一種確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物質能源領域，涉及沼氣能源植物的采收，具體涉及一種確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期的方法。
【背景技術】
[0002]隨著石油、煤炭、天然氣等化石燃料的日趨枯竭，可再生能源尤其是生物質能源的開發和利用日益得到世界各國的重視。沼氣是一種重要的可再生能源，具有靈活多變的現實應用價值和很好的產業化基礎，逐漸得到了人們的關注。
[0003]利用能源植物厭氧發酵產沼氣已有大量研宄，如一種以皇竹草為原料生產沼氣的方法(200910029204.7)、一種以互花米草為原料發酵制備沼氣的方法(200610116145.3)、巨菌草種植及其作為生物質能源生產沼氣的方法(200910112261.1)等。但這些方法僅僅涉及能源植物發酵產沼氣的工藝，并沒有提供確定能源植物最佳采收期的方法。
[0004]多年生沼氣專用能源植物系指一類專門用于沼氣發酵的能源植物，這類植物可以連續收割十年以上，經濟效益極高。但是由于不能精確選擇最佳的采收期，目前人們收割沼氣專用能源植物僅僅憑借普通經驗來判定，這樣便不能充分發揮單位土地面積上的最大產能，不能得到多年生沼氣專用能源植物的最大經濟效益。因此對能源作物沼氣工程而言，確定多年生沼氣專用能源植物的最佳采收期具有重要作用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期的方法，采用多年生能源植物分區收割的方法，并結合干物質產量測定和單獨沼氣發酵效果分析，來確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期。本發明操作簡便，結果可信，具有很好的實際生產推廣價值。
[0006]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期的方法包括以下步驟:
(1)在多年生沼氣專用能源植物種植1~3年后，在能源植物種植區選取5~20個相同面積的分區，在日均溫度達到該能源植物生長下限時，將整個種植區的能源植物收割；從當天開始每隔固定時間段收割一個分區的能源植物；
(2)先測定整個分區所產植物的總鮮重，然后取出一部分測定鮮重后粉碎，再烘干測定其干重，計算植物的總固體含量，再計算整個分區產出能源植物的總干重；根據整個分區產出能源植物的總干重和植物生長期計算單位生長時間內單位面積的干物質產量；
(3)將收割的能源植物粉碎至長度為15厘米以下，進行青貯處理，不同批次收割的原料青貯時間相同，青貯結束后干燥到水分含量15%以下，保存于20°C以下；或不經過青貯，直接干燥到水分含量15%以下，保存于20°C以下；
(4)將不同時間收割并保存的原料進行沼氣發酵，以沼液或沼渣作為接種物，總固體濃度0.5-25%,發酵溫度30~60°C，發酵時間10~60天，發酵液pH=6.5-8.0，記錄每天的日產沼氣量和甲烷濃度，發酵結束后計算單位干物質在整個發酵期內積累的甲烷產量；
(5)根據步驟(2)的單位生長時間內單位面積的干物質產量和步驟(4)的單位干物質在整個發酵期內積累的甲烷產量計算單位生長時間單位面積所產植物發酵后積累的甲烷產量；
(6)以步驟(5)的單位生長時間單位面積所產植物發酵后積累的甲烷產量最高值對應的生長時間為最佳采收期。
[0007]所述的能源植物為狼尾草屬植物、擬高粱、甜高粱、蘆竹、蘆葦、類蘆、甘蔗、斑茅、彼特、蘇丹草、、五節芒、荻、芒、芒萁、大芒萁、野古草、柳枝稷中的一種或幾種。
[0008]本發明的顯著優點在于:本發明采用多年生能源植物分區收割的方法，并結合干物質產量測定和單獨沼氣發酵效果分析，來確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期。本發明操作簡便，結果可信，具有很好的實際生產推廣價值。
【具體實施方式】
[0009]下面以多年生能源植物巨菌草為例進一步說明本發明的具體實施方法，本發明包括但不限于以下實例。
[0010]一種確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期的方法包括以下步驟:
(I)在巨菌草種植I年后，利用本發明確定其最佳采收期。
[0011](2)在巨菌草種植區選取12個10平方米的分區，在3月份時將整個種植區的巨菌草收割。從當天開始每隔30天收割一個分區的能源植物。
[0012](3)將步驟(2)收割的巨菌草測定其整個分區所產植物的總鮮重，然后取出一部分測定鮮重后粉碎，再烘干測定其干重，計算植物的總固體含量，再計算整個分區產出能源植物的總干重。根據整個分區產出巨菌草的總干重和植物生長期計算單位生長時間單位面積的干物質產量。
[0013](4)將步驟(2)收割的巨菌草粉碎，粉碎后的長度為15厘米以下。將粉碎后的原料直接干燥到水分含量15%以下后在20°C以下溫度保存。
[0014](5)將步驟(4)不同時間收割并保存的原料進行沼氣發酵。以沼液或沼渣作為接種物，總固體濃度5%，發酵溫度37°C，發酵時間40天，發酵液pH維持在6.5-8.0。記錄每天的日產沼氣量和甲烷濃度。發酵結束后計算單位干物質在整個發酵期內積累的甲烷產量。
[0015](6)根據步驟(3)單位生長時間單位面積的干物質產量和步驟(5)單位干物質的產甲烷量計算單位生長時間單位面積所產植物發酵后積累的產甲烷量。
[0016](7)以步驟(6)單位生長時間單位面積所產植物發酵后積累的產甲烷量最高值對應的生長時間為最佳采收時間。
[0017]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在多年生沼氣專用能源植物種植1~3年后，在能源植物種植區選取5~20個相同面積的分區，在日均溫度達到該能源植物生長下限時，將整個種植區的能源植物收割；從當天開始每隔固定時間段收割一個分區的能源植物； (2)先測定整個分區所產植物的總鮮重，然后取出一部分測定鮮重后粉碎，再烘干測定其干重，計算植物的總固體含量，再計算整個分區產出能源植物的總干重；根據整個分區產出能源植物的總干重和植物生長期計算單位生長時間內單位面積的干物質產量； (3)將收割的能源植物粉碎至長度為15厘米以下，進行青貯處理，不同批次收割的原料青貯時間相同，青貯結束后干燥到水分含量15%以下，保存于20°C以下，或粉碎后的能源植物不經過青貯，直接干燥到水分含量15%以下，保存于20°C以下； (4)將不同時間收割并保存的原料進行沼氣發酵，以沼液或沼渣作為接種物，總固體濃度0.5-25%,發酵溫度30~60°C，發酵時間10~60天，發酵液pH=6.5-8.0，記錄每天的日產沼氣量和甲烷濃度，發酵結束后計算單位干物質在整個發酵期內積累的甲烷產量； (5)根據步驟(2)的單位生長時間內單位面積的干物質產量和步驟(4)的單位干物質在整個發酵期內積累的甲烷產量計算單位生長時間單位面積所產植物發酵后積累的甲烷產量； (6)以步驟(5)的單位生長時間單位面積所產植物發酵后積累的甲烷產量最高值對應的生長時間為最佳采收期。
2.根據權利要求1所述的確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期的方法，其特征在于:所述的能源植物為狼尾草屬植物、擬高粱、甜高粱、蘆竹、蘆葦、類蘆、甘蔗、斑茅、蘇丹草、五節芒、荻、芒、芒萁、大芒萁、野古草、柳枝稷中的一種或幾種。
【專利摘要】本發明公開了一種確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期的方法，屬于生物質能源領域。本發明采用多年生能源植物分區收割的方法，并結合干物質產量測定和單獨沼氣發酵效果分析，來確定多年生沼氣專用能源植物最佳采收期。本發明操作簡便，結果可信，具有很好的實際生產推廣價值。
【IPC分類】A01D91-04
【公開號】CN104620777
【申請號】CN201510062069
【發明人】劉斌, 肖正, 趙超, 呂旭聰, 劉曉艷, 趙立娜, 李鑫
【申請人】福建農林大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月6日