众所周知,石油资源供应紧张和环境恶化已成为制约世界经济可持续发展的重要瓶颈。作为替代补充能源,资源丰富、清洁环保的生物质能开发利用越来越受到关注。目前,发展以植物为主要原料的生物质能、减少对矿物能源依赖,已成已成为许多国家重要的能源战略。
一、几个基本概念:
1. 盐生植物是指能够在盐渍环境下正常生长,并完成生活史的植物,其中许多种类是重要的生物质能植物。
2. 生物质是指包括动物、植物和微生物在内的各种有机体。
二、生物质能生产所遇到的现实问题与解决途径
发展生物质能的重要前提就是规模化栽培生物质能资源植物。要种植植物,就需要土地、水等资源。我们知道,由于世界人口的恶性膨胀以及工业化导致耕地和淡水资源日益匮乏,人类面临的各种资源和环境压力日益严峻,这就为生物质能的发展提出了挑战因此,要发展生物质能产业,要种植生物质能植物,必须做到与人不争粮、与作物不争地、与人和作物不争淡水资源,对环境不产生污染,缓解人类环境压力。由此,科学家们试图利用荒地、边际地、撂荒地种植生物质能植物,并不断培育适应这些恶劣环境的品种。
地球很大一部分荒地属于盐渍土,它是地球广泛分布的一种土壤类型。盐生植物是唯一能够生长在这一土地类型上的特殊植物类群。近些年来,迫于人口、资源与环境的压力,盐渍土以及盐生植物资源的开发利用逐渐引起社会关注。通过筛选、引种、培育盐生植物,在广阔盐碱地上种植盐生生物质能植物是解决发展生物质能产业与资源、环境压力这一矛盾的根本措施之一。
三、发展盐生植物生物质能产业的重要意义
可以为生物质能产业提供源源不断的原料;可以充分利用盐碱地、滩涂地,促进滩涂地可持续开发利用,相对扩大耕地面积,缓解耕地资源短缺;可以节约大量淡水资源;可以为人类节约粮食;可以重建盐碱地植被,促进盐渍土生态系统良性循环;可以减轻环境污染;可以形成一个新的产业,扩大就业机会。
四、发展生物质能产业最具潜力的几种盐生植物种类:
1. 适合薪碳林生产的盐生植物
发展薪炭林是缓我国薪材供求矛盾和解决能源短缺的重要措施。薪炭林是取之不尽,用之不竭的“露天再生煤矿”。同时, 薪炭林是生物质能发电的重要原料保障, 而生物质能发电由于可靠性高,环境效益好等原因正得以大力推广。这里列举几种非常有潜力作为薪炭林的盐生植物种类:柽柳(Tamarix spp.)、木麻黄(Casuarina spp)、沙枣(Elaeagnus spp) 、梭梭(Haloxylon spp.)、沙棘(Hippophae spp.)、白刺 (Nitraria spp.)、蔓荆 (Vitex spp.)、枸杞(Lycium spp.)、红树林(Mangroves) 和海蓬子(Salicornia spp.)等等。
2. 适合作为生物燃料的盐生植物种类
生物燃料是指以生物质为原料生产的液体燃料,如生物柴油、乙醇等。盐生植物中的许多种类属于油料植物,可生产生物柴油。盐生油料植物的最大特点就是能够在盐渍生境中生长。目前,经过多年研究,人们已经筛选培育出数种适宜在滩涂种植的盐生油料植物,这些油料植物耐盐能力高,甚至可用海水浇灌,同时含油量较高、品质较好,已经初步具备规模化栽培的条件。
2.1 毕氏海蓬子(Salicornia bigelovii Torr, SOS-10)
该植物种类为一年生藜科盐生植物,叶退化、茎肉质化,耐盐能力超过海水盐度,适宜于滩涂和盐碱地种植,可直接用海水灌溉。该品种种子含油量高达30%,脂肪酸中不饱和脂肪酸亚油酸约占73%,指标均超过大豆。目前该品种已经在沙特阿拉伯、荷兰、比利时、墨西哥、厄立特里亚、印度、中国等国家沿海地区推广栽培。
2.2 海滨锦葵(Kosteletzkya virginica)
该植物为锦葵科锦葵属多年生宿根盐生植物,其种子含油率在20%左右,粗蛋白含量约28%,去壳种子含32%蛋白质和22%脂肪,油脂含量与大豆不相上下,品质也不亚于大豆。我国从上世纪末开始引种海滨锦葵,通过多年引种试验表明,虽然耐盐能力达不到海水盐度,但海滨锦葵在江苏一带沿海滩涂盐土上仍具有较好的适应性。近些年来,在不断改良海滨锦葵性状的同时,人们又进行了利用海滨锦葵种子油生产生物柴油的研究。
2.3 碱蓬(Suaeda spp)
藜科盐生植物,其营养成分全面而丰富。籽粒脂肪含量高达36%,远高于大豆。不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的91%,必需脂肪酸占脂肪酸总量的80% 。我国从上世纪90年代在开始进行碱蓬人工栽培技术研究,并在此基础上进行碱蓬籽油的深加工利用研究。
五、结束语
相信,随着研究的不断深入与实践的不断完善,盐生植物在发展生物质能产业中的重要性将会越来越突出,一旦开发利用这些盐生能源植物,盐碱地、沿海滩涂和沙漠将成巨大的生物能源库!
总之,利用滩涂地、盐碱荒地发展盐生植物生物质能,不与人争粮、不与粮争地,将起到缓解能源压力、增加农民收入、改善生态环境的多重作用,将有效解决中国“三农”、环保、能源三大世纪难题。在当前石油价格高位运行、石油资源短缺形势下,大力发展盐生植物生物质能已经是一个战略性选择。
【参考文献】
1.冯立田, 段建军, 汪智军. 盐生植物与生物质能。科学中国人,2008第1期,117-119
2.冯立田. 盐生植物及其在发展生物质能产业中的重要作用。化学工业(2007国内外石油化工及生物质能源发展趋势国际研讨会 告集)。251-258.
3.Litian Feng. Halophytes promising for biomass energy resources in China. Journal of Biotechnology (IBS2008,Biotechnology for the sustainability of human society),2008, S2716
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