短轮伐期毛竹林作为生物能源原料的可行性

短轮伐期毛竹林作为生物能源原料的可行性

随着全球能源需求增加以及化石能源危机的加剧，开发清洁可再生的生物能源已成为世界各国的战略举措。能源植物是未来最有希望的生物能源之一。竹子以其生长速度快、周期短、经济价值高和可持续经营等优势成为未来最具潜力的生物能源原料。竹子是优良的固碳植物，从竹笋到竹秆成熟通常只需5年。竹子的生长发育分为2个阶段：第一阶段是秆高生长期，此期生长速度快，在短短几个月就能积累大量的生物量；第二个阶段为竹秆增加强度、积累干物质的阶段。竹子的化学成分影响着其生物能源转化效率。为了提高竹子的生物转化效率，需要对竹子进行预处理。竹材的年龄是影响预处理过程和生物转化效率的重要因素。为了评估短轮伐期毛竹作为生物能源原料的可行性，韩国全南国立大学的研究人员对比分析了2种年龄的竹子(2个月的新生竹和3年生竹)在了形态特征、化学成分和生物转化方面的差异。

研究显示，2个月的新生竹在组织结构方面与3年生的老龄竹相似，这表明前者已完成了全竹的高生长。但幼龄竹与老龄竹在竹材的化学组成上存在显著差异。老龄竹不同节之间的葡萄糖含量差异不显著。2个月生的幼龄竹竹材的木质素含量为14.6%～18.3%，而3年生老龄竹的木质素含量相对较高，从25.4%到27.1%。S-木质素与G-木质素比率，老龄竹要高于幼龄竹。竹材酶水解后的总糖产量，幼龄竹约为老龄竹的8倍。竹材经过过氧化氢-醋酸预处理后，2种年龄的竹材分步糖化发酵(SHF)和同步糖化发酵(SSF)后的结果差异不显著，但2个月生的幼龄竹的乙醇产量要高于老龄竹。

研究结果表明，2个月的新生竹材具有较高的总糖产量和较低的木质素含量。就生产生物质材料而言，在竹子高生长结束后即收获竹材，能够获得较高的生物转化率。该研究结果发表在2017年5月份的《Biotechnology for Biofuels》杂志上。

(李玉敏 编译)