周英;陈少雄;韩斐扬
【摘 要】桉树是林业生物质能源的原料之一,了解桉树的热值和灰分含量能为合理利用桉树能源林提供理论参考。该研究采用热量计和马福炉对华南尾巨桉等10种桉树的不同器官进行热值和灰分含量测定。结果表明：10种桉树树叶、树枝、树根、树干和树皮的干质量热值、去灰分热值分别为15.10~21.06 kJ.g-1和16.50~22.11 kJ.g-1,器官的平均干质量热值、去灰分热值以树叶最高(19.50和20.56 kJ.g-1)、树皮的最低(17.32和18.09 kJ.g-1),说明树叶所含的高能有机物质比其它器官多；不同器官的干质量热值与去灰分热值在不同品种中的大小排序不完全一致。灰分含量在0.14％~8.5％之间,器官平均的灰分含量以树叶最高(5.13％)、树干最低(0.30％),说明树叶所含的矿质元素较多。不同器官的热值与灰分含量均差异显著(P<0.05)。植株个体的干质量热值与去灰分热值均以尾叶桉最高(18.99和19.18 kJ.g-1),以托里桉最低(17.53和17.86 kJ.g-1)；灰分含量则以托里桉最高(1.90％)、巨桉最低(0.61％)。相关分析结果表明,灰分含量与干质量热值、去灰分热值存在一定的负相关,但未达显著水平；干质量热值与去灰分热值呈极显著的正相关关系(P<0.01)。由于理想的植物燃料应具备热值 周汉坤
高与灰分含量低的特点,结合该研究的结果分析,托里桉作为燃料资源利用不理想,以尾叶桉较为适宜。%Eucalyptus is one of the raw materials for forest bio-energy industry. Calorific value and ash content were two important indices for rational use of bio-energy Eucalyptus forest. Calorific values and ash contents of leaves, branches, roots, stem-wood and bark of 10 Eucalyptus species including Eucalyptus urophylla × E. grandis in South China were de-termined by using calorimeter and muffle furnace. The results showed that gross calorific values ( GCV) and ash free cal-orific values (AFCV) of different organs ranged from 15.10 to 21.06 kJ.g-1 and 16.05 to 22.11 kJ.g-1 respectively, leaves had the highest mean GCV and AFCV(19.50 kJ.g-1and 20.56 kJ.g-1) and bark the lowest(17.32 and 18.09 kJ.g-1 ) , which indicated that leaf had higher organic matters than other organs. The orders of decreasing GCV and AF-CV of 5 organs in 10 Eucalyptus species were not exactly the same. The ash contents of different organs ranged from n<br> 0.14% to 8.5% with leaves having the highest mean value(5.13%) and stem-wood the lowest(0.30%),which indicated that leaf had more mineral elements than other organs. There were significant differences in calorific values and ash con-tents of 5
organs (P<0.05). As to the whole tree, E. urophylla had the highest GCV and AFCV(18.99 and 19.18 kJ. g-1), while Corymbia torelliana had the lowest GCV and AFCV (17.53 and 17.86 kJ.g-1);C. torelliana had the high-est ash contents(1.9%) and Eucalyptus grandis the lowest(0.61%). The results of correlation analyses showed that ash content had negative correlation with GCV and AFCV,which was not significant;GCV and AFCV had significantly posi-tive correlation ( P<0.01) . For ideal plant fuel should have the characteristics of high calorific value and low ash con-tent, of 10 species, Corymbia torelliana had low calorific values and high ash contents, which indicated that it was not ideal fuel species while Eucalyptus urophylla was the optimal species.
【期刊名称】《广西植物》
【年(卷),期】预警机的作用2016(036)007
【总页数】7页(P788-794)
【关键词】桉树;热值;灰分含量;生物质能源;华南
江西大宇学院【作 者】周英;陈少雄;韩斐扬
【作者单位】国家林业局 桉树研究开发中心，广东 湛江524022;国家林业局 桉树研究开发中心，广东 湛江524022;广西林业勘测设计院，南宁530011
【正文语种】中 文
【中图分类】S718.5
能源短缺已经成为当前面临的最大问题之一，能源树种作为林业生物质能利用的主要方式，其发展对解决我国能源危机、发展可再生的清洁能源、促进森林的开发利用等方面有着十分重要的意义。桉树(Eucalyptus)是我国重要的工业原料林树种之一，其用途广泛，主要用于制浆造纸、人造板材、建筑、家具等行业。近年来，桉树作为林业生物质能利用受到关注，如2010年3月正式开工建设、亚洲最大的生物质电厂—广东粤电湛江生物质发电项目其主要的燃料资源之一即为桉树的树皮、枝叶、树根等(杨佩旋，2011)。
植物热值是指植物干物质完全燃烧后释放出来的能量值，其数值的高低直接反映了绿植物在光合作用过程中将日光能转化为化学能的能力(官丽莉等，2005；鲍雅静等，2006)，
了解植物热值能为合理利用燃料资源提供依据。有关桉树热值研究已有相关报道，如黄世能等(1991)测定了窿缘桉(E. exserta) 和雷林1号桉(E. leizhou No. 1)树叶等器官的热值，得出器官热值大小顺序为“树叶>树枝>树干>树根”的规律；杨成源等(1996)对巨桉(E. grandis)、赤桉(E. camaldulensis)、直干桉(E. maidenii)等9种桉树在内的薪材树种开展热值测定，明确了赤桉与直干桉为该地区的优质薪材树种；周英等(2009,2010,2013)研究了广东省樟木头林场巨桉等5种桉树的能量特征、广东雷州半岛尾细桉(E. urophylla × E. tereticornis)与尾巨桉(E. urophylla × E. grandis)林分的能量分配，认为林分能量产出与林龄显著相关；韩斐扬等(2010)研究了云南牟定史密斯桉(E. smithii)树叶等5个器官的热值，从生物量和能量的角度考虑，得出史密斯桉能源林的收获周期为6 a。
在华南地区相关桉树热值研究中，涉及多个桉树品种，但未进行系统比较。为综合比较桉树常种品种的热值性能，该文以华南地区尾巨桉等10种桉树为研究对象，测定了树叶、树枝、树干、树皮、树根5个不同器官的热值和灰分含量，分析不同器官及不同桉树品种的热值和灰分含量差异，以期为合理利用桉树生物质能源提供参考。
样品于2008年8月分别采自国营雷州林业局北坡林场与广东省樟木头林场，试验地的自然条件概况见表1。
2.1 样品采集
供试品种共10个，分别为国营雷州林业局北坡林场的尾巨桉、尾叶桉(E. urophylla)、尾细桉、雷林1号桉、赤桉和广东省樟木头林场的巨桉、粗皮桉(E.pellita)、柳桉(E.saligna)、大花序桉(E.cloeziana)、托里桉(Corymbia torelliana)，其林分生长概况见表2。
采集方法参见文献(周英等，2011)。
2.2 测定方法
干质量热值(Gross Calorific Value,GCV)与灰分含量(Ash Content, AC)的测定方法见文献(周英等，2011)。由于各器官的灰分含量不同，应采用去灰分热值(Ash Free Calorific Value,AFCV)以消除灰分含量不同而造成的影响(陈波等，2006)。去灰分热值计算方法为去灰分热值=干重热值/(1-灰分含量)。
2.3 数据处理
中国证监会微博用EXCEL整理原始数据并作图，用SPSS 20.0软件对数据进行统计分析，其中单个树种不
同器官及树种植株体加权的热值与灰分含量采用单因素方差分析(one-way ANOVA)，采用多重比较(邓肯检验法)对单因素方差分析所涉指标进行两两比较，并对研究指标进行Pearson相关分析。
3.1 10种桉树不同器官的热值
10种桉树器官的干质量热值、去灰分热值介于15.10～21.06 kJ·g-1与16.50～22.11 kJ·g-1之间(表3)。干质量热值除粗皮桉树叶的值略低于树枝值外，其余9个品种均以树叶的值最高，10种桉树均以树皮的热值最低。排除灰分含量的影响，所得的去灰分热值仍以树叶的最高，最低值在部分品种器官间的排序发生了变化，如尾叶桉、尾细桉与雷林1号桉器官的最低值为树干，粗皮桉的为树根。不同品种其不同器官的干质量热值与去灰分热值的高低排序不完全一致。同一品种其不同器官的热值差异显著(P<0.05)，但差异程度有所不同。
从表3可知，各器官的干质量热值与去灰分热值如下：树叶为18.08～21.06 kJ·g-1与19.39～22.11 kJ·g-1，平均值为19.50和20.56 kJ·g-1；树枝为17.74～19.60 kJ·g-1与18.04～20.16 kJ·g-1，平均值为18.89和19.23 kJ·g-1；树根为17.57～19.40 kJ·g-1与17.79～19.84 kJ·g-1，平均值为18.60和18.87 kJ·g-1；树干为17.80～18.85 kJ·g-1与17.93～18.9
0 kJ·g-1，平均值为18.49和18.54 kJ·g-1；树皮为15.10～18.59 kJ·g-1与16.50～19.14 kJ·g-1，平均值为17.32和18.09 kJ·g-1。
3.2 10种桉树不同器官的灰分含量华北农学报
由表3数据可知，10种桉树不同器官的灰分含量在0.14%～8.5%之间，最大值是最小值的60倍。总体以树叶的灰分含量最高(托里桉除外)，均以树干最低。各器官的平均灰分含量为树叶5.13%，树枝1.72%，树根1.42%，树干0.30%与树皮4.30%。不同器官的平均灰分含量亦存在显著差异(P<0.05)。
3.3 10种桉树植株个体的加权平均热值和灰分含量
10种桉树植株个体的加权平均热值和灰分含量由其不同器官所占生物量比例(周英等，2009，2010)计算而得(表4)。由图1-3可知，10种桉树植株个体加权的平均干质量热值、去灰分热值及灰分含量差异显著(P<0.05)，其值分别为17.53～18.99 kJ·g-1、17.86～19.18 kJ·g-1与0.61%～1.90%，它们的大小顺序分别为尾叶桉>尾细桉>雷林1号桉>赤桉>尾巨桉>柳桉>巨桉>粗皮桉>大花序桉>托里桉、尾叶桉>雷林1号桉>赤桉>尾细桉>尾巨桉>柳桉>
巨桉>粗皮桉>大花序桉>托里桉及托里桉>赤桉>雷林1号桉>尾叶桉>粗皮桉>尾巨桉>尾细桉>大花序桉>柳桉>巨桉。由排序可知，尾叶桉植株个体热值最高、托里桉的最低，灰分含量以托里桉最高、巨桉最低。由图1-3还可知，去除灰分后，树种间的热值差异程度有所减小。
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