隨著化石能源危機的加劇,開發清潔可再生的生物能源成了世界各國的戰略舉措。能源植物是未來最有希望的生物能源之一。
開發能源植物,對于優化我國能源結構,減少對石化燃料的依賴,緩解人類所面臨的資源、能源壓力等具有重要意義。
目前,值得開發的能源植物有:
麻瘋樹
麻瘋樹,又名小桐子、柴油樹,為大戟科落葉灌木或小喬木。它為喜光陽性植物,因其根系粗壯發達,是具有較強的耐干旱瘠薄能力的油料作物,又因枝、干、根近肉質,組織松軟,含水分、漿汁多、有毒性而又不易燃燒和抗病蟲害。
在我國亞熱帶地區栽培的麻瘋樹每年初花期4月,果熟期10月。3公斤麻瘋樹種子可提煉1公斤生物柴油,合油率高的品種每2公斤多種子就可提煉1公斤生物柴油。豐產期一畝可年產種子1000公斤以上,每畝可生產提取出0.3~0.5噸左右的生物柴油。
與化石柴油相比,麻瘋樹油是一種綠色柴油,它對環境友好——麻瘋樹油硫含量低,SO2和硫化物排放量比0#柴油低10倍;
低溫啟動性能好——無添加劑冷凝達-20℃;
潤滑功能強——噴油泵、發動機缸體和連桿的磨損率低,使用壽命長;
安全性能高——閃點高,不屬于危險品,運輸、儲存方便;
燃料性能佳——十六烷值高,燃燒性能好于柴油,燃燒殘留物呈微酸性,使催化劑和發動機機油的使用壽命加長;具有可再生性。
由于麻瘋樹的果實可以榨出很多油來,麻瘋樹已經搖身一變成為理想的生物燃料作物。
而麻瘋樹對于生長條件要求也不高,因此非常容易存活,完全可以在荒地種植,避免了“與民爭糧”的嫌疑。
麻瘋樹在生長的過程中可以吸收二氧化碳,榨出的油即使在燃燒中也不會污染環境。大力開發麻瘋樹資源,不但可以形成生物能源產業,而且可以給農民提供增加收入的渠道。
在亞熱帶以南地區,麻瘋樹可全年播種,不受季節影響。在亞熱帶以北地區,通常可于每年的陽歷九月份以前播種育苗,當年生的幼苗株高可達100厘米左右。播種每畝苗床用種子20公斤左右。
為提高麻瘋樹種子的出芽率,可在播種前一小時對備好的種子用1:5000的高錳酸鉀水溶液進行浸泡消毒處理,經浸泡消毒后的種子,可大大提高種子的發芽率,同時也能明顯縮短種子的發芽時間,對后期的幼苗生長極為有利。
在亞熱帶以南地區,麻瘋樹幼苗移植造林可全年進行,不受季節影響。在亞熱帶以北地區,于落葉后的第二年春季開始進行分栽。畝均用苗量200株左右,株行距可采用200×150厘米左右。
黃連木
漆樹科,黃連木屬,落葉喬木,因其木材色黃而味苦,故名“黃連木”或“黃連樹”,分布很廣,北自黃河流域,南至兩廣及西南各省均有;常散生于低山丘陵及平原,其中以河北、河南、山西、陜西等省最多。
黃連木在湖南、山東被稱為“惜木”、“孔木”,清代《廣群芳譜》栽:“孔木生孔子啄上,其干枝疏而不屈,以質得其直故也”;因其果紅如雞冠,又名“雞冠果”;因其幼葉可作菜蔬或茶,根皮入藥可治痢疾、霍亂,故又名“黃連茶”、“茶樹”、“藥樹”。
《植物名實圖考》云:“黃連木,江西、湖廣多有之。大可合抱,高數丈,葉似椿而小,春時新芽微紅黃色,人競采其腌食,曝以為飲,昧苦回甘如橄欖,暑天可清熱生津。”雌雄異株,落葉喬木,高達30m,胸徑2m,樹冠近圓球形;樹皮薄片狀剝落。通常為偶數羽狀復葉,小葉10~14,披針形或卵狀披針形,長5—9cm,先端漸尖,基部偏斜,全緣。圓錐花序,雄花序淡綠色,雌花序紫紅色。核果徑約6mm,初為黃白色,后變紅色至藍紫色,若紅而不紫多為空粒。花期3~4月,先葉開放;果9~11月成熟。黃連木種子舍油率為35%~42.46%,出油率為22%~30%;果殼含油率3.28%,種仁舍油率56.5%。
油料含碘值95.8,皂化值192酸值4,黃連木油脂肪酸碳鏈長度集中在C16~C18之間,由黃連木油脂生產的生物柴油的碳鏈長度集中在C17~C20之間。與普通柴油主要成分的碳鏈長度C15~C19極為接近。因此,黃連木油脂非常適合用來生產生物柴油。
黃連木一般以種子直播為主,2月下種,約1個月可以出苗,當年苗高可達1m。在云南、廣西雨量較多地區,可以嫩枝扦插,特別是屋前后種植,常以扦插繁殖。
油莎豆
又名油莎草、鐵荸薺,原產于北非和地中海地區,是利用價值很高的草本糧、油兼用作物。其干果出油率為20%~25%,可用作生物柴油。
油莎豆耐干旱,耐瘠薄,耐鹽堿,適應性強,生長快,分孽力強,根系發達,全國各地均可栽植,一般畝產300至500公斤,豐產地一般600公斤,產油100公斤。油莎豆不耐肥水,地力太肥時易徒長,適宜在中等肥力的沙壤地上種植,也可在新開荒地、高崗地、中等鹽堿地種植,或者種植在河邊、路旁和房前房后,純作、間套種均可。
油莎豆是喜溫作物,當土深5cm時地溫穩定在10℃時即可播種。為爭取旱出苗、出齊苗,須進行催芽,當30%左右種子出芽后即可大田播種。整地后做寬200cm的大畦,刨穴點播。行距40厘米,株距20~30厘米,每畝點播5000~8000穴,每穴2株。也可大壟栽培,行距60厘米,株距12~15厘米,每畝8000穴左右。
另外,甘薯(紅薯)、木薯、甜高粱等都可以作為能源植物開發。