本文作者：邓红山 金 杰 韩学琴 张 德 张 磊 袁理春 单位：云南省农业科学院热区生态农业研究所 云南省农业科学院生物质能源研究中心
以金沙江为代表的云南干热河谷地区，肿柄菊、紫茎泽兰、银合欢等速生、侵害性灌、草植物十分繁盛，其中肿柄菊、紫茎泽兰属于纯侵害性恶性杂草，银合欢在区域生态恢复方面有一定的积极作用，但规模成林后，其生命力和扩展速度十分快，并有较强的排他性。如何防控这些侵害性灌、草植物，一直都是各级政府和研究领域困惑的问题。在石化能源逐渐匮乏的今天，碳化固体成型燃料的研制利用，可能对发展低碳经济和生物质能源产业开发具有一定的探索意义。
1试验区自然概况
云南省元谋县是干热河谷气候类型的典型代表区，干旱缺水，水热矛盾突出。试验地位于黄瓜园镇苴林麻疯树种植基地，地处东经101°35′～102°06′、北纬25°23′～26°06′之间，属南亚热带干热季风气候。海拔1100m；年平均气温21.9℃，极端最高温度42℃，最低温度-2℃；≥10℃积温7786℃，≥12℃的持续天数349d；年日照时数2670.4h，年平均日照时数7.3h/d，全年太阳总辐射量641.8KJ/cm2，日照率62%；山区无霜期305～314d，半山区302～331d，坝区平均霜日2d；年降水量680mm，雨量集中在5—9月，其他月少雨或无雨，年蒸发量3911.2mm，为降水量的6.4倍；干燥度4.4，年平均相对湿度为53%；土壤属于热燥红土，少量干热变性土，土壤贫瘠，中性偏酸。2研究对象概述
2.1肿柄菊肿柄菊（TithoniadiversifoliaA.Gray）属菊科肿柄菊属，原产墨西哥、中美洲，喜温暖、向阳及排水良好的土壤，多年生草本植物。我国云南、广东、海南、福建、广西都有栽培或逸生，广泛分布于亚洲热带地区，适应性强，耐干旱和疲瘠，能在各类土壤上生长，但以湿润肥沃的沙土至壤土生长最茂盛。逸生者常见于河岸、沟边、田边及路边。
2.2紫茎泽兰紫茎泽兰（EupatoriumadenophorumSpreng.），药菊科多年生草本植物，别名解放草、马鹿草、破坏草、黑头草及大泽兰。原产于美洲的墨西哥至哥斯达黎加一带，大约20世纪40年代由中缅边境传入云南南部。到目前为止，我国西南地区的云南、贵州、四川、广西、西藏等地都有分布，其中云南80%面积的土地都有紫茎泽兰。大约以每年10～30km的速度向北和向东扩散，有性或无性繁殖，每株可年产瘦果1万粒左右，藉冠毛随风传播。根状茎发达，可依靠强大的根状茎快速扩展蔓延。适应能力极强，干旱、瘠薄的荒坡隙地，甚至石缝和楼顶都能生长。1935年我国在云南南部首次发现紫茎泽兰，随河谷、公路、铁路自南向北传播。其大量繁殖不仅侵占农田、林地，还与农作物和林木争水、肥、阳光和空间，能分泌化感物，排挤邻近多种植物，堵塞水渠，阻碍交通。同时，其全株有毒，种子上面有很多细毛，牛吃了无法消化，引起胃病，危害健康等。目前紫茎泽兰已被列入我国首批外来入侵物种，排在第一位。
2.3银合欢银合欢[Leucaenaleucocephala（Lam.）deWit]，豆科、银合欢属多年生灌木或小乔木，常生于低海拔的荒地或疏林中。幼株对冻害比较敏感，而成熟植株则具有较强的抗冻害能力。由于银合欢根系能够深入到土壤深层，因此抗旱能力非常强。原产墨西哥南部尤卡坦（Yu-catan）半岛，大约在公元1600年以前传入菲律宾，其后印度尼西亚、夏威夷、毛里求斯岛、澳大利亚北部亦引种栽培。19世纪，印度尼西亚和非洲把银合欢作为咖啡、可可、金鸡纳和胡椒等作物的荫蔽树或氮来源树种进行栽培种植。1645年由荷兰人引入我国台湾地区，曾大量造林，在我国华南广泛引种栽培导致银合欢的大量生长。现广布于热带地区，我国主要分布在台湾、福建、广东、海南、香港、广西、湖南、贵州、四川（西南部）和云南等地。银合欢不但生长快，而且通过化感作用影响其他树种的生长。同时，其枝叶有弱毒性，牛羊啃食过量可导致皮毛脱落。
3材料与方法
3.1材料就地采集肿柄菊、紫茎泽兰、银合欢活体全株标样，土法不完全燃烧，获得一定量的碳化研究材料。
3.2方法将3种粗碳研磨过30目网筛，分别测定燃值。按照不同比例混配后再测定燃值，比较不同混配品的燃值，按比较后实用、可行的配方，用水混配并成型为蜂窝方块状产品1kg，实际比较燃烧时间。
4结果与分析
4.13种植物碳化后燃值测定见表1
4.2不同混配比例燃值测定见表2从表2可以看出，银合欢为灌木植物，碳化燃值较高，在混配过程中，燃值随着银合欢成分的增加而升高，但均低于银合欢单种成分燃值。二元混配后，肿柄菊和银合欢的配比分别为1∶6、1∶4、1∶2、1∶1，4个配比燃值都＞3000kcal/kg；紫茎泽兰和银合欢的配比分别为1∶6、1∶4、1∶2、1∶1，4个配比燃值都＞3000kcal/kg；三元混配后，银合欢∶紫茎泽兰∶肿柄菊分别为3∶1∶1、2∶1∶1、1∶1∶1，其燃值都＞3000kcal/kg。不管是二元还是三元混配，只要其他成分高于银合欢的成分，其混配燃值都低于3000kcal/kg。
4.3成型燃烧时间比较按上述二元和三元混配燃值可行的比例分别用水混配并成型为蜂窝方块状产品0.1kg，实际比较燃烧时间。从表3可以看出，各种成型燃料的燃烧时间差异较大，燃烧时间从1.66～2.53h不等，其中燃烧时间最长的是银合欢、紫茎泽兰和肿柄菊配比为3∶1∶1；燃烧时间最短的配比为1∶1紫茎泽兰和银合欢成型燃料。在混配比中，成品燃值的高低随燃值高作物成分的增加而升高，在银合欢混配成分大于其他成分时，燃值都＞3000kcal/kg，燃烧时间超过2h。
5结论
对云南省干热河谷区的肿柄菊、紫茎泽兰、银合欢等速生、侵害性植物进行生物质能固化成型燃料开发，实现有效控制其在该区的入侵速度和范围，保护该区的生态环境，为生物质能源成型燃料产业开发提供新途径，对全球的生态安全及能源安全都具有重要的意义。实验结果可以看出，灌木银合欢碳化成型后燃值稍低于矿物煤产品，燃烧时间＞2h；肿柄菊和紫茎泽兰碳化成型后燃值稍低于3000kcal/kg，燃烧时间＜2h；而采用二元和三元混配成型的燃料，在银合欢混配成分大于其他成分时，燃值都＞3000kcal/kg，燃烧时间超过2h。按照日常应用情况，燃烧时间超过2h的均能达到生产实际要求；低于2h的燃烧时间太短，没有推广应用价值。由此可以看出，在产品混配时，只要遵循银合欢混配成分大于其他成分的原则，就可以根据应用材料的多少来组织混配比例，实现资源的合理配合使用，达到经济可行的目的。
