控制化石能源消耗，減少溫室氣體排放、尋找可再生清潔能源已是全世界共識。對生物質(zhì)能的研究，吸引大批科研人員目光。然而，第一代能源作物玉米、水稻、甘蔗、大豆等在給人類贏得替代能源希望的同時(shí)，也隨之帶來凈能量產(chǎn)出少、與糧食作物爭搶耕地等一系列負(fù)面效應(yīng)。于是，尋找第二代能源作物成為生物質(zhì)能領(lǐng)域重要課題，一種叫芒草的能源作物聚集了人們的目光……
第二代生物能源研發(fā)的“中國優(yōu)勢”
我國是芒草自然資源最為豐富的國家。近期，由中科院植物所、中科院武漢植物園、上海生命科學(xué)研究院等單位合作展開的新一代能源作物研究取得關(guān)鍵性突破。經(jīng)過三年來的種植試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原產(chǎn)我國的芒草具備豐富的遺傳多樣性，人工馴化后將對我國土地資源利用、能源格局產(chǎn)生革命性影響。然而，由于我國第二代能源作物研究處于起步階段，在科研立項(xiàng)和轉(zhuǎn)化研究方面存在體制機(jī)制矛盾，有關(guān)研究人員建議，國家應(yīng)對第二代能源作物研究進(jìn)行重點(diǎn)立項(xiàng)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。
試驗(yàn)讓科研人員驚喜
在全世界14個(gè)野生芒草種類中，中國擁有七個(gè)種，分布幾乎貫穿了我國整個(gè)氣候帶，而且擁有生物質(zhì)產(chǎn)量最高的四個(gè)種類，是芒草自然資源最為豐富的國家。
2008年，中科院植物所、上海生命科學(xué)研究院、中科院武漢植物園組成芒草研究小組，項(xiàng)目得到中科院知識創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目的資助。當(dāng)年秋天，啟動(dòng)了全國范圍野生芒草收集工作。2009年，中科院武漢植物園研究員李建強(qiáng)等人把收集到的約100個(gè)芒草自然居群，分別種在了內(nèi)蒙古錫林郭勒國家草原生態(tài)站、黃土高原上的甘肅省慶陽，另外一部分種在武漢作為對照。
“我們選了三個(gè)生物量最大而花期又大致相同的野生種，種植后的第二年開始就不澆水、不施肥，完全靠天吃飯。”李建強(qiáng)說，不知道芒草的生物性能和遺傳特性在國內(nèi)這幾個(gè)地方有何表現(xiàn)，內(nèi)心期待。
經(jīng)過2009年、2010年兩個(gè)生長季，李建強(qiáng)他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，一部分芒草可以在寒冷的錫林郭勒生長，另外一些在較為干旱的慶陽則長勢喜人，而且在甘肅慶陽的芒草生物質(zhì)含量高過芒草的原生地武漢江夏地區(qū)。
李建強(qiáng)說，這說明芒草種類具有豐富的遺傳變異和很強(qiáng)的適應(yīng)性，可供培育耐冷、耐旱和耐貧瘠的高產(chǎn)能源作物。
這一結(jié)果讓科研人員非常興奮。經(jīng)過多次分析總結(jié)，今年5月份，研究小組將研究成果在線發(fā)表于《全球變化生物學(xué)生物質(zhì)能源》(Global Change Biology Bioenergy)雜志上。同時(shí)，該雜志以“適者為芒”(Miscan thus Adapts)為題，對此成果進(jìn)行了新聞發(fā)布，迅速受到國際上廣泛關(guān)注，美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)新聞網(wǎng)站(AAAS Eurek Alert)、歐洲科學(xué)新聞(Alpha Galileo)、每日科學(xué)(Science Daily)、細(xì)胞出版社新聞(Cell Press News Aggregator)、科學(xué)新聞在線(Science Newsline)等都進(jìn)行了轉(zhuǎn)載報(bào)道。
可“點(diǎn)綠”我國干旱半干旱地區(qū)
研究小組對我國黃土高原地區(qū)進(jìn)行了考察，根據(jù)芒草在我國的產(chǎn)量，保守地進(jìn)行了一個(gè)效益測算。
除開耕地以及不宜種植土地，黃土高原有43萬平方公里可以用于種植芒草，根據(jù)甘肅慶陽試驗(yàn)基地的產(chǎn)量，保守估計(jì)以每公頃年產(chǎn)芒草干重11噸計(jì)算，總產(chǎn)量為五億噸。這些產(chǎn)量如果全部轉(zhuǎn)化成乙醇，大致相當(dāng)于我國2010年消耗的汽油總量。
再進(jìn)一步推算，如果在集中分布于中國北方和西北的貧瘠、退化土地上種植一億公頃(100萬平方公里)芒草，以平均每公頃干重10噸計(jì)算，總產(chǎn)量為10億噸，可發(fā)電1458萬億千瓦時(shí)，減排二氧化碳16億噸，相當(dāng)于中國2007年總用電量的45%和二氧化碳總排放量的28%；用其中的一半作為原料轉(zhuǎn)化出的乙醇，大致相當(dāng)于我國2010年消耗的汽油。
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