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北方能源草的筛选及其评价

李峰  
【摘要】: 以筛选北方优良纤维素乙醇、生物柴油及炭草原料、充分开发北方丰富的牧草资源为目的,利用北方地区常见16种植物:荻、柳枝稷、沙打旺、杂交狼尾草、大米草、紫花苜蓿、无芒雀麦、高丹草、芦苇、二色胡枝子、油蒿、尖叶胡枝子、青紫披碱草、柠条锦鸡儿、山竹岩黄芪、芨芨草为材料,根据能源植物的生物学特性,结合我国北方土壤,气候等差异显著的实际情况,利用模糊关系矩阵及“Expert-Choice”AHP分析软件,通过化学成分、产量性状、生态适应性、热值4大类12项指标来评价牧草生产燃料乙醇的利用指数;同时比较单位面积植物作为炭草的利用情况,并对提取的生物柴油进行气相色谱分析,分析牧草作为生物柴油原料的可行性。 结果表明:(1)评价体系中各指标对生产燃料乙醇的权重依次为:产量性状(0.4583)化学成分(0.2891)生态适应性(0.1733)热值(0.0792)。(2)荻、柳枝稷、沙打旺、杂交狼尾草利用指数均在80以上,对生产燃料乙醇具有最好的利用潜力;油蒿、尖叶胡枝子、青紫披碱草、芨芨草、柠条锦鸡儿、山竹岩黄芪因生物质年产量较低,虽然其纤维素及半纤维素含量较高,但其利用指数在60以下仍然较差,大米草、紫花苜蓿、无芒雀麦、高丹草、芦苇、二色胡枝子利用指数在60~80之间,也具有一定得开发潜力;(3)以柳枝稷为标准,沙打旺及荻单位面积折合标准煤产量均高于柳枝稷的14.57t/hm2,分别达到24.59t/hm2和23.92t/hm2,很适北方地区作为炭草来直接利用;大米草、紫花苜蓿、高丹草、无芒雀麦、杂交狼尾草折合标准煤产量在10.58~13.40t/hm2之间,也有比较好的利用潜力;(4)生物柴油的主要成分可用植物油的脂肪酸分布来预测生物柴油中脂肪酸甲酯的分布,相对含量也与植株脂肪酸含量保持一致,油脂产量顺序为:沙打旺杂交狼尾草荻紫花苜蓿油蒿无芒雀麦大米草二色胡枝子青紫披碱草柠条锦鸡儿柳枝稷芦苇尖叶胡枝子芨芨草山竹岩黄芪高丹草,其中紫花苜蓿、沙打旺、荻、油蒿、芨芨草、杂交狼尾草均高于以大米草为标准的油脂产量,沙打旺最高为0.937 t/hm2、为标准的约2.08倍,高丹草最低仅为0.105 t/hm2。


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