化石能源日益緊缺,，污染日趨嚴(yán)重,，新能源的開發(fā)和利用成為世界各國面臨的時代課題。在尋找替代化石能源和第一代能源作物的過程中,，芒草漸漸進入研究人員的視野,，成為第二代能源植物中的希望。

第一代能源作物與人搶地爭糧

當(dāng)今世界,，再生能源發(fā)展迅速,，風(fēng)能、太陽能,、地?zé)?、潮汐、水電和生物質(zhì)能……都取得快速發(fā)展,，其中生物質(zhì)能主要指綠色作物通過光合作用而形成的有機體,。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量,。目前,，我國農(nóng)村常見的生物質(zhì)能有秸稈、沼氣等,。

第一代能源作物主要是玉米,、水稻、甘蔗,、大豆,、油菜等糧食和經(jīng)濟作物。這些植物大多為一年生,，需年年耕地播種,，大量灌溉施肥，投入的能量大,，凈能量產(chǎn)出卻少得可憐,。加上它們還與糧食作物爭耕地，由此帶來一系列負面效應(yīng),。比如,，人們?yōu)檠a充耕地而砍伐森林，結(jié)果降低了地球的碳儲存能力，反而不利于解決溫室效應(yīng),。

美國等西方國家擁有大量閑置土地,，因此他們發(fā)展第一代生物能源條件比較優(yōu)越，已經(jīng)形成規(guī)模,。但是,，對于擁有世界1/5人口的中國，耕地面積不及世界的1/10,，用耕地生產(chǎn)第一代能源植物必然危及糧食安全和國家穩(wěn)定,。

芒草多種優(yōu)勢集于一身

為解決能源植物和糧食作物爭地的矛盾，世界各國均在尋找合理的替代途徑,。早在上個世紀(jì)80年代,，芒草中的巨芒草就進入了西方科學(xué)家的研究視野。西方科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，作為第二代能源作物,，巨芒草具有多種優(yōu)勢。

芒草能夠在貧瘠的土地上生長,，不會與糧食作物爭耕地,；它們光合效率高，可以更有效地把太陽能和二氧化碳轉(zhuǎn)化儲存起來,；年產(chǎn)生物量大，能提供更多的生物質(zhì)以轉(zhuǎn)化為燃料,。同時,，芒草具有高效用水、用肥和光合作用的能力,，并且一年播種可持續(xù)生產(chǎn)10到20年,，投入低，凈能量產(chǎn)出相當(dāng)大,。正是由于芒草具有不與糧食爭耕地,、產(chǎn)量高、減碳能力強,、凈能量大等多個優(yōu)勢,，迅速成為能源作物研究中的新星。

與谷物類糧食作物一樣,，芒草在分類學(xué)上屬于被子植物的禾本科,。全世界共有約14個野生種，大多分布在亞洲,，少量產(chǎn)于非洲,，屬碳四植物，具有高光飽和點、高光合速率和高光合生產(chǎn)效率生理特性,，比碳三植物耗水少且光合效率高,。

國際上研究最多的巨芒草，是一個起源于日本的不育三倍體雜交種,，其父母本是原產(chǎn)于東亞(包括中國)的二倍體的芒和四倍體的荻,。1935年巨芒草作為觀賞植物傳入丹麥，半個世紀(jì)后,，作為能源作物的潛力替代品種首先在歐洲得到認可和測試,。

芒草研究已經(jīng)進入西方新能源戰(zhàn)略

據(jù)中科院植物研究所資源植物研發(fā)重點實驗室主任桑濤介紹，美國于2007年起建立了四個生物質(zhì)能研究中心,，動員美國幾乎所有相關(guān)國家實驗室和數(shù)十所研究型高校對第二代能源作物進行研究,。在美國第二代能源植物開發(fā)計劃中，柳枝稷,、芒草,、柳樹、楊樹均成為重點研究的對象,。