秸稈變廢為寶科研助力美麗中國

　　我國是農業大國，農林廢棄秸稈非常多，秸稈的種類隨季節變化而變化，量大、低值、體積大、不便運輸，而其自然降解的過程又極其緩慢，因此很容易導致以堆積、荒燒的形式直接傾入環境，造成極大的環境污染和資源浪費。近年來，農業機械化收割的普及，讓留在地里的秸稈茬更高也更多了。尤其到夏收、秋收時節，秸稈的集中燃燒對空氣污染影響很大。也因此，秸稈綜合利用一直是人們關注熱點，近年來涌現出利用秸稈造紙、制造有機肥、培育食用菌等等多種有益探索。

　　“實際上，秸稈的價值比這要大得多。完全可以通過科技的力量創造更大的財富。”目前，青島農業大學生命科學學院國際創新團隊——楊建明團隊在利用秸稈當中的木質纖維素降解液合成清潔能源前體物領域，取得重要進展，團隊利用秸稈木質纖維素酶解液，通過生物發酵方式，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。

　　走在美麗中國的科研前列

　　青島農業大學教授楊建明的團隊充滿朝氣而又國際化，隊內包括了國內8位教師、5名研究生和在生物能源領域享有國際聲譽的美國科學院院士卡羅琳·哈伍德，以及美國華盛頓大學4名國際科研工作者。這個國際化的研究團隊在科研中不斷用世界最新的理念和方式進行碰撞，對關鍵技術進行充分的交流研討。

　　“以科研的力量探索綠色發展、綠色生活之路，是我們責無旁貸的使命。我們注意到，世界秸稈資源十分豐富，僅我國年產量就達7億噸左右，相當于5億噸標煤，而目前實際使用量僅為2.2億噸左右。”據楊建明介紹，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，以及因國際能源市場價格波動而帶來更大的風險，世界各國紛紛重視生物燃料的研究。

　　“生物燃料具有‘可持續性’，因此它有著良好的發展前景，但也存在一系列技術瓶頸、環境、生產成本及原料多樣性的問題需要解決。我們團隊的研究項目就是響應十九大號召，利用農林廢棄物制備清潔生物燃料，可以有效解決環境問題。更重要的是，這比簡單的秸稈造紙更有經濟價值。”楊建明說。

　　貼近民生再深研

　　據楊建明介紹，當前，限制木質纖維素利用的主要瓶頸問題是如何低成本、高效率地去除木質素分子，破壞木質纖維素的晶體結構，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酵的單糖。國內外許多團隊都在作這方面研究，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。

　　經過無數次失敗后，功夫不負有心人，團隊最終成功探索出一種高效破壞木質纖維素分子結構的預處理方法———磷酸和過氧化氫組合法。該方法與傳統物理化學預處理方法相比，具有效率高、成本低、能耗低等明顯優點。而且在處理后的酶解液中，此種方法不會出現發酵抑制物，因此也不用采取脫毒方式去除發酵抑制物，大大減少了實驗時間和實驗成本。

　　國際化科研提升產學研水平

　　2017年，在生物能源、微生物生理學領域享有國際聲譽的卡羅琳·哈伍德院士受聘青島農業大學客座教授，與楊建明組建團隊，將最新、最先進的理念和成果引入學校，協助建設特色、高水平研究團隊。該研究得到國家外國專家高端引智項目等資助。

　　除楊建明團隊的“農林廢棄物資源化利用關鍵技術研究”項目外，2017年，該校還有3項海外引智項目成功入選國家外國專家局“高端外國專家項目”，包括“耐藥性風險控制與新藥開發”項目、“抗革蘭氏陰性菌的高效天然抗菌藥高通量篩選及開發”項目、“驢品系選育與配套飼養管理技術標準體系構建”項目。此外，楊建明團隊的“基于CO2高效利用的先進生物制造”項目獲批省高端外國專家項目。這些項目使學校外專引智工作取得了突破性進展，有力地促進了學校國際化建設，提升了科研對接產業需求的能力和水平。

　　目前，以改變傳統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電外，尚無其他工業利用途徑，秸稈利用轉化增值的空間不大，利用結構與布局不盡合理，產業效益有待進一步提高。

　　“科研必須真正將先進技術運用到實際生產生活中。特別是我們學校是‘農’字頭高校，切實服務“三農”、為農民謀福利，是我們做科研的真正意義所在。”楊建明表示，團隊下一步將繼續做深現有課題研究，技術成熟后與企業合作，向產業化方向發展，使農林廢棄物資源的利用價值達到最大化，降低燃料的生產成本，提高農民收入。