中科院武漢植物園系統與進化植物學學科首席研究員李建強總結認為,對芒草作為第二代能源作物研發可以實現三大功能:
一是糧食安全。芒草可取代糧食、經濟作物成為新一代能源作物,緩解糧食危機。
二是能源獨立。我國有大面積的干旱、半干旱無法耕種的邊際性土地,如果這部分土地能夠作為生物能源的生產地,將改變能源依賴進口的格局。
三是生態保護。芒草極強的環境適應性可以改善干旱、半干旱非耕地的植被狀況,同時保持水土和防止土地荒漠化。
“荒蕪的干旱、半干旱地區,如果種上芒草,想象一下都很激動。綠了、亮了,老百姓還可以從中發家致富!敝锌圃褐参镅芯克Y源植物研發重點實驗室主任桑濤對芒草也抱著巨大的希望。
進入人工馴化階段
要使上述一切變為現實,對芒草的研究還有不短的路要走。桑濤說,目前的研究結果已經證明,芒草是我國最優的第二代能源作物選擇,接下來要突破的是進行人工馴化。
所謂人工馴化就是將野生的作物種子通過人工選育、雜交等方式轉變為可以人為育種、種植的作物。“完成芒草從野生植物到作物的轉變就是人工馴化的目標”,桑濤說。
其實,人們對人工馴化并不陌生。桑濤告訴記者,我們吃的大米、小麥都是經過人工馴化得來的,始于大約一萬年前的糧食作物馴化奠定了人類文明的基礎。比如水稻就是野生稻經過人類逐漸移栽、選育、培育的漫長過程形成的。
據了解,根據研究小組的安排,接下來要完善芒草基因組學平臺的建設。明年開始篩選出在干旱、貧瘠、退化土地和鹽堿地上的高產芒草株系,開展雜交試驗。2013年到2014年,對芒草的抗逆性和產量性狀進行數量遺傳學分析;通過模擬分析,評估芒草能源植物在我國的生產潛力以及大規模種植的環境生態效應。
作為植物馴化領域的專家,桑濤表示,根據現有的遺傳基因技術,芒草的基礎馴化只需要幾年時間。據他介紹,今年研究小組在山東東營的鹽堿地和甘肅環縣更加干旱的地區進行了試驗,選取30萬個基因個體,從中挑出更加耐旱、耐寒、抗鹽堿的種質資源,進行人工雜交和育種,然后做基因遺傳學分析。
“這個過程不會很長,而且這件事情全世界目前都沒有做過,因為歐美國家不是芒草原產地,沒有種質資源。另外,歐美國家耕地眾多,不需要馴化在干旱、貧瘠土地上生長的能源作物。但是他們最終也需要遺傳多樣性高的作物,這樣很可能要依賴我們的馴化育種!鄙f。
資金和政策支持還要更“給力”
當前,我國正大力發展生物能源,但是因生物資源問題遭遇瓶頸,而對第二代能源作物研究起步較晚,在能源作物研究上也遇到一些體制上的制約?蒲泄ぷ髡邆兘ㄗh國家提高對第二代能源作物研究的重視,增加投入,掃除科研機制上和產學研上存在的一些障礙,加快芒草從研到產的進程。
中科院植物所、上海生命科學研究院、中科院武漢植物園組成的芒草研究小組認為,節能減排是我國經濟發展方式轉型的內在壓力,而科學發展成為發展生物能源的內在動力。近年來我國生物能源的發展成就斐然。到2010年底,全國生物質直燃發電裝機已達200萬千瓦,以糧食為原料的生物燃料乙醇產量達到了180萬噸。
2007年,國家制定了《可再生能源中長期發展規劃》,提出的2020年生物質發電目標是3000萬千瓦,生物燃料乙醇的發展目標是1000萬噸。不過業界認為,這個目標實現有著客觀困難。主要就是,企業紛紛上馬生物發電項目,但是都遭遇了生物資源短缺的問題。這是由生物質資源的季節性、分散性與生物質發電的連續性、集中性的矛盾引起的。
專家認為,將芒草發展為我國專業的能源作物可以解決這一難題,實現生物質能規;玫耐緩绞菍I化和產業化,作為最優選擇,芒草可以擔此重任。
但是,當前芒草的研究也面臨一些困局。
首先,國家目前雖然十分重視生物能源研發,但我國的生物能源究竟有多大潛力和前景還沒有進行過科學評估。國內相關研究也比較薄弱和分散,科研資源尚未整合。
其次,由于我國能源作物的研究主要由植物研究機構承擔,能源植物科研項目多由我國能源方面專家評審,他們大多是石油、煤炭等化石能源方面研究出身的專家,由于對能源植物了解不多,在科研項目立項評審過程中,不利于能源作物的立項和資金爭取。
與美國對能源革命的高度重視相比,我國在能源產業特別是新能源產業方面的扶持和能源革命的推進方面顯得相對滯后和力度不足。
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