全 文 ：文章编号:1006-1126-2011 (4) -0333-03
广西生物柴油原料树种石栗的综合评价
基金项目:广西林业科技项目 (桂林科字 〔2009〕 第 5-1号);国家科技支撑计划项目 (2007BAD41B01)
作者简介:梁文汇 (1981—), 男 , 硕士 , 工程师 , 主要从事经济林育种与栽培研究。
梁文汇1 , 李开祥1 , 邓 力2 , 曾祥艳1 , 邓福春2
(1.广西林业科学研究院 , 南宁 530002;2.广西国有维都林场 , 来宾 546100)
摘 要:随着生物柴油产业的发展 , 木本油料植物作为生物柴油原料在我国越来越受到重视。从石栗 (Aleurites
moluccana)的生物生态学特性 、 种子含油率 、 油脂性质 、 油脂组成 、 与国内外柴油 、 生物柴油标准比较等方面 ,
讨论石栗作为广西木本生物柴油树种的潜力和发展方向。
关键词:石栗;含油率;生物柴油
中图分类号:S759.4 文献标识码:A
能源是维系社会持续发展的基础。生物柴油是
指以油料作物 、 野生油料植物和工程微藻等水生植
物油脂 , 以及动物油脂 、 废餐饮油等为原料通过酯
交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料 , 可供内燃机使
用。当前原料短缺已经成为生物柴油产业发展和建
设的瓶颈问题。在木本生物柴油油料植物方面 , 小
桐子 (Jatropha curcas)、黄连木 (Pistacia chinen-
sis)、 文冠果 (Xanthoceras sorbi fol ia)、 光皮树
(Swida wilsoniana)等树种 , 已在生物柴油的原
料生产 、 种植技术及产品开发方面取得了较大的进
展。广西木本油脂植物资源种类丰富多样 , 种子含
油率在 10%以上 , 有一定开发价值的植物有 380
种 (包括变种), 其中以木本植物居多 , 占 85%以
上 , 可以规模种植的木本油料树种有 10多种 。据
统计 , 广西现有各种木本油料资源以油桐 (Verni-
cia fordi i)、油茶 (Camel lia oliefera)为主 , 总面
积超过 63万 hm2 , 年产油在 8万 t , 除了油桐 、油
茶等少量木本油料树种资源被利用外 , 大多数木本
油料树种资源尚未得到合理利用 。本文对石栗
(Aleurites moluccana)的生物生态学特性 、 油脂
含量 、油脂组分和资源分布等方面进行综合分析 ,
并提出今后的发展意见。
1 石栗生物生态学特性
石栗属大戟科 , 石栗属植物 , 又名烛果树 、 黑
桐油树 、 铁桐 、 油果 、油桃 、 海胡桃等 , 是多年生
常绿阔叶树种。石栗原产于马来西亚及夏威夷群
岛 , 在越南 、 泰国 、马来西亚 、 印度等热带国家均
有种植。石栗属阳性树种 , 深根性 , 生长快速 , 有
萌芽力 , 适生于肥沃湿润的酸性土至中性土 , 不耐
贫瘠 。喜高温高湿的气候环境 , 能耐 0℃左右短期
低温 , 但忌霜冻。种后 8年左右开始结实 , 12 ～ 15
年以后进入正常结实期 。结实间隔期 1年 , 但在光
照及水肥条件好的地方 , 结实大小年现象不明显。
石栗病虫较少 。5 月下旬为始花期 , 6月上旬为盛
花期 , 6月中旬为末花期 , 7月下旬果实开始成熟 ,
8月中旬为果熟盛期[ 1] 。
含油率是评价生物柴油原料的首要指标 , 含油
率的高低决定了能源植物的利用价值大小 。石栗是
一种高含油率的木本油料植物 , 其新鲜种子含油率
为 26%左右[ 2-3] , 干燥带壳种子含油率 40%[ 4]以
上 , 种仁含油率在 60%～ 68%[ 5-7] , 可满足作为
生物质能源油料树种的要求 。
2 石栗油脂的特点
2.1 石栗油的性质
石栗毛油无明显气味 , 外观澄清透亮 , 含水
量 、 酸价和过氧化值较低 , 加热到 280℃后油色保
持不变 (表 1)。石栗油比重 (20℃)0.9207 、 折
光度 (20℃)1.4821 、 酸价 1.4 mg KOH/g 、 皂化
价 189 mg OH/g 、 碘价 (韦氏法)152.9 、 不皂化
物 1.5%[ 3] 。
第 40 卷 第 4 期
2011 年 12 月
广 西 林 业 科 学
Guangxi Forestry Science
Vol.40 No.4
Dec.2011
表 1 石栗毛油质量指标[ 5]
气味 透明度 色泽(罗维朋比色槽 25.4 mm)
水分及
挥发物/ %
不溶性
杂质/ %
酸价
mg KOH/g
过氧化值
(m mol/ kg)
加热试验
(280℃)
无 澄清 、 透明 Y30 R2.0 0.01 无 1.15 0.53 油色不变 ,无析出物
2.2 石栗油脂肪酸组成
石栗油饱和脂肪酸含量约为 9.9%, 不饱和脂
肪酸含量高达 90.1%, 不饱和程度与双低菜籽油
和大豆油相当 。多不饱和脂肪酸为 57.8%, 高于
双低菜籽油 29.7%, 氧化稳定性要劣于菜籽油。
亚油酸含量为 34.6%, 亚麻酸为 22.8%, 均高于
大豆油和菜籽油[ 1 , 4] 。石栗油是一种潜在的优质油
脂资源。
表 2 石栗油中主要脂肪酸的组成
棕榈酸/ % 硬脂酸/ % 油酸/ % 亚油酸/ % 亚麻酸/ % 花生酸/ %
6.9 3.0 32.3 34.6 22.8 0.4
2.3 石栗油转化成生物柴油比较
作为生物柴油原料 , 植物油脂的品质指标常常
决定生产生物柴油的标准 。欧洲生产生物柴油的原
料主要为菜籽油 , 目前的生物柴油标准也主要是参
照菜籽油的品质制定 。
广西煤炭产品质量监督检验站对石栗油转化成
生物柴进行了研究 , 结果 (表 3)表明:与欧盟菜
籽油转化的生物柴油相比 , 石栗油转化的生物柴油
的十六烷值稍低 , 在高速柴油机燃料的十六烷值的
范围内 (约为 40 ～ 56), 比国产 0号柴油 、 -10号
柴油高 , 凝点比国产 0号柴油低 , 极适合北方冬天
使用 , 且闪点高 , 贮运存输更安全。
表 3 欧盟生物柴油标准 、 石栗油生物柴油 (广西)检验结果 、 国产柴油标准
检验项目 欧盟生物柴油标准
广西 (石栗油)
生物柴检验结果
国产柴油标准
0
# -10#
硫含量 (质量分数)/% <0.01 0.00014 <0.2 <0.2
中和值/ (mg KOH/ g) <0.5 1.76 <7 (100 m L) <7 (100 m L)
灰分 (质量分数)/ % <0.03 0.004 <0.01 <0.01
铜片腐蚀 (50℃, 3 h)级 1 b 1 b 1 b 1 b
水分/ (mg/ kg) <300 无 痕迹 痕迹
机械杂质/ (mg/ kg) <20 0.02% 无 无
运动粘度 (40℃)/ (mm2/ s) 3.5 ～ 5 4.39 3.0～ 8.0 (20℃) 3.0～ 8.0 (20℃)
凝点/ ℃ 冬天使用<-10 -11 0 -10
闪点/ ℃ >110 210 >55 >55
十六烷指数 >49 46 ≥45 ≥45
3 石栗资源及分布
目前 , 石栗引种主要分布于云南 、 广西 、广东
等南方省区 , 跨越区间为 21°30′～ 23°30′E , 98°～
117°N , 分布区域较窄 。在广西 , 石栗分布普遍 ,
桂东南 、 桂南及桂西南均有栽培或半野生 , 在西南
部石山地区生长良好 , 广西的左右江流域是石栗的
最适发展区。石栗现有资源存量比较少 , 多数是上
世纪 70年代引种 , 树龄均超过 30年 , 无大面积人
工造林 , 主要种植在城市绿化 、 国道 、省道上 。10
多年来 , 随着经济发展带来的高等级公路工程实施
和乡村房屋的扩建 , 有相当多的石栗树被砍伐 , 资
源总量逐年减少。近年来 , 广西林科院开展了广西
境内进行石栗种质资源调查以及良种选育研究 , 繁
育了一批苗木 , 并在在南宁 、桂林 、 钦州 、百色等
地进行区域性种植试验 , 目前生长情况良好。
334 广 西 林 业 科 学 第 40 卷
4 发展建议
石栗作为生物柴油的原料发展 , 面临生产中资
源量少 、 座果率低 、 种子发芽率低 (50%左右)等
一系列的问题 , 需要开展良种筛选 、繁育 、 高产栽
培技术的研究 , 为石栗的开发生物质能产业提供技
术储备。
石栗作为能源林栽培已被列入有关发展研究规
划 , 通过石栗资源的清查与评价 , 研究建立一套合
适的选择指标体系 , 如资源分布 、产量 、含油率 ,
推广应用范围等 , 确定其适生和发展栽培区 。
广西属亚热带季风气候区域 , 雨量充沛 , 雨热
同季 , 水热条件好 , 年平均气温 16.5 ～ 22.5℃,
日均温≥10℃的活动积温达 5 000 ～ 8 000℃, 持续
日数 270 ～ 330天 , 无霜期长达 280 ～ 360天 , 年平
均降水量达 1 500 mm 以上。各类荒山荒地近 500
万 hm2 , 山地资源丰富 , 为发展木本生物能源提产
业供了得天独厚的条件。近年来 , 广西政府部门高
度重视生物质能源的开发和利用 , 成为我国首个产
业化生产车用乙醇汽油试点区 , 可充分利用丰富水
热条件和山地资源发展石栗等木本油料树种生产生
物柴油。应坚持科技先行的引导和发展原则 , 加大
石栗的遗传改良 、 丰产栽培技术研究 , 建立区域性
试验示范林 , 为将来形成生物质能产业大发展做好
技术和资源的战略储备 。
参考文献
[ 1]朱积余.广西名优经济树种[ M].北京:中国林业出版社 ,
2006.
[ 2] 李才华.广西植物志[ M].南宁:广西科学技术出版社 ,
2005.
[ 3]安志林.有开发前途的石栗果油[ J].今日科技 , 1990(6):
35.
[ 4]黄菊清.在干热河谷地区栽培石栗初探[ J].云南林业调
查规划 , 1982(2):34-35.
[ 5]刘昌盛.木本油料石栗的初步研究[ J].中国油料作物学
报 , 2008(2):110-111.
[ 6] 祁承经 , 汤庚国.树木学[ M].北京:中国林业出版社 ,
1980.
[ 7]马锡晋.石栗[ J].云南农业科技 , 1986(6):42.
(上接第 329页)
3 结论与讨论
昆虫对寄主植物的选择取食 , 是各种昆虫行为
最为明显的表现 。昆虫对植物的选择依靠感觉器官
的功能 , 而植物除含有昆虫所需的营养成分外 , 还
含有种类特异性的代谢次生物质 , 它们对昆虫产生
感觉刺激 , 是昆虫对植物进行选择的主要因素。本
试验中 , 油桐尺蠖对 3种桉叶取食嗜好没有明显差
异 , 说明害虫对这 3种桉叶中所含的营养物质和次
生代谢物质具有相似的适应性 , 因而取食行为相
似 , 3种无性系桉树叶片都可以作为油桐尺蠖的理
想寄主。由于测试无性系较少 , 对其他桉树无性系
是否有显著选择性 , 有待进一步研究。
昆虫对食物叶龄的选择 , 主要取决于营养物
质 、 次生代谢物质含量等因素[ 5] 。油桐尺蠖对
GL-UG9成熟叶和老叶的的选择性存在较大差异 ,
可能是成熟叶和老叶在营养物质和次生代谢物质含
量方面差异较大 , 还需要进一步试验加以证实 。
参考文献
[ 1]奚福生 , 罗基同 ,李贵玉 , 等.中国桉树病虫害及害虫天敌
[ M].南宁:广西科学技术出版社 , 2007.
[ 2]黄乃秀 , 吴介放 ,朱海波 , 等.广西桉树林中油桐尺蠖的发
生为害特点及防治建议[ J].广西植保 , 2010 , 23(2):19-
21.
[ 3]朱俊庆.油桐尺蠖幼虫期及取适量的测定[ J].昆虫知识 ,
1988(3):35.
[ 4]汤清波 , 王琛柱.一种测定鳞翅目幼虫取食选择的方法—
叶碟及其改进和注意事项[ J].昆虫知识 , 2007 , 44(6):
912-916.
[ 5]常明山 , 文娟 ,朱麟 , 等.黛袋蛾对 3 种不同桉树的取食嗜
好比较[ J].林业科学 , 2009 , 45(9):111-115.
335第 4 期 梁文汇 , 李开祥 , 邓 力 , 等:广西生物柴油原料树种石栗的综合评价