第二代生物質(zhì)能源呼之欲出

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)，也帶來(lái)了凈能量產(chǎn)出少、與糧食作物爭(zhēng)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)能源領(lǐng)域的重要課題，一種叫芒草的能源作物進(jìn)入了人們的視線……

　　試驗(yàn)讓科研人員驚喜

　　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(guò)3年來(lái)的種植試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原產(chǎn)我國(guó)的芒草具備豐富的遺傳多樣性，人工馴化后將對(duì)我國(guó)土地資源利用、能源格局產(chǎn)生革命性影響。

　　“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。”中科院武漢植物園研究員李建強(qiáng)說(shuō)，不知道芒草的生物性能和遺傳特性在國(guó)內(nèi)這幾個(gè)地方有何表現(xiàn)，內(nèi)心期待。

　　經(jīng)過(guò)2009年、2010年兩個(gè)生長(zhǎng)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(zhǎng)，另外一些在較為干旱的慶陽(yáng)則長(zhǎng)勢(shì)喜人，而且在甘肅慶陽(yáng)的芒草生物質(zhì)含量高過(guò)芒草的原生地武漢江夏地區(qū)。

　　李建強(qiáng)說(shuō)，這說(shuō)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(guò)多次分析總結(jié)，今年5月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》雜志上。同時(shí)，該雜志以“適者為芒”為題，對(duì)此成果進(jìn)行了新聞發(fā)布，迅速受到國(guó)際上廣泛關(guān)注，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)新聞網(wǎng)站、歐洲科學(xué)新聞等都進(jìn)行了轉(zhuǎn)載報(bào)道。

　　“點(diǎn)綠”我國(guó)干旱半干旱地區(qū)

　　研究小組對(duì)我國(guó)黃土高原地區(qū)進(jìn)行了考察，根據(jù)芒草在我國(guó)的產(chǎn)量，保守地進(jìn)行了一個(gè)效益測(cè)算。

　　除開耕地以及不宜種植土地，黃土高原有43萬(wàn)平方公里可以用于種植芒草，根據(jù)甘肅慶陽(yáng)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5億噸。這些產(chǎn)量如果全部轉(zhuǎn)化成乙醇，大致相當(dāng)于我國(guó)2010年消耗的汽油總量醫(yī).學(xué).全.在.線.網(wǎng).站.提供。

　　再進(jìn)一步推算，如果在集中分布于中國(guó)北方和西北的貧瘠、退化土地上種植1億公頃（100萬(wàn)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(wàn)億千瓦時(shí)，減排二氧化碳16億噸，相當(dāng)于中國(guó)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(guó)2010年消耗的汽油總量。

　　“荒蕪的干旱、半干旱地區(qū)如果種上芒草，想象一下都很激動(dòng)，不僅綠了、亮了，老百姓還可以從中發(fā)家致富。”中科院植物研究所資源植物研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任桑濤對(duì)芒草也抱著巨大的希望。

　　進(jìn)入人工馴化階段

　　要使上述一切變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，對(duì)芒草的研究還有不短的路要走。桑濤說(shuō)，目前的研究結(jié)果已經(jīng)證明，芒草是我國(guó)最優(yōu)的第二代能源作物選擇，接下來(lái)要突破的是進(jìn)行人工馴化。“完成芒草從野生植物到作物的轉(zhuǎn)變就是人工馴化的目標(biāo)”醫(yī).學(xué).全.在.線.網(wǎng).站.提供。

　　據(jù)了解，根據(jù)研究小組的安排，接下來(lái)要完善芒草基因組學(xué)平臺(tái)的建設(shè)。明年開始篩選出在干旱、貧瘠、退化土地和鹽堿地上的高產(chǎn)芒草株系，開展雜交試驗(yàn)。2013年到2014年，對(duì)芒草的抗逆性和產(chǎn)量性狀進(jìn)行數(shù)量遺傳學(xué)分析；通過(guò)模擬分析，評(píng)估芒草能源植物在我國(guó)的生產(chǎn)潛力以及大規(guī)模種植的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)。

　　“這個(gè)過(guò)程不會(huì)很長(zhǎng)。”桑濤說(shuō)。