CN106126937B - 一种芒属植物宜能潜力的评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物质能源领域，特别涉及一种芒属植物宜能潜力的评价方法。该评价方法包括：选取性状指标，测定芒属植物的性状指标数据；获得性状指标的分值；根据性状指标的分值获得宜能潜力指数。本发明是系统的针对芒属能源作物选育的一套研究方法，即通过简单、直观的农艺、品质和抗逆性差异建立芒属植物宜能性评价体系。该体系方法操作简单，仅通过对植株本身进行测试，即可快速判断种质的宜能潜力及最适利用途径，为芒属能源作物育种及大规模芒属植物种质的宜能性评价工作奠定了基础。

Description

一种芒属植物宜能潜力的评价方法

技术领域

本发明涉及生物质能源领域，特别涉及一种芒属植物宜能潜力的评价方法。

背景技术

芒属植物(Miscanthus spp.)是指禾本科(Gramineae)黍亚科(Panicoideae)高粱族(Trib.Andropogoneae)甘蔗亚族(Subtrib.Saccharinae)芒属(Miscanthus)的多年生草本植物，俗称“芒草”。全球芒属植物分成14个种，而中国就拥有7个种，是芒属植物的分布中心，包括芒、五节芒、荻、南荻、尼泊尔芒、双药芒和红山茅等7个种。芒属能源植物是指具有能源植物特点的芒属植物，可作为能源作物开发与利用，亦称之为“能源芒草”。我国有宜能潜力的芒属植物主要有芒、五节芒、荻、南荻等4个种，而欧洲目前已经得到推广利用的芒属能源植物为奇岗，它是二倍体的芒和四倍体的荻的三倍体杂交品种，原产自日本。

芒属植物作为纤维生物质原料转化为生物燃料的技术途径与产品类型主要有压制成型燃料、燃烧发电、发酵制乙醇、发酵产沼气和热裂解制生物油、生物炭和生物气等。同一种能源植物，由于在不同纬度或海拔地区的表现不同，其利用途径也可能不同；而利用途径不同，其评价指标也会不同，所以目前对能源植物的评价还没有一个统一的标准。

李高扬等根据能源植物的特征，结合我国耕地少，土壤、气候等差异显著的实际情况，以生产清洁生物质能源为目的来评价能源植物的利用价值。目标利用途径主要为燃料乙醇等。李聪敏等以充分发掘三峡库区能源植物的开发潜力为基本目的，在客观反映三峡库区能源植物的资源特征的基础上，确立了评价三峡库区能源植物的各类不同指标。潘伟彬采用层次分析法建立以能源利用为目的的狼尾草品种筛选评价模型，目标利用途径主要有直接燃烧、致密成型、热解气化利用和纤维素乙醇生产。李峰通过层次分析法对北方地区16种常见能源草进行了筛选及评价指标体系构建，目标利用途径主要是生产乙醇。张军等在生命周期理论框架下，引入能值分析方法，对燃料乙醇系统的三个阶段进行了能耗分析。杨慧建立了植物生物质能的能值评价指标体系，分析了能值评价在植物生物质能可持续发展中的作用。张玉兰建立了基于3E-SRT框架的生物质能源品种综合评价模型，评价方法为基于AHP-联系度改进的TOPSIS法，目标利用途径燃料乙醇、生物柴油、直燃发电、沼气。张树振等采用温室盆栽方法进行两次刈割，对不同苜蓿品种生物质能源性状进行评价，主要目标利用途径为燃料乙醇。候新村等基于京郊边际土地草本能源植物规模化种植的实践对荻的应用潜力进行了分析评价，目标利用途径有固体成型燃料、沼气、纤维素乙醇。曾汉元对9种能源草的农艺性状和光合特性等方面的研究结果进行分析，构建了指标体系。王慧结合专家咨询法(德尔菲法)、频度分析法和层次分析法建立了纤维素乙醇转化评价体系，目标利用途径为乙醇。沈光等根据不同能源植物的类型建立了富含油、淀粉、糖、橡胶等类能源植物、木质纤维素能源植物和薪炭能源植物三个评价指标体系。刘建乐等通过加权平均法对30份野外收集的割手密资源进行了产能潜力评价，并对产能指标间进行了主成分分析，目标利用途径主要是燃料乙醇。Cobuloglu等运用层次分析法建立了一种可持续生物质作物选择的随机多准则决策分析体系。而针对芒属能源植物多能源用途的评价方法，目前尚未见报道。

因此，构建科学合理的芒属能源植物多能源用途的评价方法，指导宜能品种的筛选与开发利用成为芒属植物开发的关键前提。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种芒属植物宜能潜力的评价方法。该评价方法简单、直观，为评价何种芒属植物符合能源作物条件并适合何种利用途径提供判断依据。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种芒属植物宜能潜力的评价方法，包括：

步骤1：测定芒属植物的性状指标数据，性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性或抗病虫性中的一种或几种；

步骤2：获得性状指标的分值，分配权重，在本发明中，正相关的性状，指标分值＝(性状值/最大值)×100；负相关的性状，指标分值＝(1－性状值/最大值)×100。各个性状指标的分值及权重为：

本发明中农艺性状、品质性状和抗逆性中各项指标的权重是通过层次分析法计算获得，各性状分值计算公式的分母是以最大值作为参考的。但本发明保护的不仅仅是上述具体的权重值和最大值，权重值和最大值并非限定于此，在此基础上进行的德尔菲法、因子分析权数法、主成分分析法等其它权重计算法对权重的改动和最大值的适当变更均在本发明的保护范围之内。

步骤3：根据下述公式获得宜能潜力指数：

其中，W为权重，C为性状指标的分值；i为1～n中任意整数，m＝1，n为性状指标的项数，1≤n≤23。

如图1所示，本申请采用层次分析法建模来构建芒属植物宜能潜力评价体系，目的层为评价芒属植物宜能潜力，准则层为农艺指标、品质指标、抗逆性，方案层为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性、抗病虫性。

本申请中的评价方法的建立原则为：

全面性原则：要对芒属植物各种质进行综合评价，就应当选取全面的指标体系，能够较全面反映各种质的状况，使得评价更全面；

代表性原则：筛选指标时，应选取最能直接反映芒属植物宜能潜力的指标。排除与宜能潜力关系不密切的从属指标。这些指标之间具有独立性；

层次性原则：建立评价指标体系的层次结构，有利于进一步的因素分析；

合理性原则：将定量和定性指标、直接和间接指标等有机结合，确立合理的指标；

可行性原则：指标数据容易采集、便于更新、体系简明综合性强、具有较强的可操作性。

本发明基于农艺、品质、抗逆性等3方面的性状，并通过对芒、五节芒、荻、南荻和奇岗等5类芒属植物的宜能性鉴定，证明该评价方法可获得可靠的结果，且简便易行，仅从芒属植物本身属性性状出发，无需考虑工艺、产率等其它因素影响，便能客观地反映芒属种质宜能性的真实状况，可从快速确定宜能性的潜力指数和最适利用方向，筛选出优异的宜能种质。

在本发明中，干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性等性状指标为农艺指标；

含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量等性状指标为品质指标；

耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性、抗病虫性等性状指标为抗逆性指标。

在本发明提供的实施例中，下述抗逆性指标的分值为：

耐盐性：耐盐76～100分，中等耐盐51～75分，中等敏感26～50分，敏感0～25分；

抗旱性：强81～100分，较强61～80分，中等41～60分，弱21～40分，最弱0～20分；

耐淹性：耐淹67～100分，中等耐淹34～66分，不耐淹0～33分；

抗病虫性：高抗76～100分，中抗51～75分，低抗26～50分，不抗0～25分。

在本发明中，芒属植物宜能潜力指数用于检测芒属植物的宜能潜力：

当指数为75～100分时，极适宜作为能源植物；

当指数为50～74分时，适宜作为能源植物；

当指数为25～49分时，较适宜作为能源植物；

当指数为0～24分时，不适宜作为能源植物。

在本发明提供的实施例中，能源植物的用途为燃烧发电、发酵制乙醇、发酵产沼气或热裂解制油。但本发明中的能源用途并非限定于此，本领域认为可行的能源用途(如发酵制氢气、发酵制丁醇或其它能源用途)均在本发明的保护范围之内。

当能源植物的用途为燃烧发电时，性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性和抗病虫性。

当能源植物的用途为发酵制乙醇时，性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、灰分含量、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性和抗病虫性。

当能源植物的用途为发酵产沼气时，性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性和抗病虫性。

当能源植物的用途为热裂解制油时，性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性和抗病虫性。

在本发明中，当能源植物的用途为燃烧发电时，木质素含量的分值＝(含量/20)×100；当能源植物的用途为发酵制乙醇、发酵产沼气或热裂解制油时，木质素含量的分值＝(1－含量/20)×100。

在本发明中，在耐盐性方面，耐盐为耐受1％及以上的盐浓度；中等耐盐为耐受0.6％～1％的盐浓度；中等敏感为耐受0.3％～0.6％的盐浓度；敏感为不耐受0.3％的盐浓度；

在抗旱性方面，抗旱性强为干旱时无受旱害表现；抗旱性较强为干旱时个别叶片有轻微的萎蔫；抗旱性中等为干旱时大量茎叶出现萎蔫现象，但生长未停止；抗旱性较弱为干旱时大量植株出现萎蔫现象，生长停止，并有少量死亡；抗旱性弱为干旱时所有植株萎蔫，30％死亡；

在耐淹性方面，耐淹为淹水后能正常生长；中等耐淹为淹水后能存活，但生长受到影响；不耐淹为淹水后死亡；

在抗病虫性方面，高抗为未观测到病原体或害虫的成虫、幼虫、卵；中抗为5％以下植株感染病原体或虫害，但不影响生长；低抗为5％～10％的植株感染病原体或虫害，芒草生长受影响；不抗为10％以上植株感染病原体或虫害，芒草生长停止，甚至死亡。

在本发明中，除抗逆性指标外，作为优选，测定芒属植物的性状指标数据的时期为枯黄期后或盛花期后。

抗逆性指标数据的获取需要单独做抗逆性试验。

作为优选，芒属植物为生长3年及3年以上且长势稳定的芒属植物。

本发明提供了一种芒属植物宜能潜力的评价方法。该评价方法包括：测定芒属植物的性状指标数据；获得性状指标的分值；根据公式获得宜能潜力指数。本发明至少具有如下优势之一：

1、本发明是系统的针对芒属能源作物选育的一套研究方法，即通过简单、直观的农艺、品质和抗逆性差异建立芒属植物宜能潜力评价体系。该体系方法操作简单，仅通过对植株本身进行测试，即可快速判断种质的宜能潜力及最适利用途径，结果可靠，为芒属能源作物育种及大规模芒属种质的宜能潜力评价工作奠定了基础；

2、其他能源植物评价体系相对而言，或指标较抽象不易量化，或指标值不易获得，或仅针对某一用途(工艺)，或无明确用途。本发明可同时比较多个芒属种质，分别找出其最佳利用途径，也可筛选出最佳芒属种质；可比较同一环境不同芒属种质，也可比较不同环境同一芒属种质。

附图说明

图1示芒属植物宜能潜力评价体系层次结构模型。

具体实施方式

本发明公开了一种芒属植物宜能潜力的评价方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进性状最大值和权重参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

术语解释：

农艺指标：干物质产量，指芒草在单位面积上的干物质重量；冠层高，指地面至顶端大多数叶拐点处的高度；茎高，指最高茎从地面至最高舌叶(除旗叶外)处的高度；茎径，指最高茎离地面5cm处的最大直径；基部直径，指茎丛在地面水平的最大的直径，取最远两个分蘖之间的距离；分蘖数，指单株芒草离地面10cm处所有的分枝数；叶茎比，指单株芒草叶、茎分离后干物质重量的比值；枯黄性，指芒草茎叶自然干枯变黄的比例；落叶性，指芒草叶自然凋落的比例。

品质指标：含水量，指芒草中水的质量占芒草总质量的百分比；灰分含量，指芒草熔化后产生的灰渣占其干物质的比例；挥发分含量，指芒草在加热(如热裂解)或常温状态下挥发出来的有机或无机物质占其干物质的比例；固定碳含量，指从测定挥发物后的固体芒草残渣中减去灰分后的残留物占其干物质的比例；热值，单位质量的芒草完全燃烧时所放出的热量；纤维素含量，芒草中纤维素占其干物质的比例；半纤维素含量，芒草中半纤维素占其干物质的比例；木质素含量，芒草中木质素占其干物质的比例；矿质元素含量，芒草中N、P、K、Ca、Mg、S、Si、Cl、Na等矿质元素占其干物质的总比例。

抗逆性：耐盐性，指芒草对土壤中盐碱类物质的忍受能力，分4级，①耐盐(可耐土壤中1％以上NaCl含量的浓度)②中等耐盐(可耐土壤中0.6％～1％NaCl含量的浓度)③中等敏感(可耐0.3％～0.6％NaCl含量的浓度)④敏感(不耐0.3％NaCl含量)；抗旱性，指芒草通过干旱屏蔽抵抗缺水胁迫和增强水分吸收耐旱两方面的能力，分5级，①强(干旱时无受旱害表现)②较强(个别叶片有轻微的萎蔫)③中等(大量茎叶出现萎蔫现象，但生长未停止)④弱(大量植株出现萎蔫现象，生长停止，并有少量死亡)⑤最弱(所有植株萎蔫，30％死亡)；抗寒性，指芒草忍耐或抵抗低温或寒冷的能力，以越冬率为判定标准；耐淹性，指芒草对水分过多缺氧的适应能力，分3级，①耐淹(淹水后能正常生长)②中等耐淹(淹水后能存活)③不耐淹(淹水后死亡)；抗病虫性，指芒草抑制或延缓病原活动与避免受虫害、或耐虫害、或受虫害后自有补偿机制的能力，分4级，①高抗(未观测到病原体或害虫的成虫、幼虫、卵)②中抗(5％以下植株感染，个别植株发现病原体或虫害，但不影响芒草生长)③低抗(5％～10％的植株感染病原体或虫害，芒草生长受影响)④不抗(10％以上植株感染病原体或虫害，芒草生长停止，甚至死亡)。

宜能潜力：具有生物质高产高质潜力、高能含量和适应于边际土地的特征，适宜作为能源植物开发和利用。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1芒属植物宜能性评价方法

选取生长3年以上且长势稳定的芒属种质作为测量对象，除抗逆性外测量时间一般安排在枯黄期或盛花期后，从农艺、品质与抗逆性3个方面的指标进行评价：

1、上述3个方面的指标得分标准如下：

(1)芒属种质农艺评价指标及得分标准(表1)：

以芒草干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性等9个农艺指标最大值作为参考值，制定得分标准：

①干物质产量：单位t·hm-²，得分＝(产量/35)×100；

②冠层高：单位cm，丛生：得分＝(高度/350)×100，散生：得分＝(高度/650)×100；

③茎高：单位cm，得分＝(高度/700)×100；

④茎径：单位mm，得分＝(直径/30)×100；

⑤基部直径：单位cm，丛生：得分＝(直径/300)×100；散生：得分＝(直径/500)×100；

⑥分蘖数：单位“根”，丛生：得分＝(单株分蘖/700)×100；散生：得分＝(每平米分蘖/200)×100；

⑦叶茎比：得分＝(1－比值/10)×100；

⑧枯黄性：单位％，得分＝枯黄比例；

⑨落叶性：单位％，得分＝落叶比例。

⑵芒属种质品质评价指标及得分标准(表1)：

以芒草含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量等9个品质指标最大值作为参考值，制定得分标准：

①含水量：单位％，得分＝(1－含量/80)×100；

②灰分含量：单位g·kg^-1，得分＝(1－含量/120)×100；

③挥发分含量：单位g·kg^-1，得分＝(含量/1000)×100；

④固定碳含量：单位g·kg^-1，得分＝(1－含量/200)×100；

⑤热值：单位MJ·kg^-1，得分＝(热值/20)×100；

⑥纤维素含量：单位％，得分＝(含量/55)×100；

⑦半纤维素含量：单位％，得分＝(含量/45)×100；

⑧木质素含量：单位％，直燃得分＝(含量/20)×100，其它得分＝(1－含量/20)×100；

⑨矿质元素含量：单位g·kg^-1，得分＝(1－含量/50)×100。

⑶芒属种质抗逆性评价指标及得分标准(表1)：

将芒草耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性、抗病虫性等5个抗逆性指标定量分级，制定等级得分标准：

①耐盐性：

耐盐76～100分，可耐土壤中1％以上NaCl含量的浓度；

中等耐盐51～75分，可耐土壤中0.6％～1％NaCl含量的浓度；

中等敏感26～50分，可耐0.3％～0.6％NaCl含量的浓度；

敏感0～25分，不耐0.3％NaCl含量；

②抗旱性：

强81～100分，干旱时无受旱害表现；

较强61～80分，个别叶片有轻微的萎蔫；

中等41～60分，大量茎叶出现萎蔫现象，但生长未停止；

较弱21～40分，大量植株出现萎蔫现象，生长停止，并有少量死亡；

弱0～20分，所有植株萎蔫，30％死亡；

③抗寒性：单位％，得分＝越冬率；

④耐淹性：

耐淹67～100分，淹水后能正常生长；

中等耐淹34～66分，淹水后能存活；

不耐淹0～33分，淹水后死亡；

⑤抗病虫性：

高抗76～100分，未观测到病原体或害虫的成虫、幼虫、卵；

中抗51～75分，5％以下植株感染，个别植株发现病原体或虫害，但不影响芒草生长；

低抗26～50分，5％～10％的植株感染病原体或虫害，芒草生长受影响；

不抗0～25分，10％以上植株感染病原体或虫害，芒草生长停止，甚至死亡。

2、抗逆性试验方法：

(1)耐盐性

取大田土壤(非盐碱地)过筛，用无孔塑料花盆，每盆装大田土时，取样测定含水率以确定实际装入干土重，每盆截取带芽根状茎6cm～10cm栽种。按每盆土样干重的0％(对照)、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、1.0％加化学纯的NaCl进行盐处理(经过预备试验，不同种质盐处理浓度可以改变)，将盐溶解在一定量的自来水中，使盐处理后的土壤含水率为最大持水量的70％，加等量的自来水作对照，每个处理30个盆。经测定大田土含盐低，可忽略不计。盐处理后注意观察，及时补充所蒸发的水分，使土壤含水量保持不变，记录幼苗生长变化，盐害表现，盐处理30d结束试验，观测记载各处理的存活苗数，株高及植株干重。

⑵抗旱性

设置抗旱棚或简易塑料箱，内装试验田土壤，并拌入适量腐熟有机肥，每盆截取带芽根状茎6cm～10cm栽种。种植后浇水，保持湿润，出苗后加强管理，及时除草和浇水，齐苗后及时定苗。选定长势一致的幼苗30株和做出标记，观察生长情况。当幼苗生长到分枝(分蘖)期时，即可移入旱棚进行干旱处理。幼苗移入旱棚后停止浇水。为第一次干旱处理。当供试植株50％表现萎蔫症状时进行灌水，一周后(南方高温期3d后)调查其成活率。依此类推重复两次之后，比较不同材料在每次干旱处理的成活率，即可评定不同材料的抗旱性。对照组正常浇水。

⑶抗寒性

用塑料盆或花盆装试验田土壤，每盆截取带芽根状茎6cm～10cm栽种，种植后浇水，保持湿润，出苗后加强管理，及时除草和浇水，在温室培养过冬，第二年移栽大田，观察过冬成活率。

⑷耐淹性

用长方形塑料容器装试验田土壤，截取带芽根状茎6cm～10cm放入其中栽种，种植后浇水，保持湿润，出苗后加强管理，及时除草和浇水，齐苗后及时定苗。每组选定长势一致的幼苗30株，在处理组中注入自来水(pH＝6.5)，自来水淹没盆栽草层8cm，实验开始后对照组及处理均不再施肥，淹水7天后观察成活率。

⑸抗病虫性

在受害区选取代表小区，10m²，重复2次，以目测法确定受害程度。

3、芒属植物宜能潜力指数的计算公式：

其中，W为权重，C为性状指标的分值；i为1～n中任意整数，m＝1，n为性状指标的项数，1≤n≤23。

4、芒属植物宜能性等级的确定：

I级为高度宜能种质，其宜能潜力得分在75～100分；

II级为宜能种质，其宜能潜力得分在50～74分；

III级为轻度宜能种质，其宜能潜力得分在25～49分；

IV级为非宜能种质，其宜能潜力得分在0～24分。

表1芒属植物宜能潜力评价体系

实施例2试验材料指标的测量

本申请从湖南农业大学芒属植物资源圃随机挑选B0340(芒)、A0504(五节芒)、A0123(荻)、A0118(南荻)、D0302(奇岗)五份材料(其来源见表2)，对这5种芒属植物的宜能潜力进行评价。评价结果见表3：

表2种质名称及来源

小区号

种质名

省份

县(市)

纬度(N°)

经度(E°)

海拔(m)

B0340

芒

贵州

荔波

25.2534

107.7427

433

A0504

五节芒

湖南

浏阳

28.1833

113.5667

262

A0123

荻

陕西

城固

33.2727

107.1905

704

A0118

南荻

湖南

常德

29.1101

111.7747

93

D0302

奇岗

日本

——

——

——

——

表3试验材料宜能潜力评价结果

结果显示，A0504(五节芒)、A0118(南荻)、D0302(奇岗)为适宜的能源植物；发酵制乙醇和发酵产沼气最适用A0504(五节芒)为原料；燃烧发电和热裂解制油最适用A0118(南荻)为原料。此结果符合当前业内人士对芒、五节芒、荻、南荻、奇岗等芒属植物的普遍认识。

实施例3评价结果的验证

将以上实施例的测量值代入现有文献中的能源理论产率计算公式，结果与本发明评价方法结果基本一致。不同的是，文献中的理论产率计算公式主要是涉及能源转化率方面，属产业下游阶段；而本发明评价方法主要涉及产量、品质和抗逆性等方面，属产业上游阶段。

发电量计算公式见公式1，结果见表4：

发电量(kW·h·hm^-2)＝热值(MJ·kg^-1)×10⁶(将MJ·kg^-1换算成KJ·t^-1)×0.35(热转化成电过程的效率)×干物质产量(t·hm^-2)÷3600(将KJ换算成kW·h) 公式1

表4发电量计算结果

从上表结果可见，燃烧发电最适用A0504(五节芒)为原料，其次为A0118(南荻)。该公式结果与本发明结果不同，原因是热值是将样品烘干后粉碎磨粉测得的，该公式未考虑实际生产中原料的水分对实际热值的影响，实际生产中烘干工艺十分耗能，原料难以像实验中一样烘干，A0504(五节芒)含水量63.24％，A0118(南荻)含水量38.78％，因此本发明中通过对水分的考虑而得出的宜能潜力指数得分，A0118(南荻)要高于A0504(五节芒)。

乙醇产量计算公式见公式2，结果见表5：

乙醇产量(L·hm^-2)＝(纤维素含量(％)+半纤维含量(％))×干物质产量(t·hm^-2)×1.11(纤维素、半纤维素水解成糖的转换因子)×0.85(纤维素、半纤维素水解成糖过程的效率)×0.51(糖转化成乙醇的转换因子)×0.85(糖转化成乙醇过程的效率)×1000/0.79(乙醇的比重g·mL^-1) 公式2

表5乙醇产量计算结果

从上表结果可见，发酵制乙醇最适用A0504(五节芒)为原料，该公式结果与本发明结果一致。

沼气产量计算公式见公式3，结果见表6：

沼气产量(m³·hm^-2)＝(纤维素含量(％)+半纤维含量(％))×干物质产量(t·hm^-2)×10³(将t换算成kg)×0.75(碳水化合物的理论沼气转化率m³/kg) 公式3

表6沼气产量计算结果

从上表结果可见，发酵产沼气最适用A0504(五节芒)为原料，该公式结果与本发明结果一致。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种芒属植物宜能潜力的评价方法，其特征在于，包括：

步骤1：测定芒属植物的性状指标数据，所述性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性或抗病虫性中的一种或几种；

步骤2：以各性状最大值作为参考，获得所述性状指标的分值，分配权重，各个性状指标的分值及权重为：

步骤3：根据下述公式获得宜能潜力指数：

宜能潜力指数

其中，W为权重，C为性状指标的分值；i为1～n中任意整数，m＝1，n为所述性状指标的项数，1≤n≤23。

2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述芒属植物宜能潜力指数用于评价芒属植物的宜能潜力：

当宜能潜力指数为75～100分时，极适宜作为能源植物；

当宜能潜力指数为50～74分时，适宜作为能源植物；

当宜能潜力指数为25～49分时，较适宜作为能源植物；

当宜能潜力指数为0～24分时，不适宜作为能源植物。

3.根据权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述能源植物的用途为燃烧发电、发酵制乙醇、发酵产沼气或热裂解制油。

4.根据权利要求3所述的评价方法，其特征在于，当所述能源植物的用途为燃烧发电时，所述性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、挥发分含量、固定碳含量、热值、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性和抗病虫性。

5.根据权利要求3所述的评价方法，其特征在于，当所述能源植物的用途为发酵制乙醇时，所述性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、灰分含量、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性和抗病虫性。

6.根据权利要求3所述的评价方法，其特征在于，当所述能源植物的用途为发酵产沼气时，所述性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性和抗病虫性。

7.根据权利要求3所述的评价方法，其特征在于，当所述能源植物的用途为热裂解制油时，所述性状指标为干物质产量、冠层高、茎高、茎径、基部直径、分蘖数、叶茎比、枯黄性、落叶性、含水量、灰分含量、纤维素含量、半纤维素含量、木质素含量、矿质元素含量、耐盐性、抗旱性、抗寒性、耐淹性和抗病虫性。

8.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，在所述耐盐性方面，耐盐为耐受1％及以上的盐浓度；中等耐盐为耐受0.6％～1％的盐浓度；中等敏感为耐受0.3％～0.6％的盐浓度；敏感为不耐受0.3％的盐浓度；

在所述抗旱性方面，抗旱性强为干旱时无受旱害表现；抗旱性较强为干旱时个别叶片有轻微的萎蔫；抗旱性中等为干旱时大量茎叶出现萎蔫现象，但生长未停止；抗旱性较弱为干旱时大量植株出现萎蔫现象，生长停止，并有少量死亡；抗旱性弱为干旱时所有植株萎蔫，30％死亡；

在所述耐淹性方面，耐淹为淹水后能正常生长；中等耐淹为淹水后能存活，但生长受到影响；不耐淹为淹水后死亡；

在所述抗病虫性方面，高抗为未观测到病原体或害虫的成虫、幼虫、卵；中抗为5％以下植株感染病原体或虫害，但不影响生长；低抗为5％～10％的植株感染病原体或虫害，芒草生长受影响；不抗为10％以上植株感染病原体或虫害，芒草生长停止，甚至死亡。

9.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，除抗逆性指标外，所述测定芒属植物的性状指标数据的时期为枯黄期后或盛花期后。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的评价方法，其特征在于，所述芒属植物为生长3年及3年以上且长势稳定的芒属植物。