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综述:利用柚木残渣生产生物能源及其在控制虫害中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月31日 来源:BioEnergy Research 3.1
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这篇综述探讨了如何将柚木(Tectona grandis)种植产生的木质纤维素残渣转化为生物能源(Bioenergy),同时通过残渣管理策略抑制柚木种植园中的虫害问题。文章系统梳理了柚木生物质的化学成分、能源潜力及生物能源转化技术(如热解、气化),并分析了虫害生态学与防治实践。提出残渣资源化利用可协同实现可持续能源生产和虫害防控,但需进一步研究优化集成方案的长期效益。
Abstract
作为全球重要经济树种,柚木(Tectona grandis)种植过程中产生的木质纤维素残渣长期被忽视,而其种植园又面临多种虫害威胁。最新研究揭示,通过生物能源转化技术处理这些残渣,不仅能实现废弃物资源化,还可能通过改变栖息地微环境抑制虫害暴发。
化学组成与能源潜力
柚木生物质富含纤维素(42-50%)、半纤维素(15-20%)和木质素(25-30%),具有较高热值(17-19 MJ/kg),适合热化学转化(如热解Pyrolysis、气化Gasification)。其中快速热解获得的生物油(Bio-oil)产率可达60%,而气化产生的合成气(Syngas)中H2占比达35-40%。
虫害生态与防控瓶颈
柚木豹蠹蛾(Hyblaea puera)和柚木野螟(Eutectona machaeralis)幼虫取食叶片导致年产量损失达20-40%。传统化学防治存在抗药性风险,而生物防治(如白僵菌Beauveria bassiana)受环境湿度制约。
协同作用机制
残渣清理破坏虫蛹越冬场所,生物炭(Biochar)施用可调节土壤pH抑制幼虫发育。气化过程产生的焦油(Tar)副产品对鞘翅目害虫具有驱避作用。模拟显示每公顷残渣处理可使虫口密度降低40-60%。
经济环境双重收益
集成方案使每吨残渣增值50-80美元,同时减少杀虫剂使用量30%。生命周期评估(LCA)显示碳足迹降低1.2-1.8 t CO2-eq/ha·yr。
未来挑战
需建立残渣收集标准化体系,量化不同转化技术对特定虫种的抑制效果。长期监测需关注生物多样性变化及土壤微生物组响应。
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