论文部分内容阅读
摘要：巨菌草是一种新型菌草，因其生长迅速，产量高，抗逆性强等原因，应用范围颇为广泛。本文综述了巨菌草在农业生产及能源制备中的应用，旨在为巨菌草更加深入的研究提供参考。
关键词：巨菌草;农业;作物;能源;燃料
巨菌草原产自非洲，因其植株高大，生产量高，适应性强，引入我国后，在多个省份均有种植。因其优良的特性，在多个领域均有应用，有人将巨菌草应用于农业生产中和能源制备中均取得了良好的成果。
1 在农业生产中的应用
间作能够提高作物对土地的利用率，还有助于恢复土壤个别元素的含量，有人将巨菌草与作物间作，取得良好的成果。张明泽[1]用纯茶园作为对照，探究了巨菌草间作茶树的茶园生态环境变化和间作巨菌草对茶树的影响，结果表明间作巨菌草降低了茶树光照强度，提高了茶园湿度和土壤的营养成分，茶叶品质也有所提高。林占熺等[2]以传统种植方法种植大豆为对照组，探究了巨菌草混种大豆对经济效益的影响，结果表明，巨菌草混种大豆比传统种植的大豆产量低，但综合经济效益比传统种植大豆要高。可以看出巨菌草与农作物或经济作物混种或间作时，会起到影响光照、湿度、营养成分的作用，但每种作物最适生长条件不同，间作巨菌草对每种作物的生长是否有促进作用，还有待进一步研究。
巨菌草中含有丰富的内生菌[3]，具有促生特性[4]，可将巨菌草用于菌肥的制作。林标声等[5]将巨菌草内生菌变栖克雷伯氏菌（Klebsiella variicola）与解磷菌胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）单独培养和混合培养，制备了变栖克雷伯氏菌单菌株固氮菌肥和多菌株固氮菌肥，来探究两种菌肥对玉米的促生作用，结果表明，混合菌肥符合国家相关标准，混合菌肥比单一菌肥对玉米促生效果更好。尚校兰等[6]以化学法和生物法制备巨菌草腐殖酸和黄腐酸，并进行了分析比较，结果表明，10.0%氨水提取巨菌草得到的腐植酸最多，37.5%硝酸和37.5%盐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，生物法提取获得的腐殖酸比化学法获得的腐殖酸要多，但化学法比生物法获得的黄腐酸要多。
2 在能源制备中的应用
巨菌草在生长后期，含碳量大幅增加，有研究表明狼尾草属牧草可作为C源进行发酵制取沼气[7]，巨菌草用来发酵生产沼气也已有研究应用。付尹宣等[8]研究了以巨菌草秸秆为原料和和猪粪不同配比混合厌氧发酵特性，结果表明，猪粪与巨菌草秸秆质量比为1：2时，发酵效果最好，日累计产生甲烷量为1735 ml，巨菌草可用于发酵沼气。于智豪等[9]以巨菌草发酵沼渣为原材料，制备液化多元醇，研究表明巨菌草沼渣在PEG400、丙三醇（质量比）1.5∶1，温度160℃，时间为15小时，液固比（质量比）为2.9∶1，催化剂浓硫酸用量为液化试剂质量5%的条件下，巨菌草沼渣液化效果最好。
巨菌草生长快，产量大，也可当做新型清洁燃料用作发电，每亩菌草燃烧可发电量相当于4-5吨煤燃烧发电量[10]，丘性通[11]将一台DZL 4-1.25-AⅡ燃煤工业锅炉改造成燃菌草工业锅炉，用巨菌草作燃料，结果表明热效率高符合要求，且成本低。李志文[12]对巨菌草作为能源草进行了探究，表过表明，其热值可达18.88 MJ/kg， 高于玉米杆热值，可作为生物质锅炉燃料;其草灰钾含量多，可用做田间肥料使用。
3 展望
随着对巨菌草的研究越来越多，人们已经认识到了巨菌草的巨大市场潜力，巨菌草在畜牧养殖、食用菌培养、生态环境治理等方面研究应用很多，但在与农作物间作和能源制备方面的相关研究较少。巨菌草可以改善土壤环境，生长后期含碳量高，在与农作物间作和能源制备方面有巨大的潜力，值得深入研究。
参考文献：
[1]张明泽，姚玉仙，申太官，等.茶树间作巨菌草对茶园小气候及土壤养分的影响[J].山西农业科学，2020，48（02）：238-241.
[2]林占熺，林冬梅，孫红英，等.菌草与大豆混种降低大豆产量但提高系统经济效益——以中国援卢旺达农业技术示范项目为例[J].福建农林大学学报：自然科学版，2015，44（06）：624-628.
[3]邓振山，李买平，郝雷，等.巨菌草内生细菌多样性及其促生特性[J].草地学报，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]林标声，汪丽芳，张凯丽，等.巨菌草内生固氮菌与解磷菌互作效应及其混合菌肥制备[J].江苏农业科学，2018，46（13）：281-283.
[6]尚校兰，李宏宇，杨伊婷，等.化学法和生物法制备巨菌草腐植酸的比较[J].草业科学，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.巨菌草与猪粪不同配比常温混合厌氧发酵特性[J].能源研究与管理，2016（04）：55-57.
[9]于智豪，肖正，贾瑞博，等.巨菌草沼渣制备液化多元醇及合成聚氨酯的研究[J].生物质化学工程，2016，50（01）：11-16.
[10]黄鹭，粘青.高效巨菌草：将生物质资源转化为新能源[J].江西农业，2015（03）：57.
[11]丘性通.燃煤工业锅炉改燃巨菌草及其节能减排效果分析[J].工业锅炉，2017（02）：47-50.
[12]李志文.巨菌草作为能源草的特性研究[J].农业工程技术：新能源产业，2013（06）：12-15.
关键词：巨菌草;农业;作物;能源;燃料
巨菌草原产自非洲，因其植株高大，生产量高，适应性强，引入我国后，在多个省份均有种植。因其优良的特性，在多个领域均有应用，有人将巨菌草应用于农业生产中和能源制备中均取得了良好的成果。
1 在农业生产中的应用
间作能够提高作物对土地的利用率，还有助于恢复土壤个别元素的含量，有人将巨菌草与作物间作，取得良好的成果。张明泽[1]用纯茶园作为对照，探究了巨菌草间作茶树的茶园生态环境变化和间作巨菌草对茶树的影响，结果表明间作巨菌草降低了茶树光照强度，提高了茶园湿度和土壤的营养成分，茶叶品质也有所提高。林占熺等[2]以传统种植方法种植大豆为对照组，探究了巨菌草混种大豆对经济效益的影响，结果表明，巨菌草混种大豆比传统种植的大豆产量低，但综合经济效益比传统种植大豆要高。可以看出巨菌草与农作物或经济作物混种或间作时，会起到影响光照、湿度、营养成分的作用，但每种作物最适生长条件不同，间作巨菌草对每种作物的生长是否有促进作用，还有待进一步研究。
巨菌草中含有丰富的内生菌[3]，具有促生特性[4]，可将巨菌草用于菌肥的制作。林标声等[5]将巨菌草内生菌变栖克雷伯氏菌（Klebsiella variicola）与解磷菌胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）单独培养和混合培养，制备了变栖克雷伯氏菌单菌株固氮菌肥和多菌株固氮菌肥，来探究两种菌肥对玉米的促生作用，结果表明，混合菌肥符合国家相关标准，混合菌肥比单一菌肥对玉米促生效果更好。尚校兰等[6]以化学法和生物法制备巨菌草腐殖酸和黄腐酸，并进行了分析比较，结果表明，10.0%氨水提取巨菌草得到的腐植酸最多，37.5%硝酸和37.5%盐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，生物法提取获得的腐殖酸比化学法获得的腐殖酸要多，但化学法比生物法获得的黄腐酸要多。
2 在能源制备中的应用
巨菌草在生长后期，含碳量大幅增加，有研究表明狼尾草属牧草可作为C源进行发酵制取沼气[7]，巨菌草用来发酵生产沼气也已有研究应用。付尹宣等[8]研究了以巨菌草秸秆为原料和和猪粪不同配比混合厌氧发酵特性，结果表明，猪粪与巨菌草秸秆质量比为1：2时，发酵效果最好，日累计产生甲烷量为1735 ml，巨菌草可用于发酵沼气。于智豪等[9]以巨菌草发酵沼渣为原材料，制备液化多元醇，研究表明巨菌草沼渣在PEG400、丙三醇（质量比）1.5∶1，温度160℃，时间为15小时，液固比（质量比）为2.9∶1，催化剂浓硫酸用量为液化试剂质量5%的条件下，巨菌草沼渣液化效果最好。
巨菌草生长快，产量大，也可当做新型清洁燃料用作发电，每亩菌草燃烧可发电量相当于4-5吨煤燃烧发电量[10]，丘性通[11]将一台DZL 4-1.25-AⅡ燃煤工业锅炉改造成燃菌草工业锅炉，用巨菌草作燃料，结果表明热效率高符合要求，且成本低。李志文[12]对巨菌草作为能源草进行了探究，表过表明，其热值可达18.88 MJ/kg， 高于玉米杆热值，可作为生物质锅炉燃料;其草灰钾含量多，可用做田间肥料使用。
3 展望
随着对巨菌草的研究越来越多，人们已经认识到了巨菌草的巨大市场潜力，巨菌草在畜牧养殖、食用菌培养、生态环境治理等方面研究应用很多，但在与农作物间作和能源制备方面的相关研究较少。巨菌草可以改善土壤环境，生长后期含碳量高，在与农作物间作和能源制备方面有巨大的潜力，值得深入研究。
参考文献：
[1]张明泽，姚玉仙，申太官，等.茶树间作巨菌草对茶园小气候及土壤养分的影响[J].山西农业科学，2020，48（02）：238-241.
[2]林占熺，林冬梅，孫红英，等.菌草与大豆混种降低大豆产量但提高系统经济效益——以中国援卢旺达农业技术示范项目为例[J].福建农林大学学报：自然科学版，2015，44（06）：624-628.
[3]邓振山，李买平，郝雷，等.巨菌草内生细菌多样性及其促生特性[J].草地学报，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]林标声，汪丽芳，张凯丽，等.巨菌草内生固氮菌与解磷菌互作效应及其混合菌肥制备[J].江苏农业科学，2018，46（13）：281-283.
[6]尚校兰，李宏宇，杨伊婷，等.化学法和生物法制备巨菌草腐植酸的比较[J].草业科学，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.巨菌草与猪粪不同配比常温混合厌氧发酵特性[J].能源研究与管理，2016（04）：55-57.
[9]于智豪，肖正，贾瑞博，等.巨菌草沼渣制备液化多元醇及合成聚氨酯的研究[J].生物质化学工程，2016，50（01）：11-16.
[10]黄鹭，粘青.高效巨菌草：将生物质资源转化为新能源[J].江西农业，2015（03）：57.
[11]丘性通.燃煤工业锅炉改燃巨菌草及其节能减排效果分析[J].工业锅炉，2017（02）：47-50.
[12]李志文.巨菌草作为能源草的特性研究[J].农业工程技术：新能源产业，2013（06）：12-15.