麻疯树种子（精选7篇）
麻疯树种子 篇1
麻疯树 (Jatropha curcas L.) 是重要的生物质能源树种, 其种子能够被用来提炼生物柴油。然而, 作为生产中的一个重要环节, 麻疯树种子在贮藏与运输过程中可能会遭受仓储害虫的危害, 导致种子商品质量或出油率降低, 种子的生活力及发芽率也会受到影响, 甚至还可能因为种子的异地调运而引起害虫的远距离传播。因此, 充分了解麻疯树种子常见的害虫种类及其发生特点, 无论对于种子储藏过程中的害虫治理工作, 还是对于种子异地调运过程中的害虫检疫工作均是十分重要的。鉴于此, 笔者在查阅相关文献资料的基础上, 对为害麻疯树种子的常见仓储害虫种类及其危害特点、防治措施等进行初步的总结, 以为麻疯树生产工作提供必要的参考资料。
1 麻疯树种子主要贮藏害虫种类
1.1 长角象 (Araecerus spp.)
(1) 分类地位。长角象属鞘翅目 (Coleoptera) 象甲总科 (Curculionoidea) 长角象科 (Anthribidae) 。
(2) 发生分布。在印度, 该属有2个种被记载为麻疯树果实害虫, 它们分别为A.suturalis和A.intangens[1,2];而在国内, 发现该属的另一种———咖啡豆象 (A.fasciculatus) 能够为害麻疯树贮藏期的果实及种子[3]。
(3) 识别特征。咖啡豆象是该属的典型代表, 其成虫体长椭圆形且粗壮, 长2.5~4.5 mm, 暗褐色至黑色, 具浅色或暗褐色柔毛;触角11节, 基部1~2节粗短呈橙黄色, 2~8节纤细棒状呈黄褐色, 端部9~11节亮黑色、扁平且膨大呈三角形, 形成松散的不对称触角棒;前胸背板呈梯形, 宽大于长, 前缘比后缘窄, 且前缘钝圆, 后端内侧略凹;盾片很小, 圆形, 密生细毛, 呈醒目的白色;鞘翅上密生黄、褐、白等各种颜色细毛并形成杂色的斑纹, 尤其是呈现出明显的规则圆形白斑;足胫节细长, 上有4条暗色环带, 此特征在后足胫节上尤其明显[3]。
(4) 危害特点。长角象专门蛀食危害寄主植物的果实及种子, 从而对果实及种子质量产生影响, 是果实及种子贮藏期的重要害虫。根据观察, 咖啡豆象在贵州麻疯树种植区普遍分布, 室内及林间均见其发生为害;其成虫将卵产于果皮内, 幼虫在其中孵化并取食, 最终可将果皮蛀空, 并对其中的种子构成潜在威胁[3]。最新的调查观测也发现, 其幼虫能够蛀食种子, 并在种子上筑蛹室化蛹。
(5) 发生规律。咖啡豆象成虫在果实上咬一小孔口逼近种子, 每一孔口产一个卵;卵产1周后孵化, 幼虫蛀入种子取食危害, 4周内老熟;蛹期持续7~10 d, 成虫在羽化前可在果实内停留一段时间;数日后, 成虫交配, 交配后雌成虫即可开始产卵[1]。事实上, 咖啡豆象的生活史因寄主种类以及环境条件的不同而有很大的不同。
1.2 赤拟谷盗 (Tribolium castaneum Herbst)
(2) 分类地位。赤拟谷盗属于鞘翅目 (Coleoptera) 拟步甲总科 (Tenebrionoidea) 拟步甲科 (Tenebrionidae) , 是一种重要的世界性储粮害虫, 可为害多种储藏物包括粮食、油料、药材、各种动植物及动植物产品等。
(3) 发生分布。Roorda首次报道了在荷兰发现该害虫能够为害储藏中的麻疯树种子[4]。近年来, 在老挝、越南等地区, 该害虫也被发现能够为害麻疯树的种子。另外, 在尼加拉瓜也发现有一种拟谷盗 (Tribolium sp.) 蛀食麻疯树的干燥种子[5]。
(3) 识别特征。赤拟谷盗体长椭圆形, 褐色或红褐色, 稍有光泽;复眼肾形, 黑色, 头部腹面两复眼之间的距离与复眼横向直径相等;触角由11节组成, 端部3节突然膨大;鞘翅上有纵行刻点。该种与杂拟谷盗 (Tribolium confusum) 极相似 (尤其是卵、幼虫及蛹) , 区别在于杂拟谷盗的成虫头部腹面二复眼间的距离约为复眼横向直径的3倍, 触角末端3节逐渐膨大成棒形[6]。
(4) 危害特点。赤拟谷盗可将贮藏中的麻疯树种子蛀空使其呈粉末状。
(5) 发生规律。赤拟谷盗每年发生4~5代, 大多以成虫越冬, 偶尔也以幼虫或蛹越冬;越冬成虫于次年4月上中旬左右出蛰, 交尾后3~8 d开始产卵, 平均每雌产卵300余粒;在温度29℃和相对湿度75%的条件下, 经5~6 d幼虫孵化;幼虫一般为6~7龄, 幼虫期约30 d, 蛹期8 d左右;在温、湿度条件适宜的情况下, 完成1个世代逾40 d[7]。
1.3 斑皮蠹 (Trogoderma sp.)
(1) 分类地位。斑皮蠹是鞘翅目 (Coleoptera) 皮蠹科 (Dermestidae) 中最大的属之一, 广泛分布于大洋洲区、新北区和新热带区。斑皮蠹属在皮蠹科中是经济意义和检疫重要性最突出的一个属, 属内许多种均是储藏谷物的重要害虫。
(2) 发生分布。Roorda最先报道在荷兰发现有一种未鉴定的皮蠹科 (Dermestidae) 害虫为害麻疯树的储藏种子[4]。在尼加拉瓜, 也有人发现一种斑皮蠹 (Trogoderma sp.) 蛀食麻疯树的干燥种子[5]。
(3) 识别特征。斑皮蠹属昆虫的成虫体长形, 长3~4 mm, 一般暗色, 某些种类的鞘翅上还有波浪形条斑或模糊的斑块。幼虫长形、柔软, 体色较其他皮蠹类害虫浅。
(4) 危害特点。以幼虫蛀食储藏种子使其成为空壳。
(5) 发生规律。和其他皮蠹类一样, 斑皮蠹类害虫的生活史因食物种类及气温不同而有很大变化, 但斑皮蠹一般常年发生, 1年可发生1个世代以上。
1.4 印度谷螟[Plodia interpunctella (Hubner) ]
(1) 分类地位。印度谷螟属鳞翅目 (Lepidoptera) 斑螟科 (Pyralidae) , 世界性分布, 且食性很广, 几乎能够为害所有植物性贮藏物。
(2) 发生分布。在尼加拉瓜, 印度谷螟常见于麻疯树种子中, 是麻疯树种子贮藏中的常见仓库害虫种类之一[5]。
(3) 识别特征。印度谷螟属小型蛾子;成虫体长5~9 mm, 翅展13~16 mm;头部灰褐色, 腹部灰白色, 头顶复眼间有一伸向前下方的黑褐色鳞片丛;前翅细长, 基半部黄白色, 其余部分亮赤褐色, 并散生黑色斑纹;后翅灰白色。老熟幼虫体长10~13 mm, 体呈圆筒形, 中间稍膨大;头部赤褐色, 胸腹部淡黄白色, 腹部背面带淡粉红色。
(4) 危害特点。幼虫吐丝结网, 把被害物连缀成团, 藏于其中危害。
(5) 发生规律。在印度谷螟的生长发育过程中, 环境的温湿度起着非常重要的作用;有研究报道其最适生长环境为温度32℃、相对湿度75%[8]。
1.5 大角豆象 (Megacerus sp.)
(1) 分类地位。大角豆象为鞘翅目 (Coleoptera) 豆象科 (Bruchidae) 豆象亚科 (Bruchinae) 大角豆象族 (Megacerini) 中的唯一属, 比较特殊, 含50余种, 分布于美国、加拿大, 直至智利和阿根延[9]。
(2) 发生分布。在墨西哥, 常发现大角豆象的成虫活动于麻疯树林分中[10]。
(3) 识别特征。大角豆象属昆虫体长1.2~4.0 mm, 宽0.8~2.8 mm, 近五角形, 粗壮;头在眼后部显著收狭, 眼显著突出;额部狭窄, 具锋利的中脊;触角锯齿状 (雌虫) 或梳状 (雄虫) ;前胸背板钟形;尾板、前胸背板及鞘翅有时具磨光或祼露的区域。大角豆角与豆象亚科的其他属的区别在于其鞘翅上第十行纹比较简略[11]。
(4) 危害特点。以幼虫蛀食寄主植物的种子。
(5) 发生规律。该属大多为一化性昆虫;成虫一般将卵产于萼片或产于果实上, 在果实开裂的情况下也会将卵直接产于其中的种子上, 1个种子一般仅有1个虫卵;幼虫孵化后蛀入种子取食其中内含物, 可将其蛀空, 并在里面筑蛹室化蛹;成虫在种皮上咬一羽孔飞出[9]。
2 麻疯树贮藏期害虫的防治措施
2.1 种子贮藏前处理
首先, 要清洁仓库, 包括仓库用具及包装器材, 必要时对仓库进行整体消毒;其次, 仓贮时要保证麻疯树种子颗粒完整、纯净干燥, 无虫蛀迹象;第三, 种子要密封包装在不透气容器或防虫包装袋中。
2.2 物理防治
一是通过高温、低温杀虫, 如咖啡豆象成虫在50℃时3min内即全部死亡, 同时在0℃之下也很难生存;二是赤拟谷盗成虫不喜红光, 往往远离红光环境。因此, 在仓库中使用红光照射可以驱避该害虫[12]。三是发现害虫时, 将种子倒出在阳光下曝晒, 并挑出受害种子, 用筛子过筛以去除害虫。
2.3 化学防治
化防以熏蒸方式为主, 常用的熏蒸剂有磷化铝、溴甲烷等。然而值得注意的是, 害虫会对常规使用的农药品种产生抗性, 如赤拟谷盗已经对许多常规农药品种 (包括磷化氢、溴甲烷、有机磷杀虫剂、拟除虫菊酯类、昆虫生长调节剂) 产生了抗性;通过试验也表明, 经过6个世代的选择适应, 赤拟谷盗能够对较大剂量的溴氰菊酯产生抗性[13]。因此, 实践中要尽量轮换使用不同的农药品种。
2.4 生物防治
可通过释放贮藏害虫的寄生性天敌进行防治, 例如茧蜂科 (Braconidae) 、旋小蜂科 (Eupelmidae) 、姬小蜂科 (EuloPhidae) 可能是大角豆象类害虫的潜在天敌[9]。另外, 也可利用微生物杀虫剂白僵菌, 采用喷粉、喷雾等方式进行防治。
2.5 诱杀
在成虫羽化期用昆虫信息素诱捕器诱杀。例如, 有人针对斑皮蠹类害虫设计了一种引诱器, 并以 (Z) -及 (E) -甲基十六碳烯醛为其性引诱剂, 使用方便, 效果显著[14]。
2.6 植物精油防治
利用植物精油, 如蓝桉叶油和八角茴香油进行熏蒸处理, 也可以获得较好的防治效果, 适当增大精油剂量及延长熏蒸时间都能带来理想的杀虫效果[15]。
3 结语
传统上, 麻疯树被认为具有很强的抗虫特性, 特别是在其种子中含有一些重要的杀虫成分如麻疯树萜醇I[16]、佛波酯[17,18];曾有试验表明, 麻疯树种子或果皮的粉末或其液体提取物能够防治常见的贮藏害虫, 其中包括赤拟谷盗, 且种子较果皮的杀虫能力高[19]。然而, 现有的研究资料表明麻疯树的杀虫特性并不是绝对的, 在许多情况下, 贮藏中的麻疯树种子仍会被许多常见的仓储害虫危害;而且, 随着时间的推移以及害虫适应性的不断增强, 麻疯树种子贮藏害虫种类的组成也将更加复杂, 造成的危害也将愈加显现。鉴于此, 今后要对贮藏期间麻疯树种子害虫的发生危害予以足够的重视, 切实加强其防控工作。首先, 异地调动麻疯树种子时必须针对特定害虫种类严格执行检疫措施。如检验长角象时可用2.5~4.5 mm孔径的筛子过筛, 检查筛下物内有无成虫。其次, 要重视贮藏前的害虫预防工作, 包括仓库及种子的清洁消毒处理以及防虫包装袋的选择等, 这是防止贮藏害虫发生的关键;第三, 储藏害虫发生危害时, 要尽量选择经济、高效、低毒的防治技术, 如可利用植物精油进行熏蒸防治, 既安全又高效[15,20,21,22];另外, 引诱剂的利用应得到重视与大力提倡, 因为该技术不但对贮藏害虫具有直接诱杀功能, 而且成本低廉、操作简便、无毒无公害, 更重要的是引诱技术具有害虫监测功能, 使害虫的发生在早期便被发现, 因而今后要加大各种贮藏害虫引诱剂及引诱器的开发与利用。
摘要：麻疯树是重要的生物质能源植物, 其种子的采收及贮藏是生产中的一个重要环节, 在这个过程中, 各种储藏害虫的发生会带来一系列的危害后果。为此, 在查阅大量文献资料的基础上, 针对麻疯树种子贮藏期间主要害虫种类及其危害特点、识别特征、发生规律以及防治措施等方面进行了总结, 以为麻疯树生产提供必要的技术参考。
关键词：麻疯树,种子,贮藏害虫,危害特点,发生规律,防治措施
麻疯树生长物候以及开花习性研究 篇2
1 材料与方法
1.1 试验地概况
观察地点设在云南省红河州元阳县水塘村麻疯树基地，基地海拔260 m，最高气温43.5℃，最低气温10℃，年平均气温20℃，年均降雨量700 mm。
1.2 试验材料
2009年2月下旬至12月上旬(麻疯树萌动前10 d至落叶后的10 d)，在同一生长环境下，每100 m随机选定生长健壮、无病虫害的野生麻疯树植株1株作为观察材料，共选10株[1]。
1.3 试验方法
1.3.1 物候期观察。
每3 d观察记录1次麻疯树的各生育期，按照各生育期的特征确定麻疯树的物候期及植物学特征。
1.3.2 开花习性观察。
在生长良好的麻疯树上对花序进行随机抽样的观察，记录开花动态。观察花的外部形态和动态发育过程。从花蕾时起，每天观察1次，直至花朵全部开放。详细记录每次观察的雌雄花开放数。
2 结果与分析
2.1 麻疯树的物候期
麻疯树生长在干热河谷地区，3月上旬至4月上旬(萌动期)，顶梢枝干由灰绿色变为淡绿色，茎顶部同时萌发2～3片叶;3月下旬至4月中旬(伸长期)，茎叶迅速生长，叶片变大，数量变多，逐步长出叶片群;4月中旬至6月中旬(现蕾期)，茎顶端的花芽逐步开花，花序旁边有新芽产生，原有顶端花芽由叶腋部发生;4月下旬至5月下旬，茎叶基本不再伸长生长，花蕾自下而上顺序开放;5月中旬至7月下旬(果熟期)，果实由绿色变成黄色，后变成黑褐色;11月上旬进入休眠期(休眠时间约120 d)，整个生育期约240 d。10月下旬至12月上旬，叶子逐步脱落[1]。
2.2 麻疯树花发育规律
麻疯树为雌雄同株异花,聚伞花序,3月初花芽开始萌动,随着气温的升高,主要进行花序的生长发育,经过15～20 d,盛花期集中于4月下旬至5月上旬,此时约有80%的花开放。麻疯树的花多聚生于主茎或侧枝的顶部,有些也形成于叶腋。无限花序的花序轴顶端并不立即发育成花,仍然保留着生长和产生侧生花的能力,有限花序的花序轴顶端不久就发育成一朵顶生花(雌花,一般生于花序的顶部或叶腋部),因而失去生长的能力。顶生花的下面生出2～4个侧花序轴,侧生花序轴的顶端不久也发育成一朵顶生花(大部分也是雌花),在这朵顶生花的下面又生出2～4个侧花序轴,花开放的顺序是最上面和最内轮的花先成熟开放,最下面和最外轮成熟的就开放,不能成熟的就干枯、脱落,真正给顶生花(雌花)授粉的雄花远远小于所生长的雄花数量[1,2,3,4]。
2.2.1麻疯树花序长度以及雌雄花花数分布。
如前所述,麻疯树花序为聚伞花序,由于每个花序中都有雄花、雌花,为混合花序,而只有少数情况雌花败育才会出现只有雄花的花序。花序着生在新生枝条分叉的位置或茎端,花轴在开花期间不会再伸长,是有限花序;由表1可知,花序长度大多都在8.0～8.9 cm,平均花序长度为8.2 cm,最短花序为5.0 cm,最长的有11.3 cm,极差6.3 cm。每支花序的顶生花为雌花,而分支的顶生花也大多为雌花,雌花花数波动较大,有的花序一朵雌花也没有,而有的花序可有14朵之多,其中以5朵居多,平均雌花数为5.36朵。顶生花以外的位置都是雄花,因而雄花的数量远多于雌花,有的花序的雄花数量最高的可达220朵之多,雌雄比仅为1∶44。
2.2.2 麻疯树花序的开放特点。
麻疯树的花序是混合花序,有的花序是雄花先开,有的是雌花先开,也有的是雌雄同时开放，在随机抽取的20支花序中也存在以上3种情况。由图1可知，雄花先开的占45%，雌雄同开的占40%，雌花先开的最少，只有15%。但从授粉的情况来看，无论是雌花先开或雄花先开，还是雌雄同开的，雌花都能成功授粉。因此，花的开放顺序对雌花授粉并无影响。
花序的第1朵雌花开放到最后一朵雌花开放所需要的时间依花序上雌花的数量而定，由于花序上雌花数的差别很大，多种不同的花序中雌花的开花历期不同。由表2可知，一般花序上雌花数越多，开花历期就越长，如3号花序有1朵雌花，1 d即开放，而11号花序有5朵雌花，所以经历了5 d才全部开放;但也有例外的，这是因为不同的花序平均每天开花的朵数会有差别，比如5号花序有3朵雌花1 d内就全部开放，而4号只有2多雌花却经历了7 d才开放完，平均每天开放0.28朵。
由图2可知，从以上随机调查20个花序的开花情况来看，日均开花<1朵、1朵的分别占37.5%，共占75.0%，日均开花数>1朵的占总数的25.0%。说明大部分花序的雌花开花数≤1朵，即大部分花序的雌花开花历期大于或等于其花朵数。因此，花序中雌花越多，其开花历期也会越长。
雌花开放的动态结果表明，雌花在开放过程中存在开花高峰期，但高峰期只有在雌花数高于3朵的花序中才能观察到。雌花开放的高峰期主要在雌花开放的第1天和整个雌花开花历期的中间。
在麻疯树的每支花序中雄花的数量都远多于雌花，虽然每支花序中雄花的开放历期与花序上雄花的数量还是相关的，雄花多的开花历期也长，但之间的联系没有雌花那么明显，雄花的开花历期呈明显的分段式[5,6]。由图3可知，雄花数少于50朵的，开花历期平均为7.3 d;随着花序上雄花数量的增加，开花历期也在延长，雄花数在50～100朵的平均开花历期为9.4 d，雄花数超过100朵的，开花历期更长，平均为12.0 d。由于麻疯树的雄花量远多于雌花，因而整支花序的开花历期可以用雄花的开花历期来衡量。因绝大部分麻疯树的每支花序上的雄花数一般都在100朵以上，所以麻疯树花序的开花历期基本上都在12 d或12 d以上。
注：开花历期指花序中第1朵雌花开放到最后一朵雌花开放的这一时间段。
雄花的发育是分批次进行的。由于在每一朵较大的雄花花蕾基部会簇生2～3朵雄花小花蕾，所以在第1批较大的雄花花蕾开放时，簇生的雄花小花蕾还在发育阶段不会开放。因此，花序上雄花的开放具有2个高峰：第1个峰值就是第1批较大的雄花花蕾开放时;第2个峰值是簇生的雄花小花蕾开放时。4号和10号花序的雄花数都超过了100朵，且它们的开花历期都是12 d。由图4可知，雄花开放时出现2个峰值，第1个峰值出现在4号花序开花后的第4天和10号花序开花后的第5天;第2个峰值出现在后期，分别是倒数的第5天和第4天。
3 结论
(1)麻疯树生长在干热河谷地区，由于属于阳性树种，因而麻疯树生长时期较长，休眠期很短。
(2)麻疯树为雌雄同株异花，聚伞花序，麻疯树芽为混合芽，芽轴上从顶尖向下依次分化为花原基、叶原基和枝原基[2]，致使麻疯树的花多聚生于主茎或侧枝的顶部，也有少量形成于叶腋。
(3)花序长度大多都在8.0～8.9 cm，尽管麻疯树开花批次比较多[2]，但是雄花的数量远多于雌花，这也是麻疯树低生育的重要原因。
(4)大部分花序的雌花日均开花数≤1朵，也就是说，大部分花序的雌花开花历期会大于或等于其花朵数，雌花开放的高峰期主要在雌花开放的第1天和整个雌花开花历期的中间。
(5)雄花的开花历期呈明显的分段式，由于麻疯树的雄花量远多于雌花，因而整支花序的开花历期可以用雄花的开花历期来衡量，绝大部分麻疯树的每支花序上的雄花数一般都在100朵以上，所以麻疯树花序的开花历期基本上都在12 d或12 d以上。
参考文献
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麻疯树种子 篇3
关键词：麻疯树,柳州,冷害,冻害,调查
麻疯树 (Jatropha curcas L.) 原产于热带及亚热带地区, 是世界公认的可再生生物能源植物。麻疯树也是低温敏感植物, 0℃以下的低温对麻疯树有致命伤害, 而对0℃以上低温具有一定的耐受性[1]。随着国内麻疯树栽培的北移和向高海拔山区的拓展, 低温冷害成为限制麻疯树产业发展的主要环境因素[2]。为此, 前人基于Worldclim气候数据, 利用Diva-gis软件中整合的Bioclim模型和Domain模型预测了麻疯树在我国境内的适生区为北纬18°~30°, 东经97°~120°的地区, 最适生区为川滇交界地区、云南中部及滇黔桂边界的条带状地区 (北纬21°~27°, 东经98°~107°) [3]。柳州位于广西中部, 地处北纬23°54′~26°03′, 东经108°32′~110°28′之间, 部分县区具备麻疯树生长的基本气候条件[1]。近年来, 在相关科技部门的科研立项支持下, 柳州进行了麻疯树引种试验[4,5]。本研究为“生物能源树种麻疯树引种试验研究”课题的一部分, 报道柳州引种麻疯树遇到的低温冷冻灾害情况, 以为麻疯树引种、驯化和推广种植提供参考。
1 调查地点与方法
1.1 调查时间与地点
2011年1~4月, 对种植于柳州市沙塘镇 (北纬24°44′, 东经109°37′) 的麻疯树进行冷害调查;2013年1~4月, 对种植于柳州市区 (北纬24°33′, 东经109°43′) 的麻疯树进行冷害调查;2014年1~4月, 对种植于柳州市鹿寨县江口乡 (北纬24°25′, 109°61′) 、柳州市区 (北纬24°33′, 109°43′) 及柳州市柳城县太平镇 (北纬24°65′, 109°24′) 的麻疯树进行冷冻害调查。同时, 对麻疯树发生冷冻害的气象条件进行观测, 观测点位于柳州市农业气象试验站 (北纬24°44′, 东经109°37′) , 观测点与麻疯树各种植点间距在40 km内, 期间气温和降雨条件分别见图1、图2。
1.2 调查项目与统计
冷害或冻害发生后, 于当年1月对各种植点麻疯树的叶片受害率、花序受害率及幼果受害率进行调查;于当年4月初 (存活麻疯树已长出新叶) 对各种植点麻疯树的植株受害率、茎枝顶端受害率、茎枝受害率、植株死亡率进行调查。计算公式分别为:叶片受害率 (%) =受害叶片数×100/调查叶片数, 花序受害率 (%) =受害花序数×100/调查花序数, 幼果受害率 (%) =受害幼果数×100/调查幼果数, 植株受害率 (%) =受害植株数×100/调查植株数, 茎枝顶端受害率 (%) =受害茎枝数×100/调查茎枝数, 茎枝受害率 (%) =受害茎枝长度×100/调查茎枝总长度, 植株死亡率 (%) =死亡植株数×100/调查植株数。应用Excel2007软件进行数据处理。
2 结果与分析
2.1 2011年、2013年柳州麻疯树冷害情况
2011年1月2~8日柳州气象观测点出现日平均气温为3.1℃~5.8℃、日最低气温为1.8℃~4.4℃、日降雨量为0.1~2.3 mm的低温小雨天气后, 种植于沙塘镇的4年生麻疯树叶片出现烫伤、萎蔫及干枯症状, 茎枝顶端也变得柔软、萎蔫;随后出现长达26 d的日平均气温为2.0℃~8.9℃、日最低气温为-0.4℃~6.8℃的低温阴雨寡照天气, 麻疯树植株进一步受害;至2011年4月, 麻疯树植株因冷害而全部死亡 (见表1) 。
2013年1月3~7日气象观测点出现日平均气温为1.5℃~6.2℃、日最低气温为0.9℃~3.7℃、日降雨量为0~2.1 mm的低温阴雨天气后, 种植于柳州市区的4月生麻疯树叶片和茎顶端出现烫伤和萎蔫症状;随后气温呈间歇式上升, 植株萎蔫向茎中下部蔓延, 受害部位逐渐出现干枯、腐烂症状, 受害严重的植株因此而死亡;至2013年4月, 超过90%的植株受害, 近60%的植株死亡。可见, 低温阴雨天气会造成麻疯树严重冷害和植株大量死亡。
2.2 2014年柳州麻疯树冷冻害情况
2014年1月柳州气象观测点未出现类似2011年1月和2013年1月的低温阴雨寡照天气, 但14日、15日及22日、23日夜间出现了霜冻 (其中江口乡种植点出现了当地农民俗称的“白头霜”严重霜冻) , 各种植点麻疯树叶片全部受冻害, 茎枝顶端也不同程度受害, 太平镇种植点16月生麻疯树的花序和幼果也全部受害;至1月29日, 各种植点的麻疯树叶片、花序或幼果果柄全部干枯, 茎顶端也不同程度变软、干枯或腐烂, 茎枝髓部出现中空或隔断 (见表2) 。可见, 持续霜冻会造成麻疯树叶片、茎顶端、花序及幼果等幼嫩部位严重冻害。
注:表中“-”为低温冻害发生前该部位尚未形成或已脱落。
2014年2月6日后, 柳州气象观测点出现了持续14 d的日平均气温为3.6~7.8℃、日最低气温为-1~7.2℃的低温阴雨寡照天气, 麻疯树植株进一步受害;至2014年4月, 各种植点麻疯树植株呈现不同程度的干枯或死亡, 但不同品种、不同种植点或不同树龄间麻疯树植株的受害程度有一定差异 (见表2) 。其中, 不同品种间, 昆明种源4月生麻疯树在柳州市区和太平镇种植点的植株受害率、茎枝顶端受害率较南宁种源的低, 但昆明种源4月生麻疯树在3个种植点的茎枝受害率和植株死亡率较南宁种源的高。不同种植点间, 麻疯树植株死亡率为8.45%~32.25%, 且种植于江口乡的麻疯树植株受害率、茎枝顶端受害率、茎枝受害率及植株死亡率最高, 其次是种植于太平镇的, 而种植于柳州市区的麻疯树受害相对较轻。不同树龄间, 南宁种源麻疯树受害的规律不尽相同, 其中种植于江口乡的麻疯树受害程度随树龄的增加而增加, 且种植于野外坡地的16月生麻疯树全部死亡;种植于柳州市区的麻疯树则是8月生的受害最为严重, 其次是4月生的, 而16月生的受害相对较轻;种植于太平镇的4月生麻疯树的茎枝顶端受害率、茎枝受害率及植株死亡率较16月生麻疯树的高, 但4月生麻疯树的植株受害率较16月生麻疯树的低。可见, 麻疯树的低温冷冻灾害不仅与霜冻和低温阴雨天气直接相关, 还与麻疯树的品种特性、植株性状及立地环境密切相关。
3 小结与讨论
麻疯树对低温敏感, 要求年极端最低气温不低于-2℃, 在干热河谷特殊地形条件下年极端最低气温不得低于-4℃才能保证其越冬安全[1]。低温或霜冻直接影响到麻疯树的存活。据报道, 在温度低于8℃条件下, 随着时间的延长和温度的降低, 麻疯树幼苗受冷伤害愈加严重[6];2008年特大雨雪冰冻低温气候给贵州麻疯树1~3年生幼林和苗木造成了很大灾害, 海拔600 m以上的幼林和苗木受害率达100%[7];2011年初, 贵州低热河谷地区出现突发冰冻雨雪天气, 持续时间长, 平均气温仅有5.5℃~13.2℃, 当地2县5个乡 (镇) 的8个村组麻疯树受到不同程度冻害, 部分种植点的麻疯树死亡率达80%以上[8]。本研究发现, 持续低温阴雨寡照天气、霜冻或霜冻与低温阴雨寡照天气叠加作用会造成柳州引种麻疯树不同程度的冷害或冻害, 其中2011年和2013年个别种植点麻疯树的死亡率达100%。可见, 在目前的种植品种和栽培技术条件下, 麻疯树难以抵御持续雨雪冰冻天气、低温阴雨天气或严重霜冻天气的为害。因此, 在冬季频繁出现持续低温天气的柳州及气候条件相似地区, 引种或发展麻疯树种植应慎重。
麻疯树出现低温冷冻灾害不仅与地区大气候条件有关, 还与品种、树龄、苗木形状及种植地的小气候条件相关。其中, 云南永胜种源的抗冷性较云南红河县及四川攀枝花市的强[6];攀枝花会理、云南绿春、广西西林种源的耐寒能力较其他地区的强[9];贵州树龄较长的麻疯树当地品种比引进品种有较强的抗冻能力[8]。本研究发现, 昆明种源麻疯树的植株受害率、茎枝顶端受害率较南宁种源的低, 但茎枝受害率和植株死亡率较南宁种源的高。可见, 不同种源的耐低温能力有一定差异。因此, 在麻疯树引种时, 可根据气候条件选择适宜的耐寒品种。陈波涛等[7]研究贵州麻疯树雨雪冰冻低温灾害发现, 高海拔麻疯树幼林和苗木受害率较低海拔的高, 阳坡和半阳坡的麻疯树为害程度比阴坡和半阴坡低, 同一坡向的中下部受害程度明显低于中上部, 迎风面受害程度最为严重;韦冬萍等[5]研究发现, 种植于露地的麻疯树冬季冷害程度较种植于林间地或遮雨棚的严重。本研究发现, 2014年江口乡种植点麻疯树的受害程度较太平镇和柳州市区种植点的严重;江口乡种植点野外坡地麻疯树的受害程度较村庄菜地的严重。究其原因, 可能是各种植点的霜冻差异和种植点气温、土温、空气湿度、土壤湿度、土壤温度、风速等差异的缘故, 但具体机理需要进一步研究。研究还发现, 不同树龄间麻疯树的受害规律不一致, 与王晓敏等[8]研究结果也不尽相同, 其原因可能是不同种植点同一树龄的树体形态、苗木质量、植株生理活性、落叶时间以及立地微气候条件差异的缘故。可见, 麻疯树的低温冷冻灾害受遗传因素、环境条件及植株形态特征共同影响, 其中立地小气候条件对麻疯树低温冷冻灾害的影响尤为明显。因此, 在引种、驯化或推广种植麻疯树时, 可根据麻疯树在当地越冬气候条件的优劣, 因势利导, 选择耐寒品种和适宜地段栽培, 并通过提高植株质量[10]、入冬前覆盖[5,8]及灾后适时剪除受害茎枝[8,9]等措施减轻低温冷冻天气对麻疯树的为害。
参考文献
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麻疯树种子 篇4
关键词：麻疯树,施肥,生长,产量
麻疯树(Jatropha curcas L.)又称小桐子、假花生(广西)、臭油桐、青桐木、黄肿树(广东)、芙蓉树等,是大戟科麻疯树属落叶灌木或小乔木,是我国重点开发的能源树种之一[1]。麻疯树的种仁出油率可达60%[2],且种子油具有流动性好,与柴油、汽油、酒精的掺合性很好,掺合后在长时间内不分离[3]等特点,可以作为柴油的替代品,其产品已经部分作为汽车和航空用油。除了作为柴油的替代品,麻疯树在医药[4,5,6]、农药[7,8,9,10]上也得到大量研究和应用,是具有很高使用价值的树种。所以,研究麻疯树的高产栽培措施具有重要的意义。
目前,麻疯树的研究主要集中在育苗、品种选育和抗逆上[11,12]。对于其施肥上的研究还比较少。向振勇等对麻疯树幼树施用0、50、100、200、400、600 g/株的复合肥15-12-18,结果发现新梢的生长量和果枝率随着施肥量的增加而增加[13]。刘朔等对麻疯树幼林施用了不同组合N、P、K肥,结果发现N、P、K混合施肥能显著促进麻疯树的地径、冠幅乘积和树高的生长[14]。谷勇等研究发现,每株施用11∶8∶16的复合肥13.3、20和26.7 g,都较对照明显促进麻疯树主干地径和株高的生长;施用20、26.7 g都增加了麻疯树的产果量[15]。Ig.e P.O等研究了牛粪和复合肥(15-15-15)对麻疯树幼树生长的影响,结果表明100 g复合肥(15-15-15)与10 g牛粪混合使用比对照(不施肥)提高了株高31.83 cm,增加地茎1.5 cm,增加12片叶片[16]。
广西在气候、地形上都是麻疯树适宜区之一,调查也发现广西野生麻疯树资源的相当丰富[17]。但是,产量过低是限制我国麻疯树产业化发展的原因之一,对广西麻疯树的施肥研究也还没有报道,所以开展麻疯树高产、稳产栽培技术研究具有重要意义。研究主要探讨施肥对广西生长的麻疯树品种的影响,为麻疯树的生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
麻疯树“TY8”号购自广西天宇公司,株高为30 cm。试验用复合肥为N(15)-P2O5(15)-K2O(15)的复合肥。
1.2 试验方法
1.2.1 供试土壤
试验在广西农业科学院试验地进行,土壤为第四纪红土母质发育的赤红壤,土壤的基本理化性状如下:全N 0.15%,全P2O50.23%,全K2O 1.14%,速效N 82.00 mg/kg,速效P2O564.40 mg/kg,速效K2O 67.00 mg/kg,p H 6.31,有机质17.3 g/kg。
1.2.2 供试麻疯树
2009年1月,共种植麻疯树300株,株高为30 cm,株行距为2 m×2 m,共20行,整地方式为穴状整地,穴规格为60 cm×60 cm×50 cm。种时每穴撒上复合肥0.1 kg。
1.2.3 试验设计
于2009年12月选择长势比较一致的36株,剪去枝条,按0、0.2、0.4、0.6 kg复合肥/株施肥,每个小区3株,每个处理重复3次。
1.2.4 施肥方法与管理
于每年6月和12月在每株树的树冠投影外缘下挖一环行沟,沟宽25 cm、深20 cm,每次肥料用量为总肥量的一半,施肥后立即覆土。试验地每年除草4次。
1.2.5 采样方法
试验数据采集于2010年进行,挂果数的统计方法是于果实长出后统计,成果率在果实成熟时统计。株高和总新梢长在当年11月份枝条停止生长后测量,产量在果实黄褐色后摘下,风干后称重。成熟期每个处理采集1000个果实作为样品。
1.3 数据整理
数据的统计分析由Excel2003和SPSS15.0完成。果枝率以挂果果枝数占总果枝数的百分率计算;成果率为收获果实总数占挂果总数的百分率;出仁率为500个果实中果仁占果实总质量的百分率。
2 结果与分析
2.1 施肥对幼树生长的影响
从表1可以看出,麻疯树的株高随着施肥量的增加而增加,施肥量在0.2~0.4 kg/株时与对照之间差异不显著。但当施肥量达到0.6 kg/株以上时,株高比对照增加17.37%,差异达到极显著水平。
对于总新梢生长量而言,施肥处理都极显著提高麻疯树的总新梢生长量。0.2 kg/株的处理比对照增加新梢86.92%,0.4 kg/株的处理比对照增加新梢135.81%,0.6 kg/株的处理比对照增加新梢166.85%。
从果枝率看,施肥都显著提高了麻疯树的果枝率,施肥0.2 kg/株、0.4 kg/株、0.6 kg/株分别比对照提高64.78%、77.26%、41.09%。3个施肥处理中,0.4 kg/株的处理,果枝率最大,其次为0.2 kg/株的处理,最小的为0.6 kg/株的处理。产生这种结果的主要原因是大量施肥后,麻疯树的枝条萌发比较多,使挂果枝条占总果枝的比例降低。
从地茎粗的数据看,施肥有利于麻疯树地茎的生长,而且随着施肥量的增加,地茎增加明显。试验中,0.6 kg/株处理的地茎最大,比对照增加49.97%。其次为0.4 kg/株的处理,地茎比对照增加37.34%。0.2 kg/株的处理地茎比对照增加23.47%。
注:大小写字母分别表示1%和5%显著水平的差异。表2同。
2.2 施肥对幼树产量性状的影响
从表2可以看出,麻疯树的挂果数随着施肥量的增加而增加,施肥量为0.2 kg/株、0.4 kg/株、0.6 kg/株时,挂果数分别比对照提高19.04%、130.8%、156.29%。3个施肥处理中,0.6 kg/株的处理的挂果数最大。可见施肥有利于挂果,施肥量在0.0~0.6 kg/株时,处理间挂果数达到极显著水平。
对于成果率而言,0.2 kg/株的施肥量成果率最高,比对照增加7.83%,其次为0.4 kg/株的处理,比对照增加7.83%,最次为0.6 kg/株的处理,比对照降低1.64%,可见适当施肥有利于麻疯树果实的形成,但过多施肥会降低麻疯树果实的形成率。这是较多新生长枝条需要消耗很多养分,分配到果实的养分减少,导致落果增加的原因。但0.2 kg/株与0.4 kg/株的施肥量对麻疯树果实的形成影响差异不显著。
表3中对照处理和0.2 kg/株的处理的挂果数不足1000个,在计算时换算成1000个果的重量。对于千果重而言,麻疯树千果重随着施肥量的增加而增加,但0.4 kg/株与0.6 kg/株的施肥量对麻疯树千果重的影响没有差异,而0.2 kg/株的千果重极显著低于0.4 kg/株与0.6 kg/株的处理。对照处理的千果重最低,比0.2 kg/株的处理低7.2%。
从出仁率看,0.4 kg/株的处理果实出仁率最高,比对照高9.15%,其次为0.2 kg/株的处理,比对照高6.20%,0.6 kg/株处理的出仁率最低,比对照低2.59%。可见,适当施肥有利于果仁的形成,但肥料过多会促进果皮的生长,降低果实的出仁率。
3 结论与讨论
施肥是提高果树产量的重要措施。果树只有在养分和水分保证的情况下才保证其的正常生长。但处于结果期的果树,如果养分过多,营养生长占优势,树体无法从营养生长转入生殖生长,则不利于果实的形成[1]。本试验结果表明,麻疯树的株高、总新梢生长量、地茎粗、挂果数和千果重随着施肥量的增加而增加;果枝率、成果率和出仁率则是先增加后降低。当施肥量为0.4 kg/株时果枝率最高,为81.54%,这个结果与向振勇[1]的结果有些出入,向振勇的试验表明施肥量为0.1 kg/株时麻疯树的果枝率最高,这可能是试验的区域、品种和树龄不同引起的。试验中,当施肥量为0.2 kg/株时成果率最高,达到95.82%。果实的出仁率也受到施肥的影响,当施肥量为0.4 kg/株时最高,为64.18%。这一试验结果与向振勇[1]和刘朔[14]的试验结果不同,向振勇和刘朔的试验结果认为,施肥对麻疯树果实的出仁率没有影响。这可能是TY8号果皮的厚度受养分影响比较大,当果皮厚时,出仁率相对较低。
麻疯树种子 篇5
随着全球性能源短缺与环境恶化的日益严重,控制汽车尾气排放、保护人类赖以生存的自然环境成为人类急需解决的问题。世界各国的能源研究人员从环境保护和资源战略的角度出发,积极探索发展替代燃料及可再生能源,生物柴油就是其中一种。生物柴油研究最早是从20世纪70年代开始的。近20年来,由植物油制备生物柴油作为石油燃料的替代物已引起了世界各国的广泛关注。从20世纪90年代后半期开始,德、日、美、瑞典、保加利亚等国纷纷投入巨资开发研究生物柴油,美、德、日已将产品投入市场,并立法给予政策倾斜[1]。生物质能源产业是21世纪最具有活力、发展最快的产业之一,已成为欧美等发达国家投资的热点。
中国自1993年成为石油净进口国以来,进口量迅速增长,目前已成为世界第二大石油进口国。据专家预测,到2010年我国石油消费量将达3亿t,石油需求缺口将达到1.6亿t;到2020年,我国石油消费将达4.5—6.1亿t,缺口达2.5—4.3亿t[2]。由于国内石油产量不可能大幅增长,今后新增的石油需求几乎全部依赖进口,而发展生物柴油能够缓解石油供应紧张的局面。
我国生物柴油的开发和研究虽然起步较晚,但研究的发展速度很快。由于以农产品作为生物柴油的主要原料对全球食品价格、粮食安全、世界农产品贸易、农民收入、能源结构和环境保护等方面的负面影响越来越严重[3],麻疯树作为生物柴油的原料倍受欢迎。麻疯树也叫膏桐、小桐子、芙蓉树、亮桐、臭油桐、青铜木等,属大戟科落叶灌木或小乔木,是一种阳性树种,其根系粗壮发达,具有较强的耐干旱瘠薄能力,枝、干、根近肉质,组织松软,含水分,浆汁多,有毒性而又不易燃烧[4]。它原产美洲,现广泛分布于热带、亚热带以及雨量稀少的干热河谷地区,是我国南方山区民间应用的一种木本油料树种,也是化工、轻工的原料植物,可作为无毒的、纯天然的、具有生物可降解性的生物燃料来源。
本文主要通过云南省开发生物柴油的SWOT分析提出云南省发展麻疯树生物柴油产业相应的策略。SWOT分析是根据自身所具有的优势(Strengths)和劣势(Weaknesses),外部环境所面临的机遇(Opportunities)和威胁(Threats)来提出发展战略的分析方法。
2 云南省开发麻疯树生物柴油的SWOT分析
2.1 优势(Strengths)
自然条件优越:云南省土地资源丰富,其中分布在金沙江、澜沧江、红河等6大江河流域的干热、干暖河谷区面积约133万hm2,可开发利用种植麻疯树的面积达67万hm2,无论现有的种植资源面积或可栽培的土地面积均为全国第一[4]。麻疯树的生长不占用耕地,适应性广,是干热河谷造林的优良作物,而云南气候独特,全年光照充足,高温、高湿、高热,很适合麻疯树的生长。麻疯树除野生分布外,云南省种植面积已经超过6.8万hm2,在种植面积和投资规模上均为全国第一[5]。
市场需求大:云南省境内既无石油资源,又无油田,每年需从省外进口成品油350万t以上,其中柴油的需求量每年在200万t以上[6]。此外,云南省的公路里程长,到2007年底全省高等级公路里程已经达到7263km,其中高速公路里程达2508km,居西部地区第一位[7]。有许多货物要靠货车来运输,未来的运载量还会增加,并且每年到榨糖的季节,也会消耗大量柴油。因此从长期来看,云南省对柴油的需求量会越来越大,只靠进口原油必然无法满足这种需求,只能靠发展生物柴油来解决这种长期的需求。
麻疯树的综合价值高:种植麻疯树可以不占用耕地,耕种成本低,而综合开发利用潜能高。此外,它改良土壤能力强,有利于保水、固土、防沙化;耐火烧,落叶易腐不易燃,可作为良好的生物防火隔离带。麻疯树除了其种子可以生产生物柴油外,还有很多其它的用途。如麻疯树的树叶可养蚕和作为药材,种子可制作杀虫剂和动物饲料,果壳可作为燃料生产沼气等[8]。据估算,如果种植6.67万hm2麻疯树,每年可收获果实50万t、生产柴油16万t、生物农药2万t、生物肥料2.5万t、生物蛋白粉10万t、活性炭10万t,综合总产值可达22亿元[9]。
政策优势:云南省高度重视生物质能源产业的发展,省林业厅还组织编制了《云南省林木生物质能源——生物柴油原料林发展规划》,指出了云南省生物柴油原料林基地发展的目标。据统计[10],到2007年11月底,注入云南省生物柴油项目的投资已达10483.4万元。这项投资主要包括两个方面:第一是原料林基地建设投资。云南省从2006年开始实施麻疯树原料林建设和麻疯树生物防火林带建设项目,省财政出资5087.8万元投资于麻疯树生物柴油原料林基地建设;国家林业局也下达了中石油公司生物柴油原料林建设专项资金4656万元。第二是良种繁育基地建设投资。项目总投资1079万元(含科技支撑费用290万元),目前已经下达的资金为739.6万元,因此云南省开发生物柴油的资金支持也很充足。
2.2 劣势(Weaknesses)
成本高:生物柴油生产过程中的最大劣势就是成本问题,用麻疯树生产生物柴油大致可以分为4个阶段:麻疯树的耕作阶段、生产植物油的阶段、生物柴油的零售阶段和生物柴油的消费阶段,而每个阶段都必须要考虑成本控制问题。在生产的4个阶段,分别要投入大量的土地、劳动力、能源和资本等,而这些成本的投入能否产生相应的收益或者导致一些经济的负外部性问题值得考虑。云南地形多为山地,主要依靠公路运输,生产的生物柴油的数量是否能远远大于投入的能源数量。此外,由于云南的山地多,麻疯树难以形成规模化的种植,也很难形成规模经济,种植麻疯树的土地如果用来种植经济作物会不会有更大的收益?大面积种植麻疯树会不会破坏当地的生态系统,如导致水土流失等环境问题的产生?麻疯树自身也有一些局限性,如产量不稳定;籽有毒,处理的时候要很小心;果实的收获需要大量的劳动力,这些都会导致生产成本的增加。
技术薄弱:首先云南省能源作物栽培的技术储备不足,特别是品种选育、种苗供应还不能满足产业发展的需要;其次,加工基础也较弱,云南省尚无燃料乙醇和生物柴油生产企业,现有的乙醇生产企业多附属于制糖企业,生产规模小,布局分散,技术落后。
2.3 机遇(Opportunities)
国际油价在波动中上涨:石油作为一种重要能源,是经济和社会发展不可缺少的动力基础。从某种程度上说,能源已经成为影响世界经济的战略要素。纵观过去几年,油价一直跌宕起伏。2007年1月份石油价格最低跌破50美元,创出自2005年6月份以来油市的新低;但在2007年7月,国际原油价格达到每桶近80美元的历史新高[11]。2008年以来,国际油价波动更大,继1月3日突破100美元大关后,一路上扬,于7月11日达到每桶147.27美元的历史最高记录[12]。石油价格的不断波动特别是上涨对整个世界的经济形势有着不可估量的影响,如石油价格的持续上涨将会引起全球范围内通货膨胀,甚至是全球的经济大萧条,还会对世界范围内的资本和劳动力转移产生影响等[13],所以各国都在寻求新的生物能源。
我国对石油的需求越来越大:石油消费和我国经济增长有着不可分割的联系,见图1(图中的实际GDP是以1993年为基期所得到的,石油标准煤的折算标准为1.43t标准煤/石油[14])。作为石油消费大国,我国对石油进口的依赖度将不断增加,国际油价的变化对国内经济的影响也将同时增大,其价格的波动会直接影响国家的经济利益,甚至可能形成国民经济发展的瓶颈。自1993年开始成为石油进口国以来,我国每年进口递增1000万t左右,而且呈逐年扩大的趋势[15]。大量的石油进口提高了我国对国际石油价格的敏感性。但是随着石油资源逐渐枯竭,未来世界各国对石油能源的争夺将更加激烈,为新的生物柴油的开发提供了机会。
注:数据来源于《中国统计年鉴》,2008年[16]。
政府关于环境保护和绿色扶贫的政策:国家发展计划提出,“实施绿色战略是中国经济可持续发展的必然选择。”这项战略的内容包括:“发展循环经济,提高资源使用效率;发展绿色消费,减少消费过程对生态的破坏;发展新能源,实现生产方式的彻底超越和向生态工业文明的跨越,培育出人与自然和谐相处的生态环境”[17]。国家发展与改革委员会同有关方面还制订了《节能减排综合性工作方案》[18],明确了2010年中国实现节能减排的目标任务和总体要求,政府将严格控制新建高能耗、高污染项目。此外,2006年11月21日,由联合国开发署与中国科技部共同发起的“绿色能源减贫项目”在北京启动,该项目为期4年,总投入858.5万美元。该项目主要针对生活在生态系统脆弱的偏远地区的少数民族,帮助他们开发新的能源物质,通过绿色技术在西部地区减少贫困,并改善那里脆弱的生态系统[19]。
2.4 威胁(Threats)
生物柴油的经济效益差:近年来,国外学者在生物柴油生产的经济可行性评估方面做了大量的研究,但目前大部分国家的生物柴油价格都高于经济评估所得的价格。如美国B100(B后的数字指生物柴油在混合物中的体积百分数)的市场价格是0.53—0.80$/L,而同期的柴油价格仅为0.44—0.50$/L[20]。与石化柴油相比,生物柴油在价格上没有任何优势。为了使生物柴油得到更好的发展,各国都采取了相应的政策和法规。如德国政府为了自主生物燃料研发计划和项目,对部分新建生物柴油装置提供35%的投资资助;还有些国家要求所有销售的运输燃料必须含有一定比例的生物燃料,或者对政府车队实施环保政策,要求政府车队使用一定比例的环保燃料,以促进生物燃料的使用[21]。
我国生物柴油市场尚未完善:我国生物柴油的发展起步本来就晚,与国外相比还存在很大的差距,如长期徘徊在初级研究阶段,未能形成生物柴油的产业化。目前,国内的生物柴油企业规模小、设备落后、技术力量差,很多企业为降低成本而简化工艺流程,甚至取消了部分环节,所以目前国内的生物柴油仅以中低档为主[22]。
通过以上SWOT分析,我们可以得出如下的结论:从内部条件来看,云南省优势非常明显,而劣势如成本和技术问题都能在生物柴油开发中采取相应的策略就可以改善的,如鼓励国内大能源公司(如中石化)的参与,引进先进生产技术等;从外部环境来看,则是机遇和威胁并存。因此,为了促进云南省生物柴油产业的健康发展,应该在现有优势的基础上充分利用外部机遇并减少外部威胁。
3 云南省开发生物柴油的政策建议
3.1 采取优势与机遇结合的战略建议
首先,充分利用云南省内部的自然条件优势,抓住外部的机遇,鼓励发展大规模的麻疯树种植基地,逐步把云南打造为全国最大的麻疯树生物质能源原料林基地。同时,完善政策法规,促进生物柴油的产业化发展。由于云南省经济发展比较落后,而生物柴油的产业化是一个系统工程,涉及到原料改良、加工、机械、政策、市场等诸多方面,可带动整个云南省经济的发展。其次,发展生物能源产业应与生态修复、环境保护、扶贫开发相结合。云南省物种资源丰富,特别是珍稀动植物资源丰富,但按照《云南省生物能源发展规划》,到2020年云南省生物能源植物的种植面积约133.34万hm2,这样大规模的种植必然会对生物多样性和生态环境造成一定程度的影响和破坏。因此现在就要对燃料植物种植可能导致的生态问题和生物能源生产过程中可能引起的环境污染问题进行研究,提出相应的解决办法。据统计,云南省被列入国家扶贫县的共有73个,这些贫困县的总人口为2208.69万人,约占全省总人口的52.14%[23],如何让山区农民脱贫致富已成为云南省最棘手的难题之一。因此,发展生物柴油产业还应以增加就业机会、提高农民收入等为目的。
3.2 采取优势与威胁结合的战略建议
一是完善政策和市场环境,政府提供政策支持。生物柴油产业的开发属于新技术科研领域,目前属成长阶段,需要政府的大力扶持。政府的支持包括实行强制性的市场政策和经济激励政策,积极制定有利于生物柴油产业发展的政策。如将特色生物柴油产业纳入产业和科技发展计划,鼓励有经济实力的企业和科研机构联合攻关系列重大技术,不断发展云南省特色生物柴油产业的规模和深度;经济激励政策包括对生物质能源的补贴和税收减免政策,以增强生物质能源的竞争力。此外,政府还需制定生物柴油的标准。没有标准,生物柴油的质量就处于混乱的状态,造成民营企业生产的生物柴油无法进入官方的销售渠道。二是加强技术研发,增加经济效益。整合现有的生物柴油技术资源,完善技术和产业服务体系,加快人才培养,全面提高生物柴油技术创新能力和服务水平,支持省内研究机构和企业在可再生能源核心技术方面提高创新能力,在引进国外先进技术的基础上加强消化吸收和再创新。而技术性研发主要包括以下几个方面:开发生物柴油的环境效益,防止对生态环境的破坏,减少对环境的污染;增加种植麻疯树的收益,加大对麻疯树副产品的开发利用;降低生物柴油的生产成本,改良树种,以及在麻疯树的种植过程中如何提高产量,如何如何保持果实能够产生稳定的柴油量,提高生物柴油的经济效益等。
摘要：为缓解能源危机和环境污染,生物燃料成为石化燃料的理想替代品。由于不占用农用地,麻疯树成为了倍受欢迎的生物柴油原料。通过对云南省开发麻疯树生物柴油的SWOT分析得出,该省具有开发麻疯树生物柴油天然的优势,但从外部环境来看,机遇与威胁并存。为了促进云南生物柴油产业的健康发展,应在现有优势的基础上充分利用外部机遇并减少外部威胁。
麻疯树种子 篇6
1 材料和方法
1.1 供试材料和试验地点
试验麻疯树种苗为元阳县3年生实生苗, 苗木生长基本一致, 在元阳县南沙镇水塘基地的红壤土山地上进行试验。试验地排水良好, 阳坡, 海拔500 m, 土壤p H值为6.17, 有机质含量28.45 g/kg, 速效氮122 m g/kg, 速效磷40.38 m g/kg, 速效钾35.7 m g/kg。
1.2 供试肥料
根据大田生产中磷肥为钙镁磷。
1.3 试验设计及田间管理
试验为氮、钾肥固定, 磷肥用量分别为:0、0.15、0.3、0.45、0.6、0.75 kg/株6个水平, 以不施用磷肥为对照CK, 其中氮、钾肥施用量均为0.4 kg/株;于2010年7月份雨季施1次肥, 7月和11月分别各除草1次, 每1个施肥量均重复3次, 4株为1个小区。于2010年11月及2011年11月统计产量, 并于营养生长结束期后测定在各施肥比列下, 麻疯树树体的生长情况。
1.4 数据处理
数据采集时, 麻疯树新稍生长量是以当季的新稍生长量进行测量;种子大小是以风干脱壳后的种子进行测量, 其中种子长度指种子长向上两顶端的距离, 种子宽度是以种子最宽面为准, 进行测量, 种子厚度则是除宽度外的另外方向上的测定值。数据采用Excel2003和SPSS 10.0进行数据处理。
2 结果与分析
2.1 磷肥对麻疯树种子产量的影响
不同磷肥处理麻疯树后单株种子产量见表1。
从表1可以看出, 各施肥处理单株平均种子产量与对照相比均有不同程度提高, 增幅为60%～135.29%, 即磷肥具有使麻疯树增产的作用。且麻疯树种子产量随着施磷量的增加而先增加后降低, 过量的磷肥施用量, 又会降低麻疯树种子产量。其中以施用磷肥300g每株时, 单株种子产量最高, 平均为168g/株。方差分析 (表2) 表明, 各处理间单株产量具有极显著差异 (F=6.532, P<0.01) , 通过选择合理的施肥量对麻疯树种子产量增产具有重要意义。磷肥施用量过少, 麻疯树种子产量低, 过量磷肥施用产量增长有限, 会造成肥料浪费。
2.2 磷肥对麻疯树植株当季新稍生长量、地径生长量的影响
如图1所示, 施用磷肥的麻疯树新稍生长量增长幅度均比对照要大, 说明磷肥能够一定程度的增加麻疯树新稍生长量。且麻疯树新稍生长量是随着磷肥施用量的增加先减小后增加。
如表3所示, 不同磷肥水平处理后, 麻疯树当季地径增长量与对照差异不明显, 地径增长量幅度在0.78～0.86cm之间。
2.3 磷肥对麻疯树种子大小及出仁率的影响
不同磷肥水平处理麻疯树后, 其种子大小级出仁率见表4。从表4中可以看出, 施用不同磷肥水平后, 麻疯树种子大小及出仁率与不施用磷肥的种子大小及出仁率间没有差异。即施肥水平不影响麻疯树种子大小及出仁率。
3 结论
施用磷肥对麻疯树种子具有增产的促进作用;磷肥施用量过少, 麻疯树种子产量低;过量磷肥施用, 其产量增长有限, 又会造成肥料浪费。本研究认为在元阳基地, 施用300 g/株的磷肥, 可以获得较高的麻疯树产量。施用磷肥对麻疯树新稍生长量具有一定的促进作用;且麻疯树新稍生长量是随着磷肥施用量的增加先减小后增加。这应该是麻疯树在磷肥的作用下, 营养生长向生殖生长转变, 当磷肥到一定量后, 生殖生长和营养生长又均同时增长。同时, 磷肥对麻疯树地径增长不明显。施肥对麻疯树种子大小及出仁率影响不明显。
4 建议
磷肥能有效促进麻疯树产量, 建议在麻疯树花前期和初果期, 补充磷肥, 以提高产量。由于施肥对麻疯树大小和出仁率影响不大, 在实际生产中应加强品种选育, 筛选种粒大个饱满, 出仁率高的品种。
由于各地麻疯树林经营不一致, 各林地养分含量有差异, 故在具体的应用时应结合实际情况进行施肥。本实验认为, 元阳地区麻疯树磷肥施用量应为300 g/株。
摘要：生产中发现磷肥对麻疯树产量及生长影响较大, 对麻疯树进行不同磷肥水平的处理, 观察施肥后麻疯树生长及结实情况。结果表明:磷肥对麻疯树产量具有明显增产作用, 对当年生新稍增长亦具有促进作用。当施肥水平在300g/株时, 单株产量最高, 达201.7g/株, 比对照增加了239.6%;磷肥对麻疯树地径增长、种子大小、出仁率等的增长作用不明显。本研究认为在元阳麻疯树种植基地, 施用300g/株的磷肥, 可以获得较高的麻疯树产量。
关键词：麻疯树,磷肥,产量
参考文献
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麻疯树种子 篇7
随着能源匮乏与环境污染的加剧,各国都在积极寻找一种具有长期开采价值又不会对环境造成污染的能源。生物柴油是以废弃油脂、油料作物、工程微藻等水生植物油脂为原料,在催化剂的作用下,与醇类发生酯交换反应而得到的酯类燃料[1]。生物柴油的理化性能与石化柴油类似,且具有十六烷值高、硫含量低、润滑性好、再生性好等特点[2],是一种未来的清洁化学能源。研究表明:发动机使用生物柴油燃料后,除NOx略有升高外,PM、CO、HC、CO2排放均降低[3,4,5,6]。麻疯树俗称小桐子树,是很好的生物柴油生产原料,以麻疯树果实为原料生产的生物柴油作为内燃机代用燃料,具有不与民争油、不与油争地的特点。因此,以麻疯树等木本油料生产生物柴油是我国未来生物柴油产业的特色和优势[7]。
发动机的尾气排放污染物主要包括HC、CO、NOx、PM、CO2等,这些污染物排放到大气中将可能导致气溶胶、光化学烟雾、酸化、全球变暖等环境问题。本文对某共轨柴油机分别燃用体积比为5%、10%、20%、50%和100%的麻疯树果实制生物柴油与柴油的混合燃料进行了环境排放特性试验研究,系统考察共轨柴油机燃用麻疯树果实制生物柴油混合燃料的环境排放特性。
1 发动机尾气排放环境评价
1.1 环境影响类型定义
发动机的尾气排放污染物产生的环境影响种类繁多,结合中国当前的环境状况和研究水平,定义其产生的环境影响包括全球变暖、光化学烟雾、酸化、人体毒性、气溶胶5种影响类型,非生命生态系统影响、人类健康和生态毒性影响两类影响类别,全球性和区域性两类影响地域,如表1所示。
注:+表示直接影响;(+)表示间接影响
1.1.1 全球变暖
全球变暖潜力(global warming potential,GWP)用来表征各种温室气体导致全球变暖的能力,指这种变暖物质(与CO2相关)圈住地球热量的能力,用瞬时排放1kg温室气体造成的累积辐射效应与同一瞬时排放1kg CO2造成的累积辐射效应的比值表示。联合国政府间气候变化专门委员会已研究完成了一些常见温室气体的GWP。发动机尾气排放产生的全球变暖潜力为其温室气体排放量与相关温室气体GWP系数乘积之和。
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式中,PGWP为发动机尾气排放产生的全球变暖潜力;ϕi 为第i种温室气体排放的GWP系数;EGWPi为发动机尾气排放第i种温室气体排放量。
1.1.2 光化学烟雾
光化学烟雾是大气中的自由基、NOx、HC在紫外线的照射下发生光化学和热化学反应,产生的以臭氧为主的氧化剂及颗粒物混合物。污染物形成光化学烟雾的能力通过光化学烟雾潜力(photochemical ozone creation potential,POCP)来衡量。以化合物乙烯为基准(光化学烟雾潜力系数为1.0),某种污染物的光化学烟雾潜力为其引起的光化学烟雾浓度与等质量参照物乙烯排放引起的光化学烟雾浓度的比值。发动机尾气排放产生的光化学烟雾潜力为其相关污染物排放数量与相关POCP系数乘积之和:
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式中,PPOCP为发动机尾气排放产生的光化学烟雾潜力;βi为第i种光化学烟雾排放的POCP系数;EPOCPi 为发动机尾气排放第i种光化学烟雾污染物排放量。
1.1.3 酸化
酸化潜力(acid potential,AP)指污染物排放导致酸性降雨的能力,以SO2为参考物(系数为1.0)进行计算。发动机尾气排放产生的酸化潜力为其相关污染物排放与相关AP系数乘积之和:
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式中,PAP为发动机尾气排放产生的酸化潜力;γi为第i种酸化排放的AP系数;EAPi为发动机尾气排放第i种酸化污染物排放量。
1.1.4 人体毒性
人体毒性潜力(health toxic potential,HTP)表示污染物质导致人体毒性的能力,用每kg污染物质暴露于环境中可能污染的人体重量来表示:
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式中,PHTP为发动机尾气排放产生的人体毒性潜力;αi为第i种排放的HTP系数;EHTPi为发动机尾气排放第i种人体毒性污染物排放量。
1.1.5 气溶胶
气溶胶潜力(air quality potential,AQP)表示颗粒物排放导致气溶胶的能力,直接引用发动机烟度排放对其进行评价。
1.2 尾气排放污染物归类
在发动机尾气排放污染物中,有的排放污染物对不同的影响类型都有影响,如果产生的环境影响是相互独立的,则同时归入(如把NOx同时归入人体毒性、酸化和全球变暖);如果产生的影响在同一个效应链中,就不能同时归入(如全球变暖及由此而产生的人体毒性)。发动机尾气排放污染物归类如图1所示。各类污染物的环境排放影响系数如表2所示。
2 试验装置及方案
试验发动机为1台水冷、直列4缸、四冲程、直喷式电控高压共轨涡轮增压轻型车用柴油机。柴油机的总排量为3.298L,缸径×行程为100×105mm,压缩比为18,标定功率为79kW(3200r/min),最大转矩275N·m(2000r/min)。试验装置主要有AVL-PUMA全自动试验台、AVL415烟度计、AVL-PEUS多组分气体测试仪,该仪器采用FTIR方法可测量CO、CO2、NO、NO2、NOx、NMHC、CH4、H2O 等常规气体和C2H2、C2H4、C2H6、C3H6、C4H6、SO2、N2O、NH3 等非常规气体的30多种不同气体成分。试验装置如图2所示。
试验燃料包括纯石化柴油、体积混合比分别为5%、10%、20%、50%的麻疯树果实制生物柴油与柴油的混合燃料、纯麻疯树果实制生物柴油,共6种试验燃料。按照生物柴油的掺混比例,分别简称为BD0(纯石化柴油)、BD5(体积混合比为5%的麻疯树果实制生物柴油与柴油的混合燃料,以下类推)、BD10、BD20、BD50、BD100(纯麻疯树果实制生物柴油)。石化柴油及纯麻疯树果实制生物柴油的理化特性如表3所示。
试验方案为在发动机和供油系统不做任何调整和改动的情况下,分别对6种试验燃料进行全负荷速度特性试验、最大转矩转速(2000r/min)和标定转速(3200r/min)负荷特性试验。
3 试验结果及分析
3.1 动力性
图3为该机全负荷速度特性下,燃用不同配比生物柴油混合燃料的动力性。由图3可见,该机燃用生物柴油后,输出功率略有下降,输出转矩有所降低。与BD0相比,燃用BD5、BD10、BD20 3种混合燃料输出功率和转矩没有明显变化;燃用BD50燃料时功率和转矩平均降幅为5.4%;燃用BD100燃料时功率和转矩平均降幅约为12.5%。与BD0相比,尽管生物柴油单位体积的热值较低,但由于该机采用电控共轨喷油系统,其喷油量、喷油率等参数会根据燃油的密度、进气压力和温度等参数进行调整,当生物柴油配比较低时,对该机动力性能的影响不大。
3.2 环境排放特性
3.2.1 全球变暖
图4为该机燃用生物柴油混合燃料的全球变暖环境排放特性。由图4a可见,随着转速的升高,该机的全球变暖环境排放降低。这是因为外特性工况下,发动机的负荷较高,产生的N2O、CH4排放较低,主要产生CO2和NOx温室气体排放,一方面,较低转速时进入燃烧室中的混合气较浓,含碳量高,燃烧产生的CO2较多;另一方面,随着转速的增加,缸内高温持续时间变短,NOx排放降低。与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,当转速低于1600r/min时,该机的全球变暖环境排放增加;当转速高于1600r/min时,该机的全球变暖环境排放降低。这是因为与石化柴油比较,发动机燃用生物柴油混合燃料后CO2排放降低、NOx排放增加的缘故。当发动机转速低于1600r/min时,该机的NOx排放增加较明显,当发动机转速高于1600r/min时,该机的CO2排放降低较明显。
由图4b、图4c可见,随着负荷的增加,该机的全球变暖环境排放升高。这是因为随着负荷的增大,循环供油量增加,参与燃烧的碳相应增加,CO2排放增加。同时,随着负荷的增大,缸内燃烧温度升高,NOx排放增加。与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,当负荷低于75%时,该机的全球变暖环境排放略有增加;当负荷高于75%时,该机的全球变暖环境排放略有降低。
3.2.2 光化学烟雾
图5为该机燃用生物柴油混合燃料的光化学烟雾环境排放特性。由图5a可见,随着转速的升高,该机的光化学烟雾环境排放呈现先降低后增加的趋势。这是因为外特性工况下,一方面随着转速的提高,该机的HC排放呈现先降低后增加的趋势;另一方面,随着转速的提高,该机的CH4排放略有增加。
由图5b、图5c可见,随着负荷的增加,该机的光化学烟雾环境排放降低。这是因为低负荷时,缸内混合气很稀,燃烧温度较低,燃油雾化质量相对较差,局部熄火的区域增加,HC排放较多。同时,随着负荷的增加,该机的CH4排放降低。与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,该机的光化学烟雾环境排放降低。这是因为生物柴油中芳香烃含量很少,十六烷值高,着火性能好,滞燃期短,未燃碳氢和裂解碳氢均较少,同时生物柴油富氧也有利于减少HC排放。同时,随着生物柴油混合比例的增加,CH4排放降低[8]。
3.2.3 酸化
图6为该机燃用生物柴油混合燃料的酸化环境排放特性。由图6a可见,随着转速的升高,该机的酸化环境排放降低。这是因为外特性工况下,随着转速的升高,缸内高温持续时间变短,NOx、SOx排放降低。与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,当转速低于1600r/min时,该机的酸化环境排放增加,当转速高于1600r/min时,该机的酸化环境排放降低。这是因为与石化柴油比较,发动机燃用生物柴油混合燃料后具有NOx排放增加、SOx排放降低的特性。当发动机转速低于1600r/min时,该机的NOx排放增加较明显,当发动机转速高于1600r/min时,该机的SOx排放降低较明显。
由图6b、图6c可见,随着负荷的增加,该机的酸化环境排放增加。这是因为随着负荷的增大,缸内燃烧温度升高,NOx、SOx排放增加。与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,该机的酸化环境排放降低。这是因为生物柴油中硫含量极低,SOx排放较少。同时,SOx的酸化影响系数约为NOx的3倍,弱化了NOx排放增加的影响。
3.2.4 人体毒性
图7为该机燃用生物柴油混合燃料的人体毒性环境排放特性。由图7a可见,随着转速的升高,该机的人体毒性环境排放降低;这是因为一方面在外特性工况下,随着转速的提高,缸内高温持续时间变短,NOx、SOx排放降低;另一方面,柴油机高速时空燃比较高,燃烧较完全,CO排放降低。与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,当转速低于1600r/min时,该机的人体毒性环境排放增加;当转速高于1600r/min时,该机的人体毒性环境排放降低。这是因为与石化柴油比较,发动机燃用生物柴油混合燃料后具有NOx排放增加、SOx和CO排放降低的特性。当发动机转速低于1600r/min时,该机的NOx排放增加较明显;当发动机转速高于1600r/min时,该机的SOx和CO排放降低较明显。
由图7b、图7c可见,随着负荷的增加,该机的人体毒性环境排放增加。这是因为随着负荷的增大,缸内燃烧温度升高,NOx、SOx排放增加。虽然CO排放随着负荷增大而降低,但其人体毒性影响系数很小,对人体毒性环境排放降低作用不明显。与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,当负荷低于75%时,该机的人体毒性环境排放有所增加;当负荷高于75%时,该机的人体毒性环境排放降低。这是因为当负荷低于75%时,该机燃用生物柴油的NOx排放增加较明显;当负荷高于75%时,该机燃用生物柴油的SOx、CO排放降低较明显。
3.2.5 气溶胶
图8为该机燃用生物柴油混合燃料的气溶胶环境排放特性。
由图8a可见,随着转速的升高,该机的气溶胶环境排放增加。这是因为外特性工况下,随着转速的升高,该机的烟度排放增加。由图8b、图8c可见,随着负荷的增加,2000r/min转速下,该机的气溶胶环境排放呈先增加后降低的趋势;3200r/min转速下,该机的气溶胶环境排放呈先降低后增加的趋势。与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,该机的气溶胶环境排放降低。这是因为碳烟生成的基本条件是高温、高压、缺氧、裂解并脱氢。同时,反应时间短,烃类没足够时间充分反应也是原因之一。由于生物柴油是含氧燃料,在燃料燃烧时起到了助燃作用,特别是喷雾核心等燃料浓度高的区域,使燃料可以比较完全地燃烧,减少了碳烟的生成。同时,生物柴油中芳香烃含量较少,燃料在燃烧过程中减少了高温裂解组分,能够改善燃料燃烧,从根本上抑制了碳烟的形成[9]。另外,生物柴油硫含量较低,可减少微粒的产生,这是其烟度低的另一个重要原因。此外,生物柴油的高十六烷值也有助于减少碳烟的产生。
4 结论
(1) 全负荷速度特性工况下,随着转速的增加,该机的全球变暖、酸化、人体毒性环境排放降低;气溶胶环境排放增加;光化学烟雾环境排放呈现先降低后增加的趋势。
(2) 定转速负荷特性工况下,随着负荷的增加,该机的光化学烟雾环境排放降低;全球变暖、酸化、人体毒性环境排放增加;2000r/min转速时气溶胶环境排放呈先增加后降低的趋势,3200r/min转速时气溶胶环境排放呈先降低后增加的趋势。
(3) 与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,该机全负荷速度特性下所有转速的光化学烟雾、气溶胶环境排放均降低,1600r/min转速以上的全球变暖、酸化、人体毒性环境排放降低。
(4) 与石化柴油比较,随着生物柴油混合比例的增加,该机标定转速及最大转矩转速负荷特性下,所有负荷的光化学烟雾、气溶胶环境排放降低,75%负荷以上的全球变暖、酸化、人体毒性环境排放降低。
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