目前,當多數(shù)研究集中在將纖維素原料轉(zhuǎn)變成乙醇和提高生物質(zhì)的產(chǎn)量時,,種植專門能源植物和收割農(nóng)田農(nóng)作物殘余物對土地和環(huán)境質(zhì)量的影響卻沒有得到足夠重視,。此外,,也沒有人就收割農(nóng)田農(nóng)作物殘余物與收割專門的能源植物兩者對土地和環(huán)境的影響進行比較。
美國研究人員漢博托·布蘭科博士改變了上述狀況,。他分析評估了農(nóng)作物殘余物,、暖季禾草和短周期木本植物的利用對土壤性質(zhì),、碳固定(封存)和水質(zhì)量的影響,以及專門能源植物在邊緣土地的生長情況,,認為收割玉米,、小麥和高粱等在農(nóng)田中的殘余物會給土壤和環(huán)境質(zhì)量帶來不利的影響。去掉農(nóng)田中50%的農(nóng)作物殘余物,,能破壞土壤結(jié)構(gòu),、減少土壤有機碳固定量,、加劇水侵蝕,、降低養(yǎng)分循環(huán)和減少農(nóng)作物產(chǎn)量,這些影響在易受侵蝕和呈斜坡狀的農(nóng)田更加顯著,。相關(guān)研究報告發(fā)表在美國農(nóng)學學會新出版的《農(nóng)學雜志》雙月刊上,。
通常,土壤經(jīng)過耕犁后會釋放出二氧化碳,,因此非耕犁的耕作方式具有固碳效果,。然而,布蘭科表示,,即使農(nóng)田農(nóng)作物殘余物減少量低于50%,,也會使得非耕犁土壤成為二氧化碳排放源而不是大氣中碳的收集地。此外,,哪怕農(nóng)田農(nóng)作物殘余物減少量只有不足25%,,仍能導致土壤中的沉積物流失。
為避免農(nóng)田農(nóng)作物殘余物因收割出現(xiàn)的負面影響,,布蘭科認為,,人們也許只能少量地獲取作物殘余物,但如此一來,,利用如此少的農(nóng)作物殘余物來生產(chǎn)纖維素乙醇,,無論是從經(jīng)濟上還是從邏輯上講都是不可取的。因此,,他建議人們應(yīng)為纖維素乙醇的生產(chǎn)開發(fā)可替代的生物質(zhì)原料來源,。
替代農(nóng)作物殘余物的途徑之一是種植暖季禾草和短周期木本植物,將它們作為專門的能源植物,。同農(nóng)田農(nóng)作物殘余物相比,,它們具有更加廣泛的生態(tài)系統(tǒng)保護效果。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)顯示,,草本植物和木本植物能夠改善土壤特性,、減少土壤的水蝕和風蝕、過濾掉排水中的污染物,、封存土壤的有機碳,、減少溫室氣體的凈排放,,同時改善野生動物的棲息地和多樣性。
與收獲農(nóng)田農(nóng)作物殘余物降低土壤碳密度相反,,種植和收獲專門的能源植物能夠提高土壤中有機碳的含量,,同時為生物燃料提供原料。因為這些專門的能源植物具有更深的根系,,而暖季禾草還能將碳封存在更深的土壤中,。
在邊緣和荒地而不是在農(nóng)田中種植專門的能源植物能為土壤和環(huán)境帶來更多的益處。暖季禾草能夠在營養(yǎng)貧瘠,、排水條件差,、帶酸性和受侵蝕的土壤中生長。雖然草本和木本能源植物不能替代自然森林和自然大草原,,但是管理良好的專門能源植物在為人們提供纖維素乙醇生產(chǎn)原料的同時,,或許能為土壤和環(huán)境提供多種幫助。發(fā)展新的生物燃料不僅需要有將原料轉(zhuǎn)化成燃料的新技術(shù),,而且還需要有種植和生長生物質(zhì)原料的新型農(nóng)業(yè)方式,。(生物谷 Bioon.com)