李玉帥 趙曉登 陳騰達
摘要:巨菌草是一種新型菌草,因其生長迅速,產量高,抗逆性強等原因,應用范圍頗為廣泛。本文綜述了巨菌草在農業(yè)生產及能源制備中的應用,旨在為巨菌草更加深入的研究提供參考。
關鍵詞:巨菌草;農業(yè);作物;能源;燃料
巨菌草原產自非洲,因其植株高大,生產量高,適應性強,引入我國后,在多個省份均有種植。因其優(yōu)良的特性,在多個領域均有應用,有人將巨菌草應用于農業(yè)生產中和能源制備中均取得了良好的成果。
1 在農業(yè)生產中的應用
間作能夠提高作物對土地的利用率,還有助于恢復土壤個別元素的含量,有人將巨菌草與作物間作,取得良好的成果。張明澤[1]用純茶園作為對照,探究了巨菌草間作茶樹的茶園生態(tài)環(huán)境變化和間作巨菌草對茶樹的影響,結果表明間作巨菌草降低了茶樹光照強度,提高了茶園濕度和土壤的營養(yǎng)成分,茶葉品質也有所提高。林占熺等[2]以傳統(tǒng)種植方法種植大豆為對照組,探究了巨菌草混種大豆對經濟效益的影響,結果表明,巨菌草混種大豆比傳統(tǒng)種植的大豆產量低,但綜合經濟效益比傳統(tǒng)種植大豆要高??梢钥闯鼍蘧菖c農作物或經濟作物混種或間作時,會起到影響光照、濕度、營養(yǎng)成分的作用,但每種作物最適生長條件不同,間作巨菌草對每種作物的生長是否有促進作用,還有待進一步研究。
巨菌草中含有豐富的內生菌[3],具有促生特性[4],可將巨菌草用于菌肥的制作。林標聲等[5]將巨菌草內生菌變棲克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)與解磷菌膠質芽孢桿菌(Bacillus mucilaginosus)單獨培養(yǎng)和混合培養(yǎng),制備了變棲克雷伯氏菌單菌株固氮菌肥和多菌株固氮菌肥,來探究兩種菌肥對玉米的促生作用,結果表明,混合菌肥符合國家相關標準,混合菌肥比單一菌肥對玉米促生效果更好。尚校蘭等[6]以化學法和生物法制備巨菌草腐殖酸和黃腐酸,并進行了分析比較,結果表明,10.0%氨水提取巨菌草得到的腐植酸最多,37.5%硝酸和37.5%鹽酸提取得到的腐殖酸含量次之,草酸和乙酸提取得到含量最低,生物法提取獲得的腐殖酸比化學法獲得的腐殖酸要多,但化學法比生物法獲得的黃腐酸要多。
2 在能源制備中的應用
巨菌草在生長后期,含碳量大幅增加,有研究表明狼尾草屬牧草可作為C源進行發(fā)酵制取沼氣[7],巨菌草用來發(fā)酵生產沼氣也已有研究應用。付尹宣等[8]研究了以巨菌草秸稈為原料和和豬糞不同配比混合厭氧發(fā)酵特性,結果表明,豬糞與巨菌草秸稈質量比為1:2時,發(fā)酵效果最好,日累計產生甲烷量為1735 ml,巨菌草可用于發(fā)酵沼氣。于智豪等[9]以巨菌草發(fā)酵沼渣為原材料,制備液化多元醇,研究表明巨菌草沼渣在PEG400、丙三醇(質量比)1.5∶1,溫度160℃,時間為15小時,液固比(質量比)為2.9∶1,催化劑濃硫酸用量為液化試劑質量5%的條件下,巨菌草沼渣液化效果最好。
巨菌草生長快,產量大,也可當做新型清潔燃料用作發(fā)電,每畝菌草燃燒可發(fā)電量相當于4-5噸煤燃燒發(fā)電量[10],丘性通[11]將一臺DZL 4-1.25-AⅡ燃煤工業(yè)鍋爐改造成燃菌草工業(yè)鍋爐,用巨菌草作燃料,結果表明熱效率高符合要求,且成本低。李志文[12]對巨菌草作為能源草進行了探究,表過表明,其熱值可達18.88 MJ/kg, 高于玉米桿熱值,可作為生物質鍋爐燃料;其草灰鉀含量多,可用做田間肥料使用。
3 展望
隨著對巨菌草的研究越來越多,人們已經認識到了巨菌草的巨大市場潛力,巨菌草在畜牧養(yǎng)殖、食用菌培養(yǎng)、生態(tài)環(huán)境治理等方面研究應用很多,但在與農作物間作和能源制備方面的相關研究較少。巨菌草可以改善土壤環(huán)境,生長后期含碳量高,在與農作物間作和能源制備方面有巨大的潛力,值得深入研究。
參考文獻:
[1]張明澤,姚玉仙,申太官,等.茶樹間作巨菌草對茶園小氣候及土壤養(yǎng)分的影響[J].山西農業(yè)科學,2020,48(02):238-241.
[2]林占熺,林冬梅,孫紅英,等.菌草與大豆混種降低大豆產量但提高系統(tǒng)經濟效益——以中國援盧旺達農業(yè)技術示范項目為例[J].福建農林大學學報:自然科學版,2015,44(06):624-628.
[3]鄧振山,李買平,郝雷,等.巨菌草內生細菌多樣性及其促生特性[J].草地學報,2019,27(05):1213-1221.
[4]SANTOYO G,MORENO-HAGELSIEB G,DEL C O M,et al.Plant growth-promoting bacterial endophytes[J].Microbiological Research,2016,183(5):92-99.
[5]林標聲,汪麗芳,張凱麗,等.巨菌草內生固氮菌與解磷菌互作效應及其混合菌肥制備[J].江蘇農業(yè)科學,2018,46(13):281-283.
[6]尚校蘭,李宏宇,楊伊婷,等.化學法和生物法制備巨菌草腐植酸的比較[J].草業(yè)科學,2018,35(01):76-84.
[7]LIU C Y,WEI B C,DAI Z Q,et al.Methane Production from Pennisetum giganteum z.x.lin During Anaerobic Digestion[J].Journal of Biobased Materials and Bioenergy, 2020, 14(02): 256-264.
[8]付尹宣,夏嵩,付嘉琦,等.巨菌草與豬糞不同配比常溫混合厭氧發(fā)酵特性[J].能源研究與管理,2016(04):55-57.
[9]于智豪,肖正,賈瑞博,等.巨菌草沼渣制備液化多元醇及合成聚氨酯的研究[J].生物質化學工程,2016,50(01):11-16.
[10]黃鷺,粘青.高效巨菌草:將生物質資源轉化為新能源[J].江西農業(yè),2015(03):57.
[11]丘性通.燃煤工業(yè)鍋爐改燃巨菌草及其節(jié)能減排效果分析[J].工業(yè)鍋爐,2017(02):47-50.
[12]李志文.巨菌草作為能源草的特性研究[J].農業(yè)工程技術:新能源產業(yè),2013(06):12-15.