芦竹是种比较小众的挺水植物,既像芦苇又似竹,近年来常被应用于水生态修复项目中,随着相关研究的深入,除环保品种、观赏品种外,芦竹又增加了新的定位,如能源品种、经济品种等,本篇文章为大家简单讲解下这个神奇挺水植物。
芦竹又称“荻芦竹”,属禾本科芦竹属,是一种多年生高大丛生草本植物,具有粗而多节的根茎,秆粗壮,高2-6m,可分枝,叶片扁平,宽2-5cm。芦竹主要分布于江苏、浙江、湖南、华南、西南等热带其它地区。
一 、芦竹生长特点
1、适应能力强
既耐旱又耐涝,既耐热又耐寒,在贫瘠的土壤里照样生根发芽,生成高大的植株,无论海塘、江堤,还是湖滩、沙荒都可以广为种植,pH3.5-9的环境均可生长。
2、多年生,产量高
芦竹再生萌芽能力极强,一次种植,多年生长,旺产期可达15年以上,经选育的品种株高可达5-8米,亩产6-20吨(干基3-10吨)。
3、基本不需要化肥农药
芦竹是固氮植物,肥源主要来自空气中的氮,本身含有水杨酸成分,生长过程基本不需要化肥和农药,不需要耕种,也无需除草灌水。
二 、芦竹的作用
目前芦竹主要作用体现在环保、能源、经济三方面,在环保方面可助力我国生态文明的建设,在能源方面有助于双碳目标的实现,在经济方面可助力乡村振兴战略的实施。
1、 环保
①芦竹可用于水生态修复项目中挺水植物群落的构建,提升水生态系统的自净能力;可应用于人工湿地建设。
②芦竹可应用于土壤修复项目,如盐碱地治理,重金属土壤修复。芦竹对多种重金属如As、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg等都具有较强的耐受性和富集能力,但是芦竹对不同重金属转运和富集能力不同,富集Cd和Pb的能力较强,但达不到超积累植物的标准。
③芦竹根系庞大,生长迅速,能起到固土护堤和水土保持的作用。
2、 能源
芦竹是种优质的能源植物,我国当前的能源消费还是以化石能源为主,所以在双碳目标下,发展可再生能源消费势在必行,植物能源或许可以掀起一场能源革命。
相关研究表明,经培育驯化后的超级芦竹具有超强的碳汇能力,是森林的25-40倍,干生物量达5-10吨/亩/年,约为玉米秸杆的7倍、水稻秸杆的15倍以上,热值可达4000-4500大卡,完全可以用于替代燃煤电厂的燃煤,只需要种植4亿亩超级芦竹,就可替代我国目前20亿吨发电用煤。
芦竹是超级氢能源植物,是氢能源产业链的重要原料。芦竹通过绝氧热解还可以生产氢气和天然气。
1吨超级芦竹可生产1180m氢气,每立方米成本0.8元,还不到电解水制氢成本的三分之一。
1亿亩超级芦竹产氢,便可满足我国2.4亿辆机动车全年的用氢量。
1吨超级芦竹可生产336m天然气,2亿亩超级芦竹生产天然气,即可满足我国每年3200亿立方米天然气的用量。
3 、经济
芦竹种植可作为政府撬动当地产业结构与乡村经济的一个杠杆,可促进地方产业结构调整,增加就业岗位,达到“政、商、农”共赢的效果。
① 饲料
成熟期芦竹叶粗蛋白含量13%,纤维素含量33.16%,经过加工处理后的芦竹可以制成优质青饲料。2022年前5个月,我国饲料累计进口32.63亿美元,同比增长12.92%,芦竹饲料产业化有巨大潜力。
② 造纸
芦竹中可提取普通纤维素(出浆率40-50%)和纯纤维素(95-97%),其纤维长度优于目前造纸行业广泛应用的芦苇(芦苇纤维长度1.12、芦竹纤维长度1.28),用芦竹纤维制出的纸,纸面特性、抗撕裂力和抗破裂力都优于桉树。
③ 生物板材
芦竹茎秆综合纤维素含量高达57.71%,天然纤维结构具有非常好的强度,远高于一般木材,是理想的生物板材原料。芦竹板材的强度在施胶13%的条件下强度可达130MPa,优于竹材。在当下林木砍伐政策日益严峻的背景下,高产速生的芦竹代替板材的市场前景广阔。
④ 观赏
花叶芦竹可用于水景园林背景材料,也可点缀于桥、亭、榭四周,可盆栽用于庭院观赏。
三 、总结
芦竹环保、能源、经济三方面的功能并不独立,可相互结合,例如芦竹制氢后的副产物可以用来造纸、造板材等。
当前我国已经基本形成了从野生芦竹迁地保护、品种选育、组培快繁、GAP驯化、标准化栽培,能源植物种植,到深加工及资源化利用全产业链,芦竹多产业应用发展潜力巨大,随着生物技术的不断发展,芦竹有望会为我国的生态文明、碳中和、新能源带来强大的发展动能。
芦竹是水生态修复项目中常用元素之一,经深入研究后,我们发现其应用远不止水生态修复,类比想象下,其他水生动植物也能实现多元化应用,例如茭草可产出茭白作为蔬菜食用,一些浮游动物可以加工成鱼类饵料,蓝藻可以提取藻蓝蛋白等等。
我们可以畅想下,随着相关研究的深入,是否还会有其他水生动植物的革命性应用被发现,为人类的发展做贡献。
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