长白山区生物柴油植物选择探讨

刘建军，刘俊华，刘玉波(.吉林市松花湖实验林场，吉林 吉林 0;.吉林松花江三湖国家级自然保护区管理局，吉林 吉林 0；.吉林市林业科学研究院，吉林 吉林 0)

我国耕地资源匮乏，扩大油料作物种植面积潜力非常有限，但我国林地资源丰富，选择适宜在林地生长的油料植物生产生物柴油切实可行。我国政府已将“林业生物柴油”列为今后生物液体燃料产业发展的重点领域，并制定了相应的发展目标与激励政策。进入21世纪，随着生物柴油产业的不断升温，生物柴油植物的选育研究倍受重视。

长白山区位于吉林省东部，属温带寒温带大陆性气候，植物类型复杂多样，具有重要的经济与科研价值，其中不乏开发生物柴油的植物。本文就长白山区生物柴油植物选择进行探讨，旨在为长白山区生物柴油产业的发展提供参考。

1 我国生物柴油植物选择

我国系统的生物柴油研究始于中科院重点科研项目“燃料油植物的研究与应用技术”，完成了对金沙江流域生物柴油植物资源的调查及栽培技术研究，建立了30 hm2小桐子栽培示范林。

我国现已查明的油料植物有151科697属1 554种，其中，种子含油量在40%以上的植物为154种；分布广、适应性强、可用作建立生物柴油原料基地的植物近30种；分布集中成片，并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林建立起规模化的良种供应基地的生物柴油植物有10种。

在能够建立起规模化良种供应基地的生物柴油10种植物中，最重要的有4种，即麻疯树(小桐子)：大戟科，落叶灌木或小乔木，果仁含油率50%～80%；黄连木：漆树科，落叶乔木，种子含油率35.05%，种仁含油率56.5%；文冠果：无患子科，落叶小乔木或灌木，种子含油率33.7%，种仁含油率56.36%～70%；光皮树：山茱萸科，落叶乔木，果实含油率33%～36%。

我国生物柴油原料基地建设以上述4种植物为主，其中，麻疯树基地已在云南、四川、重庆、贵州等地建立；黄连木基地已在河北、河南、陕西、安徽等地建立；文冠果基地已在内蒙古、辽宁等地建立；光皮树基地已在湖南、湖北、江西等地建立。

2 长白山生物柴油植物选择

适合作为生物柴油植物一般应符合以下五条标准：(1)果实或种子的含油率较高，一般要在35%以上；(2)结实量高，平均果实年产量在3 000～4 500 kghm-2以上；(3)结实早，实生苗一般为5～8 a结实，嫁接苗3～5 a结实，5～8 a进入盛果期；(4)结实期长，一般为20 a以上；(5)对当地自然环境条件适应性强。

在长白山区选择出完全符合上述标准的植物很难。本文针对长白山植物特点，以植物种子含油率为重要指标，兼顾种子千粒质量、结实量、油脂特性、分布范围、栽培难易等，在长白山区选择出生物柴油植物，按潜在种类与重点研发种类阐述。

2.1 长白山生物柴油植物——乔木选择

长白山区是全国重点木材产区，木本油料资源比较丰富，以红松、胡桃楸最为著名。长白山生物柴油乔木种类选择见表1。

由表1可见，长白山生物柴油乔木选择8科11种，其中潜在种类8种，重点研发种类3种。

表1 生物柴油植物选择——乔木种类

红松，种子粒大，含油率高，是很有价值的油料和保健食品。可预防心脏病，降低血脂，软化血管，还具有防癌、抗癌之作用，并有滋颜美容之功能。长白山区将红松果实林作为林业经济发展的重点，随着红松资源的扩大，红松籽产量提高，在满足食品、医药对红松籽需求的前提下，可拿出一部分红松籽开发生物柴油。

油松、沙松种子含油率高，虽然种子千粒重小，但只要扩大栽培规模，获得可观的种子量，生产生物柴油亦有可能。

胡桃楸果实一直作为食品应用，其药用价值很高，有健胃、补血、润肺、养神等功效。长白山为胡桃楸生长最适应区，种群大、分布广，在满足食品需求的前提下，将其作为生物柴油植物，有开发前景。

漆树在我国分布广泛，长白山集安老岭是其在国内分布最北端。漆树是我国重要的特用经济林，种子是生产生物柴油的优质原料。因漆树在长白山天然分布狭窄，扩大栽培范围还应进一步试验。

水曲柳是长白山乡土树种,资源分布广泛，种子产量可观，为开发生物柴油的潜在资源。

大果榆作为生物柴油树种，存在种子千粒重小等问题，但其分布广泛，繁殖容易，是发展生物柴油的潜在资源。

栾树为长白山区引进的园林绿化树种，成年树木适应长白山区气候，可作为发展生物柴油的潜在资源。

文冠果为我国特有树种，原产北部干旱寒冷地区。在长白山区作为经济林引种营造，始于20世纪50年代中期，吉林市林业科学研究院于20世纪70—80年代在吉林市进行文冠果引种试验。文冠果油转化成生物柴油的转化率为95%以上，且油质能量高，国家已把文冠果列为我国发展生物柴油的重要树种之一。虽然长白山区未在国家制定的文冠果能源林基地区域范围内，但长白山区引种栽培文冠果年限长，且保留了一些优树，长白山区如能将保留的结实量大的优树培育成无性系扩大栽培，将是对全国文冠果资源量的有益补充。

皂角种子含油率虽低，但种子千粒重大，种子产量可观，植株萌芽性强，6～10年砍伐，根部还可再发。经常受砍伐的植株呈灌木状，不影响其结实，采摘起来更方便。皂角的种子每年除少量用于播种外，大部分自生自灭，还未被应用。皂角作为生物柴油植物，应重点开发，现阶段应研究其种子油生产生物柴油的可行性。

元宝槭常被用作园林绿化树种，广为栽植。近年来，研究部门发现其种子含油率高，可提取工业用油。经试验，以元宝槭种子油制备的生物柴油主要性能指标已达到国家0#柴油标准。作为生物柴油树种，现阶段应对元宝槭进行优树选择，培育出结实量大、种子大的优良个体进行规模化栽培。

2.2 长白山生物柴油植物——灌木选择

灌木根系发达，自我繁殖快，适应性强，具有很强的复壮更新和自然修复能力，更适合作为生物柴油原料植物。长白山区灌木资源丰富，多年来进行了不同层次的开发利用，取得了显著成果。在生物柴油开发方面，处于探索阶段。长白山生物柴油灌木种类选择见表2。

表2列出，长白山生物柴油灌木选择9科12种，其中潜在种类7种，重点研发种类5种。

毛榛适应性强，分布广，种子含油率高，营养丰富，多年来作为食品开发。发展生物柴油，毛榛同红松、胡桃楸一样面临食用油与工业用油取舍的矛盾。

盐肤木为我国主要经济树种，可供制药和做工业染料的原料，种子可榨油。中国除黑龙江、内蒙古和新疆外，其余各省区均有分布，在长白山区仅见于集安老岭山脉以南。盐肤木在长白山天然分布范围狭窄，对其扩大栽培范围应进一步研究。

白檀山矾在长白山为稀有树种，具有较高的观赏价值，其种子生产生物柴油已有人研究，规模生产工艺处于完善阶段。因白檀山矾在长白山天然分布狭窄，扩大栽培范围还应进一步试验。

表2 生物柴油植物选择——灌木种类

鸡树条荚迷花和果均美，是优良的观赏灌木，育苗、良种选育等研究较多，在开发生物柴油方面还是空白。因其应用范围逐年扩大，种子产量增多，开发生物柴油具一定潜力。

红瑞木老干暗红色，枝丫血红色，优良的园林植物。耐寒、耐旱、耐修剪，园林中多丛植草坪上或与常绿乔木相间种植，得红绿相映之效果。红瑞木结实量大，种子含油率高，在开发生物柴油方面很有发展前景。

苦参落叶半灌木，种子含油率虽偏低，但繁殖容易，易于扩大规模栽培，为发展生物柴油的潜在资源。

省沽油油脂分子与柴油分子相似，通过生物质能转换技术可以生产生物柴油，是一种理想的生物柴油树种，国内有些省份以开发新能源为目的开展了“省沽油优良无性系选育研究”，营造省沽油能源林。省沽油是我国特有的乡土油料树种，分布区广，生态适应性强，南起广东，北至黑龙江，西迄四川，东达沿海的广大地区均能生长，推广潜力巨大。种植后1～2年就开花结实，第3年进入盛果期，已选育的优树亩产种子可达200 kg以上，亩产油50 kg以上；繁殖容易，苗木繁殖成本低。长春市区有引种，长势良好。

紫穗槐原产北美，现在已发展到华北、华中、西北和长江流域地区。是防风固沙、保持水土的优良绿化材料。抗风力强，生长快。紫穗槐在长白山区多数用于公路护坡，部分逸于野生状态，种子结实早，结实量大，产量可观，作为生物柴油应重点研发。

卫矛为卫矛科，卫矛科种子平均含油为44%，是我国少有的木本富油科。卫矛种子含油量高，以油酸、亚油酸、棕榈酸为主要成分,可供生物柴油开发利用。

南蛇藤植株姿态优美，果具有较高的观赏价值，是城市垂直绿化的优良树种。南蛇藤种子含油率较高，是适合发展生物柴油的植物资源，应扩大其栽培规模以获得大量种子。

乌苏里鼠李生于针阔混交林及杂木林下或林缘，灌丛等处，分布范围广，结实量大。对乌苏里鼠李种子除医药应用外，其他很少应用，作为生物柴油的原料，很有研发价值。

2.3长白山生物柴油原植物——草本植物选择

草本植物开发生物柴油，具生长周期、育种改良周期短等优势。长白山草本植物丰富，其中油料植物种类繁多。长白山生物柴油植物草本植物种类选择见表3。

表3列出长白山生物柴油草本植物选择8科17种，其中潜在种类14种，重点研发种类3种。

牛蒡、苍耳分布广泛，适应性强，资源丰富，综合开发简便易行，一般土地均可栽培，适宜在边际地种植，经测种子油脂适合作生物柴油。

蓝萼香茶菜、香薷、野芝麻、益母草、毛水苏资源分布广泛，在中药领域开发利用多年，已有人工栽培，种子含油率较高，开发生物柴油有一定潜力。

野大豆为大豆的近缘种，我国油料作物之一。野大豆分布广泛，抗逆性强，是潜在的生物柴油原料资源。

葶苈、荠菜、遏兰菜、播娘蒿种子性状接近，已有人以播娘蒿籽油为原料，通过脂交换反应制备出的脂肪酸甲酯，其性能基本达到了生物柴油标准。

珍珠菜多年生，分布广，全草入药,种子脂肪油可生产生物柴油。

马蔺多年生，生长于荒地路旁、山坡草丛、盐碱草甸中，具有独特的生态特性和利用价值，被用作水保护坡、观赏地被的优良材料，在开发生物柴油方面亦具一定潜力。

月见草别名夜来香、山芝麻，多年生，原产于北美洲，引入欧洲后传入世界各地，长白山区为野生状态。种子可榨油，作为药用油研究开发多年。为了满足国内外市场对月见草油的需求，近年来月见草已进行了大面积人工栽培，吉林、辽宁、内蒙古地区有较大种植面积。高产量、高含油的月见草已经培育成功。月见草油及其制成品已在医疗领域得到应用，而在开发生物柴油方面还处于空白。因月见草资源丰富，栽培容易，种子含油量高，种子收集容易，开发生物柴油潜力很大。

表3 生物柴油植物选择——草本植物种类

续随子又称千金子、小巴豆，为2年生草本,高50～100 cm。广泛栽培于欧洲、美洲、北非、中亚和东亚。中国引种栽培已久，长白山区于20世纪80年代引种，目前少有栽培或逸为野生。抗逆性强，易于繁殖，生长量大，一年一收，宜于山地种植。续随子是最有发展前途的生物柴油草本植物之一，欧美对续随子颇为重视，正在研究如何提高其产量。

蓖麻，原产非洲东部，经亚洲传入美洲，再至欧洲，蓖麻油为重要工业用油，巴西的生物柴油原料之一就是蓖麻。在长白山区，蓖麻亦作为观赏植物栽培。

3 结语

3.1 在长白山区，以植物种子含油率为重要指标，兼顾其他指标，选出生物柴油原料植物40种，其中乔木11种、灌木12种、草本植物17种。选出重点研发种类11种，即乔木有文冠果、皂角、元宝槭，灌木有省沽油、紫穗槐、卫矛、南蛇藤、乌苏里鼠李，草本植物有月见草、续随子、蓖麻。

3.2 我国液体燃料短缺，能源消费结构性矛盾长期存在，发展生物柴油产业，部分替代化石柴油，已成为当前可再生能源发展的必然趋势。长白山区生物柴油植物资源和山地资源都较为丰富，具发展生物柴油产业的优势，在此领域应深入研究。

参考文献：

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