柳枝稷是一种很有前景的玉米生物燃料替代品，但农民和环保人士 和生物燃料开发商发现，决定合适的收获时间尤其棘手。
从农业来源生产生物燃料并不是什么新鲜事；美国有 几十年来一直使用玉米生产乙醇。到现在为止，玉米还过得去 生物燃料来源，但它是一年生作物，需要每年种植、施肥成本高昂 和灌溉，以及取决于谷物成熟度的狭窄收获窗口。的 使用专用能源作物的好处，种植的作物的唯一目的是 用于制造燃料，使柳枝稷等植物比玉米更有优势。
柳枝稷与玉米不同，是一种资源匮乏的多年生植物。这不仅节省了 重新种植成本——柳枝稷林预计可以持续 20 年——但也允许 它的根系留在地下，减少侵蚀和径流的风险，同时 将施肥氮输送回土壤。柳枝稷作为野生动物 鸟类和掠食性昆虫的栖息地，在固碳方面具有特殊作用 进入土壤，这意味着它可以从空气中吸收二氧化碳，帮助对抗温室效应 气体排放。由于柳枝稷的收成并不取决于谷物成熟度，农民 在时间方面有更多选择。
能源作物收获：什么时候最好？
目前柳枝稷的可行收获窗口从生物量峰值开始延伸，当 草在开始因风化而退化之前处于最大状态，到第一个 当植物在冬天完全关闭时，可以杀死霜冻。时间越长 植物留在田间，返回土壤的氮就越多——明显的环境 好处 - 但这个额外的时间减少了从作物中收获的生物量。 未来的生物燃料制造商可能希望每个季节多次收获，以有效地 使用储存设施，而农民必须考虑天气和收获时间 他们的其他作物。一个难题。
为柳枝稷收获争论找到明确的答案是一件很重要的事情丽贝卡·翁，助理教授化学工程，正在她的研究中探索。与田纳西大学的研究人员合作， 威斯康星大学麦迪逊分校和密歇根州立大学 Ong 进行了监测和 对威斯康星州柳枝稷的几片林地进行了采样，以更好地了解成本和 在季节的不同时间点进行收获的好处。这项工作是的一部分。
“很多时候我们的处理要求之间似乎存在脱节 以及我们的环境要求。”
微生物改变了数据
一旦收获，柳枝稷并不会神奇地变成生物燃料；农作物必须被破坏 分解并发酵，将其天然糖转化为乙醇。收获时间影响 转换效率和研究，直到 Ong 证明，一般来说，更早 更好。
比较每两到三周从柳枝稷采集的样本的数据 与每个站点的生物燃料产量数据相比，Ong 发现了一些东西 不寻常：随着作物老化超过衰老期，植物开始休眠 在冬季，收获作物的乙醇产量变得更加高效，而不是 比更少。
乙醇是由柳枝稷等能源作物通过两步过程生产的：首先， 使用化学和生物过程来分解植物的细胞壁，获取 将复杂的聚合糖链分裂成单个糖；然后申请 生物过程（通常是微生物辅助发酵）将糖转化为 乙醇。
每种能源作物中存在的糖类类型各不相同，微生物通常需要 一些人说服使用某些糖，例如木糖，柳枝稷中的其中一种糖。 普渡大学之前的研究人员已经改造了酵母，即涉及的微生物 在柳枝稷发酵中，分解木糖，但该过程可能变化无常， 对抑制敏感。
“我们[在我们的实验室]正在尝试做的事情，”Ong 说，“就是分解这种聚合物， 打破所有的链接，这样我们就有了这些单独的糖，然后说服 他们想真正吃掉它们的微生物。”
在 Ong 研究的后续样本中，酵母不需要令人信服。木糖 已成为消耗品。
Ong 认为这种变化是由于植物衰老所致，此时植物开始衰老 进入休眠状态并分解茎和叶中的化合物以进行储存和再利用 接下来的生长季节。当柳枝稷在衰老前收获时， 这些化合物中的一种或多种可能会干扰微生物的能力 消化木糖。给植物更多的时间在田间可能会长出柳枝稷 糖对酵母更有吸引力。 “大多数时候，”翁说，“人们说‘收获’ 尽早，获得最高的转化率，”但没有人经过发酵 看看微生物在此过程中做了什么。”
“这是第一次有人真正看到流程受到负面影响 避免过早收获。”
迟早，这一切都会成为种子
虽然这对于环境和生物燃料制造来说可能是个好消息 过程中，这个晚得多的收获窗口给农民带来了压力，他们受到以下因素的限制： 天气，无论糖的行为如何令人着迷。
“以前，人们一直在说‘好吧，你可以随时收获。越早越好 [用于加工]，但你真的可以随时收获。”我们发现的是 这可能不是真的。所以，你的收获窗口可能比我们更有限 正在期待。”
Ong 表示，下一步是找出哪些化合物或哪些化合物正在抑制 收获季节早期的木糖转化。一旦确定，他们就可以部署 减轻影响的策略，例如对制造生物燃料的微生物进行改造 更加宽容，让农民有更多空间在天气好的时候收割柳枝稷。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，于 1885 年在霍顿成立，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
评论