能源植物大有可为

  2012年12月21日出版的美国《科学》杂志刊登了2013年最需要我们来关注的六大科学领域，其中植物学研究名列其中。

  作为生物学中一个古老的分支学科，植物学除了让人类更好地了解自然世界，其研究成果还在衣、食、住、行、用等方方面面起着不可或缺的作用。

  进入21世纪，人类面临着全新的挑战。尤其是能源短缺、环境污染等问题已成为严重制约人类可持续发展的瓶颈。在这样的时刻，人们期望着，植物学能够再一次大放异彩，成为蓝色星球的下一个“救世主”。

  英国石油公司今年发布的一项数字显示，即便按照当前保守的消耗速度计算，目前全球石油储量仅可再供全球消费54年。

  这样的现状迫使人们寄希望于开发新型能源，而生物质能源作为唯一一种含有碳、氢元素的可再次生产的能源，近年来更是受到各国重视。

  2001年“911”事件之后，美国与中东关系恶化，逐步开始重视生物质能源的研发工作。2007年，美国组织起一支庞大的研究队伍，成立了数个生物质能源研发中心；年底，前总统布什签署了能源独立和安全法案，提出到2020年要将生物燃料的使用量提高到360亿加仑，其中玉米乙醇占150亿加仑，纤维素乙醇占160亿加仑。

  2011年，在美国发展相对成熟的玉米乙醇率先完成了目标产量，但却因随之带来的粮食价格持续上涨、市场波动而在国际社会招致了激烈的反对。

  “另一方面，玉米这样的能源植物需要大量灌溉、施肥和田间管理，投入成本很高，而净能量却很少。”中国科学院植物研究所研究员、资源植物研发重点实验室主任桑涛说，“因此，寻找净产出高、不影响粮食安全、对环境友好的新一代能源植物就成为各国关注的焦点。”

  这一新兴领域很快成为国际竞争的重地。目前美国农业部在基础研究和应用基础研究方面投入的经费中，超过50%的经费拨向了与能源植物有关的科研项目,柳枝稷、芒草、杨树、柳树等植物都是重点研发对象。

  除了能源植物的培育外，科学家还在试图弄清这些能源植物的代谢途径和调控网络，并借助基因工程手段，改造能源植物的结构和成分，如提高纤维素、半纤维的比例，使其转化效率更加高，同时更容易转化。

  “此外，欧美还有一批科学家正在研究能源植物对生物多样性、生态环境和节能减排等的影响。”桑涛和记者说，能源植物领域目前尚处于研究阶段，还没有产生特别重大的突破，“不过也没什么明显的障碍”。

  但对中国来说，时间却可能要更加紧迫一些。桑涛认为，近年来中国的加快速度进行发展，让能源和环境的压力与日俱增，人们开始逐渐考虑发展生物质能源。

  但一方面是巨大的需求，另一方面却是起步晚、投入小，诸如纤维素酶生产等技术已被国外大公司垄断，“中国如果再不取得一些自主知识产权的突破，将来的困难可能会更大”。

  不过桑涛也觉得，中国的奋起直追不必照搬欧美国家的已有经验，中国人可完全走出一条自己的道路。

  跟欧美不同的是，中国的耕地面积十分紧张，但却有大片贫瘠、盐碱化、沙化、水土流失和污染严重的荒地。

  在桑涛看来，这些“特殊”的土地恰好是中国发展能源植物的希望所在。此前他去西北地区考察时发现，那里环境恶劣、土壤贫瘠，农民不愿意种地，大量土地就在那里荒着，久而久之土壤进一步退化，又造成新一轮的恶性循环。

  桑涛说：“这些边际性土地大多分布在贫穷的地区，如果科学家能让能源植物在这些土地上生长，不仅能为国家生产足够的能源植物，还能够建立一种农业工业相结合的新兴起的产业模式，让老百姓通过种地增加收入，也带动地方经济的发展。”

  除此之外，当的土地重新披满植物后，其带来的生态效益也将不可估量。此前，桑涛等人在甘肃开展的芒草实验已获得了初步成功，证实了他的设想。

  “只要中国把自己的优势发挥出来，可完全弥补跟欧美国家的差距。”对这样的一个问题，桑涛觉得颇有信心，但他也觉得，国家对这样的领域的支持力度还应该进一步加大。

  “能源植物研究领域新、队伍也新。”他说，“所以更需要国家从战略高度把这件事定下来，做好论证工作，然后给予稳定的专项支持。”