秸稈

　　我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)林廢棄秸稈非常多，秸稈的種類隨季節(jié)變化而變化，量大、低值、體積大、不便運(yùn)輸，而其自然降解的過程又極其緩慢，因此很容易導(dǎo)致以堆積、荒燒的形式直接傾入環(huán)境，造成極大的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。近年來，農(nóng)業(yè)機(jī)械化收割的普及，讓留在地里的秸稈茬更高也更多了。尤其到夏收、秋收時(shí)節(jié)，秸稈的集中燃燒對(duì)空氣污染影響很大。也因此，秸稈綜合利用一直是人們關(guān)注熱點(diǎn)，近年來涌現(xiàn)出利用秸稈造紙、制造有機(jī)肥、培育食用菌等等多種有益探索。

　　“實(shí)際上，秸稈的價(jià)值比這要大得多。完全可以通過科技的力量創(chuàng)造更大的財(cái)富。”目前，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院國(guó)際創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)——楊建明團(tuán)隊(duì)在利用秸稈當(dāng)中的木質(zhì)纖維素降解液合成清潔能源前體物領(lǐng)域，取得重要進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)利用秸稈木質(zhì)纖維素酶解液，通過生物發(fā)酵方式，獲得了高密度燃料的前體物（異戊二烯），從而獲得可再生生物燃料。

　　走在美麗中國(guó)的科研前列

　　青島農(nóng)業(yè)大學(xué)教授楊建明的團(tuán)隊(duì)充滿朝氣而又國(guó)際化，隊(duì)內(nèi)包括了國(guó)內(nèi)8位教師、5名研究生和在生物能源領(lǐng)域享有國(guó)際聲譽(yù)的美國(guó)科學(xué)院院士卡羅琳·哈伍德，以及美國(guó)華盛頓大學(xué)4名國(guó)際科研工作者。這個(gè)國(guó)際化的研究團(tuán)隊(duì)在科研中不斷用世界*新的理念和方式進(jìn)行碰撞，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行充分的交流研討。

　　“以科研的力量探索綠色發(fā)展、綠色生活之路，是我們責(zé)無旁貸的使命。我們注意到，世界秸稈資源十分豐富，僅我國(guó)年產(chǎn)量就達(dá)7億噸左右，相當(dāng)于5億噸標(biāo)煤，而目前實(shí)際使用量?jī)H為2.2億噸左右。”據(jù)楊建明介紹，所謂生物燃料，一般指來自于非糧食原料的交通運(yùn)輸用燃料。近年來，隨著全球能源依賴度逐年提高、溫室氣體排放不斷增加，以及因國(guó)際能源市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)而帶來更大的風(fēng)險(xiǎn)，世界各國(guó)紛紛重視生物燃料的研究。

　　“生物燃料具有‘可持續(xù)性’，因此它有著良好的發(fā)展前景，但也存在一系列技術(shù)瓶頸、環(huán)境、生產(chǎn)成本及原料多樣性的問題需要解決。我們團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目就是響應(yīng)十九大號(hào)召，利用農(nóng)林廢棄物制備清潔生物燃料，可以有效解決環(huán)境問題。更重要的是，這比簡(jiǎn)單的秸稈造紙更有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。”楊建明說。

　　貼近民生再深研

　　據(jù)楊建明介紹，當(dāng)前，限制木質(zhì)纖維素利用的主要瓶頸問題是如何低成本、高效率地去除木質(zhì)素分子，破壞木質(zhì)纖維素的晶體結(jié)構(gòu)，從而使纖維素酶能夠高效地接觸底物纖維素，使其降解為微生物可發(fā)酵的單糖。國(guó)內(nèi)外許多團(tuán)隊(duì)都在作這方面研究，方法各有不同，但都沒能避免成本高、能耗大或污染重等問題。

　　經(jīng)過無數(shù)次失敗后，功夫不負(fù)有心人，團(tuán)隊(duì)*終成功探索出一種高效破壞木質(zhì)纖維素分子結(jié)構(gòu)的預(yù)處理方法———磷酸和過氧化氫組合法。該方法與傳統(tǒng)物理化學(xué)預(yù)處理方法相比，具有效率高、成本低、能耗低等明顯優(yōu)點(diǎn)。而且在處理后的酶解液中，此種方法不會(huì)出現(xiàn)發(fā)酵抑制物，因此也不用采取脫毒方式去除發(fā)酵抑制物，大大減少了實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)成本。

　　國(guó)際化科研提升產(chǎn)學(xué)研水平

　　2017年，在生物能源、微生物生理學(xué)領(lǐng)域享有國(guó)際聲譽(yù)的卡羅琳·哈伍德院士受聘青島農(nóng)業(yè)大學(xué)客座教授，與楊建明組建團(tuán)隊(duì)，將*新、*先進(jìn)的理念和成果引入學(xué)校，協(xié)助建設(shè)特色、高水平研究團(tuán)隊(duì)。該研究得到國(guó)家外國(guó)專家高端引智項(xiàng)目等資助。

　　除楊建明團(tuán)隊(duì)的“農(nóng)林廢棄物資源化利用關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目外，2017年，該校還有3項(xiàng)海外引智項(xiàng)目成功入選國(guó)家外國(guó)專家局“高端外國(guó)專家項(xiàng)目”，包括“耐藥性風(fēng)險(xiǎn)控制與新藥開發(fā)”項(xiàng)目、“抗革蘭氏陰性菌的高效天然抗菌藥高通量篩選及開發(fā)”項(xiàng)目、“驢品系選育與配套飼養(yǎng)管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建”項(xiàng)目。此外，楊建明團(tuán)隊(duì)的“基于CO2高效利用的先進(jìn)生物制造”項(xiàng)目獲批省高端外國(guó)專家項(xiàng)目。這些項(xiàng)目使學(xué)校外專引智工作取得了突破性進(jìn)展，有力地促進(jìn)了學(xué)校國(guó)際化建設(shè)，提升了科研對(duì)接產(chǎn)業(yè)需求的能力和水平。

　　目前，以改變傳統(tǒng)利用方式為核心的秸稈收集利用依然存在渠道不寬、空間有限的問題，很多秸稈除了用于焚燒發(fā)電外，尚無其他工業(yè)利用途徑，秸稈利用轉(zhuǎn)化增值的空間不大，利用結(jié)構(gòu)與布局不盡合理，產(chǎn)業(yè)效益有待進(jìn)一步提高。

　　“科研必須真正將先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)生活中。特別是我們學(xué)校是‘農(nóng)’字頭高校，切實(shí)服務(wù)“三農(nóng)”、為農(nóng)民謀福利，是我們做科研的真正意義所在。”楊建明表示，團(tuán)隊(duì)下一步將繼續(xù)做深現(xiàn)有課題研究，技術(shù)成熟后與企業(yè)合作，向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，使農(nóng)林廢棄物資源的利用價(jià)值達(dá)到*化，降低燃料的生產(chǎn)成本，提高農(nóng)民收入。

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