巨菌草作为能源草的特性研究

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摘要：为探索巨菌草在广东作为能源草的应用前景，在阳山县境内山区试验种植巨菌草。结果表明：巨菌草热值达18.88M5/kg，挥发分、固定碳和灰分含量分别为78.12%、18.74和3.14%，c、H、N、S和cl含量分别为44.74%、5.03%、1.84%、0.14%和0.16%，灰成分中K20达42，33%，变形温度、软化温度、半球温度和流动温度分别为940℃、950℃、970℃和1050℃，鲜草产量达21.39kg/m2，经过16天自然晾晒，水分含量降至39%。巨菌草适宜作为能源草在广东推广应用，但灰熔点较低，

且未破碎巨菌草难以晾晒干燥。关键词：巨菌草；能源草；生物质；特性

世界各国都在积极开发利用清洁的可再生能源，以避免化石能源的枯竭及缓解使用化石能源带来的环境问题，其中生物质能由于其资源丰富、易于获取和二氧化碳零排放特性受到世界各国的积极推广和使用。中国近年加大对生物质发电行业的扶持力度，出台一系列的鼓励政策，使得生物质发电行业迅速发展。国家能源局指出，至2010年，生物质能利用量约2400万吨标准煤，提倡建设生物质能原料供应基地，其中属其他非粮原料的能源草等将建成30万亩基地。

我国现阶段生物质能主要以农林废弃物为原料，秸秆、玉米秆、稻壳和蔗渣等也都是主要来源。利用人工种植的能源植物，是生物质原料新的发展方向，既能扩大原料来源，降低原料成本、保证供应，也遵循了“不与人争粮，不与粮争地”的原则，充分利用了边际土地，还能增加边远地区农民收入。

能源草是指所有的草类能源植物，是一系列可以作为燃料使用及用作能源生产的草类植物的统称，一般是两年生或多年生高大的丛生草本植物或半灌木、灌木。我国对能源草的研究主要集中于能源植物的调查分类，筛选出可能适合的草本能源植物。侯新村等在京郊挖沙废弃地上对几种能源草进行了种植试验。曾宪录在广东梅州地区对五节芒和类芦进行了资源调查。

巨菌草是热带亚热带生长的植物，隶属被子植物门、单子叶植物纲、禾本科、狼尾草属，原产于非洲，在12℃条件下开始生长，适宜生长温度为25～35℃；巨菌草植株高大，直立丛生，根系发达，株高一般为4～5m，最高可达7.08m；巨菌草产量高，在我国南方种植可产鲜草300～500t/hm2，而且种植一次，可连续采收多年；巨菌草繁殖简单，可利用腋芽进行无性繁殖也可用种子进行有性繁殖，但发芽率很低。菌草技术由福建农林大学林占嬉研究员发明，广泛应用于食用菌代料、制禽畜饲料、生态治理等领域，也有用于生物能源的研究。本文将探索巨菌草在广东粤北山区种植的适应性与产量，研究巨菌草作为生物质燃烧发电原料的可行性。

1.试验地的地理气候环境情况

试验地位于广东省阳山县西部山区。阳山县处于广东省西北部，属南岭山脉南麓，连江中游，位于东经：112.38°～113.98°，北纬：23.97°―24.92°，属南亚热带向中亚热带过渡的季风气候区，春季温和潮湿，夏季炎热雨丰，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雨。夏季雨量1100～1200mm，占全年降水量的61%；总日照时数为833h，日照百分率为52.8%，对农作物生长最为有利。

2试验方法

2.1种植方法

种苗定植季节：5月10日～5月16日。

种植土地条件：选择坡度不超过30°的未耕种过的荒坡地，使用挖掘机平整出每级宽不少于3m、翻深不少于60cm的梯田，后开成行距60cm、沟宽30cm、深20cm的条沟。总种植面积13334m2。

种植方法：把巨菌草截成1m左右长的茎，将巨菌草茎平放于条沟内，覆土3～5cm，每亩种500～600株。

施肥：在种植巨菌草前，在条沟中施有机肥作底肥；每666.7m2施500kg。中耕除草后，每666.7m2追施15kg尿素和10kg复合肥；植株高120cm时，每666.7m2施25kg复合肥。

2.2测试方法

2-2.1成分分析

对巨菌草鲜草进行工业分析、元素分析和灰熔点，考察巨茵草作为生物质燃料的特性。

2.2.2产量及株高测定

巨菌草于同年9月22日收割，测定产量及株高：根据试验地分布特征，选15个样方，每个样方取面积6m2，任意选取3根植株，计算平均株重、平均株高等数据。

2.2.3晾晒过程

取新鲜巨菌草，置于自然条件下晾晒，每天测定重量，确定巨菌草在自然晾晒的条件下干燥过程。

3结果与分析

3.1成分分析

对巨菌草进行了工业分析、元素分析、灰成分与灰熔点，并与国内玉米杆数据进行了对比，结果见表1和表2。

巨菌草干基热值达18880 kJ/kg，比玉米秸秆高，灰分较少，只有3.14%，燃烧时方便排渣，从工业分析数据看基本适合在国内生物质锅炉燃烧；氯元素只有玉米杆的一半，对设备腐蚀较少。

灰成分中钾含量较多，适合于以钾肥形式还田。但由于碱金属含量较高，降低了灰熔融点，使得灰熔点比玉米杆的要低，可能易于结焦，这些都是在锅炉中燃烧巨菌草需要注意或解决的问题。

3.2鲜草产量

巨菌草5月10日种植，9月22日对测产样方进行评测，结果见表3。

巨菌草平均鲜草产量21.39kg/m2，按收到基水分69.21%折算，干物质产量为14.80kg/m2，高于在相近地区生长的五节芒和类芦产量（9.93kg/m2和7.38 kg/m2。

3.3

巨茵草的晾晒过程

巨菌草水分变化如图1所示。

如图1所示，不对巨菌草进行破碎，置于原地晾晒，除第一天损失1 2%的水分，其余天数每天损失1～2%的水分。经过15天的晾晒，水分达到39%，仍然保持较多水分，继续晾晒也难以降低。在实际应用中，过多的水分会影响巨菌草的存储与运输，必须继续研究巨菌草高效干燥的方法。

4结论

4.1

巨菌草热值达18.88MJ/kg，高于玉米杆热值，灰分和氯元素较少，方便排渣和腐蚀性较小，适合作为生物质锅炉燃料。

4.2巨菌草灰成分中钾含量较多，适合还田，但碱金属含量较高，灰熔点较低，在锅炉中燃烧需要注意。

4.3

巨菌草平均鲜草产量达21.39kg/m2，产量较大，适合作为能源作物，充分利用边际土地进行人工大规模种植，可作为生物质发电厂原料。

4.4不对巨菌草进行破碎，难以对其进行干燥，需要继续研究巨菌草高效干燥的方法。