【摘要】：本文以溧水區(qū)白馬科研基地的5個種源墨西哥柏6年生人工幼林為研究對象,探討其熱值動態(tài)及能源特性,為能源樹種的選育提供理論依據(jù)。具體測定并分析了各種源不同器官生長、熱值、化學成分及元素含量等能源特性指標,并采用主成分-聚類分析法進行初步評價。研究結果如下:(1)5個種源樹高、胸徑和地徑的生長規(guī)律均呈“S”型,但生長潛力各不相同。5個種源幼林生物量均以樹干為主,各器官分配比例均表現(xiàn)為干枝根葉;除葉與根生物量間差異不顯著,其他器官生物量間均呈極顯著差異(P0.01)。整體來看,種源D2總生物量最大,其大小順序為D2D4D1D3D5,且各種源間呈極顯著差異。(2)5個種源墨西哥柏葉、枝干重熱值與去灰分熱值季節(jié)變化趨勢均呈“V”字型,即冬秋春夏;各種源葉、枝季節(jié)平均熱值的高低順序均為D3D4D2D5D1。5個種源墨西哥柏干重熱值各器官(葉、枝、皮、干、根)分配一致,均表現(xiàn)為枝葉干皮根;而去灰分熱值除種源D1外,其他均表現(xiàn)為葉最高,根最低,整體順序為葉皮枝干根。墨西哥柏熱值較高,5個種源平均干重熱值與去灰分熱值分別為20.56KJ/g、21.32KJ/g;種源D3平均熱值最大,與最小的種源D1間呈顯著差異,整體順序為D3D4D2D5D1。5個種源墨西哥柏幼林各器官的能量現(xiàn)存量均遵循干枝葉根的規(guī)律,分別占總能量現(xiàn)存量的72.72%、13.24%、7.1%、6.95%;各種源墨西哥柏幼林總能量現(xiàn)存量大小順序與總生物量一致,即D2(54159.67KJ/m~2)D4(53793.67KJ/m~2)D1(48367.68KJ/m~2)D3(45649.13KJ/m~2)D5(36383.42KJ/m~2)。(3)5個種源墨西哥柏葉粗蛋白含量、纖維素含量隨季節(jié)變化均呈倒“V”字型,最高值出現(xiàn)在秋季;葉木質素含量、單寧含量、灰分含量和水分含量隨季節(jié)變化均呈“V”字型,最高值出現(xiàn)在春季;葉苯醇抽出物含量和粗脂肪含量隨季節(jié)變化也呈“V”字型,但最高值均出現(xiàn)在冬季,最低值出現(xiàn)在夏季;葉可溶性糖含量和淀粉含量的季節(jié)變化趨勢相似,均是先下降后上升再下降,最低值出現(xiàn)在夏季,最高值分別出現(xiàn)在秋季和春季。5個種源墨西哥柏枝可溶性糖含量、單寧含量、灰分含量和水分含量隨季節(jié)變化均呈“V”字型,最高值出現(xiàn)在春季;枝淀粉含量和苯醇抽出物含量的季節(jié)變化趨勢均是先下降后上升再下降,最低值出現(xiàn)在夏季,最高值分別出現(xiàn)在春季和秋季;枝纖維素含量隨季節(jié)變化呈倒“V”字型,整體順序為秋冬夏春;枝木質素含量隨季節(jié)變化整體呈下降趨勢,最高值均出現(xiàn)在春季;枝粗蛋白含量隨季節(jié)變化呈上升趨勢,最高值均出現(xiàn)在冬季,最低值出現(xiàn)在春季。(4)5個種源墨西哥柏各器官纖維素和木質素含量分配比較復雜,樹干中纖維素含量最高,木質素含量較低;水分含量器官分配均為根皮干葉枝;可溶性糖、苯醇抽出物、單寧和粗蛋白含量均在葉中含量最高,干中含量最低;灰分、淀粉、粗脂肪含量均在皮中含量最高,在干中含量最低。5個種源墨西哥柏灰分含量均值范圍為2.87%-4.11%,整體順序為D1D5D2D4D3;各種源纖維素、可溶性糖和水分含量均值范圍分別為:18.51%-19.97%、2.37%-2.69%、55.79%-57.63%,最大值均是種源D2;各種源粗脂肪、苯醇抽出物和單寧含量均值范圍分別為:4.80%-5.23%、6.38%-8.29%、3.75%-5.79%,最大值均是種源D3;種源D4粗蛋白含量最大,種源D5木質素和淀粉含量最大。墨西哥柏熱值與粗脂肪含量、單寧含量呈顯著正相關,與灰分含量呈極顯著負相關;灰分含量與粗脂肪含量、單寧含量、粗蛋白含量均呈顯著負相關;單寧含量與粗蛋白含量、粗脂肪含量均呈顯著正相關;木質素含量與苯醇抽出物含量呈顯著負相關。(5)5個種源墨西哥柏葉中N、S元素含量隨季節(jié)變化均呈倒“V”字型,最高值分別出現(xiàn)在秋季和夏季;而葉中C元素含量隨季節(jié)變化呈“V”字型。葉中C、N元素含量最高的種源是D4,S元素含量最高的種源是D3。5個種源墨西哥柏枝中C、N元素含量隨季節(jié)變化均呈上升趨勢,最高值出現(xiàn)在冬季,最低值出現(xiàn)在春季;枝中S元素含量隨季節(jié)變化呈先上升后下降再上升的趨勢,最高值出現(xiàn)在夏季,最低值出現(xiàn)在秋季。枝中C元素含量最高的種源是D4,N元素含量最高的種源是D3,S元素含量最高的種源是D1。(6)5個種源墨西哥柏N、S元素含量的器官分配均是在葉中最高,在干中最低;C元素含量則均在干中最高,在皮中最低;種源D4中C、N元素含量均值最大,種源D3中S元素含量均值最大。墨西哥柏熱值與C、N、S三種元素含量間均呈正相關關系;N元素含量與粗蛋白質含量呈極顯著正相關,與單寧含量呈顯著正相關,與灰分含量呈顯著負相關;S元素含量與可溶性糖含量呈顯著正相關。(7)與其他生物質種類相比,墨西哥柏在熱值、化學成分、生長狀況與適應性等方面均表現(xiàn)良好,適合作為生物質能源植物進行培育。通過主成分-聚類分析結果顯示,種源D1、D2在生長量方面表現(xiàn)良好,種源D3、D4在能量方面表現(xiàn)良好,綜合得分大小順序為D4D3D2D1D5,其中種源D4的能源特性綜合表現(xiàn)最佳,熱值高,生長量大,含能物質豐富,可作為優(yōu)質墨西哥柏能源林的主要培育對象。
【圖文】：

種源第一主成分得分（F1）第二主成分得分（F2）第三主成分得分（F3）綜合得分綜合得分排名D1 -2.027 1.552 -1.219 -0.801 4D2 -0.097 2.171 -0.120 0.508 3D3 3.733 -2.060 -1.082 1.389 2D4 2.179 0.798 1.747 1.549 1D5 -3.801 -2.439 0.614 -2.651 5將 3 個主成分得分代替原各指標作為評價墨西哥柏能源特性的新指標，進行聚類分圖 7-1 所示。由聚類樹形圖可看出，5 個種源墨西哥柏被分為三類，第一類包括種源 2，第二類包括種源 D5，第三類包括種源 D3、D4。結合表 7-3 分析表明，第一類種1、D2 均在生長量方面表現(xiàn)優(yōu)異，但其他方面弱；第二類種源 D5 在化學及元素因子方現(xiàn)較好，但在其他方面非常欠缺，，是 5 個種源中性能最差的；第三類種源 D3 與 D4 均量性狀方面表現(xiàn)為優(yōu)異，種源 D4 綜合得分排名最高，在三個主成分上的得分均為正量因子得分僅次 D3，化學及元素因子得分最高，綜合表現(xiàn)最佳；種源 D3 能量因子得高，但其他得分為負，說明其能量性狀較好，其他方面稍弱；各種源綜合得分大小順 D4＞D3＞D2＞D1＞D5。
【學位授予單位】：南京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S718.5

【參考文獻】

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本文編號：2702939