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《福建农林大学》 2010年
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南方4种生物能源树种能源品质的种源差异研究

王兆勇  
【摘要】: 为解决目前世界面临的能源危机,寻找可再生替代能源成为当前社会发展过程中急需解决的重大课题,近年来作为无污染的生物能源越来越受到重视。我国南方地区能源植物资源丰富,因此如何开发南方的生物能源树种资源显得十分迫切。虽然近年来国内学者对我国南方的一些生物能源树种资源的分布、含油量和能源品质进行了研究,初步筛选出了一些适合南方地区种植的生物能源树种。但目前的这些研究多是从同一来源的树种角度进行研究的,而这些生物能源树种由于分布区地形、气候、土壤等条件的不同,这些树种的含油量和能源品质存在较大的地理种源差异,目前的研究忽略了地域不同可能导致能源树种含油量和能源品质的差异,引起能源树种开发利用中存在极大的盲目性,因此如何筛选出含油量高和能源品质好的能源树种种源成为当前能源树种开发利用中急需解决的重大课题。 有鉴于此,本文在导师课题组对我国南方地区分布的能源植物资源进行调查和筛选基础上,选择南方地区含油量较高的4种生物能源树种乌桕(Sapium sebiferum)、三年桐(Vernicia fordii)、麻疯树(Jatropha curcas)和无患子(Sapindus mukorossi)为研究对象,收集这4个生物能源树种的不同地理种源种子,通过测定4个树种不同地理种源种子形态、苗期形态特征、发芽率、种子含水率、百粒重、含油率、密度、灰分、硫质量分数、水分、酸值、运动黏度等油脂生物柴油理化特性指标,比较生物能源树种不同地理种源之间的差异,筛选含油量高和能源品质好的能源树种种源,为筛选可供生产上应用的生物能源树种和种源提供科学依据。主要研究结果如下: 1.南方4个生物能源树种不同种源的种子形态存在明显差异。从种子形态上看,三年桐种子最大,乌桕最小。4种不同种源能源树种长、宽、厚种源差异除南平三年桐种子厚与尤溪、河南之间外均达极显著水平。尤溪与河南三年桐种子厚存在显著性差异,河南与南平乌桕种子长之间不存在显著差异,江西与清流乌桕种子长不存在显著差异,江西与南平乌桕种子宽不存在显著差异,南平与清流乌桕种子宽存在显著差异。 2.南方4个种源生物能源树种不同种源的苗期形态特征存在明显差异。无患子各种源平均苗高、地径、单株叶片数差异不显著,但平均叶长、叶宽以及叶面积差异达极显著水平。三年桐种源平均苗高、地径、单株叶片数、叶长和叶宽差异达极显著水平,平均叶面积差异显著。云南麻疯树种苗平均叶长与广西麻疯树种苗差异显著。乌桕各种源乌桕平均苗高、地径、单株叶片数、叶长、叶宽、叶面积差异均达极显著水平。 3.南方4个生物能源树种不同种源种子发芽率存在明显差异。尤溪三年桐清水浸种处理的种子发芽率与河南、江西差异均不显著,河南三年桐与永春差异不显著,其他两两比较差异均达到显著水平;尤溪无患子发芽率跟清流差异显著,其他两两对比差异均不显著;江西乌桕与南平、尤溪差异两两显著。江西三年桐高锰酸钾溶液浸种处理种子发芽率与南平、永春差异显著;无患子4个种源种子平均发芽率两两差异均极显著水平;麻疯树种子发芽率种源差异不显著;江西乌桕发芽率与南平差异达极显著水平,河南乌桕发芽率与建瓯、安徽、尤溪两两差异均不显著,南平发芽率与尤溪差异不显著,其他种源种子发芽率两两比较差异均显著。经高锰酸钾溶液浸种方式处理的种子发芽率明显大于用清水处理的种子。 4.南方4个生物能源树种不同种源种子含油品质存在明显差异。南平无患子含水率与清流、两地麻疯树含水率、尤溪乌桕含水率与河南、江西以及安徽乌桕含水率与南平差异显著,尤溪乌桕与南平、建瓯差异极显著,安徽乌桕与建瓯差异极显著。河南乌桕与尤溪、江西乌桕与南平、两地麻疯树及江西与南平无患子百粒重差异不显著,尤溪与南平三年桐百粒重差异显著,其他各种源树种两两比较差异均极显著。石油醚对乌桕种子油脂提取效果最高;对麻疯树的提取,石油醚与无水乙醇作为提取剂皆适合;石油醚与无水乙醇无疑是三年桐种子油脂提取的最佳选择;对无患子种子油脂提取,无水乙醇是最适合的提取剂,石油醚次之。在种仁含油率上,南平与江西无患子、尤溪与江西无患子、江西无患子与清流、江西三年桐与河南、江西与南平三年桐及尤溪三年桐与河南的含油率存在显著差异。在种壳含油率上,尤溪与清流无患子、广西与云南麻疯树以及尤溪与永春三年桐之间存在显著差异。 5.南方4个生物能源树种不同种源种子油脂生物柴油理化特性存在明显差异。不同种源乌桕、无患子、三年桐和麻疯树密度都能达到各国生物柴油标准。4个树种不同种源灰分均符合生物柴油标准。乌桕不同种源硫质量分数均达到国家一级柴油标准,未达到其它国家的生物柴油标准;麻疯树不同种源硫质量分数达到了国家优质柴油硫质量分数标准;三年桐不同种源硫质量分数达到国家一级柴油标准,不符合其它国家硫质量分数标准;无患子各种源硫质量分数达到国家优质柴油标准,符合澳大利亚和捷克两国柴油标准。乌桕不同种源水分达到中国、捷克、意大利、欧洲等国柴油标准,与其他国家柴油标准还有差距;麻疯树不同种源水分符合中国、捷克、意大利、欧洲的国柴油标准;三年桐不同种源水分达到国家柴油标准,离法国、德国两国柴油标准差距较大。无患子各种源水分仅达到中国、捷克、意大利、欧洲等国家柴油标准。乌桕各种源酸值只达到中国、美国国家柴油标准;麻疯树、三年桐和无患子各种源酸值达到其它国家的柴油标准。乌桕、麻疯树、三年桐和无患子运动黏度均不符合世界各国的国家柴油标准。
【学位授予单位】:福建农林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S792.99

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