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　　在農(nóng)民定居于美國(guó)中部并耕種作物之前，大草原茂密的根系中有著高強(qiáng)莖梗的柳枝稷，豐富了土壤，創(chuàng)造了數(shù)百萬(wàn)英畝的農(nóng)田。今天，科學(xué)家們正在探索牧草特別是柳枝稷是如何豐富國(guó)家生物燃料供給的。而目前，此領(lǐng)域由玉米占主導(dǎo)地位，其很容易轉(zhuǎn)化成生物燃料，且可滿足食物、畜牧飼料和工業(yè)產(chǎn)品需求。

　　種植柳枝稷有很多好處。這是一種生長(zhǎng)在大范圍土地上、適應(yīng)多類型氣候的美國(guó)當(dāng)?shù)刈魑铩Ｋ子诰S護(hù)，因?yàn)椴幌裼衩啄菢樱恍枰磕曛匦虏シN;相對(duì)抗病和抵御極端天氣;可使用商業(yè)化干草設(shè)備進(jìn)行種植和收獲。

　　然而，將柳枝稷細(xì)胞壁上堅(jiān)硬的木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇(汽油添加劑，美國(guó)最常見(jiàn)的生物燃料)，比玉米淀粉轉(zhuǎn)化更為困難。結(jié)果是，一直以來(lái)，柳枝稷研究主要集中在一旦達(dá)到了生物煉制程度，如何有效處理它。

　　一個(gè)由美國(guó)能源部領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)正在探索柳枝稷生產(chǎn)周期的另一面：農(nóng)場(chǎng)。

　　第一次，研究人員在具有一定生產(chǎn)規(guī)模的地塊上混合種植了不同遺傳品種的柳枝稷，假設(shè)這可以通過(guò)延長(zhǎng)生長(zhǎng)季來(lái)增加產(chǎn)量，區(qū)分不同大小的柳枝稷植株來(lái)生產(chǎn)更豐富的作物，潛在地減少作物抵御氣候變化的脆弱性。

　　長(zhǎng)達(dá)七年的研究成果發(fā)表在《全球生物學(xué)——生物能源變化》上。“該項(xiàng)目涉及生物能源研究的生態(tài)組成問(wèn)題，換句話說(shuō)，就是如何在一個(gè)地域維持產(chǎn)出，同時(shí)最大限度減少化肥和農(nóng)藥的使用。”陸地生態(tài)學(xué)家高級(jí)專家Julie Jastrow表示。

　　從農(nóng)民角度來(lái)看，柳枝稷的好處很容易被忽略。長(zhǎng)期以來(lái)，商業(yè)作物如玉米已經(jīng)被成功選育出來(lái)，產(chǎn)量大、適應(yīng)性強(qiáng)、收割高效。然而，柳枝稷是一種主要用于飼料和土壤修復(fù)的野生草，且成熟慢。它需要三四年才能達(dá)到其最具生產(chǎn)力的作物產(chǎn)量，因?yàn)榍捌谒獌?chǔ)存能量構(gòu)建強(qiáng)大的根系，但后邊就會(huì)減少對(duì)水肥的需求。

　　選取更容易加工成乙醇的品種，研究團(tuán)隊(duì)試圖找到提高這類柳枝稷生產(chǎn)效率的辦法。“柳枝稷廣泛分布于全國(guó)，存在遺傳多樣性。”Jastrow說(shuō)，“不同品種特點(diǎn)不同。南方品種個(gè)頭兒高，有更大的莖葉，但不茂盛;北方品種個(gè)頭兒矮，但莖更多。”莖是生產(chǎn)生物燃料最主要的木質(zhì)纖維素來(lái)源。品種差異也與不同生長(zhǎng)季的日照量、溫度有關(guān)系。

　　2008年，研究團(tuán)隊(duì)在伊利諾斯東北部種植了13畝柳枝稷。2014年，他們?cè)谌齻€(gè)不同地理位置單獨(dú)種植了3種不同遺傳類型的柳枝稷，也進(jìn)行了3個(gè)品種的混合種植，以測(cè)試他們的理論：遺傳變異會(huì)促進(jìn)生長(zhǎng)。

　　從第二年開(kāi)始，每個(gè)地塊上生長(zhǎng)的柳枝稷由當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收割并稱重，測(cè)定產(chǎn)量。“這是牧場(chǎng)試驗(yàn)，而我們的目標(biāo)是使結(jié)果盡可能轉(zhuǎn)移到一個(gè)真正的生產(chǎn)系統(tǒng)中。”堪薩斯州立大學(xué)作物遺傳學(xué)助理教授Geoff Morris表示。

　　雖然沒(méi)有正式的方法來(lái)研究作物產(chǎn)出與極端天氣的關(guān)系，但記錄仍顯示出一些端倪。“盡管天氣波動(dòng)，混合品種連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)量等于或大于表現(xiàn)最好的單個(gè)品種。”Jastrow說(shuō)道，至少?gòu)膮?shù)研究上看，通過(guò)種植混合品種、增加遺傳多樣性是建立和維持作物最高總產(chǎn)的最快辦法。

責(zé)任編輯：付鵬艷