南疆生物质资源利用现状及果树残枝生物质特性检测
新疆南疆地区独特的地域特点和气候特征形成了特殊的农业类型,为了充分利用新疆南疆农林生物质资源,本课题通过对南疆各地区的生物质资源进行调研,掌握生物质资源的分布及利用情况,在南疆各地区采集种植数量最广泛的果树残枝样本,用相关理化试验方法检测出不同种类果树残枝样本中的pH值、电导率、工业分析组成（水分、挥发分、灰分和固定碳）、木质纤维素组分（纤维素、半纤维素和木质素）和元素分析组成（N元素、C元素、H元素和O元素）含量进行比较,利用近红外光谱技术与化学计量学相结合的方法,通过对数据的处理和模型的建立来完成果树残枝样本各个指标的快速检测,为南疆生物质资源利用提供可靠的理论依据。具体研究内容和结论如下:通过文献研究法、实地考察法、问卷调查法等对南疆各地区的农林生物质资源量、分布情况及利用现状进行调研分析。结果表明,南疆地区的生物质资源具有来源丰富、种类多、分布广的优势,但存在着浪费严重、利用形式单一、收集运输成本高、各地区生物质资源量和种类差异大、产业化程度低等问题。南疆地区生物质资源高效合理的利用,需要政府、科研单位、企业和农民四方形成合力,建立产学研深度融合技术创新体系,共同探索出一条适合南疆地区的产业模式之路。采用理化试验方法检测了从南疆各地区采集的150个种植面积最广的五种果树（红枣树、核桃树、香梨树、杏树和苹果树）残枝,比较了其纤维类型、形态结构、pH值、电导率、水分、挥发分、灰分、固定碳、纤维素、半纤维素、木质素、C元素、H元素、N元素和O氧元素各项指标。南疆果树残枝生物质基础特性的研究填补了生物质资源化利用的基础数据的缺失,为南疆生物质资源化利用多样性提供重要依据。采用马氏距离法（MD）剔除异常光谱样品,采用浓度残差法识别化学值样品中的异常值,使用SPXY方法对剔除后异常样本的样本集按照校正集和验证集（约3:1）进行划分,采用不同预处理方法对果树残枝原始光谱数据进行预处理,通过选择特征波段建立最优近红外检测模型。最终建立了果树残枝的pH值、电导率、水分、挥发分、灰分、固定碳、纤维素、半纤维素、木质素、N元素、C元素、H元素和O元素13个指标的定量检测模型,从评价结果反映出,除了电导率的检测模型的预测效果较差之外,其他的检测模型预测效果相对较为稳定,说明近红外光谱技术能够实现南疆果树残各项指标的快速定量检测。综上所述,新疆南疆各地区生物质资源利用方式较为原始落后,科学合理的利用方式能够加快南疆生物质资源化利用产业发展,也是促进农民增收和减少污染环境的最关键因素。
- 作者：
- 高倩
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2021年
- 导师姓名：
- 周岭
- 中图分类号：
- S216.2
- 关键词：
- 南疆；生物质资源；利用现状；果树残枝；成分检测；近红外光谱；快速检测
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- 基金项目：
- “兵团中青年科技创新领军人才”项目（项目编号:2019CB028）部分研究成果课题主持人:周岭教授（塔里木大学） “兵团重点领域科技攻关”项目（项目编号:2019AB028）部分研究成果课题主持人:周岭教授（塔里木大学）