長白山區生物柴油植物選擇探討

劉建軍，劉俊華，劉玉波(.吉林市松花湖實驗林場，吉林 吉林 0;.吉林松花江三湖國家級自然保護區管理局，吉林 吉林 0；.吉林市林業科學研究院，吉林 吉林 0)

我國耕地資源匱乏，擴大油料作物種植面積潛力非常有限，但我國林地資源豐富，選擇適宜在林地生長的油料植物生產生物柴油切實可行。我國政府已將“林業生物柴油”列為今后生物液體燃料產業發展的重點領域，并制定了相應的發展目標與激勵政策。進入21世紀，隨著生物柴油產業的不斷升溫，生物柴油植物的選育研究倍受重視。

長白山區位于吉林省東部，屬溫帶寒溫帶大陸性氣候，植物類型復雜多樣，具有重要的經濟與科研價值，其中不乏開發生物柴油的植物。本文就長白山區生物柴油植物選擇進行探討，旨在為長白山區生物柴油產業的發展提供參考。

1 我國生物柴油植物選擇

我國系統的生物柴油研究始于中科院重點科研項目“燃料油植物的研究與應用技術”，完成了對金沙江流域生物柴油植物資源的調查及栽培技術研究，建立了30 hm2小桐子栽培示范林。

我國現已查明的油料植物有151科697屬1 554種，其中，種子含油量在40%以上的植物為154種；分布廣、適應性強、可用作建立生物柴油原料基地的植物近30種；分布集中成片，并能利用荒山、沙地等宜林地進行造林建立起規模化的良種供應基地的生物柴油植物有10種。

在能夠建立起規模化良種供應基地的生物柴油10種植物中，最重要的有4種，即麻瘋樹(小桐子)：大戟科，落葉灌木或小喬木，果仁含油率50%～80%；黃連木：漆樹科，落葉喬木，種子含油率35.05%，種仁含油率56.5%；文冠果：無患子科，落葉小喬木或灌木，種子含油率33.7%，種仁含油率56.36%～70%；光皮樹：山茱萸科，落葉喬木，果實含油率33%～36%。

我國生物柴油原料基地建設以上述4種植物為主，其中，麻瘋樹基地已在云南、四川、重慶、貴州等地建立；黃連木基地已在河北、河南、陜西、安徽等地建立；文冠果基地已在內蒙古、遼寧等地建立；光皮樹基地已在湖南、湖北、江西等地建立。

2 長白山生物柴油植物選擇

適合作為生物柴油植物一般應符合以下五條標準：(1)果實或種子的含油率較高，一般要在35%以上；(2)結實量高，平均果實年產量在3 000～4 500 kghm-2以上；(3)結實早，實生苗一般為5～8 a結實，嫁接苗3～5 a結實，5～8 a進入盛果期；(4)結實期長，一般為20 a以上；(5)對當地自然環境條件適應性強。

在長白山區選擇出完全符合上述標準的植物很難。本文針對長白山植物特點，以植物種子含油率為重要指標，兼顧種子千粒質量、結實量、油脂特性、分布范圍、栽培難易等，在長白山區選擇出生物柴油植物，按潛在種類與重點研發種類闡述。

2.1 長白山生物柴油植物——喬木選擇

長白山區是全國重點木材產區，木本油料資源比較豐富，以紅松、胡桃楸最為著名。長白山生物柴油喬木種類選擇見表1。

由表1可見，長白山生物柴油喬木選擇8科11種，其中潛在種類8種，重點研發種類3種。

表1 生物柴油植物選擇——喬木種類

紅松，種子粒大，含油率高，是很有價值的油料和保健食品。可預防心臟病，降低血脂，軟化血管，還具有防癌、抗癌之作用，并有滋顏美容之功能。長白山區將紅松果實林作為林業經濟發展的重點，隨著紅松資源的擴大，紅松籽產量提高，在滿足食品、醫藥對紅松籽需求的前提下，可拿出一部分紅松籽開發生物柴油。

油松、沙松種子含油率高，雖然種子千粒重小，但只要擴大栽培規模，獲得可觀的種子量，生產生物柴油亦有可能。

胡桃楸果實一直作為食品應用，其藥用價值很高，有健胃、補血、潤肺、養神等功效。長白山為胡桃楸生長最適應區，種群大、分布廣，在滿足食品需求的前提下，將其作為生物柴油植物，有開發前景。

漆樹在我國分布廣泛，長白山集安老嶺是其在國內分布最北端。漆樹是我國重要的特用經濟林，種子是生產生物柴油的優質原料。因漆樹在長白山天然分布狹窄，擴大栽培范圍還應進一步試驗。

水曲柳是長白山鄉土樹種,資源分布廣泛，種子產量可觀，為開發生物柴油的潛在資源。

大果榆作為生物柴油樹種，存在種子千粒重小等問題，但其分布廣泛，繁殖容易，是發展生物柴油的潛在資源。

欒樹為長白山區引進的園林綠化樹種，成年樹木適應長白山區氣候，可作為發展生物柴油的潛在資源。

文冠果為我國特有樹種，原產北部干旱寒冷地區。在長白山區作為經濟林引種營造，始于20世紀50年代中期，吉林市林業科學研究院于20世紀70—80年代在吉林市進行文冠果引種試驗。文冠果油轉化成生物柴油的轉化率為95%以上，且油質能量高，國家已把文冠果列為我國發展生物柴油的重要樹種之一。雖然長白山區未在國家制定的文冠果能源林基地區域范圍內，但長白山區引種栽培文冠果年限長，且保留了一些優樹，長白山區如能將保留的結實量大的優樹培育成無性系擴大栽培，將是對全國文冠果資源量的有益補充。

皂角種子含油率雖低，但種子千粒重大，種子產量可觀，植株萌芽性強，6～10年砍伐，根部還可再發。經常受砍伐的植株呈灌木狀，不影響其結實，采摘起來更方便。皂角的種子每年除少量用于播種外，大部分自生自滅，還未被應用。皂角作為生物柴油植物，應重點開發，現階段應研究其種子油生產生物柴油的可行性。

元寶槭常被用作園林綠化樹種，廣為栽植。近年來，研究部門發現其種子含油率高，可提取工業用油。經試驗，以元寶槭種子油制備的生物柴油主要性能指標已達到國家0#柴油標準。作為生物柴油樹種，現階段應對元寶槭進行優樹選擇，培育出結實量大、種子大的優良個體進行規模化栽培。

2.2 長白山生物柴油植物——灌木選擇

灌木根系發達，自我繁殖快，適應性強，具有很強的復壯更新和自然修復能力，更適合作為生物柴油原料植物。長白山區灌木資源豐富，多年來進行了不同層次的開發利用，取得了顯著成果。在生物柴油開發方面，處于探索階段。長白山生物柴油灌木種類選擇見表2。

表2列出，長白山生物柴油灌木選擇9科12種，其中潛在種類7種，重點研發種類5種。

毛榛適應性強，分布廣，種子含油率高，營養豐富，多年來作為食品開發。發展生物柴油，毛榛同紅松、胡桃楸一樣面臨食用油與工業用油取舍的矛盾。

鹽膚木為我國主要經濟樹種，可供制藥和做工業染料的原料，種子可榨油。中國除黑龍江、內蒙古和新疆外，其余各省區均有分布，在長白山區僅見于集安老嶺山脈以南。鹽膚木在長白山天然分布范圍狹窄，對其擴大栽培范圍應進一步研究。

白檀山礬在長白山為稀有樹種，具有較高的觀賞價值，其種子生產生物柴油已有人研究，規模生產工藝處于完善階段。因白檀山礬在長白山天然分布狹窄，擴大栽培范圍還應進一步試驗。

表2 生物柴油植物選擇——灌木種類

雞樹條莢迷花和果均美，是優良的觀賞灌木，育苗、良種選育等研究較多，在開發生物柴油方面還是空白。因其應用范圍逐年擴大，種子產量增多，開發生物柴油具一定潛力。

紅瑞木老干暗紅色，枝丫血紅色，優良的園林植物。耐寒、耐旱、耐修剪，園林中多叢植草坪上或與常綠喬木相間種植，得紅綠相映之效果。紅瑞木結實量大，種子含油率高，在開發生物柴油方面很有發展前景。

苦參落葉半灌木，種子含油率雖偏低，但繁殖容易，易于擴大規模栽培，為發展生物柴油的潛在資源。

省沽油油脂分子與柴油分子相似，通過生物質能轉換技術可以生產生物柴油，是一種理想的生物柴油樹種，國內有些省份以開發新能源為目的開展了“省沽油優良無性系選育研究”，營造省沽油能源林。省沽油是我國特有的鄉土油料樹種，分布區廣，生態適應性強，南起廣東，北至黑龍江，西迄四川，東達沿海的廣大地區均能生長，推廣潛力巨大。種植后1～2年就開花結實，第3年進入盛果期，已選育的優樹畝產種子可達200 kg以上，畝產油50 kg以上；繁殖容易，苗木繁殖成本低。長春市區有引種，長勢良好。

紫穗槐原產北美，現在已發展到華北、華中、西北和長江流域地區。是防風固沙、保持水土的優良綠化材料。抗風力強，生長快。紫穗槐在長白山區多數用于公路護坡，部分逸于野生狀態，種子結實早，結實量大，產量可觀，作為生物柴油應重點研發。

衛矛為衛矛科，衛矛科種子平均含油為44%，是我國少有的木本富油科。衛矛種子含油量高，以油酸、亞油酸、棕櫚酸為主要成分,可供生物柴油開發利用。

南蛇藤植株姿態優美，果具有較高的觀賞價值，是城市垂直綠化的優良樹種。南蛇藤種子含油率較高，是適合發展生物柴油的植物資源，應擴大其栽培規模以獲得大量種子。

烏蘇里鼠李生于針闊混交林及雜木林下或林緣，灌叢等處，分布范圍廣，結實量大。對烏蘇里鼠李種子除醫藥應用外，其他很少應用，作為生物柴油的原料，很有研發價值。

2.3長白山生物柴油原植物——草本植物選擇

草本植物開發生物柴油，具生長周期、育種改良周期短等優勢。長白山草本植物豐富，其中油料植物種類繁多。長白山生物柴油植物草本植物種類選擇見表3。

表3列出長白山生物柴油草本植物選擇8科17種，其中潛在種類14種，重點研發種類3種。

牛蒡、蒼耳分布廣泛，適應性強，資源豐富，綜合開發簡便易行，一般土地均可栽培，適宜在邊際地種植，經測種子油脂適合作生物柴油。

藍萼香茶菜、香薷、野芝麻、益母草、毛水蘇資源分布廣泛，在中藥領域開發利用多年，已有人工栽培，種子含油率較高，開發生物柴油有一定潛力。

野大豆為大豆的近緣種，我國油料作物之一。野大豆分布廣泛，抗逆性強，是潛在的生物柴油原料資源。

葶藶、薺菜、遏蘭菜、播娘蒿種子性狀接近，已有人以播娘蒿籽油為原料，通過脂交換反應制備出的脂肪酸甲酯，其性能基本達到了生物柴油標準。

珍珠菜多年生，分布廣，全草入藥,種子脂肪油可生產生物柴油。

馬藺多年生，生長于荒地路旁、山坡草叢、鹽堿草甸中，具有獨特的生態特性和利用價值，被用作水保護坡、觀賞地被的優良材料，在開發生物柴油方面亦具一定潛力。

月見草別名夜來香、山芝麻，多年生，原產于北美洲，引入歐洲后傳入世界各地，長白山區為野生狀態。種子可榨油，作為藥用油研究開發多年。為了滿足國內外市場對月見草油的需求，近年來月見草已進行了大面積人工栽培，吉林、遼寧、內蒙古地區有較大種植面積。高產量、高含油的月見草已經培育成功。月見草油及其制成品已在醫療領域得到應用，而在開發生物柴油方面還處于空白。因月見草資源豐富，栽培容易，種子含油量高，種子收集容易，開發生物柴油潛力很大。

表3 生物柴油植物選擇——草本植物種類

續隨子又稱千金子、小巴豆，為2年生草本,高50～100 cm。廣泛栽培于歐洲、美洲、北非、中亞和東亞。中國引種栽培已久，長白山區于20世紀80年代引種，目前少有栽培或逸為野生。抗逆性強，易于繁殖，生長量大，一年一收，宜于山地種植。續隨子是最有發展前途的生物柴油草本植物之一，歐美對續隨子頗為重視，正在研究如何提高其產量。

蓖麻，原產非洲東部，經亞洲傳入美洲，再至歐洲，蓖麻油為重要工業用油，巴西的生物柴油原料之一就是蓖麻。在長白山區，蓖麻亦作為觀賞植物栽培。

3 結語

3.1 在長白山區，以植物種子含油率為重要指標，兼顧其他指標，選出生物柴油原料植物40種，其中喬木11種、灌木12種、草本植物17種。選出重點研發種類11種，即喬木有文冠果、皂角、元寶槭，灌木有省沽油、紫穗槐、衛矛、南蛇藤、烏蘇里鼠李，草本植物有月見草、續隨子、蓖麻。

3.2 我國液體燃料短缺，能源消費結構性矛盾長期存在，發展生物柴油產業，部分替代化石柴油，已成為當前可再生能源發展的必然趨勢。長白山區生物柴油植物資源和山地資源都較為豐富，具發展生物柴油產業的優勢，在此領域應深入研究。

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