干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 生物质能源植物柳枝稷引种试验示范研究

Arid

	生物质能源植物柳枝稷引种试验示范研究
	孙兆军; 王芳; 税军峰; 安雨; 秦萍; 刘吉利; 马永清; 何俊; 韩磊; 王静; 李茜; 齐拓野; 吕雯; 董良; 焦炳忠
完成单位	宁夏大学
登记(发布)日期	2012
中文摘要	1、课题来源与背景宁夏大学环境工程研究院针对全球温室气体增加与气候变暖对生态系统结构、功能和分布的影响,以及宁夏生态系统脆弱,荒漠化和水土流失等严重问题,结合林草生态系统对气候变化更为敏感的特点,于2010年启动自治区科技攻关计划专项,通过引进开发柳枝稷并大面积示范种植,以期筛选出适宜于区域气候地理环境,适应性强,能作为特色生物能源储备植物、同时具有重要的生态效应与经济效益。促进当地农业增效、农民增收、企业节本增效以及现代农业发展,为少数民族地区新农村建设和区域经济社会的协调发展提供了重要的科技支撑。 2、技术原理及性能指标项目通过引进9个柳枝稷品种,开展田间种植并根据牧草产草量、越冬性以及在旱地和盐碱地等不同土壤环境适应性比较试验,筛选了适合宁夏旱地、盐碱地种植的柳枝稷4个新品种Alomo、Kanlow、Intermidiate、Cave in rock。本项目研究从柳枝稷群落结构的时空变化出发,采用野外调查、盆栽以及室内模拟验证试验,并借助植被生态学研究方法和现代化学研究手段,通过对柳枝稷显微结构、光合作用、水分利用和蒸腾作用等微观结构分析,并进行抗逆能力等的比较,探索出柳枝稷抗性机理和适应性。探讨柳枝稷资源竞争能力和化感作用,研究表明对于柳枝稷特色品种的开发利用对于西北地区盐碱地改良利用、生态环境建设及持续提高农业综合生产能力具有重大的推动、支撑作用,在半干旱黄土高原广泛种植柳枝稷,不但能够大量生产生物能源原料,而且对于解决动物的饲料原料和生态恢复都具有非常重要价值。 3、技术的创造性与先进性项目筛选出的适合宁夏旱地、盐碱地种植的柳枝稷4个新品种Alomo、Kanlow、Intermidiate、Cave in rock,主要特性包括以下几方面： (1)可作为特色生物能源储备植物近年来,国际上将其作为一种新型能源模式作物进行了深入研究,用于火力发电,或以木质纤维素生产乙醇。通过对柳枝稷细胞成分的分析显示,其细胞壁成分主要是纤维素、半纤维素以及木质素,其整株植株的淀粉和蛋白质含量分别高于玉米和大豆。通过研究明确了柳枝稷增加生物C含量高达40.5%,较玉米增加31.9%;碳的吸收效率为400 kg C/Mg(百万克)生物量,较玉米增加25.0%。柳枝稷作为燃料乙醇的转化效率约为48%,整体处理效率可提高到68%,平均每亩可制取200升生物乙醇燃料。 (2)可作为西北区域重要的饲料植物通过饲养试验可见,除柳枝稷较苜蓿、红豆草的可消化粗蛋白含量(苜蓿3.15%、红豆草2.27%、柳枝稷1.91%)相差很大外,其他各营养成分和消化能差异不大;而且柳枝稷与其它牧草的适口性、对动物的增重比较看无明显差异。柳枝稷的生物量是苜蓿的2倍,红豆草的3倍,其综合营养价值则远高于苜蓿和红豆草;对于西部干旱地区,开发柳枝稷对于维护生态环境、保障牛羊等反刍动物的饲草来源具有重要价值。 (3)对西北脆弱生态恢复与生态文明建设具有重要价值柳枝稷是原产于北美的多年生暖季型优良高产牧草,因为具有发达的根系,能够显著提高土壤有机质、土壤水分渗透和营养物质的容纳能力,能有效地防止水土侵蚀和农业土壤的退化。特别是能够有效遏制区域生态系统退化,保护绿洲生态。同时,柳枝稷适宜在多种类型土壤上生长,其适宜生长的土壤pH值为4.9～8.6,同时能够忍受零下22～19 ℃的低温条件。这对于西北脆弱生态区土地改良利用、生态环境建设及持续提高农业综合生产能力具有重大的推动和支撑作用。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性项目通过对筛选出的适合宁夏旱地、盐碱地种植的柳枝稷4个新品种Alomo、Kanlow、Intermidiate、Cave in rock,进行显微结构、光合作用、水分利用和蒸腾作用等微观结构分析,并进行抗逆能力等方面的比较,探索出柳枝稷抗性机理和适应性。柳枝稷的种群存在广泛的适应性,可以在北纬36°-46°范围内种植。西北农牧交错地区是我国重要的能源基地和牧业基地,也是我国自然生态环境脆弱、土地退化最为严重的地区,在该区发展能源作物柳枝稷的种植并开展生物能源转化,不仅可以有效缓解土地退化,生产大量优质牲畜用饲料,提高植被覆盖率,涵养水源,而且对西北农牧交错地区的生态环境和安全建设具有重要指导意义。通过项目研究,获得发明专利1项,提出牛羊饲料草及生物质能源植物的可行性分析研究报告和规范种植技术方案;发表论文2篇,培养研究生3人,培训技术人员25名。同时,目前已在盐碱地和旱地种植柳枝稷辐射推广面积3000亩,为品种的进一步推广应用奠定了良好基础。 5、应用情况及存在的问题目前通过合作经营等方式推广应用面积3000亩,尚无生产应用问题。 6、历年获奖情况通过项目研究,获得发明专利1项：一种龟裂碱土柳枝稷快速建植方法(CN201410196139.8)。
中文关键词	生物质能源 ; 植物柳枝稷 ; 引种试验
成果类型	应用技术
中图法分类号	S543.9
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001786395
来源机构	宁夏大学
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243173
推荐引用方式 GB/T 7714	孙兆军,王芳,税军峰,等. 生物质能源植物柳枝稷引种试验示范研究[Z]. 应用技术,2012.