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柳恒饶，刘光斌，彭山青，等． 晚松不同树龄不同部位的化学成分和热值研究［J］． 江苏农业科学，2016，44(9) :213 － 217．
doi:10． 15889 / j． issn． 1002 － 1302． 2016． 09． 061
晚松不同树龄不同部位的化学成分和热值研究
柳恒饶1，刘光斌1，彭山青1，李林检1，刘苑秋2，陈丹凤2，黄国贤2
(1．江西农业大学应用化学研究所，江西南昌 330045;2．江西农业大学林学院，江西南昌 330045)
摘要:研究了晚松不同树龄的叶、枝、干各部位的化学成分和热值，结果表明:晚松在不同树龄间各种化学成分均
不存在显著性差异。不同部位间各化学成分关系如下:水分平均含量在 46%左右，不同部位间水分含量不存在显著
性差异;灰分平均含量为叶 2． 5%、枝 1． 3%、干 0． 6%，不同部位间的灰分存在极显著差异，表现出叶 ＞枝 ＞干的规律;
纤维素平均含量为叶 19． 2%、枝 26． 9%、干 33． 3%，木质素平均含量为叶 12． 2%、枝 30． 5%、干 31． 1%，不同部位间纤
维素、木质素含量存在极显著差异，都表现出干 ＞ 枝 ＞ 叶的规律;半纤维素平均含量为叶 11． 2%、枝 13． 5%、干
12． 8%，不同部位间半纤维素含量不存在显著性差异;粗脂肪平均含量为叶 15． 3%、枝 12． 1%、干 12． 9%，不同部位间
粗脂肪含量存在显著性差异，叶中粗脂肪含量最高;可溶性糖平均含量为叶 7． 4%、枝 2． 6%、干 2． 1%，不同部位间可溶
性糖含量存在极显著差异，表现出干 ＞枝 ＞叶的规律;淀粉平均含量为叶 2． 6%、枝 6． 4%、干 2． 8%，不同部位间淀粉含
量存在极显著差异，枝的含量最高;单宁平均含量为叶 2． 3%、枝 2． 9%、干 3． 5%，不同部位间单宁含量不存在显著性差
异;蛋白质平均含量为叶 6． 6%、枝 2． 2%、干 1． 5%，不同部位间蛋白质含量存在极显著差异，叶的含量最高。晚松热值
较高，平均为 20 645 kJ /kg左右，热值在不同年龄间存在显著性差异，树龄 6年时热值最高;在不同部位间不存在显著性
差异。而且晚松还具有较高的生物质产量和较强的生态适应性，因此，晚松是一种优良的生物质能源树种。
关键词:生物质能源;晚松;化学成分;热值
中图分类号:S781． 41;TK6 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2016)09 － 0213 － 05
收稿日期:2016 － 02 － 10
基金 项 目:江 西 省 科 技 成 果 重 点 转 移 转 化 计 划 (编 号:
20143BBI90009) ;江 西 省 南 昌 市 科 技 支 撑 计 划 (编 号:
2014HHC006) ;江西农业大学研究生创新专项资金(编号:
NDYC 2014 － 08) ;江西省重点研发计划(编号:20161BBF60083)。
作者简介:柳恒饶(1989—) ，男，山东滕州人，硕士研究生，主要从事
生物质能源研究。Tel: (0791)83813574;E － mail:liuhengrao @
163． com。
通信作者:刘光斌，副研究员，主要从事植物生物化学和生物质能源
研究。Tel:(0791)83813574;E － mail:lgb267@ 126． com。
当今世界主要以煤炭、石油、天然气等化石燃料作为主要
的能源物质，这些化石燃料不仅具有不可再生性，而且化石燃
料的大量利用还造成大气污染等一系列环境问题。开发探索
可再生的绿色替代能源是未来能源产业发展的重要方向［1］。
生物质能源就是一种高效清洁的可再生能源，具有可再生、来
源广、污染小、不加剧温室效应等优点［2］，可替代化石燃料缓
解人类面临的能源危机和环境困境，寻找品质优良的能源植
物是发展生物质能源产业的关键。
晚松(Pinus serotina)原产美国东南部，我国自 20 世纪 60
年代开始引种并开展相关研究。目前，对晚松的研究主要集
中在生理和种植方面。而对晚松生物质能源利用方面的研究
还较少，因此对晚松作为生物质能源树种的各方面性能进行
系统的研究就显得尤为重要。
李高阳等提出生物质产量、生态适应性、化学成分、热值
—312—江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 9 期
等 4 个方面是衡量能源植物的最重要指标［3］。在生物质产量
方面，陈丹凤等研究了不同种植密度下晚松的生物量，发现种
植密度为 2 m × 2 m 时，树龄 9 年晚松生物量可达到
226． 82 t /hm2［4］，以晚松平均水分含量 46%计算，可推算出晚
松干质量生物质的生产力为 13． 6 t /(hm2·年)。在生态适
应性方面，卜尚平等［5］、孟令国等［6］、程磊等［7］的研究表明晚
松具有分布范围广、抗寒、耐盐碱、耐污染等特性。但晚松在
化学成分和热值 2 个方面的研究还基本处于空白。
鉴于此，本研究对晚松在不同树龄的叶、枝、干各部位的
主要化学成分(水分、灰分、纤维素、半纤维素、木质素、粗脂
肪、可溶性糖、淀粉、单宁、粗蛋白质等)和热值进行测定，摸
清晚松各化学成分的含量以及各化学成分在不同树龄阶段和
不同部位的关系，为合理利用晚松生物质能源提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
1． 1． 1 材料与试剂 所使用晚松样品取自江西南昌江西农
业大学晚松林苗圃，苗圃地属亚热带季风气候，年平均气温在
17． 1 ～ 17． 8 ℃之间，年平均降水量 1 567． 7 ～ 1 654． 7 mm，年
平均日照时数 1 772 ～ 1 845 h。
1． 1． 2 仪器与设备 新苗 DHG － 914383 －Ⅲ型烘干箱:上
海新苗医疗器械制造有限公司;KWS 电阻马弗炉:沈阳市节
能电炉厂;HC － 200 型华晨高速多功能粉碎机:浙江省永康
市金穗机械制造厂;集热氏磁力搅拌器:江苏省金坛市金城国
胜实验仪器厂;昌吉 XPY － 1A 型氧弹量热计:上海昌吉地质
仪器有限公司;WFJ72 型可见分光光度计:上海光谱仪器有
限公司;KDN －08A凯氏定氮仪:浙江托普仪器有限公司。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 水分测定和样品预处理 将采集的晚松样品放入烘
干箱内，在 60 ℃条件下烘干至恒质量，称量烘干前后晚松样
品的质量，并计算水分含量。将烘干后的样品粉碎并过 40 目
筛，保存在干燥器中备用。
1． 2． 2 灰分测定方法 灰分是生物质中不能燃烧的部分，其
化学成分主要是无机盐和矿物质氧化物。按照 NY /T
1881． 5—2010 标准，在(500 ± 10)℃条件下充分燃烧测定晚
松各部位生物质中所含的灰分，通过计算样品在空气中燃烧
后剩余物的质量占样品总质量的百分比来测定灰分。
1． 2． 3 纤维素、半纤维素、木质素测定方法 纤维素是由葡
萄糖组成的大分子多糖，是细胞壁的主要成分，半纤维素是由
几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，木质素是复杂无定
形结构的三维网状酚类高分子聚合物，这 3 种成分是木材的
最主要成分。测定时按照范氏法测定纤维素、半纤维素、木质
素的标准方法［8］进行测定，得到中性洗涤纤维(NDF)、酸性
洗涤纤维(ADF)、硫酸洗涤残渣的质量分数，按照以下关系
进行计算:
半纤维素 = NDF － ADF;
纤维素 = ADF －硫酸洗涤残渣;
木质素 =硫酸洗涤残渣 －灰分。
1． 2． 4 粗脂肪测定方法 松类与其他树种相比具有较高的
脂肪含量，因此能在燃烧时释放较多的能量，本研究采用改进
后的索氏提取法［ 9］测定晚松的粗脂肪含量。
1． 2． 5 晚松可溶性糖、淀粉测定方法 使用苯酚 － 硫酸
法［10］测定可溶性糖和淀粉含量。(1)标准曲线绘制:按照文
献［10］中的方法绘制标准曲线。(2)可溶性糖含量的测定:
称取约 0． 1 g晚松木屑置于 10 mL 离心管中加入 5 mL 蒸馏
水，在 80 ℃ 水浴条件下提取 30 min，冷却至室温后以
3 500 r /min 的转速离心 10 min，将上清液移出，再加蒸馏水
重复提取 1 次，将 2 次提取的上清液混合。用移液枪移取
0. 25 mL可溶性糖溶液稀释至 5 mL(相当于稀释 20 倍) ，吸
取 2． 0 mL稀释后的溶液加入 6% 苯酚溶液 1． 0 mL及浓硫酸
5． 0 mL摇匀，室温放置 20 min于 490 nm测吸光度，根据标准
曲线计算多糖含量。(3)淀粉含量的测定:称取约 0． 2 g 晚松
木屑倒入 50 mL离心管中按上述方法提取可溶性糖，离心后
将上清液倒掉，重复提取 1 次弃上清。向离心管中加入
18 mL 蒸馏水放入沸水浴中加热 15 min，再加入 2 mL
9． 2 mol /L 高氯酸，提取 15 min，使淀粉分解，以 3 500 r /min
的转速离心后吸取 1 mL 上清液，定容至 10 mL(相当于稀释
10 倍) ，吸取 2 mL 稀释液置于比色管中，加入 1 mL 6%苯酚
溶液，然后沿管壁加 5． 0 mL 浓硫酸，在 490 nm 下测吸光度，
在标准工作曲线上计算相应的淀粉含量。
可溶性糖和淀粉的质量分数表示如下:
w = C × 10
－3 × a × V
m × 100%。
式中:C 为分光光度法测得的可溶性糖或淀粉的浓度，
mg /mL;a为稀释倍数;V为提取液的体积，mL;m 为晚松的质
量，g。
1． 2． 6 单宁含量测定方法 根据 F － D 法［11 － 12］测定晚松中
单宁的含量。(1)F － D试剂的配制:称取 50 g钨酸钠和 10 g
磷钼酸溶于 100 mL蒸馏水中，并加入 25 mL 磷酸，加热回流
2 h，冷却至室温后定容至 500 mL。(2)标准曲线的绘制:配
制不同浓度的单宁酸溶液，分别加入 2 mL F － D 试剂，5 mL
15%的碳酸钠溶液，在 760 nm 波长处测定吸光度，记录数据
并绘制标准曲线。(3)晚松单宁提取与含量测定:称取 1 g 左
右的晚松木屑，置于圆底烧瓶中，加入足量的苯，在 85 ℃条件
下冷水回流，加热 5 h，趁热抽滤。取残渣，烘干后称取 0． 5 g
残渣，置于圆底烧瓶中，加乙醇在 75 ℃条件下提取 1 h，抽滤
后取滤液，按照(2)中的方法测定滤液中单宁的浓度。晚松
中单宁质量浓度可表示为:
w = C × Vm2
×
m1
m2
× 100%。
式中:C为滤液中单宁浓度，g /mL;V为滤液的体积，mL;m1 为
苯提取前称取的样品质量，g;m2 为乙醇提取前称取的样品质
量，g。
1． 2． 7 蛋白质含量测定方法 根据凯氏定氮法［13］测定晚松
中的蛋白质含量，称取 1 g 晚松样品，加入 0． 2 g 硫酸铜、6 g
硫酸钾、20 mL 浓硫酸消解，将消解液定容至 100 mL，取
20 mL 加入足量的碱液，至凯氏定氮仪中进行自动蒸馏，用
2%的硼酸溶液收集生成的氨气，用配制好的已知浓度的盐酸
溶液进行滴定，记录下消耗的盐酸体积。蛋白质的含量按如
下公式计算:
w =
C × V ×MN
m × 5 × 6． 25 × 100%。
—412— 江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 9 期
式中:C为配制好的盐酸浓度，mol /mL ;V 为滴定消耗的盐酸
体积，mL ;m 为称取的样品质量，g ;MN 为氮的摩尔质量，
g /mol 。
1． 2． 8 热值测定方法 使用氧弹量热计［14］测定晚松的热值，
先用苯甲酸测得氧弹量热计的热容，再称事先干燥粉碎好的晚
松生物质燃料，压片、称质量、燃烧并记录温度变化作出雷诺
图，求出燃烧前后系统的温度差 ΔT。热值的计算公式如下:
Qv =(C卡 ΔT － 12． 1l)/m 。
式中:Qv 为晚松生物质的热值，kJ /kg;C卡 为氧弹量热计的热
容，kJ /℃;ΔT为燃烧前后系统的温度差，℃;l 为引燃烧掉的
Cu － Ni合金丝的长度，cm;m 为待测晚松生物质燃料的质
量，kg。
2 结果与分析
水分测定结果为占鲜质量的含量，其他各种成分都指占
干质量的含量。每个样品重复测量 3 次，应用 SPSS 17． 0 软
件对数据进行分析，试验结果如下。
2． 1 水分的测定结果
按照“1． 2． 1”节中水分测定方法，测定不同树龄晚松叶、
枝、干各部位的水分，结果见表 1 。对不同树龄晚松叶、枝、干
各部位的水分含量进行方差分析，结果表明不同树龄不同部
位间水分的含量均不存在显著性差异(P ＞ 0． 05) ，各部位平
均含水率在 46%左右。
表 1 不同树龄晚松不同部位水分含量测定结果
树龄
(年)
水分含量(%)
叶 枝 干
1 48． 4 ± 1． 7 43． 8 ± 1． 9
4 50． 2 ± 2． 3 43． 9 ± 1． 2 49． 0 ± 2． 1
6 43． 5 ± 2． 2 42． 3 ± 2． 5 43． 3 ± 1． 4
10 49． 1 ± 1． 5 46． 6 ± 2． 6 49． 6 ± 1． 1
23 42． 6 ± 2． 0 48． 1 ± 1． 4 45． 0 ± 1． 7
34 41． 3 ± 2． 1 48． 0 ± 1． 9 45． 7 ± 1． 8
2． 2 灰分的测定结果
按照“1． 2． 2”节灰分的测定方法，测定不同树龄晚松各
部位的灰分，结果见表 2 。对晚松的灰分进行方差分析，结果
表明不同树龄之间的晚松灰分含量不存在显著性差异(P ＞
0． 05) ;晚松不同部位之间的灰分含量存在极显著差异(P ＜
0． 01) ，表现出叶 ＞ 枝 ＞ 干的规律，其中叶的平均灰分为
2． 5%，枝 1． 3%，干 0． 6%。按照树干占总生物量的 70． 51%，
树枝占 19． 58%、树叶占 9． 91% 来计算［15］，晚松的加权平均
灰分含量为 0． 9%，晚松与其他种类生物质的灰分含量对比
如表 3 所示，从表 3 可以看出晚松和其他松类的灰分含量均
在 1%以下，远低于农作物秸秆。灰分越低可燃烧利用成分
含量越高，单从灰分角度来看，晚松非常适合作为生物质能源
植物开发利用。
表 2 不同树龄晚松不同部位灰分含量测定结果
树龄
(年)
灰分含量(%)
叶 枝 干
1 2． 9 ± 0． 0 1． 1 ± 0． 3
4 1． 9 ± 0． 1 1． 1 ± 0． 3 0． 3 ± 0． 0
6 2． 2 ± 0． 2 1． 3 ± 0． 1 0． 4 ± 0． 0
10 2． 3 ± 0． 1 1． 4 ± 0． 1 0． 7 ± 0． 1
23 2． 6 ± 0． 1 1． 5 ± 0． 2 0． 8 ± 0． 0
34 2． 8 ± 0． 2 1． 3 ± 0． 1 0． 8 ± 0． 1
表 3 不同生物质的灰分含量比较
生物质种类 灰分(%) 生物质种类 灰分(%)
晚松 0． 9 速生柳 2． 2
湿地松 0． 4 棉秆 6． 0
马尾松 0． 4 玉米秸秆 6． 5
杉木 0． 3 小麦秸秆 7． 6
杂交杨 2． 1 水稻秸秆 11． 8
2． 3 纤维素、半纤维素、木质素的测定结果
按照“1． 2． 3”节的测定方法，测定不同树龄晚松各部位
的纤维素、半纤维素、木质素含量，结果见表 4。对晚松纤维
素、半纤维素、木质素的含量进行方差分析，结果表明不同年
龄之间的晚松其纤维素、半纤维素、木质素的含量均不存在显
著性差异(P ＞ 0． 05) ;不同部位之间的纤维素、木质素含量存
在极显著差异(P ＜ 0． 01) ，纤维素、木质素作为支撑树木质量
的化学成分，在主干处的含量最高，在枝的含量次之，在叶的
含量最少，表现出干 ＞枝 ＞叶的规律。不同部位间半纤维素
含量不存在显著性差异(P ＞ 0． 05)。
表 4 不同树龄晚松不同部位纤维素、半纤维素、木质素含量测定结果
树龄
(年)
叶(%) 枝(%) 干(%)
纤维素含量 半纤维素含量 木质素含量 纤维素含量 半纤维素含量 木质素含量 纤维素含量 半纤维素含量 木质素含量
1 18． 4 ± 0． 2 11． 0 ± 0． 1 7． 2 ± 0． 7 23． 4 ± 1． 0 12． 8 ± 0． 1 38． 8 ± 1． 2
4 19． 1 ± 0． 5 8． 9 ± 0． 9 15． 8 ± 0． 7 27． 1 ± 0． 9 15． 9 ± 0． 4 28． 7 ± 1． 1 33． 2 ± 1． 8 7． 0 ± 0． 2 33． 8 ± 1． 9
6 17． 5 ± 0． 4 9． 5 ± 0． 2 13． 2 ± 0． 4 26． 5 ± 0． 6 10． 9 ± 0． 4 27． 5 ± 1． 3 32． 3 ± 1． 0 11． 2 ± 0． 6 31． 2 ± 1． 1
10 20． 1 ± 0． 3 12． 5 ± 0． 3 11． 9 ± 0． 0 29． 0 ± 0． 5 11． 5 ± 0． 2 31． 0 ± 1． 3 26． 9 ± 0． 8 7． 6 ± 1． 0 38． 9 ± 1． 4
23 19． 5 ± 0． 5 12． 0 ± 0． 3 13． 4 ± 0． 2 27． 3 ± 0． 3 14． 2 ± 0． 1 28． 3 ± 0． 7 37． 5 ± 0． 7 14． 6 ± 0． 3 26． 6 ± 1． 0
34 20． 4 ± 0． 2 13． 4 ± 0． 2 11． 9 ± 0． 1 28． 1 ± 0． 4 16． 3 ± 0． 3 28． 8 ± 0． 9 36． 8 ± 0． 2 23． 5 ± 0． 5 25． 2 ± 0． 5
可转化为糖类的纤维素和半纤维素被不可利用的木质素
包裹，难以与纤维素酶或者微生物接触而降解为低聚糖
类［3］，因此木质素含量越低越好，经计算晚松木质素的加权
平均值为 29． 1%。不同种类生物质的木质素含量如表 5 所
示，与其他植物相比晚松的木质素含量处在中等水平，因此木
质素含量对纤维素、半纤维素的降解影响不大。
2． 4 粗脂肪含量的测定结果
按照“1． 2． 4”节的测定方法测得不同树龄晚松各部位的
表 5 不同生物质的木质素含量比较
生物质
种类
木质素含量
(%)
生物质
种类
木质素含量
(%)
晚松 29． 1 棉秆 30． 1
火炬松 29． 4 玉米秸秆 21． 2
杂交杨 23． 0 小麦秸秆 21． 6
速生柳 22． 7 水稻秸秆 10． 2
粗脂肪含量，结果如表 6 所示。对不同树龄晚松各部位的粗
—512—江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 9 期
脂肪含量进行方差分析，结果表明不同树龄之间的晚松粗脂
肪含量不存在显著性差异(P ＞ 0． 05) ;不同部位之间的粗脂
肪含量存在显著差异(P ＜ 0． 05) ，叶中的粗脂肪含量大于枝
和干，枝和干的含量比较接近。
2． 5 可溶性糖、淀粉含量的测定结果
按照“1． 2． 5”节的测定方法测得不同树龄晚松各部位的
可溶性糖和淀粉含量(表 7)。方差分析结果显示，不同树龄
之间的晚松可溶性糖和淀粉含量均不存在显著性差异(P ＞
0． 05) ，不同部位之间的可溶性糖和淀粉含量均存在极显著
差异(P ＜ 0． 01)。叶作为光合作用的器官，其可溶性糖含量
最大，表现出叶 ＞枝 ＞干的规律。枝的淀粉含量大于叶和干，
叶和干之间的淀粉含量相差不大，不存在显著性差异。
表 6 不同树龄晚松不同部位粗脂肪含量测定结果
树龄
(年)
粗脂肪含量(%)
叶 枝 干
1 14． 1 ± 1． 1 11． 1 ± 0． 1
4 16． 1 ± 0． 7 13． 5 ± 0． 5 15． 1 ± 0． 3
6 16． 1 ± 0． 6 14． 1 ± 0． 2 14． 9 ± 0． 5
10 17． 9 ± 0． 9 10． 5 ± 0． 9 13． 3 ± 0． 5
23 14． 6 ± 1． 0 12． 1 ± 0． 1 11． 5 ± 0． 1
34 13． 1 ± 0． 6 11． 1 ± 0． 5 9． 7 ± 0． 8
表 7 不同树龄晚松不同部位可溶性糖、淀粉含量测定结果
树龄(年)
叶(%) 枝(%) 干(%)
可溶性糖含量 淀粉含量 可溶性糖含量 淀粉含量 可溶性糖含量 淀粉含量
1 5． 8 ± 0． 2 2． 8 ± 0． 2 2． 0 ± 0． 2 4． 7 ± 0． 4
4 5． 1 ± 0． 1 2． 6 ± 0． 2 2． 5 ± 0． 1 5． 6 ± 0． 3 2． 4 ± 0． 3 1． 8 ± 0． 1
6 9． 4 ± 0． 5 2． 0 ± 0． 1 3． 1 ± 0． 3 6． 3 ± 0． 2 2． 8 ± 0． 1 2． 1 ± 0． 3
10 9． 7 ± 0． 4 4． 4 ± 0． 4 4． 3 ± 0． 3 8． 0 ± 0． 0 2． 1 ± 0． 1 5． 3 ± 0． 3
23 11． 3 ± 0． 4 2． 2 ± 0． 3 4． 3 ± 0． 3 7． 8 ± 0． 1 2． 1 ± 0． 2 3． 8 ± 0． 2
34 3． 2 ± 0． 3 1． 6 ± 0． 1 3． 9 ± 0． 2 6． 1 ± 0． 3 0． 9 ± 0． 2 0． 9 ± 0． 5
2． 6 单宁含量的测定结果
按照“1． 2． 6”节的测定方法测得不同树龄晚松各部位的
单宁含量，结果如表 8 所示。对不同树龄晚松各部位的单宁
含量进行方差分析，结果表明不同树龄晚松不同部位间单宁
含量均不存在显著性差异(P ＞ 0． 05) ，含量分布在 1． 4% ～
4. 7%之间。
表 8 不同树龄晚松不同部位单宁含量测定结果
树龄
(年)
单宁含量(%)
叶 枝 干
1 2． 3 ± 0． 1 2． 3 ± 0． 2
4 1． 9 ± 0． 2 2． 8 ± 0． 3 4． 7 ± 0． 1
6 2． 8 ± 0． 2 3． 3 ± 0． 1 3． 4 ± 0． 1
10 1． 1 ± 0． 1 3． 3 ± 0． 3 3． 5 ± 0． 2
23 2． 7 ± 0． 1 3． 0 ± 0． 3 4． 3 ± 0． 1
34 3． 1 ± 0． 3 2． 8 ± 0． 1 1． 4 ± 0． 1
2． 7 蛋白质的测定结果
按照“1． 2． 7”节的测定方法测得不同树龄晚松各部位的
蛋白质含量，结果如表 9 所示。对晚松的蛋白质含量进行方
差分析，结果表明不同树龄之间的晚松其蛋白质含量不存在
显著性差异(P ＞ 0． 05) ，不同部位之间的蛋白质含量存在极
显著差异(P ＜ 0． 01)。叶中的蛋白质含量明显大于枝和干;
枝中的含量大于干，但差异性不显著。
2． 8 热值测定结果
按照“1． 2． 8”节的测定方法测得不同树龄晚松各部位的
燃烧热值，结果见表 10。经计算晚松燃烧热值的加权平均值
为 20 645 kJ /kg，对晚松的热值进行方差分析，结果表明不同
树龄之间的晚松热值存在显著性差异(P ＜ 0． 05) ，树龄 6 年
时的晚松热值达到最高，热值随树龄呈现出先增大后减小的
趋势;不同部位间的热值不存在显著性差异(P ＞ 0． 05)。
热值是反映能源植物性能的一项重要指标，热值越高燃
烧时放能越多，能源植物各成分的热值一般为纤维素
14 099 kJ /kg、木质素 26 292 kJ /kg、脂肪 38 013 kJ /kg。与其
表 9 不同树龄晚松不同部位蛋白质含量测定结果
树龄
(年)
蛋白质含量(%)
叶 枝 干
1 8． 3 ± 0． 5 2． 6 ± 0． 1
4 6． 4 ± 0． 4 2． 7 ± 0． 2 1． 7 ± 0． 0
6 5． 4 ± 0． 2 1． 8 ± 0． 3 1． 6 ± 0． 1
10 6． 9 ± 0． 2 1． 9 ± 0． 2 1． 7 ± 0． 1
23 6． 0 ± 0． 3 1． 6 ± 0． 3 1． 6 ± 0． 1
34 6． 8 ± 0． 3 2． 5 ± 0． 0 1． 0 ± 0． 2
表 10 不同树龄晚松不同部位热值测定结果
树龄
(年)
热值(kJ /kg)
叶 枝 干
1 19 809 ± 359 20 252 ± 297
4 20 148 ± 389 20 327 ± 368 20 933 ± 105
6 21 953 ± 230 21 059 ± 376 21 226 ± 368
10 20 737 ± 205 20 478 ± 263 20 812 ± 146
23 21 038 ± 401 20 382 ± 364 20 641 ± 184
34 20 093 ± 213 20 520 ± 355 19 859 ± 305
他植物相比松类具有较高的脂肪含量，因此热值相对较高，得
益于此晚松的热值高于其他种类生物质，不同种类生物质热
值如表 11 所示。
表 11 不同生物质的热值比较
生物质种类 热值(kJ /kg)
晚松 20 645
湿地松 19 914
马尾松 20 252
杉木 20 001
杂交杨 17 406
速生柳 17 385
棉秆 18 074
玉米秸秆 17 226
小麦秸秆 18 634
水稻秸秆 17 167
—612— 江苏农业科学 2016 年第 44 卷第 9 期
3 结论与讨论
(1)通过对晚松不同树龄不同部位间的主要化学成分进
行研究，结果如下:
水分关系:叶的水分含量在 41． 3% ～ 50． 2% 之间，平均
45． 9%;枝的水分含量在 42． 3% ～48． 1%，平均含量 45． 5%;
干的水分在 43． 3% ～49． 0%，平均含量 46． 5%。不同树龄不
同部位间水分含量均不存在显著性差异(P ＞ 0． 05)。
灰分关系:叶的灰分在 1． 9% ～ 2． 9% 之间，平均含量
2． 5%;枝的灰分在 1． 1% ～1． 5%，平均含量 1． 3%;干的灰分
0． 3 ～ 0． 8，平均含量 0． 6%，灰分含量处于较低水平。不同树
龄之间的晚松灰分含量不存在显著性差异(P ＞ 0． 05) ;晚松
不同部位之间的灰分含量存在极显著差异(P ＜ 0． 01) ，表现
出叶 ＞枝 ＞干的规律。
纤维素关系:叶的纤维素含量在 17． 5% ～ 20． 4%之间，
平均含量 19． 2%;枝的纤维素含量在 23． 4% ～ 29． 0，平均含
量 26． 9%;干的纤维素含量在 26． 9% ～ 37． 5%，平均含量
33． 3%。不同树龄之间的晚松纤维素含量不存在显著性差异
(P ＞ 0． 05) ;不同部位之间的纤维素含量存在极显著差异
(P ＜ 0． 01) ，表现出干 ＞枝 ＞叶的规律。
半纤维素关系:叶的半纤维素含量在 8． 9% ～ 13． 4%之
间，平均含量 11． 2%;枝的半纤维素含量在 10． 9% ～ 16． 3%，
平均含量 13． 5%;干的半纤维素含量在 7． 0% ～ 23． 5%，平均
含量 12． 8%。纤维素含量在不同树龄不同部位间均不存在
显著性差异。
木质素含量关系:叶的木质素含量在 7． 2% ～ 15． 8%，平
均含量 12． 2%;枝的木质素含量在 27． 5% ～ 38． 8%，平均含
量 30． 5%;干的木质素含量在 25． 2% ～ 38． 9%，平均含量
31． 1%。不同树龄之间的晚松木质素含量不存在显著性差异
(P ＞ 0． 05) ，不同部位间的晚松木质素含量存在极显著差异
(P ＜ 0． 01) ，表现出干 ＞枝 ＞叶的规律。
粗脂肪含量关系:叶的粗脂肪含量在 13． 1% ～ 17． 9%，
平均含量 15． 3%;枝的粗脂肪含量在 10． 5% ～ 14． 1%，平均
含量 12． 1%;干的粗脂肪含量在 9． 7% ～ 15． 1%，平均含量
12． 9%。不同树龄之间的晚松粗脂肪含量不存在显著性差异
(P ＞ 0． 05) ;不同部位之间的粗脂肪含量存在显著差异(P ＜
0． 05) ，叶中的粗脂肪含量大于枝和干。
可溶性糖含量关系:叶的可溶性糖含量在 3． 2% ～
11． 3%，平均含量 7． 4%;枝的可溶性糖含量在 2． 0% ～
4． 3%，平均含量 2． 6%;干的可溶性糖含量在 0． 9% ～ 2． 8%，
平均含量 2． 1%。不同树龄之间的晚松可溶性糖含量不存在
显著性差异(P ＞ 0． 05) ，不同部位之间的可溶性糖含量存在
极显著差异(P ＜ 0． 01) ，表现出叶 ＞枝 ＞干的规律。
淀粉含量关系:叶的淀粉含量在 1． 6% ～ 4． 4%，平均含
量 2． 6%;枝的淀粉含量在 4． 7% ～8． 0%，平均含量 6． 4%;干
的淀粉含量在 0． 9% ～ 5． 3%，平均含量 2． 8%。不同树龄之
间的晚松可溶性糖含量不存在显著性差异(P ＞ 0． 05) ，不同
部位之间的淀粉含量存在极显著差异(P ＜ 0． 01) ，枝的淀粉
含量大于叶和干。
单宁含量关系:叶的单宁含量在 1． 1% ～ 3． 1%，平均含
量 2． 3%;枝的单宁含量在 2． 3% ～3． 3%，平均含量 2． 9%;干
的单宁含量在 1． 4% ～ 4． 7%，平均含量 3． 5%。不同树龄不
同部位间单宁含量均不存在显著性差异(P ＞ 0． 05)。
蛋白质含量关系:叶的蛋白质含量在 5． 4% ～ 8． 3%，平
均含量 6． 6%;枝的蛋白质含量在 1． 8% ～ 2． 7%，平均含量
2． 2%;干的蛋白质含量在 1． 0% ～ 1． 7%，平均含量 1． 5%。
不同树龄之间的晚松其蛋白质含量不存在显著性差异(P ＞
0． 05) ，不同部位之间的蛋白质含量存在极显著差异(P ＜
0． 01) ，叶中的蛋白质含量明显大于枝和干。
(2)通过对不同树龄晚松不同部位间的热值进行研究，
结果表明晚松的平均热值在 20 645 kJ /kg 左右，与其他生物
质相比处于较高水平。不同树龄之间的晚松热值存在显著性
差异(P ＜ 0． 05) ，树龄 6 年时热值最高;不同部位间的热值不
存在显著性差异(P ＞ 0． 05)。若按照标准煤的热值为
29 260 kJ /kg 来计算，则 1 kg 晚松生物质燃料相当于 0． 7 kg
标准煤的发热量。
总之，晚松不同树龄不同部位灰分含量低，可利用化学成
分含量高，热值较高，而且晚松具有较高的生物质产量和较强
的生态适应性，因此，晚松是一种优良的生物质能源树种。
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