2010年7月,，柳枝稷的全基因組圖譜測序完成，一篇學術論文低調地刊登在《科學》雜志上,。雖然沒有像水稻基因組那樣的大量媒體報道和關注,，但這項工作，卻可能是改變人類能量獲取方式的浩大工程的一個開端,。
要糧食,，還是要乙醇？
使用生物能源并不是什么新鮮事,，世界上第一輛汽車的油箱里就裝滿了酒精,。只是后來人們發(fā)現(xiàn)了石油,有了石油這種產量豐富、價格低廉并且可以提供強勁動力的燃料,，酒精才無奈地離開了汽車油箱,。如今，在經歷了歷次石油危機和大規(guī)模環(huán)境污染事故之后,，酒精再次在汽車發(fā)動機里找到了發(fā)揮熱度的空間,。
汽油里面加乙醇也不是什么新鮮事了，越來越多的加油站開始提供乙醇,。巴西有50%以上的燃料是生物乙醇,，美國汽油中的乙醇添加量標準為10%，我國汽油中的乙醇添加量也在日益提高,，已經有9個省市的添加量達到了10%,。
目前，獲取乙醇燃料,，最常用的原料還是糖和淀粉,。沒辦法，誰讓人類用糖（葡萄）制作的酒精有6000年歷史,，而用淀粉（谷物）來釀酒也有2000年以上的歷史了,。完整的工藝,、成熟的發(fā)酵微生物、對各生產環(huán)節(jié)的清晰認識,，使得建設一座供汽車喝的特供酒廠,，變得輕車熟路。
但要種出能做成酒精的農作物,，前提是需要有充足的耕地,，這在我國目前人口眾多的情況下，就像飄渺的美夢,。截至2007年,，我國的人均耕地面積已經下降到了1.4畝，連世界人均耕地面積的1/3都夠不上,。即便是最合理地使用生物乙醇,，不造成任何浪費，也會造成對糧食供給的巨大壓力,。根據(jù)聯(lián)合國糧農組織的統(tǒng)計,，2006年農產品價格指數(shù)增幅為8%，2007年增幅為24%,，而2008年首季度已經高達53%,。雖然氣候等因素對這幾年糧價上漲起了一定作用，但燃料用糧食比率的增大,，對于糧價的上漲無疑起了巨大的推動作用,。
另外，只使用作物中的淀粉,、蔗糖和油脂也是件奢侈的事情,，畢竟在植物固定的能量物質中，這些物質只占10%-20%,。如果是只滿足我們的飯碗,，倒還可以去粗取精，但現(xiàn)在要灌滿油箱,，這樣的粗放收獲顯然是不現(xiàn)實的,。2006年全球種植玉米、甘蔗和油菜的耕地面積約為193萬公頃,，按照每公頃生物燃料的平均產量,，我們可以從這些農田里收獲3.3億噸的生物燃料，不過這些在世界能源的餐桌上只能勉強地算作一道甜點,，因為這只相當于2007年世界原油產量的8%和同期世界能源消費的2.3%,。
不僅如此，生物乙醇的生產也需要消耗大量能源,，原料運輸,、處理,、純化都需要能源?？磥?，用糧食喂汽車的方案幾乎已經走到了盡頭，我們必須尋找新的能源供給方式,。
放棄淀粉吧，我們有纖維素
如果只利用植物中的淀粉和糖類,，我們只能利用所有植物生產的能量的10%-20%,，儲存著超過80%能量的秸稈、莖葉部分都得不到有效利用,。因此,，這也是目前新興的第二代生物燃料的開發(fā)方向。
植物秸稈,、莖葉中的有效成分是纖維素,。從化學成分上來講，纖維素和淀粉也是親兄弟,，它們都是由葡萄糖合成,，不過纖維素長鏈糾纏在一起形成緊密的植物纖維，這些纖維給植物枝葉提供了強力支撐,，也給其中的能量打上了封印,。
要想獲得纖維素乙醇，第一步就需要獲得純凈的纖維素,。如果把植物比作鋼筋混凝土大廈,，作為植物支撐系統(tǒng)的重要構件，纖維素就像鋼筋,。它們的外側還覆蓋著木質素,、半纖維這樣的混凝土。要想將纖維素抽出來使用,，就需要將這些附屬物都去掉,，這是生產纖維素乙醇的第一步，也是目前技術的瓶頸所在,。
目前最常用的方法是用氫氧化鈉等堿液,、或者稀酸來進行預處理，為了取得更好的效果,，有些地方還將預處理在高壓下進行——這個過程被形象地稱為“爆破”,。可是問題在于這樣的處理條件對設備的要求很高,，畢竟,，耐酸堿,、耐高壓的容器需要一筆不菲的投資。通常,，目前的纖維素乙醇工廠,，要運轉百年才能收回投資。
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只要獲得了純凈的纖維素,，接下來的事情就比較簡單了,。用纖維素酶將纖維素分解成葡萄糖，這種技術人類是從天然的高效處理設備——白蟻那里學來的,。那些昆蟲是存在了上億年的啃木頭,、消化纖維素的天然機器，人類正是模仿白蟻腸道中纖維素酶的運作程序,，將大量纖維素轉化成了葡萄糖,。在這之后，就可以像釀造葡萄酒那樣“釀制”工業(yè)乙醇了,。
雖然困難重重,，但是纖維素乙醇還是顯示出了“不爭奪口糧、有效利用植物能源”等優(yōu)越性,，只是,，如果僅以農作物秸稈作為原料，必然受到季節(jié)性供應的限制,。正因如此,，專門提供纖維素的、四季均可收割且產量相對穩(wěn)定的能源植物被納入了開發(fā)日程,。
柳枝稷的真功夫
柳枝稷就是這樣的能源工程植物,。就在十多年前，柳枝稷還是生長在北美荒原上的野草,，而今天,，它已經成為生物能源開發(fā)的樣板植物。
之所以選這種禾本科植物（柳枝稷與玉米,、水稻是一家,，同屬禾本科，但它沒有可以做面包的籽粒）,，首要的一點就是它們對生活環(huán)境不挑不撿,，不管是貧瘠、鹽堿,、干旱都不會影響它們的生活,，它甚至能在礫石遍布的荒灘上扎根。另外，柳枝稷的生長期很長,，大有野草“割”不盡,、春風吹又生的架勢。一般來講,，一次種植,，可以連續(xù)收獲10年，其間也不需要刻意打理,，只要掌握好收割時間就好了,。
不僅如此，柳枝稷還是生產能量效率極高的C4植物,。植物光合作用的重要原料是二氧化碳,，二氧化碳的濃度是制約能源生產的一個關鍵因素，可惜正常大氣中的二氧化碳濃度是極低的（僅有約0.03%）,。而C4植物能夠收集空氣中的二氧化碳，然后再將其濃縮后傳輸?shù)骄S管束鞘附近,，維持光合作用的高效運轉,。
除了收集能量的效率高，柳枝稷的另一個優(yōu)點是能量容易被處理,。柳枝稷體內,，需要處理掉的雜質——木質素的含量僅為6%-9%，遠低于玉米秸稈和甘蔗,，相對的,，其纖維素豐富。目前,，柳枝稷全基因組測序已完成,，如果能從基因組中解讀出信息，以轉基因手段來降低木質素和半纖維素含量,，也許,，這棵能源草就是打開鹽堿地能量寶藏大門的鑰匙。（生物谷Bioon.com）
