割手密种质资源的产能潜力评价

为探讨割手密作为能源植物的产能潜力,从纤维素、半纤维素、木质素、粗灰分和热值等方面对野外收集的割手密资源进行产能潜力评价.结果表明:30份割手密的纤维素和半纤维素总含量为41.75％～69.13％,木质素含量为2.16％～ 11.75％,粗灰分含量为4.79％～9.34％,热值为16.00～17.69 MJ/kg;与其他植物相比,割手密的纤维素和半纤维素含量较高,热值较大,木质素和粗灰分含量较低;从木质纤维素制燃料乙醇的角度出发,割手密作为能源植物进行开发具有很大的潜力;通过聚类将30份割手密种质分为高产能型、中等产能型、低产能型等3种类型.     

不同品系象草的生物产量及木质纤维素乙醇生产潜力研究

为探讨不同品系象草的生物产量及生物乙醇生产潜力,以不同品系象草为材料,研究不同品系象草的生物产量及利用干物质组成分中纤维素、半纤维素含量计算乙醇理论产量,并进行比较,旨在为象草作为生物质能源开发利用的品种选择提供技术指导。结果表明,不同品系象草株高、分蘖数、茎叶比等指标均存在品系间显著或极显著差异,总体趋势是植株高大、分蘖数较少的品系生物产量高;结构组成中纤维素、半纤维素和木质素含量在不同品系间存在显著或极显著差异。综合不同品系的生物产量及生物乙醇产量表现,品系P118、P115和P33表现较好,具有较高的木质纤维素乙醇生产潜力,可作为生物质能源植物新品种开发利用。     

玉米秸秆主要成分及热值的测定与分析

分别对15个玉米杂交种和22个亲本自交系秸秆的主要成分(纤维素、半纤维素、木质素)和热值进行了测定,分析了秸秆主要成分与热值的关系。结果表明:(1)反映玉米秸秆能量的主要指标是纤维素、木质素;(2)同一材料的热值及纤维素、木质素含量从上部到下部逐渐增多,半纤维素含量逐渐减少;(3)纤维素、木质素含量与热值呈正相关,即玉米秸秆的纤维素、木质素含量越多,热值越高。     

6种植物中木质纤维素含量的比较研究

以香根草、香茅、巨菌草、象草、串叶草、拟南芥为材料,测定了它们在不同生长时期的纤维素、半纤维素和木质素的含量.结果表明,在不同的生长时期,6种植物的木质纤维素含量随着时间的增加都有不同程度的升高;无论在生长的哪个时期,香茅的木质纤维素含量都是最高的.在第1.5个月时,其木质纤维素含量为香茅>香根草>巨菌草>象草>串叶草>拟南芥;在第6个月时,其木质纤维素含量为香茅>巨菌草>象草>香根草>串叶草;在第9和第10个月时,其木质纤维素含量为香茅>巨菌草>象草>香根草.     

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。     

木质素与生物燃料生产:降低含量或解除束缚?

生物质能源作为可再生性替代能源之一,其开发利用可为解决当前全球变暖、化石能源成本飞涨和环境污染等重大问题提供新的途径。木质纤维素是植物细胞壁的主要组成成分,也是地球上最丰富的可再生资源之一,可转化为生物酒精等液体生物燃料。木质纤维素主要包括纤维素、半纤维素和木质素,三者之间由酯键、醚键和糖苷键等化学键连接,形成的木质素-糖类复合体是一种共价键聚合物,这些细胞壁成分的组成及其互作会影响多糖的水解作用,进而影响木质纤维素的转化利用效率,其中,木质素被认为是阻碍纤维素酶分解的主要物理障碍。当前,提高能源作物生物质的田间种植、生产效率及其工厂化降解、转化效率是生物质能源发展的热点和难点问题。由于木质素是木质纤维素生物量中除多糖之外含量最高的成分之一,提高木质素利用效率成为影响整个木质纤维素生物冶炼产能的关键。为此,文中从降低木质素含量和解除木质素束缚的角度出发,系统回顾了木质素在植物细胞壁中的发育沉积特征及其遗传改造研究进展,探究从植物细胞壁结构组成角度优化木质纤维素性状提高生物燃料产率的可能性,重点论述了降低能源植物木质素含量的遗传选育和基因改良策略,以及木质纤维素生物冶炼的预处理和分离技术。一方面,通过常规育种程序培育低木质素含量的生物能源作物品种,或是通过基因工程技术下调木质素的生物合成,对于提高木质纤维素利用效率和降低生物燃料生产成本均具有积极的作用。另一方面,以解除木质素束缚为目的的生物冶炼预处理技术是提高木质纤维素生物燃料工厂化生产效率的重要环节,主要包括酸预处理法、碱预处理法和有机溶剂预处理法,高效的预处理技术能够显著提高纤维素酶水解效率,增加生物酒精产量。文中最后对木质素与生物燃料生产的研究与应用前景进行了展望。     

西北干旱地区边际土地高抗逆纤维类能源植物的筛选与初探

合理利用边际土地,筛选种植高抗逆新型能源植物,为发展生物质能源提供足够的生物能源植物原料已成为解决目前能源危机的一个重要方向。本研究针对我国西北干旱区广泛分布的边际土地的优势,以甘肃省民勤县和榆中县为代表,对该地区高抗逆的纤维类植物进行了实地调查,分析这些调查植物的生长习性,并选取了分布广泛且高抗逆的甘肃省民勤县11种植物、榆中县9种植物,采集这些植物地上部分,测定能源指标含量,包括综纤维、木质素、灰分和热值,进一步利用科学合理的方法评价各个植物是否适宜作为能源植物,从而为西北干旱地区高抗逆新型纤维类能源植物的初步筛选和开发利用提供理论依据和技术支撑。结果表明,草本植物的综纤维含量高于木本植物,木质素含量低于木本植物,但灰分含量较高。综合生态适应性、化学成分和热值三项指标可得,草本植物芨芨草、冰草和旱生芦苇及木本植物柠条、野蔷薇、花棒可以作为潜在的高抗逆能源植物。柠条作为已公认的能源植物,目前已经大面积的种植和开发利用,这也为其他高抗逆能源植物的开发和利用提供重要的参考和借鉴。     

5种高大禾草的纤维素和木质素含量的测定

[目的]筛选纤维素含量高且木质素含量低的物种,为纤维质能源植物的开发利用积累资料。[方法]采用酸碱洗涤法、硝酸乙醇法和比色法对同一样品棉花的纤维素含量进行测定,从中筛选最佳测定方法,然后采用最佳方法对河八王、斑茅、五节芒、芒和拟高粱进行茎、叶及茎叶混合物的纤维素含量的测定,采用Klason法对它们的木质素含量进行测定。[结果]酸碱洗涤法测定纤维素含量最佳。5种高大禾草中,同一种类的纤维素和木质素含量均为茎〉茎叶混合物〉叶;纤维素含量由高到低依次为河八王（52.1%）、五节芒（47.9%）、斑茅（44.3%）、芒（44.1%）和拟高粱（40.2%）;木质素含量由高到低依次为五节芒（32.4%）、芒（29.8%）、斑茅（29.5%）、拟高粱（27.5%）和河八王（26.2%）。[结论]5个样品中,河八王是纤维素含量最高且木质素含量最低的种类,适合作为纤维质能源植物开发利用。     

能源草不同部位热解特性研究

为了更合理地利用生物质,本文研究了能源草不同部位(包括能源草秆、叶子、叶柄和全秆)的热解特性。结果发现,能源草不同部位的化学组成存在明显差异,其中能源草秆中纤维素、半纤维素和木质素含量均最高,分别为44.96%、21.48%和21.18%;叶子中半纤维素和木质素含量最低,分别为14.82%和17.02%;叶柄中纤维素的含量最低,为35.15%。这些化学组成的差异导致了其热解行为的不同,特别是第二阶段提取物的热解。而动力学分析结果也发现叶子的活化能最低为72.11k J.mol~(-1).k~(-1),秆的最高为95.02k J.mol~(-1).k~(-1),这些结果暗示能源草不同部位应该有各自最佳的利用方式。     

澳洲坚果壳中纤维素和木质素成分分析

对澳洲坚果壳的研究表明,澳洲坚果壳的主要成分是纤维素和酸不溶木质素,其中纤维素含量为34.65%,酸不溶木质素含量为39.75%,水分含量为8.45%;与其他植物相比,它的酸不溶木质素含量较高,而纤维素含量明显较低;紫外和红外光谱、核磁共振氢谱的分析结果表明,澳洲坚果壳的木质素以愈创木基-紫丁香基木质素为主,属GS型木质素,且G型木质素含量大于S型木质素.     

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）生物能源利用的研究进展

紫花苜蓿（Medicago sativa L.）适应性强、生物质产量高,茎可用于生产酒精,叶片可用于家畜饲料,是最具开发潜力的能源植物之一。本文从紫花苜蓿生物能源利用角度出发,系统回顾了近年来紫花苜蓿作为能源植物在种质资源评价、细胞壁主要成分（纤维素、半纤维素、木质素）合成途径及其遗传调控以及栽培管理对酒精生产效率的影响等方面的研究进展,重点讨论了苜蓿细胞壁发育和木质素生物合成基因及其调控效应,并对紫花苜蓿作为能源植物的研发前景进行了展望。     

反义CCoAOMT基因调控烟草木质素的生物合成

[目的]研究木质素的生物合成及调控,降低木质素的含量或改变其组分。[方法]用农杆菌介导法将苎麻反义CCoAOMT基因导入烟草,采用PCR及Southern印迹对获得的转基因植株进行分子检测,并测定移栽3个月转基因植株Klason木质素及纤维素含量。[结果]转基因烟草与野生型对照相比木质素平均含量降低了16.8%,纤维素平均含量升高了15.2%,并且植株生长正常。[结论]抑制植物CCoAOMT表达是反向调控转基因植物木质素生物合成的有效途径。     

桉树树皮化学成分分析

[目的]采用我国木材化学成分分析国家标准,对人工林桉树树皮的化学成分进行了测定和分析。[方法]测定桉树树皮的综纤维素、纤维素、木质素、灰分、抽提物含量,并与其他4种植物进行比较。[结果]人工林桉树树皮化学成分含量分别为,综纤维素79.35%,纤维素46.81%,木质素19.69%,1%NaOH抽提物19.83%,冷水抽提物5.30%,热水抽提物8.11%,苯醇抽提物2.63%,灰分2.82%。[结论]桉树树皮综纤维素、纤维素、灰分、抽提物含量较高,木质素含量较低。     

化学预处理对牧草酶解糖化发酵效果的影响

[目的]研究化学预处理对高丹草、沙打旺、御谷和紫花苜蓿酶解糖化发酵效果的影响,评价4种牧草的能源性。[方法]用不同质量分数的硫酸预处理牧草,测定处理前后纤维素、半纤维素和木质素的含量以及不同发酵时间后的葡萄糖浓度和乙醇浓度。[结果]预处理后,牧草的纤维素含量上升,半纤维素和木质素的含量下降。在柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液体系（pH=4．8）中,经1．0％（W／V）稀酸预处理后,4种牧草的乙醇提取浓度均最高。发酵过程中,葡萄糖浓度和乙醇浓度均先增加后降低,分别在发酵后24和48h达到高峰。[结论]预处理促进了紫花苜蓿、高丹草、御谷、沙打旺的酶解糖化发酵,4种牧草的能源性依次降低。     

贵州石漠化地区不同能源草对土壤理化性质的影响

以贵州省安顺能源草实验点7种能源草为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,对能源草对土壤渗透性、含水量、有机质、容重的影响进行研究。结果表明,能源草所对应土壤渗透性为香根草皇草柳枝稷五节芒斑茅象草紫色象草CK;能源草所对应土壤的含水量为皇草香根草柳枝稷紫色象草甘蔗属的斑茅芒属的五节芒=象草CK;能源草所对应土壤有机质含量为皇草柳枝稷紫色象草香根草甘蔗属的斑茅象草芒属的五节芒CK;能源草所对应土壤容重为CK芒属的五节芒甘蔗属的斑茅=象草香根草紫色象草=柳枝稷皇草。不同能源草对土壤理化性质的影响不同,其中紫色象草与土壤容重呈显著正相关;皇草与土壤含水量呈显著正相关;香根草与土壤含水量和有机质含量呈显著正相关;其他能源草与土壤理化性质大都呈中度相关且不显著。     

磨盘山典型灌草根系抗拉力学特性及其影响因素研究

为研究西南典型红壤土石山区护坡植物根系固土力学机制,选取4种景观绿化护坡乡土植物(栽秧泡、星毛金锦香、狗尾草、灯芯草)根系开展单根抗拉实验,对比分析根系力学特性及其相关影响因素。结果表明:4种植物根系抗拉能力排序为栽秧泡星毛金锦香狗尾草灯芯草,随根径的增大抗拉力增大,抗拉强度减小。随着根径的增大星毛金锦香、狗尾草、灯芯草根系木质素含量、木纤比逐渐增大,纤维素含量减小,栽秧泡变化相反。4种植物根系抗拉能力与纤维素、木质素含量显著相关;星毛金锦香、狗尾草、灯芯草根系抗拉力与纤维素含量显著负相关,与木质素含量、木纤比显著正相关,抗拉强度与纤维素含量显著正相关,与木质素、木纤比显著负相关;栽秧泡根系抗拉特性与化学成分的关系与之相反。根系应力-应变曲线初始阶段为线性关系弹性特征较好,当荷载继续增大表现塑性材料特征;根系最大延伸率随根径的增大而减小,最大的为栽秧泡。4种植物单根力学特性均符合水土保持植物要求。     

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。     

能源植物象草的综合利用和栽培技术

象草为1种新型的能源植物,可用作动物饲料、造纸原料,且在公路绿化和防护上有显著的作用。介绍了象草的栽培措施。     

武陵山区烤烟上部叶片纤维素、木质素含量与质量指标间相关性研究（英文）

为研究烤烟上部叶片中纤维素、木质素的含量及其与烟叶质量指标间相关关系,以武陵山区7个县2011~2012年的48个B2F烤烟样品为材料,测定了烟叶中纤维素、木质素的含量,分析了不同年份及品种间的差异。同时,对烟叶纤维素、木质素含量与外观质量、物理特性、常规化学成分、感官质量指标间的相关性进行了研究。结果表明,纤维素、木质素含量在年份、品种间没有显著差异;纤维素含量与外观质量、物理指标、常规化学成分、感官质量中部分指标的相关性呈显著水平;木质素含量与灰色、油分间相关性显著,与其他烟叶质量指标相关性不显著。可见,纤维素、木质素含量在不同年份及品种间差异不显著,纤维素含量与烟叶质量指标间关系密切,木质素含量对烟叶质量影响较小。     

黄土高原主要树种的两种化学成分含量及其对树木热值的影响

通过对黄土高原50个主要树种热值和化学成分的测定,发现树种间热值的差异主要与树木体内所含的苯-乙醇抽出物和木质素的含量呈二元线性相关.50个树种的苯-乙醇抽出物和木质素含量的平均值分别为6.59和27.41％,针叶树的苯-乙醇抽出物含量(17.95％)明显高于阔叶树(5.87％),木质素含量则差异极小.苯-乙醇抽出物和木质素含量对树木热值的显著影响主要是因为它们具有极高的发热量.两种化学成分的总发热量与树木热值之间具有紧密的线性关系.