耐荫的阳性节水园林植物。     

园林绿化垃圾资源化利用产品在园林绿化中的应用效果评价

为探索园林绿化垃圾资源化利用产品在园林绿化和土壤改良中的实际应用效果,进一步推动园林绿化垃圾的资源化利用。本试验分别将园林绿化资源化利用产品——有机肥和生物质炭应用于城市公园的绿化中,选取红花檵木、大叶油草、紫色狼尾草分别作为园林绿化中的灌木和草本的代表性植物,通过测定不同处理中植物的叶绿素含量、株高以及土壤养分来评价园林绿化垃圾资源化利用产品的应用效果。结果显示：有机肥和生物质炭的使用会有效提高3种植株的叶绿素含量,促进植物生长。有机肥对于红花檵木的土壤养分含量的影响并不一致,但是对于土壤含水率和电导率均有不同程度的提高。另外,有机肥和生物质炭会显著提高大叶油草和紫穗狼尾草的土壤养分含量,更加有利于植物生长。本试验在植株生长和土壤养分这一方面为园林绿化垃圾资源化利用产品在园林绿化中的应用提供了理论依据,同时为园林绿化垃圾的资源化利用奠定了基础。后续的研究中要更加深入的在土壤的物理、化学、生物性质三方面进行,进一步充实上述理论依据。     

沿海滩涂发展能源植物的潜力分析

发展生物质能源对缓解中国的矿质能源压力、减轻能源污染具有重要意义。在分析了发展生物质能源的迫切性的基础上,介绍了利用中国丰富的沿海滩涂土地资源和植物资源开发能源植物的潜力。同时,从滩涂资源的有效利用、盐生植物中能源植物的发掘和通过转基因技术提高能源植物耐盐性及改良盐生植物生产能源物质的特性等方面提出了沿海滩涂发展能源植物的资源潜力。     

湿地生态系统中的土壤动物研究进展

土壤动物是湿地生态系统中非常重要的组成部分,是物质循环和能量流动正常运行的关键一环。土壤动物在湿地生态系统中的研究越来越受到人们的重视。笔者概括了土壤动物的分类和采集及土壤动物生物量的测定,阐述了湿地生态系统中土壤动物研究主要集中在2个方面：土壤动物的生态特征研究和生态功能研究。其中,土壤动物的生态特征研究包括土壤动物数量、组成和多样性及及影响因素等主要生态特征,土壤动物生态功能研究主要包括生态指示功能、生态调控功能及对枯落物的分解功能等。最后,对土壤动物在湿地生态系统中的研究提出了展望。     

超级杂交水稻的物质生产特征及其与产量表现的关系

【研究目的】以江苏省育成的两个重要的超级杂交水稻组合为材料,观察了在江苏省生态条件下超级杂交稻的物质生产及产量表现特征,分析了超级杂交稻组合产量潜力发挥的限制因子。【结果】结果显示,杂交稻组合不论在常规密度还是在稀植条件下均表现出较好的生产能力,其产量优势主要体现在大穗特征,但结实性未见明显改善,结实率偏低。常规高产品种在常规密度下也表现出较高产量水平,但在稀植条件下产量大幅下降。超级杂交稻的物质生产能力较汕优63有一定提高,特别是生育后期物质生产能力显著增强,明显改善了杂交稻抽穗后物质生产能力弱的劣势。无论正常密度还是稀植条件,超级杂交稻茎鞘物质运转率无明显变化,显示出明显的类型特征。【结论】从以上结果可知,超级杂交稻实现产量进一步提高的关键,在于确保较高的群体颖花量的前提下,增加结实期物质生产,实现结实率的突破。适当降低密度,可增加结实期的物质生产量,从而达到改善结实特性的效果     

Stability analysis of yield and capsaicinoids content in chili (<Emphasis Type="Italic">Capsicum</Emphasis> spp<Emphasis Type="Italic">.</Emphasis>) grown across six environments

Pearl millet (Pennisetum glaucum) is the most important cereal in crop-livestock production systems in arid and drier semi-arid environments valued for its grain and dry stover. The conventional approach of improving grain yield through greater partitioning of biomass to the grain and decreased stover yield is not a viable strategy for arid regions where biomass also needs to be improved. The current research tested the hypothesis whether biomass can be improved without extending the crop duration. The 232 F₅ lines derived from a cross (J28 × RIB 335/18) were evaluated in their testcross form along with three commercial hybrids under arid zone conditions. Biomass, grain and stover yields, panicle number, grain size and grain number panicle⁻¹ varied 1.8 to 2.7 fold in progeny testcrosses. Variation in duration of flowering time accounted for only 2% of variation in biomass, indicating that considerable scope existed for selection of testcrosses, and by implication, of F₅ progenies with high biomass independent of crop duration. Stover yield accounted for 72% of differences in total biomass with remaining accounted for by grain yield. From among 92 and 132 testcrosses that had flowering time comparable to two early checks, most had significantly higher biomass, grain and stover yields than these early checks but none of the testcrosses had earliness on par with extra-early maturing hybrid HHB 67. Mean superiority of best 5% testcrosses over early checks was 58% for biomass, 68% for stover yield and 53% for grain yield. The results indicated that there are good prospects of improving biomass in arid zone pearl millet without significantly compromising crop duration.     

Effect of water availability pattern on yield of pearl millet in semi-arid tropical environments

Summary Throughout much of the semi-arid tropics, fluctuations in grain yield can largely be attributed to differences in timing and intensity of drought stress. Since seasonal rainfall in these environments is often poorly related to grain yield, the aim of this paper was to establish a relationship between water availability and grain yield for pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.), grown across 24 semi-arid tropical environments in India. We used a simple soil water budget to calculate a water satisfaction index (WSI) throughout the season. The cumulative WSI at maturity explained 76% of the variance in grain yield. This was three times as much as explained by actual rainfall, because WSI accounted for differences in water losses and pan evaporation. A classification of environments into four groups of water availability patterns explained 75% of the environmental sum of squares for grain yield. For a subset of 13 environments, environmental differences in grain number could also be explained by water availability patterns, whereas differences in grain mass were related to both water availability and temperature. Our results indicate that cumulative WSI, which is an integrated measure of plant-available water, can provide an adequate estimation of the environmental potential for yield in environments where grain yield is mainly limited by variable availability of water.ICRISAT Journal Article 1637     

燕麦与箭筈豌豆不同混播比例对生物量的影响研究

为了研究燕麦与箭筈豌豆不同混播模式的增产效应。在农业部兰州黄土高原生态环境重点野外科学观测试验站对一年生牧草燕麦和箭筈豌豆进行了混播试验。结果表明：丹麦444燕麦50%和333/A春箭筈豌豆50%的混播处理,地上生物量、种子产量及0~50 cm的地上生物量均最高,分别为22193.33 kg/hm2、4776.67 kg/hm2和11792.90 kg/hm2,且与其他混播处理的差异显著(P<0.05)。该混播模式具有较好的协同效应,可在黄土高原及类似地区推广应用。     

放牧对草原土壤微生物影响研究进展

微生物是草原生态系统不可缺少的成员,对草原生态系统中物质转化、能量流动起着重要作用。本文就不同放牧强度对草地土壤微生物区系组成、微生物分布格局以及土壤微生物生物量影响的研究现状进行了总结,最后就今后草原土壤微生物研究的侧重点进行了展望。     

Chemical composition and methane yield of maize hybrids with contrasting maturity

Maize (Zea mays L.) is the most important substrate for biogas production in Germany. This study was conducted to determine the influence of harvest date and hybrid maturity on the yield and quality of maize biomass for anaerobic methane production. In 2004 and 2005, maize hybrids of widely contrasting maturity were grown on a loamy sand soil (Haplic Luvisol) near Braunschweig, Germany. Whole-plant yield was determined several times after female flowering and the biomass analysed for nutrient composition. The specific methane yield (SMY) was measured using 20 l batch digesters. In both experimental years, the late energy maize prototypes had a lower concentration of fat and protein, but higher concentration of ash, detergent fibre, and lignin as compared with the climatically adapted medium-early hybrids. Despite substantially different nutrient concentration among the maize hybrids, no clear-cut association existed between chemical composition and specific methane yield. Contrary to the medium-early hybrids, the late hybrids attained both maximum specific methane yield and maximum methane hectare yields at the final harvest date. In the very long growing season of 2004, the highest individual methane yield of 9370 N m³ ha⁻¹ was obtained by the hybrid with the latest maturity used in the study. It appears that late energy maize, which can take full advantage of the growing season, is better suited for biogas production, provided that the whole-plant dry matter concentration is high enough to produce good quality silage.     

膜下滴灌高产棉花根、冠生物量累积特性研究

在新疆膜下滴灌大田条件下,选用新陆早43号和新陆早45号2个棉花品种,测定不同产量水平棉田棉株根系生物量及其空间分布、地上部生物量、根冠比等,分析滴灌棉花产量形成过程中根、冠生物量的累积特征。结果表明:与一般产量棉田及中低产棉田相比,高产棉田在整个生育期根系生物量较高、中下层根系分布比例较大,棉株总生物量、地上部生物量、棉铃生物量均较高,根冠比较低;产量构成因子表现为总铃数较多、铃重较高。高产棉花由于其生物量快速累积起始时间较早、累积速率快,进而棉株根系生物量、总生物量累积多。因此,根据参试棉花品种的生育特点,在适期早播促生育进程提前、前期营养器官稳健生长的前提下,采取水肥后移或适当推迟停水时间,可适度增加棉花中下层根系分布,降低根冠比,提高光合产物向棉铃的分配比例,增加铃重,进一步提高棉花产量。     

西藏河谷农区灌水和中后期降雨对高产青稞耗水量与产量的影响

利用盆栽试验研究人工灌水及雨水对西藏河谷农区高产青稞耗水特性及产量的影响。试验材料为西藏青稞品种 ‘藏青 25’ , 水分处理 8个： 全生育期正常水分、 轻度水分胁迫、 中度水分胁迫和重度水分胁迫理, 以及灌浆前正常水分、 轻度水分胁迫、 中度水分胁迫和重度水分胁迫处理后灌浆期以后雨水灌溉。试验结果表明, 土壤含水量越大, 青稞耗水量越大, 拔节期及灌浆期是青稞耗水量最大的时期。全生育期土壤水分胁迫会降低青稞的生物量及产量, 轻度水分胁迫、 中度水分胁迫、 重度水分胁迫与正常水分处理相比生物量下降了 29.9%、 41.7%、 47.6%, 单株产量下降了 15.8%、 43.7%、 57.2%。但前期水分胁迫灌浆期后雨水灌溉对青稞的生长受到促进, 生物量和产量增大, 与长期水分胁迫相比生物量增长了 13%、 75.8%、 128.1%、 157.8%, 产量增长了 42.8%、 84%、 201.6%和 269.5%。雨水灌溉在后期对青稞进行了补偿生长, 水分利用率也相应提高。因此, 在适当的水分胁迫 （50%~65%土壤田间持水量） 下, 利用雨水补充灌溉, 可以提高西藏高产青稞 ‘藏青25’ 的水分利用率, 增加产量。