利用多年生牧草生产燃料乙醇前景

多年生牧草具有可再生、产量高、分布广、价格低廉、纤维素含量高等特点,采用其生产燃料乙醇不仅可以解决现阶段能源生产与粮食安全之间的矛盾,还可带来控制土壤侵蚀、减少农药化肥的污染、降低CO2排放量等生态效益。相比于粮食作物,在生产工艺发展的基础上,使用多年生牧草将大幅降低燃料乙醇的生产成本,带来良好的经济效益。阐述了利用多年生牧草生产燃料乙醇的研究现状,并在此基础上分析其生态优势与经济价值,介绍了几种可作为燃料乙醇原料开发的多年生牧草,为利用多年生牧草发展能源草业提供了科学依据。     

不同预处理对草本芦竹生产燃料乙醇糖化效果比较

草本芦竹作为一种高产新型能源牧草,其生态适应性强,分布广泛,纤维素含量高,适于作为生产燃料乙醇的原料。测定了草本芦竹工业成分与化学组成,采用稀酸法、稀碱法、高温热水法和稀酸催化高温热水法对草本芦竹进行预处理,并采用纤维素酶解,比较不同预处理对纤维素及半纤维素水解的影响。结果表明,稀酸催化高温热水法处理,总水解率达47.91%,处理后木质素减少12.99%。而其他3个处理差别不大,糖产量约为酸催化高温热水法的1/3。     

信号分子H2O2 调节抗氧化系统提高高羊茅耐热性研究

 采用盆栽试验,利用１０ｍｍｏｌ／Ｌ 的Ｈ_２Ｏ_２ 对冷季型草坪草高羊茅进行叶面喷施处理,研究外源低浓度Ｈ_２Ｏ_２对高羊茅叶片中抗氧化系统的调控作用及其对高羊茅抗热性的影响。结果表明,Ｈ_２Ｏ_２ 可能作为信号分子预先增加抗氧化酶的活性,改变抗氧化剂的浓度,从而减轻随后发生的热胁迫对草坪草造成的氧化伤害;在胁迫过程中ＰＯＤ 和ＣＡＴ 活性在Ｈ_２Ｏ_２ 预处理后增加不显著,热胁迫本身增加了ＰＯＤ 的活性,但是降低了ＣＡＴ 活性,ＰＯＤ 对于提高高羊茅的耐热性可能具有更重要的作用;外源Ｈ_２Ｏ_２ 显著影响了高羊茅叶片中的ＡｓＡ－ＧＳＨ 循环,其中处理植株中的ＡＰＸ、ＧＰＸ 和ＧＲ 的活性在热胁迫过程中增加２０％ ～１１０％,ＧＳＨ／ＧＳＳＧ 下降了８０％,与高羊茅抗热性的提高密切相关。可见信号分子Ｈ２Ｏ２ 可以通过调控高羊茅的抗氧化系统提高其抗热性。     

利用5种牧草生产清洁燃料乙醇的不同预处理效果

选用白茅、稻草、大米草、黑麦草、高羊茅5种牧草为试验材料,在预处理阶段采用稀酸预处理、稀碱预处理、高温热水预处理、酸催化高温热水预处理,然后又进行纤维素酶的水解试验.结果表明:1)高温热水预处理方法在预处理阶段除稻草外,其他牧草产生的单糖都以甘露糖为主,且在酶解过程中产生的单糖虽以葡萄糖为主,但其最高酶解率仅为6.90%.而稀酸预处理、稀碱预处理、酸催化高温热水预处理方法的效果均明显优于高温热水预处理方法,都比较适宜于利用牧草生产清洁燃料乙醇的预处理过程中;2)针对不同的牧草其最适的预处理方法也各不相同,白茅、大米草的最适预处理方法为稀酸预处理;稻草的最适预处理方法为酸催化高温热水预处理;黑麦草和高羊茅的最适预处理方法为稀碱预处理.     

信号分子H2O2调节抗氧化系统提高高羊茅耐热性研究

采用盆栽试验,利用10 mmol/L的H₂O₂对冷季型草坪草高羊茅进行叶面喷施处理,研究外源低浓度H₂O₂对高羊茅叶片中抗氧化系统的调控作用及其对高羊茅抗热性的影响。结果表明,H₂O₂可能作为信号分子预先增加抗氧化酶的活性,改变抗氧化剂的浓度,从而减轻随后发生的热胁迫对草坪草造成的氧化伤害;在胁迫过程中POD和CAT活性在H₂O₂预处理后增加不显著,热胁迫本身增加了POD的活性,但是降低了CAT活性,POD对于提高高羊茅的耐热性可能具有更重要的作用;外源H₂O₂显著影响了高羊茅叶片中的AsA-GSH循环,其中处理植株中的APX、GPX和GR的活性在热胁迫过程中增加20%～110%,GSH/GSSG下降了80%,与高羊茅抗热性的提高密切相关。可见信号分子H₂O₂可以通过调控高羊茅的抗氧化系统提高其抗热性。     

三种预处理方法对多年生王草的酶解产糖效果研究

以高产多年生牧草王草为材料,比较常温稀碱法、微波辅助稀碱法、超声辅助稀碱法三种预处理方法对王草的酶解产糖效果的影响。结果表明:常温稀碱法处理的条件为NaOH浓度3%(w/v),固液比1∶15(w/v),处理时间36h,王草的酶解还原糖产量是406.98mg/g,超声辅助法糖产量最高可比常温稀碱法提高24.65%,微波辅助法最高可提高17.95%。最优的预处理方法为超声辅助稀碱法1,还原糖产量为507.31mg/g。     

不同生育时期玉米秸秆酸解还原糖产量变化及工艺条件优化

为了确定酸解预处理秸秆还原糖产量较高的玉米生育时期,为乙醇发酵生产提供较优原料,以"渝单8号"玉米为材料,采用DNS法测定不同稀硫酸预处理和酶解条件下拔节期、抽雄期、抽丝期、乳熟期、成熟期秸秆的总还原糖产量.对水解温度、水解时间、稀硫酸体积分数、固液质量比进行单因素试验,再通过正交试验优化预处理条件.结果表明:在稀硫酸预处理条件下,抽丝期的玉米秸秆总还原糖产量较高,更适合乙醇发酵生产;在处理温度110℃、处理时间40 min、硫酸体积分数2%、固液质量比1:15的最优预处理条件下,还原糖产量达549.42 mg/g.     

芦竹作为清洁生物质能源牧草开发的潜力分析

利用多年生牧草开发能源草业是在当今能源紧张和环境保护的背景下能源工业发展的一个新方向,国内外相关研究发现芦竹Arundo donax具有作为生物质能源牧草开发的潜力,而在我国目前仅作为造纸制浆的原料。在介绍芦竹生物质特点的基础上,分析了其作为能源牧草的植物学、生态学特点,及其经济价值和开发的潜力,并提出了其相关的种植管理技术,为利用芦竹作为能源牧草、开发能源草业提供了理论依据。