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喜温暖湿润的气候环境芒属植物的特征

归档日期:10-17       文本归类:油芒属      文章编辑:爱尚语录

  综上所述,我国同国外研究者在芒属植物的利用研究上各有侧重,但是芒属植物作为能源植物是其最具有开发潜力和经济价值的用途。因此,我国研究者还需要在芒的综合利用和规模化生产方向上进行研究

  芒属植物的一个三倍体品种———奇岗作为一种燃料作物在美国推广种植,但是研究者却发现它成为玉米等农作物一种主要虫害的聚集地和避难所,从而带来了农业生态安全的隐患。芒属植物既能通过种子繁殖,也能通过分蘖进行克隆生长,通过对日本暖温带地区的芒克隆生长群体生长过程的动态观察发现,芒的植株每年分蘖2~3 次,秋天分蘖生长的新植株是保持这个群体世代延续的基础,较早或较晚分蘖的植株因为长得过高或过矮而无法越冬。沈百福等用图象分析仪对荻胚胎发育过程中的合子、原胚、梨形胚、盾片胚、芽鞲胚和成熟胚6 个时期的胚、胚乳和胚珠发育作了定量分析,结果发现胚珠的发育速度总是大于胚乳,胚乳的发育速度又总是大于胚。研究者将甘蔗与五节芒等近缘属植物进行杂交,结果都获得了杂种实生苗,没有出现完全不可交配性,F1 代在株高、节间长度表现超亲现象,酶谱表型有双亲酶带互补偏母本型和杂种型2 种模式。芒属植物具有很强的环境适应性,在许多不利的环境中均能正常生长并进行生物质的积累。秦建桥等研究了镉在五节芒不同种群细胞中的分布及化学形态,结果证明细胞壁固持、可溶组分的液泡区隔化和向活性较弱的结合形态转移可能是五节芒矿区种群耐Cd 的主要机制。研究者发现奇岗在低温的环境下都能进行高效的光合作用和生物质的生产与其体内的C4 光合作用酶在低温下都能正常发挥作用有极大的关系。进一步的研究证实,在较低的温度下奇岗能够通过增加丙酮酸磷酸双激酶(PPDK)的浓度而不是增加1,5 二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)的含量来保证低温环境下光合作用的效率。

  从国外的研究来看,英国是较早将芒草作为能源植物进行研究、开发的国家。早在20 世纪90 年代,他们就开始从现有的芒草品种中筛选、培育适宜作为火力发电厂燃料的理想品种。现在,多个国家也已开始大规模种植芒草。德国已兴建了1 座发电能力为12 万kW 的发电厂,其燃料就是芒属植物。在美国,科学家们正在考虑将农作物与煤以1∶1 的比例混合来发电,在农作物的选择上,科学家们也倾向于杂交后的芒草。英国的研究者发现,不同的施肥处理对芒在细胞壁成分的浓度和灰分以及液体燃料的成分和质量有较大影响。特别是使用较多氮肥的时候,会对其生物质的生产产生负面影响,降低了细胞壁的面积,增加了灰分的积累。因此,低氮处理能够利于芒产量和品质的提高,而钾肥就没有此类影响。利用特殊的极端嗜热菌能够利用水解芒所得到的可溶性糖类生产氢气,这为近一步开发和利用能源植物提供了新的途径。法国科学家研究了能源植物芦竹(Arundo donax) 和奇岗(Miscanthus×giganthus)燃烧过程中的热比重和热量散失的特点。柳枝稷(Panicumvirgatum)也是一种能源植物,研究者将芒属植物与柳枝稷的叶片的光合作用能力进行了比较,发现芒比柳枝稷高33%,在芒叶片的光合作用中,电子转运、叶片对氮和水分的利用均较高,从而使其在光合合成率和产量上优于柳枝稷。芒也可以用来制造纸浆,研究者对利用奇岗为原料制造纸浆过程中水解的反应条件及相应的细胞显微结构变化进行了观察。西班牙的研究者也详细研究了奇岗的木质素结构及其在酸水解过程中的结构变化,并指出只要通过改良的有机溶剂处理程序对奇岗进行加工,就可以得到相应的纤维和木质素。通过GC-MS 分析奇岗茎的皮部及髓部的脂溶性抽提液发现,抽提液(特别是髓部的抽提液) 中含有大量的酚和甾醇类物质,这一发现对于奇岗的综合利用提供了新的思路。东京农业大学的研究者对芒条纹病毒(MiSV)进行了克隆和物理图谱的绘制,为芒的病害防治提供了基础数据

  喜温暖湿润的气候环境,自然生长于荒野、山坡及林下湿地,喜水分充足,也

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