第18期报纸(2008年9月3日):奏响新绿色能源的前锋——超级甜高梁

2021-05-25

云南省生态农业研究所   那中元

甜高梁是高梁的一个变种,由于其所需热量要求比甘蔗低,适种面积更广,因此是生物质能源看好的一个新发展方向,但由于其鲜茎含糖高需更多的光合积累,因此生育期比普通高梁长许多,且抗逆性比一般高梁差。因此,在原满山遍野大豆和高梁的东北,原有甜高梁无法开创局面,而在西南,甜高梁引种者多以失败而告终。

为了从生态农业层次解决生态危机,包括生物质能源替代石油能源,云南省生态农业研究所进行了多年研究,超级甜高梁就是其中一项重要创新。

一、超级甜高梁和甜高梁比,已是一种全新的种质,具有原甜高梁所没有的七大特性

1、变晚熟一种一收为可早熟一种多收高产。一次种植,收获后可宿根再生多次收获,在云南昆明,超级甜高梁已宿根成功越过4个冬天,迎来第5个生长季节。在北方种植条件适当,直径可达34公分、株高可达6米以上,单株高产可达2.53公斤(若将此早熟种再用调控技术延长生育期,单株还可具更大幅度增产潜力)。

2、变喜温不耐冷难耐酷热为超高抗逆,既耐酷热又耐严寒。20062月我所曾在冬季将宿根苗拿到大理苍山顶峰进行越冬试验,极限最低温可耐零下15℃,在元江又能耐最高42℃的高温,2007年冬我们将07年收茎后的宿根移至辽宁雪地中,直到5月10日,收获节以下茎节仍是绿色的。

3、变有性种繁殖为可种繁殖又能无性分根、分茎繁殖,因此可大苗移栽少、无缓苗。(若应用本所创造的玉米茎杆育苗法,不仅移栽速度可提高数倍且可无缓苗,还便于机械化移栽,减少杂草危害;特别是移栽周期变数可很大,又可深根达15—20公分移栽,因此,可因地制宜趁早墒移栽也可春旱后趁雨移栽,可有效利用自然水抗旱,大量节水)

4、变籽种成熟茎才能高含糖但又必须尽快收获绿茎,为刚扬花至种成熟后可后延迟数月均可收获高含糖绿茎,特别是在北方,严冬中可延续数月乃至几乎半年仍可收获高糖度绿茎。

5、南方、北方种植均可长时间维持高糖度、在南方若有一定农家肥,主穗成熟后1个半月,茎含糖度仍可高达24—25°

6、可一茎多穗,在元江,主穗成熟后不收获任其生长,单茎最多可有大小20个穗(条件合适任其生长还可长出更多穗),且主茎糖度仍可高达24—25°(见照)

7、耐旱耐涝耐盐碱不但远超过原甜高梁,甚至可超过普通高梁抗逆性。

二、超级甜高梁的应用前景和意义

1、在北方原多数一季区,育大苗深根无损快速移栽加第一季杨花时收获,收获时注意留萌发的壮苗,使宿根再生苗停止生长前再长到扬花阶段,完全可一年一种收获2茬。特别是第二茬,可在整个冬闲期任何需要时收获高糖度绿茎。因此可不占有专门的收获贮藏场地,极大地延长工业加工周期,不仅加工设备投资等可大量节省,还可把冬季加工余热综合利用高效节能下脚料作高档饲料。综合资金、场地、人员、加工周期、冬饲料等节省和余热利用,投入可能仅为原甜高梁加工费用的50—60%。

2、能够把一种一收变为一种宿根多收,除了省水、省肥、省工及生态等可直接看到的效益外,更重要的是,宿根还能使茎杆糖度比单季显著提高,因此,从自然增加质量方面又可进一步提高效率。所以进一步研究在东北、内蒙、河西走廊、新疆、青藏高原等一季区宿根越冬再生,力争做到一种二年四收,甚至一种三年六收。不仅更大幅度降低种植成本投入,更为重要的是,若应用合理,是农民最有积极性地科学解决春耕、泥泞、播后春旱难题,特别又是可解决春耕引起扬尘矛盾的最简单有效途径,合理综合运用,也可以部分解决除草剂大量使用为害的难题。

3、同时从理论上研究,变晚熟为早熟,一季一年生可变为多季多年生又高产高糖,且喜温变为耐酷热严寒,不仅创造了现有所有育种方法不可能育成的新种质,特别是很可能既从相悖生理机制中找到快速生长又与高粱根系较强的自毒性协调平衡及高抗衰老根本性分水岭的最佳途径,又找到相悖机理可有机高效互作的更难机制,从而不仅为多种作物找到高抗逆且极高产及可一种多收的研究途径。如黑龙江大豆小亩产量过千斤、一季区小麦一种二收、桑叶高产高品质高出蚕率的一亩几乎等于两亩、林业速生......等等。更为重要的是找到高抗衰老的调控机制并应用于人抗衰老和与抗衰老的最高度相关地高抗氧化超应激应答自平衡的自然潜能有效利用,从而最安全有效地利用深层自然规律治疗多种现在的急慢性顽症新途径。

4、高抗衰老在农业上是内因能动地最佳节肥、节水的自然机制体现。无论是程序调控衰老,还是胁迫促进衰老,在植物上首先几乎都可表现在蛋白质的活性能力和生活周期上,其次是细胞水效率上。因此,抗衰老能力越强,蛋白活性能力(包括自组装复合蛋白)越强,生命周期越长,细胞水效率越高,整个生命容余能力也就越强,所需人工提供的肥、水就可越少,加之光合效率的可大幅度提高,高抗胁迫的根面效应就可更强化,从而不但可在大量节肥、利用自然水的条件下增产,大幅增强抗病、避虫能力和提高治病治虫效率,还可明显看出植物自修复土壤的作用效果(目前在东北,除土壤自修复可明显外,减少化肥施用50%的增产效果最高)。

5、尽早完善研究并及早应用造福人类,将证明中华瑰宝——中医药在科学唯物辩证思想指导下创新应用,在需要时,可将复杂生物机体有机互作的能力从更深层次发挥到新高水平,这是无论从现有分子(基因)水平、蛋白水平、还是细胞水平研究最终都想达到而又难于达到的最终目的,因此能达到真正地和谐自然,应用自然,从而创造最能全面高效可持续造福人类的新方向途径和新理论为国争光,功利当代福祉子孙。

三、希望作为重大专项研究给予支持

生物质能源是可良循环能源,但其“四争”(争粮、争地、争水、争肥)又极大地限制了其可发展应用性,而超级甜高粱新种性及其相关配套技术却能在相当程度上解决“四争”矛盾,若能在一季区一种二收,则年亩产很可能高达2025吨,若按平均糖度2022°计,则出酒精率可达7吨左右,年亩出酒精率可高达1.4—1.7吨左右,亩可等于600kg高产玉米产出酒精的6.6—8.5倍(亩),仅加可省水、省肥、省工、少加工污染,则亩可等于十多亩玉米的纯效益,此外,还有更大的生态效益、社会效益和为国争光的不可替代作用。

作为一个集体研究部门,近20年的研究已投入太多的艰辛,要想尽快把这一重大创新转化为成果,经济力量有限。当前能源危机及高涨的油价已使中国人民的生活和经济建设受到明显影响,要使这一创新尽快成为“功在当今,福祉子孙”的成果,急需国家作为重大专项给予支持六千万元在三方面进行工作。

1、尽快在一季作区的山西、辽宁、吉林、黑龙江、内蒙、西藏等省区进行高产高糖、一种一年两收模式的研究示范,并开展一种两年四收和一种三年六收的研究。同时开展在这类地区盐碱地、河滩地等的高产栽培模式研究。

    2、尽快筹建相关育种制种基地。

    3、给予快速高效生长又能高抗衰老的机理机制理论研究启动支持。

     (载200888日第8期《林草兴邦与和谐社会论坛通讯》)


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