利用四荒资源开发 4

1利用“四荒”资源开发生物新能源产业谁都知道，三山六水一分田，可见我国山地面积有多大，荒山荒坡资源有多少。南阳荒山荒坡荒地荒滩资源也有数百万亩。利用这些荒山荒坡荒滩荒地资源开发环保节能生物新能源，不仅能有效的节约、保护、开发扩大耕地面积，改良土壤；还能生产优质生物饲料，促进畜牧业发展；更能为燃料乙醇企业、造纸企业、建材企业、火力发电、燃料等工业提供源源不断的优质原材料。一、生物新能源资源，能源草开发能源草是具有再生能源植物的总称。其多为一年或多年生高大草本植物或半灌木，包括竹柳、巨菌草、甜高粱、柳枝稷、浮萍、芒属作物等高大草本都是理想的能源草。能源草多为耐旱、耐盐碱、耐瘠薄、适应性强的草种，种植和管理简单，在干旱、半干旱地区、低洼易涝和盐碱地区、土壤贫瘠的山区和半山区均可种植。它们对土质和气候要求不高，耐寒、抗冻、适应性强，生长快，产量高，每亩一年最高产量可达7．4吨，产草期长达10至15年。以“能源草”作为生物能源的原材料成本低、效率高，不占用耕地，可利用山坡地，兼具水土保持的功效，燃烧后产生的污染物也很少，可有效减轻温室效应、降低环境污染。巨菌草最有优势，据测算，一亩巨菌草的发电量相当于4吨煤的发电量。地下能源储量的减少引起人们要求迅速改变能源结构的要求。现在关心的最大问题是以生物质能源为载体的再生能源在多大程度上替代化石性能源载体。欧盟在这个问题上订出的目标是，到2010年使用的能源中可再生能源达到21%，而在电能生产中要达到22%。可再生能源中生物质能源会占2据重要角色，因为他具有环保优势，有潜力解决地区，特别是偏远农村发展中的尖锐问题。鉴于对生物质能源的认识，匈牙利萨尔瓦什研究所自上世纪90年代就开始用于能源和工业方面草种的培育工作，在欧洲是最早的单位。能源草培育能生产优质生纤维素的干草产量高的、适用于能源、造纸、木材、纺织和建筑工业用的新草种。从土地使用、经济性能和环境观点看，它为改善环境，提供新的市场开发和就业问题提供机会。应用领域：做固体燃料:在欧洲和世界各地用木质纤维燃烧供热和发电越来越具有现实意义。能源草在开花期干草产量为15.82吨/公顷，而在同样雨量条件下树木的年产量为12吨/公顷。测试表明，能源草的燃烧值为14.968~15.981兆焦尔/公斤干草，褐煤为14.9~20兆焦尔/公斤，槐树为16.8兆焦尔/公斤，杨树为15.9兆焦尔/公斤，柴油为41.6兆焦尔/公斤。匈牙利利用能源草生产单位兆焦尔的成本比其他能源都低，约为4.78~10.06福林（1福林=0.04元人民币）。从材料成份来看，能源草的含硫量很低（0.12%），环境污染轻微。能源草的含灰量仅为4.2%，而其中的钾又能补充地力。能源草用于燃烧时需经过挤压、分段等处理，做成草饼、草柱等产品。每公斤干草高温分解过程中可生产197.5牛顿有机物质。用能源草生产沼气时发酵时间为15~20天，所产的有机物质超过0.5立方米/公斤。做造纸和工业纤维原料：能源草制作各向同性平面的平面成型特性非常好，拉伸、断裂和波纹形成可行性指标也优于传统造纸工业的各种纤维，在硬壁包装材料生产中很有优势。对与100%的草纤维板以及草、木纤维按不同比例制成的纤维板（320公斤/立方米）。混合比例的纤维板在建筑业、家具业、装修业和车辆制造业中是不可缺少的基本材料。如果造纸厂、纤维板厂建在能源草基地，除了原料供应以外，还可以提供工厂所需的能源，减少运3输距离，增强产品的竞争能力。做养殖业优质饲料：能源草开花期收割的头茬草，建议作为能源草和工业原料用，第二、三茬草可用与放牧和制备干牧草用，蛋白含量和苜蓿相当。用于土壤保护和改良：能源草能承受盐、碱性土壤的生产条件，对这类土壤的改良起到良好的作用。大簇的可深扎的根系不仅改良土壤的物理特性，而且可产生大量有机物使土壤变的肥沃。在匈牙利巴奇－给什空州贫瘠土地的实验表明，能源草除了适用盐碱地、板结地之外，也适于沙地的土壤改良。用于纺织工业：能源草纤维素含量高、质量好，把它与工业用的纤维合理搭配，将有可能用于纺织工业，这方面的工作正在实验中。主要品种：1、柳枝稷：柳枝稷现在的新用途：柳枝稷能从中提炼出酒精，也有“能源草”的称谓。中国农业大学资源与环境学院教授胡林等专家完成的一份研究报告显示，目前未被利用的荒草地是中国最重要的保留土地资源之一，如果把其中能适合种植的361万公顷荒草地种植生物乙醇能源植物，每年潜在的生物乙醇产量达1100万吨，可替代当今中国汽油消费的23%。据测算，1亩柳枝稷草所产出的酒精能量可以抵3、4吨电煤的能量。4主要价值：良好的土壤改良植物（防水流失、防风蚀）。与能源林相比，其生产和收割不需要昂贵的专用机械，使用谷类、叶状饲料植物的机械设备便可解决。土地换耕以后有大量的有机物（根系、腐植质）改良土壤。在用能源草提供本地能源时，可同时解决一些环保问题（如用留耕方法覆盖垃圾场、矿坑等，降低扬尘）能源草的生产意味着一种新的农产品的出现，它除了改进农业生产结构，农村生活方式和农民经济收入作用之外，作为生产原料可提供替代木材的新原料，部分代替木材，为大面积保护森林提供了可能性。能源价值：生物质能是一种可再生绿色能源，可以替代化石能源。使用生物质能不仅可以缓解煤炭、石油的供应压力，还能降低大气污染。目前的生物质能开发利用大致有三条途径，一是利用甜高粱、甘蔗和木薯等非粮食能源作物，生产燃料甲醇、乙醇替代汽油。二是利用大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的生物柴油。三是利用生物质发电、沼气工程和生物质固体成型燃料。与能源林相比，它的独具优点是每年都出产品，这就使加工设备得以充分利用。从沙地到盐碱地，从内涝地区到干旱地区都可以有效地生产。每公顷施以68~85公斤氮的有效物质，每年就可以产出10~15吨干草。2、菊芋：5新型能源作物“优等生”:菊芋，俗称“洋生姜”,相对于玉米、甘蔗等传统能源作物，菊芋的比较优势明显：一方面，其扎根于地下的块茎富含菊糖，糖的含量比甘蔗高出30%，甜度更是蔗糖的一倍；另一方面，其地上部分生物量巨大，具有作为纤维素乙醇生产原料的潜在价值。据悉，河南天冠集团一条年产3000吨纤维素乙醇的生产线年底即将扩产至1万吨，正需要菊芋这种“专业对口”的原料。除了巨大的能源潜力与经济性，菊芋的生态效益同样不可小觑。沙漠中，它被喻为“地上一把伞”--植株高大抗风沙，“地下一张网”--发达的根系可有效保持水土，改良土壤，而每年20倍以上的繁殖扩张速度，更让菊芋成为“一劳永逸”的治沙先锋。3、新型生物能源植物——浮萍。浮萍是天南星科下的一种水生植物，生长速度极快，是玉米生长速度的64倍左右。浮萍叶状体中含有大量的淀粉，可以达到干重的75%，野生品种也常可以达到30%左右，经过人工筛选改性后，其淀粉含量在大规模生产是也能达到45%，是一种潜在的生物能源作物。同时，浮萍体内的蛋白含量也很高，是传统的农业饲料，大规模养殖浮萍对于我国的饲料行业也会提供新的原料。更难能可贵的是，浮萍可以生长在高氮磷含量的污水中，可以吸收污水中的养分，是一种生物修复的优良物种。64、最具优势巨菌草：1983年引进中国，经过20多年培育出适合我国气候土壤环境的草种。多年生禾本科直立丛生型植物，具有较强的分蘖能力。这是一种适宜在热带、亚热带、温带生长和人工栽培的高产优质菌草。植株高大，抗逆性强，产量高，粗蛋白和糖分含量高，直立、丛生，根系发达。茎粗可达3.5厘米，节间长9～15厘米，15个有效的分蘖，每节着生一个腋芽，并由叶片包裹，叶片互生，长60～132厘米，叶片宽3.5~6厘米，8个月共生长35片叶。株高最高的达7.08米，50个节，株重达3.25公斤，每公顷产鲜草达521.6吨。巨菌草在温度适宜地区为多年生植物。植株高大，抗逆性强，产量高，粗蛋白和糖分含量高，直立、丛生，根系发达。在福建省生长半年，茎粗可达3.5厘米，节间长9～15厘米，15个有效的分蘖，每节着生一个腋芽，并由叶片包裹，叶片互生，长60～132厘米，叶片宽3.5~6厘米，8个月共生长35片叶。经测产，株高最高的达7.08米，50个节，株重达3.25公斤，每公顷产鲜草达521.6吨。巨菌草的光合作用的最初产物为4－碳酸－羟基丁=酸和天门冬氨酸等四碳双羧酸产物，即光合作用生化途径为C－4途径。属典型的四碳植物，具有较高的光合速率。据测定光合速率为50～70毫克CO2/分米2/小时，（cooper1970）。在热7带、亚热带、温带地区种植，一般每公顷年产鲜草可达300吨以上，在水、湿、肥等条件优越的情况下可达450吨/公顷以上。巨菌草光合与蒸腾之比较低，因此，巨菌草的生长除需高温外，还需湿润的土壤条件。巨菌草能耐受短期的干旱，但不耐涝。应用范围:巨菌草是高产优质的菌草之一，用巨菌草作为培养料，已知可栽培香菇、灵芝等49种食用菌、药用菌。除了作为菌料外，还可做饲料，同时还是水土保持的优良草种。08年开始应用于生物质发电、纤维板、制造燃料乙醇等能源用途.用于火力发电，燃烧热值高达3500-4100大卡/公斤，是非常理想的可再生能源。另外，巨菌草的上部还是优质的蛋白质饲料，如果大面积种植，把富余的饲料草晒干或脱水压缩储存。巨菌草抗病虫害性能强，燃料质量稳定，燃烧稳定性好，对各种重金属具有富集作用，有助于土壤及水体污染治理，能在矿区附近及其它环境受到污染地区种植。它具备了能源草的以下四个特点，第一、环保安全，不造成物种侵害；其次是经济效益高，相同热值成本不高于煤炭、石油等；第三、适用性好，低硫低灰分，适用于锅炉燃烧，不破坏锅炉；第四、不占用农田。用荒地、盐碱地、旱沙地等非农田种植。巨菌草具有生长周期短、纤维含量高、生物量大，产量极高，原料集中，是生产燃料乙醇企业原料资源的最佳选择。饲用价值：巨菌草系多年生禾本科直立丛生型植物,具有较强的分蘖能力。在不同的生态环境下种植示范，其产量、干物质、粗蛋白、粗脂肪等主要经济技术指标都保持了较高的水平，是一种高产优质的刈割型牧草。可用于饲喂牛(养牛牧草)、羊(养羊牧草)、猪、鹅、兔等草食畜禽和草鱼。巨菌草属四碳植物，光合效率高。巨菌草（牧草,养牛牧草,养羊牧草）8营养成份含量高，但不同生长阶段，粗蛋白含量差别大。生长4周高50cm时粗蛋白含量10．8%，而生长12周、高150cm时粗蛋白含量只有5.9%，是幼嫩时的54.6%,因此幼嫩时用作饲料较为合适。栽培平菇、猴头菇、滑菇、草菇、双孢蘑菇、棕色蘑菇等食用菌，一年收割3～4次。栽培香菇、毛木耳、灵芝等，宜一年收割2次。用于生物能源，一年收割1-3次。在荒坡上通过种植巨菌草，可以增加土壤微生物群落功能多样性，同时有利于提高土壤肥力，生长年限为2年、3年的巨菌草土壤微生物群落功能多样性及土壤有机质含量最高，表明种植巨菌草2~3年有显著的生态功能。发展巨菌草对改造荒山、荒坡、荒滩、荒地都具有重大意义。二、新能源资源植物开发1、含淀粉高达49%-60%的淀粉树淀粉树系多年生灌木、源于南美、由美国航天育种中心经过太空育种变异形成的新型农作物品种，经国内资深农技专家通过杂交，驯化而获得的新型树种。其在原淀粉树的基础上通过与地瓜树与马铃薯的杂交培育，株高1-1.5米，叶与鹿麻相似。具有生育期短（100-140天左右）、最低可耐-22℃低温、最高耐43℃高温、南北地区均可正常种植且具易采挖的优点，从而克服了全国部分地区不能种植的盲区，大大提高了其经济效益和不同环境的适应性。9淀粉树的功用：目前市场所销售的淀粉一般是红薯淀粉，因红薯亩产量有限且淀粉率只在15%左右，故经济效益不高且种植周期短需年年繁育种苗。从而大大制约了经济效益的发展。使用保健角度分析：普通红薯淀粉的使用远远赶不上淀粉树的淀粉，淀粉树的淀粉有很高的保健作用。特别是淀粉中含有的异黄酮素能滋润皮肤、亮丽头发。对预防更年期综合症，动脉硬化、脑血管阻塞、骨质疏松症、早老性痴呆症、怠倦、腰疼、肩酸、性冷淡、月经不调、不规则经学、无月经、不孕症、乳房发育不良、皮肤干燥、无华、粗糙、失去弹性、