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生物技術怎麼增加木材資源

發布時間: 2022-06-20 01:13:30

① 生物技術的現狀及展望

農業生物技術與生物安全的現狀及對策(二)

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[發布時間:20040723]
[來源:中國作物種質資源信息網 中國科學技術信息研究所加工整理]

3.生物安全的現狀及對策

3.1 農業類LMOs及其產品的類型

3.1.1 農業類LMOs的類型

* 轉基因作物:如轉基因玉米、大豆、棉花、油菜、小麥、煙草、木……;

* 轉基因畜禽:如轉基因或克隆牛、羊、豬、禽、魚……;

* 轉基因生物農葯:是指採用生物工程手段研製新型的遺傳工程微生物農葯,其優勢是可以克服當前野生菌制劑效果不持久、防治對象單一等方面缺點。

* 轉基因生物肥料:是指採用重組技術構建高效固氮、高效利用碳素、根表競爭力等類型的工程菌株。

* 新型疫菌:是指基因工程亞單位疫菌、病毒和細菌活載體疫菌、基因缺失重組疫菌以及核酸疫菌和食用疫苗。

3.1.2 農業類LMOs的產品

*食物:糧、油、果、菜、肉、蛋、奶、魚等

*嗜物:煙、糖、酒、茶等

*衣物:棉、毛、絲、麻等

*用物:各種木製品及其它相關用品

3.2 生物安全的現狀

1999年2月14-21日在哥倫比亞的卡塔赫納召開的「生物安全特設工作組第六次會議」及隨後於2月22-24日在卡塔赫納召開的「生物多樣性公約締約國首次特別大會上」關於生物安全協定書的簽署問題的爭論達到白熾化,以美國以首的邁阿密集團.....

3.3 我國在生物安全談判中所持立場的背景

從目前看,在國際生物安全議協定的談判及其以後的簽署,其基礎應該是科學,但在目前所有科學證據還難以正確評價LMOs及其產品的風險范圍和程度的今天,其爭論的焦點是貿易,因此正確地分析我國各個方面的情況,有利於我國在談判時掌握為有理、有利、有節的方針。

3.3.1 我國生物技術的總體水平
國內有關專家對我國農業技術研究總體水平的評價是:與西方先進國家相比還有較大的差距,在亞洲屬先進水平,在第三世界中居領先地位。

3.3.2 我國生物技術產業現狀與展望

從目前看,我國的LMOs及其產品還不足以出口,從長遠看,可以向第三世界出口的主要有畜禽疫苗、農作物轉基因種子等,但同時仍必須從發達國家進口LMOs及其產品,其中以產品為主,進出口總量中LMOs可能處於基本平衡,而其產品則進口大於出口。

3.3.3 我國目前及未來農產品進出口分析

建國以來,我國農業迅速發展,不僅農業發展速度超過了人口增長速度,使我國人均佔有糧食由建國初的250公斤增加到1984年的394公斤,1984年以後有所回落,也仍保持在370-39公斤之間。但是隨著人們生活水平的不斷提高,其需求越來越大,例如50年代我國人均佔有糧食250-300公斤,仍是純出口國,而以後的40年中盡管人均佔有糧食不斷增加,但除1985、1986、1992三年外均處於糧食的純進口國,其中60-70年代進口數量為500萬噸左右,從1978年首次突破1000萬噸後;80-90年代初一直在1000-1500萬噸左右;1995年以後,我國農業發展勢頭良好,但是仍不斷滿足人們需求膨脹的勢頭。因此,1995年我國主要農產品糧、棉、油、糖的純進口均達到較高水平,其中糧食、油料為歷史進口最高水平,棉花除1980年、糖料除1988年外也是最高水平,即四項主要農產品分別達到2000萬噸、70萬噸、300噸、250噸以上,隨後幾年來一直圍繞著這一較高水平上下浮動。

展望21世紀,到2030年我國人口將至16億高峰,考慮到我國耕地仍在減少,水資源嚴重匱乏,生態環境日益惡化,人們需求繼續膨脹,按30年農業生產較快的速度發展,我國農產品仍有較大缺口,其中糧、棉、油、糖後進口量至少較目前水平要高出1倍以上,其中糧食將達5000萬噸左右。

至於其餘農產品,肉、蛋、奶、魚、果、菜,我國可以基本滿足,但其中優質產品仍有一定量的進口,例如目前優質肉牛每年進口2000-3000噸,但數量有限,影響不大。

另外,值得提及是木材,我國目前進口量約佔用材總量的20%,隨著我國生態環境建設規劃的實施,木材進口將有增無減,這是一個不可忽視的另一個重要方面。

3.3.4 關於生物安全的對策和建議

從目前國際生物安全議定書談判的各個利益集團的態度來看,對農業生物技術產生的LMOs,各國基本上承認應該知情通知,但其焦點主要是否包括其產品,考慮到LMOs及其產品對生物多樣性、人體健康、生態環境的影響,還應考慮多民族風俗和宗教文化的社會影響,我們應力爭把LMOs及其產品全部包括進來。

在LMOs的產品問題上,發達國家與發展中國家分歧較大,從事實上看,我國的LMOs的產品出口量不大,而進口量會較大,並且我國唯一可較大出口的LMOs的產品是轉基因煙草的產品――煙葉的出口,首先遭到歐美堅決拒絕,以至於我國目前已不承認有轉基因煙草有生產種植面積,事實上我國1996-1997年約有100餘萬公頃的面積,號稱世界上當時最大的轉基因群落。
綜上所述,我國應力爭要把產品包括進去,退一步講,也要把直接入口的食物、飼料、嗜物納入知情通知的范圍,而把其餘的赦免,最後一步實在不行,也要在談判中堅持在國際貿易中採用標簽的方法,明示產品來源。(完)

② 木材工業是什麼技術

以木材和木質材料為原材料,經機械或(和)化學方法加工後,其產品仍保留木材基本特性的產業部門。在森林工業系統中,木材工業和林產化學工業同為採伐運輸(見森林采運)工業的後續工業。木材具有重量輕、強度高、彈性好,色調豐富、紋理美觀、加工容易等優點,迄今世界各國都將木材作為重要工業原材料。木材工業能源消耗低,環境污染少,資源有再生性,其產品對國家經濟建設和人民生活有密切的關系,因而在國民經濟中佔有重要地位。按其產品性質可大致分為鋸材、人造板、木製品等3個工業門類。前兩類屬材料性生產,為其他工業部門提供原材料,後一類工業的產品則直接進入使用領域。

木材工業的發展,是以社會需求為動力,以木材資源的消漲變化為基礎,以各種新工具、新設備、新技術和木材學不斷進步,所有這些共同作用,促進了木材工業的發展。

中國木材工業

分簡史、現狀、生產技術和展望4部分記述。

簡史

遠在石器時代,中國出現了石斧,已經「以石為刃,刳木為舟」;青銅器時代出現了銅鋸的雛形,開始有了沿長度方向截割木材的工具;春秋時期墨斗、角尺的發明,使木材加工技術進入了營造工程時期;後歷秦、漢,降至唐、宋,木工工具日見完備,在木結構建築中,已能應用鋸剖、氣干、拼接、包封等較為復雜的技術製造木柱,並開始對木材進行蒸煮、乾燥等處理,以提高木結構穩定性;明代傢具製造,更以其結構精巧、造型簡朴典雅達到很高水平,至今仍馳譽海內外。這一段漫長的歷史時期,從發生、發展到成熟所經歷的時代,是中國木材加工的手工業階段。現存的許多木結構建築及木製品,成為中國傳統文化中重要組成部分之一。而歷代所留下的著述如《魯班經》、《營造法式》(北宋李誡著)等,都已成為中國木材加工技術史上的重要文獻。

19世紀末,中國上海、青島、福州、哈爾濱等城市設立專業制材廠,20世紀初出現膠合板廠,中國木材工業開始進入機械化時代。50年代後,木材工業走上有計劃的發展道路。50年代中期,中國開始生產合成樹脂膠粘劑,為木材工業產品的提高和發展提供了物質條件,從此纖維板、刨花板、層積材、改良木以及表面裝飾材料先後出現,標志了以木材綜合利用為中心的中國木材工業開始進入現代化時期。

現狀

中國木材工業從1949年後本著依靠自己資源為主,建立木材生產基地與木材工業體系的原則,逐步改造舊企業和建立新企業,主要產品有較大增長(以下數字不包括台灣省),從1950年到1988年,鋸材從年產344萬立方米增加到2621萬立方米;膠合板從年產1.69萬立方米增加到82.7萬立方米;刨花板、纖維板從50年代中期開始研究,隨後建廠生產,1988年產量已分別達到48.3立方米和148.4萬立方米。三聚氰胺裝飾等貼面板從50年代末開始至1988年產量已達3000萬平方米。由於纖維板、刨花板及裝飾板等產品於50年代末相繼實現了工業化生產,中國木材工業就初步形成了獨立和完整的體系。

現代木材工業加工技術的科學研究,在國際上始於20世紀20年代初。通過科學實驗,在以木材學為基礎,吸收了物理、化學、生物,以及熱力學、機械工程學等學科的理論與方法,整理、分析了木材加工長期實踐經驗,加以發展和提高,逐步形成了一門高度綜合的木材工藝學。隨著木材工業不斷發展,出現了許多新產品、新工藝,木材工藝學也按產品類別和工藝性質建立了相應的分支學科,如制材學、木製品生產工藝學、人造板製造學,以及木材切削學、木材乾燥學、木材膠合工藝學等,已成為趨於完整的一個技術學科體系。1958年中國林業科學研究院組建了木材工業研究所,其後地方性木材工業研究機構亦陸續在北京、上海、哈爾濱等地成立。各省林業科學研究所大部設有木材加工的科研部門(見中國森林工業科學研究機構)。全國林業高等院校和農業院校的林學系,大都有部分教師及科研人員從事木材材性與加工技術的研究工作。有些學校還設有林產工業或木材工業的研究機構。物資部門亦先後在北京、上海和天津等城市建立了以實用和經濟為主的木工研究單位,與木材加工有密切關系的傢具研究所,在輕工業系統中,遍及全國各省、自治區、直轄市。建材工業部門則設有建材人造板研究所。木材工業建設工程的勘察設計,由林產工業設計院和各省林業勘察設計機構(見中國森林工業勘察設計機構)擔任。中國林業機械公司所屬林機廠和為數眾多的木工機械廠具有製造木材工業成套生產設備能力。林業部在北京設有林業機械研究所,原第一機械工業部在福州設有木工機械研究所。1980年,中國林學會在福州成立了中國木材工業學會(見中國森林工業學術團體),為開展群眾性的學術交流建立了組織。

木材工業生產技術

木材是一種非均質的各向異性的材料,在樹木生長過程中又往往發生許多天然缺陷如節子、裂紋等以及遭受生物侵害所造成的缺陷如蟲眼、腐朽等(見木材生物危害缺陷)。木材就帶著這些缺陷進入生產過程,造成加工上許多復雜問題。制材屬於初級加工,不提供直接使用的成品,所以缺陷對生產所產生的影響並不顯著。膠合板工業由於木材的天然缺陷,使提高製造過程連續化自動化程度的難度加大。木製品由實體木材為主要單元材料所組成,結構比較復雜的木製品如傢具等,其自動化程度的提高就更為困難。纖維板、刨花板系先將木材製成纖維或刨花,材質不均及各種缺陷雖已基本排除,但木材豐富的色調和美觀的花紋也隨之消失,以致產品表面不得不進行加工處理,這是木材工業的一個特殊性。木材工業產品除鋸材外,極少是由單一技術加工,大都需用綜合性技術,其中木材切削、木材乾燥和木材膠合為基本加工技術。

木材切削

木材機械加工主要是改變木材規格、形狀的過程,完成這一加工過程主要是經過木材切削。木材切削包括:鋸、刨、銑、旋(車削)、鑽、砂磨等多種方式。制材工業主要用鋸切;絕大部分單板用旋切方法製造;木製品生產則幾種切削方式全都使用。砂磨似不屬於切削加工方式,但如將砂磨工具上的砂粒看作刀刃,則實質上是一種密集型的多刃切削法。木材切削加工又可分為有屑切削與無屑切削兩種類型,大部分切削加工均屬有屑切削,單板旋切、刨切、剪切則為無屑切削。由於木材的組成、紋理、年輪等影響,使銑削加工有順銑、逆銑之分。由於鋸切進料時紋理對刀刃切削方向不同而有縱剖、橫截之別。木材含水率對切削加工也產生影響,大部分加工件需乾材切削,而單板製造、工藝木片生產則需濕材切削,這是木材切削與其他材料切削的不同之處。

木材乾燥

木材在樹木生長期間就飽含水分,但為改善其使用性能,又必須通過乾燥將一部分或大部分水分從木材中排除。因此,木材乾燥是木材加工工藝中必不可少的重要環節,也是木材工業中一項重要生產技術,這是與金屬等無機材料加工完全不同的一個方面。通常所說木材乾燥,系指成材乾燥,其他如單板、刨花、木纖維等材料的乾燥,分別為膠合板、刨花板、纖維板製造工藝的組成部分。

木材乾燥過程的起始狀態與終了狀態與蒸發水分所耗熱量的關系等問題的研究,為乾燥靜力學的內容;討論木材含水率梯度與乾燥過程中所形成的溫度梯度對乾燥速度的關系及乾燥勢對乾燥過程的作用等方面的問題構成乾燥動力學;研究乾燥過程中傳熱、傳質、乾燥阻力及乾燥介質狀態參數與乾燥速度之關系等內容為乾燥熱物理學。以上述內容為基礎,結合空氣動力學的應用,以達到加快乾燥速度和提高乾燥質量的目的為乾燥技術。對不同樹種、規格、最終用途的被乾燥木材,根據乾燥技術所制訂的操作條件和程序為乾燥基準。由此可見,木材乾燥學是一門實踐性極強的學科。

木材膠合

任何工業產品的生產過程中,凡是以零、部件組成的成品,都有一個接合問題。木材工業產品的接合,從利用摩擦力、機械力的榫接、釘接、螺栓接合、鉸鏈接合發展到膠接,使接合形式由點的接合發展為線及面的接合,使製品的力學強度和剛度顯著提高。合成樹脂膠粘劑的出現,促使膠合技術進步和膠合質量提高,終於導致人造板工業體系的形成。所以木材膠合是對木材工業發展有重要影響的一項基本加工技術。現正開展的無膠膠合技術的研究,實質上是利用木質纖維素材料自身所含有的物質,經過一定條件的處理使之活化而產生膠粘作用的「自身膠合」,並非真正無膠膠合。

木材切削、木材乾燥和木材膠合是木材加工的三項基本技術,木材工業的絕大部分產品在生產過程中必須用到這三項技術。木材對於切削、乾燥和膠合等加工操作的抵抗能力和適應程度,統稱為木材的工藝性質。

展望

中國木材工業所需原料供應結構,隨著客觀資源情況的變化,將從傳統的以天然林木材轉變為以人工林、速生林木材為主;從傳統的大徑材轉變為中、小徑材及間伐材為主;從傳統的少數常用樹種轉變為速生樹種、多樹種和多種植物資源為主;從傳統的實體木材轉變為人造板等復合材料為主。同時,隨著產品消費結構的改變,以及新技術革命帶來的巨大影響,木材工業也將發生巨大的變化。

產品結構的改變

①膠合板工業中的單板將成為一種商品,並以單板的再加工形成一個新的工業門類。它將包括裝飾用單板如刨切單板、組合薄木、層積薄木以及屬於卷材形成的微薄木、增強性成卷薄木,也包括單板再加工所得產品如單板層積材等。②膠合木的生產,今後主要以小料縱接、橫拼、層積膠合而成。將成為和人造板材並列的人造成材,從而使人造木材產品系列趨於完整。③為了使劣質材優化利用和充分利用,木材改性材料的數量、品種都將進一步增加。④非木材人造板將有較大發展。

生產工藝的變革

①工藝技術的改革。制材工業在提高質量的基礎上,仍將以提高出材率為主要任務,繼續進行減少切屑消耗的努力,向少切屑、無切屑鋸切技術發展。木製品工業如傢具工業為適應市場的變化,生產方式將逐漸演變為以小批量、多品種為主,現有生產線也將為柔性製造系統所取代,從而引起傢具生產工藝的全面變革。人造板工業在大幅度增加品種的過程中,現有生產工藝也將因此發生變化。以無卡軸為特徵的新一代單板旋切機已在中國製成,嚮往已久的無木心旋切技術已有可能性。「無膠」膠合技術在80年代中期開始在中國進行研究並已取得初步成就。這些技術的變革對木材工業將產生重大影響。刨花定向技術的進一步提高,將達到纖維在板坯表面按照天然木材的紋理或根據設計的圖案花紋排列的水平,使人造板表面獲得更高的裝飾效果。②高技術的應用。計算機作為工業控制用於制材工業已有一定基礎,今後進一步發展並與其他高技術如激光鋸切等相配合,有可能在精密鋸切或無屑鋸切方面取得突破。人造板工業中的計算機應用亦已起步,並已在部分工廠用於控制熱壓機操作。迄今為止,以單板剪切工序的應用所取得的效益最為顯著。計算機今後的進一步推廣,必須首先研究感測技術和研製相應的儀器設備,更要提高執行元件的製造水平。③生物技術應用於木材工業已有較長的歷史。過去主要是研究生物對木材及木製品的破壞性及其防治方法,是從消極方面去考察其破壞作用。現正轉向積極方面的研究,如木質素的生物降解、纖維的生物分離。試驗證明用生物分離纖維可提高纖維得率和質量,降低能源消耗。可以預料,生物技術在木材工業中的應用前景廣闊,一門新的加工技術行將形成。

產品設計技術的強化

這是商品經濟中產品競爭能力的源泉。木材工業中許多部門都必須發展這項技術,它的內容包括產品功能設計、外形藝術設計、產品結構設計、生產過程的工藝設計、設備設計、生產線設計等。木製品工業生產方式向多品種小批量、短周期轉變後,客觀上就不能不加強產品設計工作。人造板工業通過原材料的不同,顆粒形狀的變化,規格差異以及改性措施的相互結合,復合材料產品品種將成千上萬地涌現,更需要藉助產品設計來完成。因此,展望未來,產品設計技術必將得到強化和發展。

見世界森林工業。

③ 如何高效利用我國農村生物質資源

對於生物質這個詞大家都有肯能感到陌生, 所以我們先解釋一下這個名詞, 生物質是指 利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體,即一切有生命的可以生長的有機 物質通稱為生物質。它包括植物、動物和微生物。廣義概念:生物質包括所有的植物、微生 物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作 物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。狹義概念:生物質主要是指農林業生產過程中除 糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素(簡稱木質素) 、農產品加工業下腳料、農林廢 棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。特點:可再生、低污染、分布廣泛。 因為生物質中含有能量, 因此引伸出生物質能這個詞, 生物質能就是太陽能以化學能形式貯 存在生物質中的能量形式, 即以生物質為載體的能量。 它直接或間接地來源於綠色植物的光 合作用,可轉化為常規的固態、 液態和氣態燃料,取之不盡、用之不竭,是一種可再生能源, 同時也是唯一一種可再生的碳源。 國內生物質的資源分布 因為生物質包括植物、動物和微生物,所以在分析生物質資源分布的時候,我們只考慮 植物的分布。我國農林生物質資源豐富、數量巨大,較常見的有秸稈、稻殼、薪材、鋸末和 甘蔗渣等。 據統計,我國農作物秸稈可收集量約為 4.5 億 t/年, 摺合標准煤 1.8 億 t, 稻殼 5000 萬 t,摺合標准煤 2000 萬 t ;林業加工過程產生的木質廢棄物約 2400 萬 m3,摺合標准煤 150 萬 t ;各種天然薪材的合理提供量為 1.4 億 t ,摺合標准煤 0.74 億 t。 農業生物質資源 我國是農業生產大國,農業生物質資源豐富。 每年的農業生產廢棄物的產量約為 6.5 億 t, 到 2010 年產量可達 7.3 億 t,可產生 12EJ 的能量。農業生物質資源主要包括農作物秸稈和 農產品加工廢棄物。農作物秸稈是我國廣大農村地區傳統的生活用能,其中水稻、玉米和小 麥秸稈佔到 84.3%;農產品加工廢棄物有稻殼、玉米芯、花生殼和甘蔗渣等。1999 年,我 國各地區主要農業生物質可利用量的合計總量達 5.6 億 t。 列前 10 位的地區是: 山東、 河南、 河北、江蘇、黑龍江、吉林、四川、湖北、安徽和內蒙古。其中,秸稈類生物質的主要流向 為 15%還田,24%飼用,2.3%用於工業,近 60%用於薪柴或露地燃燒。因此,我國農業生 物質資源具有巨大的應用潛力。 林業生物質資源 我國現有森林面積為 1.75 億 hm2,其蓄積量為 124.56 億 m3。2002 年,全國造林面積 為 777.10hm2,比上一年增長 56.8%。我國陸地林木生物質資源總量在 180 億 t 以上,可用 於生產生物質能源的主要是薪炭林、 林業廢棄物和平茬灌木等。 林業生物質能資源在我國農 村能源中佔有重要地位。2002 年,我國農村消耗的林業生物質能資源約 1.66 億 tce,占農村 能源總消費量的 21.2%。在丘陵、山區和林區等區域,農民 50%以上的生活用能依靠林業資 源。1999 年,我國林業生物質產量列前 10 位的地區是:黑龍江、內蒙古、四川、雲南、吉 林、江西、湖南、廣西、廣東和山西。另外,我國有宜林荒山荒地約 4692.71 萬 hm2,可以 開發種植高產能源植物。 (資料來自於網路) 我國生物質能源的利用現狀 我們國家生物質能源的資源十分豐富, 然而我國生物質能源的開發利用起步較晚, 隨著 近些年的研究和開發,經取得了明顯的效果。但總體來說主要是作為燃料提供熱能或發電、 農田有機肥料及多種化工產品等。 生物質作為燃料或發電 (1)直接燃燒 我國 9 億多農村人口的生活用能大部分依賴於生物質能源。 然而直接燃燒熱效率低, 目 前生物質的直接燃燒利用著重於研究開發提高燃燒的熱效率, 減少有害物排放, 如研究開發 各種鍋爐等用能設備上。生物質的燃燒,國外用於商業化發電,我國在這一方面仍需進一步 完善。 直接燃燒主要包括爐灶燃燒、壓縮成型燃料燃燒、聯合燃燒和焚燒垃圾。爐灶燃燒是傳 統農村人們的用能方式, 因效率比較低而逐漸被淘汰。 壓縮成型燃料燃燒是將生物質壓縮成 型,使其密度增大,性能接近煤,相當於鍋爐直接燃煤技術,而且尾氣排放污染小,進行發 電很有發展前景, 其中顆粒成型燃燒尤適合家庭或暖房取暖。 聯合燃燒是燃煤摻入生物質燃 燒,可減少二氧化硫及氮的氧化物的排放。焚燒垃圾是鍋爐在 800—1000℃高溫下燃燒垃圾 可燃組分, 釋放熱量供熱或發電。 目前我國現代生物質能中用於直接燃燒的高效燃燒鍋爐有 200 多台,效率均可達 80%,有幾十家垃圾焚燒爐正常運行。 垃圾顧名思義是一種環境污染物,其實它是「放錯位置的財富」 ,許多國家和地區,已 經形成垃圾產業,垃圾的資源化既可以減輕環境污染,又可以緩解資源短缺。近年來,國外 不斷開發出新型發電技術如城市生活垃圾發電,據試驗焚燒 500t 垃圾可以發電 1 萬千瓦? 時。匈牙利建造的一座大型垃圾發電廠,有 4 個垃圾燃燒室,每個燃燒室可燃燒 15t 垃圾? 電站既發電又給附近用戶提供了高達 250℃的蒸汽。垃圾發電在丹麥、瑞典、德國、法國、 日本、英國等國家也得到重視和應用。污泥發電,日本東京大學發明了一種使污泥固化的方 法,據試驗固化污泥每千克有 4000 大卡熱量,相當於低質煤的發熱量,用它進行發電,既 可節約能源,又可保護環境衛生。但是我國垃圾資源的產業化尚未形成。 我國生物質能直接燃燒發電處於起步階段, 仍具有較大的發展潛能, 美國利用生物質如 廢木材和農業廢棄物燃燒發電技術已經成熟,其發電設備裝機容量為 736MW。 (2)利用轉化技術 生物質能源的開發利用, 按照轉化產物的形態可分為生物質的液化和氣化, 液化與氣化 通常採用生物技術和熱化學兩種方法。 生物質的液化, 生物質的熱解液化技術在我國目前尚處於試驗研究階段。 我國各大院校 如浙江大學對生物質廢棄物在回轉窯中的熱解特性, 以及各種鹼金屬和相關無機元素在生物 質熱解中的析出行為進行了研究, 上海理工大學、 東南大學等也正在從不同的角度對生物質 液化技術進行研究。 研究生物質液化是為了提高液體產物的產率, 減少固體殘留物和氣態產 物的量獲得品質更高的液體產品。 生物質熱解液化所得液體燃料習慣上稱為生物柴油, 可以直接作為燃料使用, 也可以轉 化為品位更高的液體燃料或價值更高的化工產品。 生物柴油的研究與開發起步晚, 有望在今 後幾十年中迅速發展起來,形成生物柴油產業。統計數據表明,我國乙醇產量的 1/3 以木薯 為原料,2004 年廣西乙醇產量為 30 萬 t,其中木薯生產乙醇總量達到 10 萬 t。利用生物質生 產酒精方面巴西和美國成績很突出。 研究結果表明木薯作為燃料乙醇原料的綜合效益居第二 位,它是生產生物乙醇的首選原料,目前科技工作者在木薯乙醇生產中已經開發出諸如連續 發酵、差壓精餾等可與玉米乙醇生產相媲美的技術。黑龍江、吉林和河南三省建設陳化糧為 燃料乙醇生產工程,主要原料為玉米、甘薯等,並已在全國十餘個城市開展了摻和 10%乙醇的 汽油醇燃料應用示範工作。 生物質的氣化,我國生物質生產沼氣研究工作開展的較好,利用秸稈和糞便通過發酵,產 生沼氣後照明和生活用燃料。目前,我國特別是四川等地在農村已普遍使用了較為實用的沼 氣池。沼氣開發利用主要有農業沼氣,工業沼氣,城市下水道污水沼氣,城市垃圾沼氣。生物 質氣化產物主要包含甲烷、乙烷、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等,這些產物可用做生活燃氣 或工業用氣。生物質氣化是生物質熱轉化技術中歷史最長、最具實用性的一種技術,但生物 質氣化氣存在的最大弱點,即氣體中 H2/CO 值較低。 我國在技術與裝置開發方面自 1990 年代 以來,已取得了一系列的成果,如主要集中於生物法和熱化學轉換法生物質的制氫技術,中國 科學院廣州能源研究所開發研製的各式氣化爐 ,可用於清潔供熱供電和供氣,部分產品已經 出口東南亞各國。 目前二甲醚的合成主要通過煤氣化、 天然氣氣化以及重渣油氣化等途徑獲 得的合成氣來合成。 據報道,該研究所研究出利用生物質間接液化一步法合成二甲醚的方法。 發明專利是一種利用沼氣重整生物質氣化氣合成二甲醚的新方法,工藝涉及生物質的高效潔 凈利用領域,提供了一種完全由生物質高效清潔利用合成燃料二甲醚的綠色合成方法。?? 生物質轉化成其他化工產品 上海大學環境與化學工程學院固體廢物研究中心,利用水熱技術對甘蔗渣、樹葉和菜皮 ?種生物質垃圾的轉化產物和機理進行了研究。結果表明,生物質轉化得到的產物中含有大 量的腐植酸物質。這類腐植酸物質可以作為生態肥料,腐植酸含量能達到 45%左右具有良好 的肥效和經濟價值。廣西大學生物技術學科的研究人員針對此難題經過兩年的攻關,成功地 研製了利用污泥製造成高效無污染的生態有機肥的技術,生產的肥料不僅能使農作物產量有 較大的提高,而且使果蔬的品質有極大的提高,深受農民的普遍青睞。2000 年該技術轉讓給 上市公司桂林集琦集團,當年便實現產業化。 我國農村生產沼氣過程中,同時得到發酵液、 渣 等厭氧發酵殘留物,作為農田的有機肥料,效果很好,從而使得生物質能源得到充分利用。我 國木薯生產乙醇技術趨於成熟,乙醇除了作為運輸燃料替代汽油,還可以生產冰醋酸、 乙烯及 其下游產品。生物質的催化合成甲醇技術發達國家,如美國、日本、英國、法國、德國、俄 羅斯等,早在 10 年前就已開展了技術攻關研究。朱靈峰等研究者開展了此項研究工作,填補 了我國此研究領域的空白。 結果表明,解決了催化劑失活問題,秸稈類生物質熱化學法製得的 低熱值燃氣通過適當處理制備的合成氣,可直接催化合成甲醇。生物質能的研究工作逐漸轉 向熱解產品的深加工開發,如活性炭、 木醋液等應用研究領域。 木焦油是國際緊俏產品,木醋 液可形成多種化工產品。 (資料來源江西林業科技報 2006 年第 5 期) 開發和利用生物質能源已成為世界許多國家開源節流、化害為利和保護環境的重要措 施。據聯合國環境保護機構發表的一份調查報告說,至少有多個工業化國家在開發利用「綠 色能源」方面取得了顯著成績,其中有些國家通過實施「綠色能源」計劃,在很大程度上緩 解了本國能源緊缺的矛盾?同時有效地改善了環境。 而我們國家在擁有豐富的生物質資源時, 我們更要合理的開發與利用, 改善利用生物質 能源的技術,提高能源利用效率,使我國在利用生物質能源方面更加完善,最終使生物質能 源成為我國重要能源的之一。

④ 如何發揮作物生物技術優勢提高作物品種改良和作物生理研究水平 急~~~

1轉染的基因技術
轉染的基因技術是手動分離和修飾的基因導入的生物體的基因組中,由於引入的基因的表達,使生物體性狀的遺傳修飾,這種技術被稱為轉基因技術(轉基因技術)。通常被稱為「基因工程,基因工程,遺傳轉化是轉基因的代名詞。通過轉基因技術在媒體上通常被稱為」轉基因生物「(轉基因生物 - GMO)
2轉基因技術的生物和傳統的關系
因為人類由於農作物,我們的祖先從來沒有停止過作物的遺傳改良。改良的農作物,在過去的幾千年裡,主要是良好的自然突變基因和重組積累的隨機的選擇和使用自然的方式來很好的基因。遺傳成立近一個世紀的動物和植物育種,用人工雜交方法優良基因的重組和外源基因的遺傳改良。
轉基因技術與傳統技術是一脈相承的,其本質是以獲得良好的基因遺傳改良,但是,基因轉染,轉基因技術和傳統的育種技術的范圍和效率,有兩個重要的差異。首先,一般只在一個物種的基因轉移開關基因在基因轉移的個人之間的傳統技術技術被排除在生物體之間的親緣關系的限制。二,常規的雜交和選擇技術一般都是單個生物體的水平上,全基因組的操作,轉移了大量的基因,不可能准確地操作,並選擇一個基因,可預測性能的後代差。轉基因技術操作和轉移的一般基因的功能後,一個明確的定義,明確的,後代表現可准確預期。因此,轉基因技術的發展和補充傳統技術緊密結合兩者可以相得益彰。的植物和動物品種改良,大大提高了工作效率。
3,轉基因食品的安全問題
意識不面對越來越多的轉基因食品,以美國為首的主要餅由反對派領導的歐洲,形成全球范圍內的兩大陣營。不久前,調查結果顯示,美國,加拿大兩國的消費者接受轉基因食品,僅有27%的消費者認為食用轉基因食品可能在歐洲,大多數人都反對轉基因食品,特別是明顯的,為什麼1998年一位英國教授的研究表明,大鼠食用轉基因馬鈴薯,損壞內臟和免疫系統,轉基因食品首次在英國的質疑和對健康的危害。在世界各地引發了轉基因食品安全性的討論。雖然英國皇家學會於1999年5月發表了一份聲明:本研究??是「千瘡百孔」,得出的結論是,轉基因馬鈴薯害蟲的健康完全依賴。然而,轉基因生物安全食品已經引起消費者的懷疑,79%的英國人反對試??種轉基因作物,抵制轉基因食品進入市場。
所以,到底是怎麼轉基因食品的安全性,無論是吃的嗎?教授羅雲波從本質上講,轉基因生物和常規育成的品種,這兩個在??原有基礎上對某些性狀,,或添加新的特性,或消除原來的不利性狀。只有傳統育種品種的種內或之間密切相關種,從植物,動物,微生物和轉基因植物中的外源基因。雖然在目前的科學水平不能完全准確地預測一個外源基因的遺傳背景中會產生什麼樣的相互作用,但從理論上講,轉基因食品當問及是否長期食用轉基因安全。
羅雲波教授說,他吃了轉基因食品,包括他的同事在這方面做的??研究和推廣人員,也沒有拒絕轉基因食品。食物對人體的慢性副作用,羅教授不認為副作用,因為轉基因食品的嚴格測試,經過大量試驗和許多部門,二是由於轉基因食品在體內不積累至於人們懷疑轉基因食品可能會產生各種對人體的危害,主要是因為他們不明白,基因工程,而這些「危險」沒有科學依據的。
羅雲波教授,前一個廣泛的轉基因食品進入我們的生活,它是唯一的農業作物基因工程安全管理措施的實施不夠,這種做法是不相關的農產品的進口,國外轉基因食品進入我國沒有制定了嚴格的的限制,所以只要可能的立法,從而對進口轉基因食品進行嚴格的安全測試,真正確保消費者的利益。相應的法律,法規,有序,健康的方向發展,是基因工程的嚴格控制之下有利於人類需要的方向發展,這將帶來不可估量的貢獻給人類。
4,轉基因作物的潛在生態風險
轉基因作物的潛在生態風險已經明確提出,早在「公約」生物多樣性「,出版於1992年,發展的方法來控制自由裁量權的條款。 ,管理或控制由生物技術的生物體(LMO或GMO)在使用和釋放的危險,都可能對環境產生不利影響,從而影響到生物多樣性的保護和可持續利用中可能出現的,同時也考慮到危害人類健康。對環境有負面影響,包括對農田生態系統的影響,以及自然生態系統的影響,影響了許多。
人工品種的轉基因作物,因為,我們可以看到這些品種的外來物種的自然不存在。一般情況下,外來種對環境或生物多樣性的威脅或危險,有相當長的一段時間。有時還需要10年或更長的時間。轉基因作物商業化種植時間最長的是5-6年,一些潛在的風險在這么短的時間內可能無法顯示。但是,一些風險已被證實在實驗室水平。
米克爾森證實了抗除草劑,抗除草劑轉基因油菜基因通過基因流的混合,一次回交的過程中,已被轉移到其野生近緣種(米克爾森等人,1996)。據報道,2001年8月,加拿大的主要轉基因作物的抗除草劑轉基因油菜,但它們正在變成雜草。農民打了一種新的有害植物在他們的農田。因為他們的農田種植轉基因油菜,植物耐除草劑的日常使用,也更難以殺死他們。 GM油菜傳播速度比我們想像的要快得多,這是絕對不可能的,控制在馬尼托巴大學的植物科學家說,馬丁Entz。加拿大食品檢驗局建議農民殺了他們與其他代理。然而,其他葯物可以殺死農民種莊稼,但這些葯物在某些情況下,GM油菜抗。這些轉基因油菜真正成為所謂的「超級雜草」。
5,10位院士談轉基因:大力推進生物技術的研究和應用
把轉基因生物技術的發展,在國內外受到了極大的關注。市民開燈的發展,一些有關安全問題的轉基因作物,生物技術和食品安全方面的科學院研究所發表的觀點。袁隆平(中國工程院院士,被稱為父親在中國的雜交水稻,現任中國國家雜交水稻工程技術研究中心):雖然中國雜交水稻技術目前在國際上領先,但如果你不加強分子育種技術研究,短則5年,長的10年,中國的雜交水稻技術落後於國際標准。中國分子生物學技術被應用在研究超級稻的三個目標。施援遠認為,未來使用生物技術作物育種的農業科學和技術的發展方向和必然趨勢,轉基因技術是分子生物學技術的一類,它是要加強轉基因技術的研究和應用,沒有技術,沒有立足之地。不拒絕的態度對待轉基因產品,科學和謹慎的態度。陳君石(中國工程院院士,國際知名的食品安全專家和主席,國際食品添加劑法典委員會,營養與食品安全研究所,中國疾病預防控制中心研究員):需要告訴公眾有關轉基因,轉基因作物,轉基因生物安全和其他方面的知識。他認為,天然食品不等於安全食品;沒有零風險的食品,轉基因食品不構成食品安全問題。他說,一方面,轉基因食品不含有有毒有害物質,不構成食品安全問題,另一方面,轉基因作物的研究,發展了一套嚴格的監督和管理方案生產方面,也確定,這和其他傳統產品的生產規范和嚴格的管理要求。許智宏(前北京大學校長,中國科學院科學,生命科學學院,北京大學教授,在上海植物生理研究所研究員與環境學院,現任主席,國際植物組織培養和生物技術協會,聯合國教科文組織人與生物圈計劃委員會主席):生物顯著的技術突破,是迅速繁殖和催生新的產業革命,中國生物產業發展大力推動的發展和產業化的轉基因有機體為建設創新型國家的品種,提高核心競爭力在高,高科技領域,保障糧食安全和農業可持續發展有重要的戰略意義。李家洋(中國科學院院士,副總裁,遺傳與發育生物學研究所研究員):面對日益嚴峻的全球糧食安全問題,可利用轉基因生物的種植,生物農葯新品種,新的生物制劑的研發,為人類生活帶來一場新的綠色革命。李院士認為,轉基因作物提高作物的抗性,有效地防止病蟲害,大大減少化學農葯的使用,降低生產成本,減少對環境的污染和傷害其他昆蟲和人類和動物。也可以培育優良的作物品種,提高土地產出率。多年,數以百萬計的人在國內和國外的食品沒有經過基因,以產生對健康的損害,超過100萬公頃土地種植轉基因作物未證實生態環境的破壞。這是一個不爭的事實。

旭日干(中國工程院院士,副院長,他擔任副主任委員,中國科協科學與社會,中國的畜牧獸醫副總裁):轉基因生物安全是一個相對的概念,非轉基因生物系在安全性方面的差異比較。沒有發現轉基因食品和傳統食品,目前國內和國際的科研,在人類的食品安全是有區別的。另一方面,嚴格控制的基因來源,操作方法和應用環境的轉基因研究中的應用。 ,轉基因生物的安全評價後,轉基因生物獲得主管部門批准,可以放心使用或消費。戴景瑞(中國工程院院士,玉米遺傳育種專家,中國農業大學農學與生物技術學院教授):我的前半生基本上是搞常規的,傳統的育種,在過去的20年中,無論是從事傳統的,常規育種也參與現代生物技術的發展和應用。我意識到的是,通過轉基因技術,在傳統技術的基礎上,你可以添加一個新的技術,可以提高水平的新品種選育,可以增加一些傳統育種解決不了的性狀。謝華(中國科學院院士,雜交水稻遺傳育種專家,福建省農業科學研究院,前總統):目前,科學家全國各地的跨區域合作,攜手做了很多的工作,研究和開發的轉基因基因作物已經得到了很好的基礎。生物技術的發展緊密結合起來,與傳統的技術優勢,擴大養殖,提高養殖效益突破資源和環境的制約,成長的民族種業,鞏固糧食農業綜合生產能力和供給水平,保障國家糧食安全的方式是必不可少的。楊煥明(中國科學院,中國基因組科學家,主任,北京基因組研究所,中國科學院院士,研究員):盡管有各種??各樣的批評,我仍然沒有毫不猶豫地支持轉基因植物和動物。轉基因本身是沒有毒性的,他們與其他基因的相互作用,還研究了清晰的畫面。李寧(中國工程院院士,中國農業大學生物學院教授):關注生物安全的人,最不熟悉的生物安全知識。事實上,我們自己一個人吃了數以千計的基因。讓人們接受女人比男人的肋骨上拉,與1800年的時間。面對諸多的問題,在農業生產中,轉基因生物技術的有效方法。一個民族,一個國家而言,這些方法接受慢一點,然後將留下的。劉旭(中國工程院院士,中國農業的副總裁,作物育種專家):第三大技術,轉基因技術已被列為影響未來全球經濟的轉基因育種新技術在國際上普遍使用。目前,中國已建立了水稻,小麥,玉米,大豆,棉花等主要農作物轉基因技術體系自主知識產權的數百個新的基因和數量的潛在應用價值的新基因,水稻基因組及重要功能克隆研究世界先進水平,為利用轉基因技術培育農作物新品種奠定了堅實的基礎。面對國際競爭日益激烈的轉基因市場充分利用轉基因新技術培育環境友好型,資源節約型和有利於健康,高產出的高品質的轉基因作物品種,在科學評估,按照依法管理的基礎上,促進新的轉基因品種的產業化。

⑤ 有關生物的先進技術!!!!!!!急!!!!!!!!

1、人類基因組計劃
(1)人類基因組計劃的目標
人類基因組計劃是一項國際性的研究計劃。它的目標是通過以美國為主的全球性的國際合作,在大約15年的時間里完成人類24條染色體的基因組作圖和DNA全長序列分析,進行基因的鑒定和功能分析。由美、英、日、德、法、中六國參與的國際人類基因組計劃是人類文明史上最偉大的科學創舉之一。其核心內容是測定人基因組的全部DNA序列,從而獲得人類全面認識自我最重要的生物學信息。我國於1999年9月1日正式加入該計劃,承擔了1 %人類基因組(約三千萬個鹼基)的測序任務。
(2)人類基因組的研究內容
A.建立遺傳圖譜
遺傳圖譜 (genetic map),又稱連鎖圖(linkage map),是指基因或DNA標志在染色體上的相對位置與遺傳距離。遺傳距離通常由基因或DNA片斷在染色體交換過程中分離的頻率厘摩(cM)來表示。1厘摩表示每次減數分裂的重組頻率為1%。厘摩值越高表明兩點之間距離越遠,厘摩值越低表示兩點間距離越近。
B.建立物理圖譜
物理圖譜 (physical map)是指DNA序列上兩點的實際距離,通常由DNA的限制酶片段或克隆的DNA片段有序排列而成。物理圖譜反應的是DNA序列上兩點之間的實際距離,而遺傳圖譜則反應這兩點之間的連鎖關系。在DNA交換頻繁的區域,兩個物理位置相距很近的基因或DNA片段可能具有較大的遺傳距離,而兩個物理位置相距很遠的基因或DNA片段則可能因該部位在遺傳過程中很少發生交換而具有很近的遺傳距離。
C.DNA序列測定
人類基因組計劃最終將測定出人類基因組的全部序列。這種序列測定不同於以往那種只對其一個特定的感興趣的區域進行DNA序列分析的工作。它要求一種更高效的規模測序,並將測出的每一個DNA片段按其染色體位置進行准確的排列。從而得到人類基因組DNA序列鹼基排列的全貌。
D.基因的確定和分析
確定每一個基因,研究它的結構、特性和功能是人類基因組計劃的又一個重要內容。通
過對人類基因組全部DNA序列的測定,可以利用計算機找出分布在DNA兩條互補鏈上所有可能編碼蛋白質的基因。
(3)中國的人類基因組研究
我國已建成了一批實力較強的國家級生命科學重點實驗室,組建了北京、上海人類基因組研究中心。有了研究人類基因組的條件和基礎,並引進和建立了一批基因組研究中的新技術。中國的HGP在多民族基因保存、基因組多樣性的比較研究方面取得了令人滿意的成果,同時在白血病、食管癌、肝癌、鼻咽癌等易感基因研究方面也取得了較大進展。中國是世界上人口最多的國家,有56個民族和極為豐富的病種資源,並且由於長期的社會封閉,在一些地區形成了極為難得的族群和遺傳隔離群,一些多世代、多個體的大家系具有典型的遺傳性狀,這些都是克隆相關基因的寶貴材料。但是,由於我國的HGP研究工作起步較晚、底子薄、資金投入不足,缺乏一支穩定的、高素質的青年生力軍,我國的HGP研究工作與國外近年來的驚人發展速度相比,差距還很大,並且有進一步加大的危險。如果我們在這場基因爭奪戰中不能堅守住自己的陣地,那麼在21世紀的競爭中我們又將處於被動地位:我們不能自由地應用基因診斷和基因治療的權力,我們不能自由地進行生物葯物的生產和開發,我們也不能自由地推動其他基因相關產業的發展。
2、中國雜交水稻基因組計劃簡介
水稻是世界上最重要的糧食作物之一,是半數世界人口賴以生存的主要食物,也是有7000年種植水稻歷史的中國經濟、文化、傳統和歷史的一個重要組成部分。年總產值達千億人民幣以上的大米是關繫到我國國計民生的最主要的糧食。袁隆平院士的雜交水稻在我國水稻育種和東南亞各國有著廣泛的影響。"中國雜交水稻基因組計劃" 這個項目著眼於中國糧食的主要物種秈稻和以秈稻為遺傳背景的雜交水稻,它在農業上的意義可與人類基因組計劃在人類健康中的意義相媲美。
通過對水稻全基因組序列分析,可以獲得大量與水稻育性、豐產、優質、抗病、耐逆、成熟期等有關的遺傳信息和功能基因;可以促進水稻的品種改良,培育更好的優質高產新品種;還有助於了解小麥、玉米等其它重要農作物基因組中的相關基因,從而帶動整個糧食作物的基礎與應用研究;還可以專利的方式,將優良的種質資源轉化為信息資源進行保護,以利於農業的可持續發展。
眾所周知袁隆平院士是我國水稻雄性不育系的最主要的發明和奠基人,有水稻之父和綠色革命先驅的全球美譽。選擇這一水稻株作為切入點進行測序分析在政治、科學和經濟上都有著積極的意義。開展超級雜交稻基因組的研究,在產業上,是密切聯系生產實踐的;在科學上,是對國際水稻基因組研究的補充與發展;在國家任務上,將促進和幫助我國正在進行的水稻四號染色體基因組序列圖的完成。
處於世界領先地位的我國雜交水稻是我國糧食安全和農業可持續發展的重要資源之一。袁隆平院士等人培育的超級雜交稻更是中國的驕傲和國寶。開展雜交稻的分子遺傳機理研究是生產實踐提出的問題,也是使水稻高產高質的必由之路。通過對超級雜交稻基因組的測序,解開其遺傳秘密;以信息化帶動水稻的應用研究和產業發展;申請相應的專利保護,為可持續發展打好基礎。並將我國這一學科推至國際前沿。
中國雜交水稻基因組計劃就是以水稻基因組測序為基礎,以水稻比較基因組、功能基因組等領域的研究為核心,重點開展具有我國自主知識產權的重要功能基因發掘和應用。項目測定的是袁隆平院士培育的超級雜交稻兩優培九的二個親本培矮64S和9311的基因組全序列框架圖。培矮64S是光溫敏核不育的品種,它的基因組兼具秈稻、粳稻和瓜畦稻的成分,在雜交稻中作母本;9311是的典型秈稻品種,作父本。
水稻的基因組序列與人類基因組序列一樣,是研究水稻的遺傳變異、發育與進化的基礎。特別是作為農作物,是培育高產、優質、美味的優良品種的基礎。它的意義是不言而喻的,正因為如此, 國際上已有三個"水稻基因組計劃":
①1992年開始,1997年正式形成的"國際水稻基因組協作組,現已公布 200 Mb 的BAC 克隆的數據,及一條染色體的全序列;
②2000 年4月,孟山都 (Monsanto)公司公布水稻的"工作框架圖";
③2001年2月,另一公司 Syngenta 也宣布完成水稻的"工作框架圖"。
而我國的雜交水稻"工作框架圖"將對全球的水稻研究與育種提供信息,並將推動水稻基因組及其他農作物基因組的研究。開展雜交稻及其秈稻親本基因組的研究,既能針對我國雜交稻生產的實際,也能彌補國際水稻基因組計劃的不足。
2001年9月我們完成了具有國際領先水平的中國雜交水稻(秈稻)基因組"工作框架圖"和資料庫,並將公布數據,供全球免費共享。
根據組裝和數據分析結果,中國雜交水稻基因組"工作框架圖"和資料庫,具有國際領先地位,標志著我中心的科研從追隨世界級課題(1%項目)到自主進行世界級大課題研究的跨越。
3、體細胞克隆技術
克隆, 是英文CLone的音譯, 意思是無性繁殖。它是由一個細胞或一個分子經復制擴增而變成一群相同細胞或分子的生物學過程和特徵。個體水平的克隆在植物繁殖中司空見慣, 農業廣泛應用的扦插嫁接產生的後裔都是無性系的, 利用植物細胞在細胞水平上克隆生產林木花卉,水果疏菜也很平常。但通過拼接基因, 使之復制和表達, 在分子水平上克隆, 就要復雜和困難得多。
50年代曾有科學家用蝌蚪小腸上的皮細胞核, 移植到未去核的非洲爪蟾細胞上, 證明了已經分化了的體細胞核的全能性。但在哺乳動物身上, 這項技術從未成功。
80年代,人們轉而用胚胎細胞克隆哺乳動物, 它是先將一個早期胚胎細胞的卵裂球分離,使之成為具有多個相同遺傳基因的卵細胞,這樣從一個品種繁殖出遺傳基因一模一樣的仔畜。1986年,英國科學家利用胚胎細胞克隆出一隻綿羊。從80年代中期起,我國科學家用胚胎細胞相繼克隆成功小鼠、山羊、兔、豬和牛。就在英國的克隆羊旋風般攪動世界輿論之時, 美國科學家宣布去年成功地利用胚胎細胞克隆出兩只人類的近親:猴子。
但這所有的輝煌都無法和英國科學家利用體細胞克隆出的這只綿羊相提並論。
這只非凡的綿羊被它的創造者以人們喜愛的英國鄉村歌手多莉命名。它的身世的確曠古未有。它有三個母親, 卻沒有一個父親。它的胚胎發育和誕生的過程, 全部受到羅林研究所威爾莫特小組的操縱。他們先用葯物促使母羊A排卵, 然後將這只未受精卵的全部染色體吸空, 使之成為一個具有活性但無遺傳物質的「卵空殼」, 接著他們從母羊B——一隻6齡綿羊的乳腺中取出一個普通細胞, 通過電流刺激作用, 使乳腺細胞的細胞核與「卵空殼」結合成一個含有新的遺傳物質的卵細胞, 這個卵細胞在試管中發育成胚胎後, 再將其植入母羊C的子宮。1996年7月, 多莉在科學們忐忑等待的心情中降臨世間。令人振奮的是, 迄今這個憨態可掬的「嬌小姐」一切正常。三隻母羊對它都有生養之恩, 但只有母羊B, 那隻為它提供了細胞核的6齡綿羊, 才是她的真正「生母」。多莉繼承了它的全部DNA遺傳基因, 換句話說, 多莉是母羊B百分之百的復製品。
多莉的誕生, 為生物工程技術在本世紀行將結束的時候, 打上了一個華麗的休止符, 也為21世紀眾目矚望、一致看好的這項技術起了個嘹亮的高音。克隆技術一旦成熟, 就意味著哺乳動物的任何一個體細胞,都可以是克隆的供體材料。據測算, 一個成年人體大約有400億萬個細胞。以此為參照, 試想想, 一小塊皮肉, 就包蘊多少細胞吧。這簡直取之不盡, 用之不竭。而克隆的最大優勢在於能百分之百復制親本的所有性狀。因此克隆技術為解決目前在基礎醫學、醫葯和畜牧業生產等領域棘手的難題,為保護地球生物的多樣性, 開辟了一條獨特的路徑。
很多吞噬人類健康的頑疾之所以久攻不克, 是因為它只露出一幅猙獰的面目, 而隱匿了神秘的身世。科學家們設想, 把體細胞中可能與疾病有關「嫌疑」基因, 導入實驗動物基因中, 然後克隆出一批轉基因的實驗動物。由於人與動物的疾病發生機理有很多相似之處, 如果導入的嫌疑基因在動物身上發病, 就證明那一基因是肇事元兇, 反之就嫌疑排除。這樣人類就可以找到一把斬斷病魔惡爪的利劍。
若從血液中提取的蛋白葯物, 成本高, 價格昂貴, 而且有些血液製品中可能隱匿有令人聞之色變愛滋病、乙肝等病毒, 這使人們在使用這些葯物時疑慮重重, 甚至草木皆兵。如果大量克隆具有特殊葯用價值的基因動物, 就可以利用這種動物的血液和乳汁, 生產具有特殊效用的蛋白葯物。「借花獻佛」, 既提高效率, 又可高枕無憂。
若要培養一個優良畜種, 需要數代雜交選種, 而且變異和退化時常威脅品質的穩定, 致使研究人員數年辛勞前功盡棄, 付諸東流。利用體細胞克隆技術, 這一世紀難題就迎刃而解。比如用一頭高產奶牛作供體, 就可以克隆出十頭、百頭、千頭、萬頭……同樣高產的奶牛。當然, 這得保證飼養條件與供體大致相同。「又要馬兒好, 又要馬兒不吃草」,在那兒都是行不通的。
還有每年,都有些物種成為我們這個星球永遠的過客。大熊貓、金絲猴……瀕危物種低沉的嗚咽和孤單的身影,時時牽動了世界的神經。克隆技術無疑為珍稀動物兒孫繞膝, 子繁嗣盛帶來了福音, 也為人類保護地球的生物多樣性提供了技術的可能。
克隆技術的誘人前景現今還只顯露出崢嶸的一角。目前同種動物的體細胞克隆的重復性實驗還有待完善, 應用也非一朝一夕。今後不同種動物的克隆將是更大膽、更重要的一個研究方向。比如把羊的體細胞核與牛的卵細胞雜合, 再把這個重構胚胎植入馬的子宮孕育。但這些都有大量懸而未決的理論和技術問題等待科學家們去探索。
但同時我們可以看到:象許多科學技術一樣, 克隆技術也是一把雙刃劍。因為從理論上看, 既然哺乳類的綿羊可以克隆, 克隆人也不會大的障礙。人們想像, 現在克隆羊已經姍姍走來, 克隆人離我們還會遠么?
克隆人的出現可能將對人類社會的政治、宗教、法律、倫理道德提出挑戰, 將給現在人類社會的生活方式、家庭結構、婚戀方式帶來不可預料的沖擊, 因此世界各國都宣布克隆人為不受歡迎的人, 並為克隆人研究設置了一個個不得逾越的雷區。
美國總統柯林頓宣布, 聯邦政府禁止用政府經費克隆人, 並下令組成一個專門小組, 審查克隆技術的突破給倫理帶來的影響。
梵蒂岡的《羅馬觀察家》呼籲:「人類有權以人類的方式出生, 而不是在實驗室。任何一種反人類的方式都是令人難以接受的。」
中國衛生部長陳敏章宣布,中國對克隆人研究不贊成、不參與、不資助、也不接受外來科學家從事這方面研究。
法國衛生國務秘書表示:「克隆人不可取」, 法國農業研究所聲明:「堅決反對任何克隆人體的技術。」
值得我們欣慰和驕傲的是, 面對克隆, 人類表現得比以往任何時候都富有成熟理性和遠見。如果克隆技術真是上帝放在人類面前的又一隻潘多拉魔盒, 那麼人類將滿懷自信地伸出兩手,一隻手叫智慧或靈性, 它讓克隆技術為我所用, 造福世界, 另一隻手叫理性, 它將控制和防止克隆技術走向反面。
4、基因治療:
隨著人類遺傳學的發展,研究人員認識到,人類最基本的遺傳單位是染色體上的基因,基因是「製造」和「操縱」人類機體的藍圖,它指揮著細胞合成人類生命的基礎——蛋白質。但是,當基因發生變化時,其編碼的蛋白質不能履行自己正常的功能,這種情況下可能會出現疾病。近10多年來,作為糾正存在缺陷的基因的一種技術,基因療法在許多國家特別是西方發達國家中成為研究和試驗的熱點。
經過多年的研究,研究人員尋找到了多種糾正缺陷基因的方法,其中最普遍的方法是將正常的基因插入基因組非特定的位置以取代有缺陷(也稱為失效或致病)的基因。在這種方法中,研究人員通常會利用被稱作傳病媒介的載體將正常或治療基因遞送到病人的目標細胞中。目前,最常見的傳病媒介是已被人為改變攜帶了人體正常DNA的病毒。病毒在漫長的進化過程中,形成了一套獨特的方式將自己的基因遞送到人體細胞中,致使人體發病。研究人員試圖除去病毒基因組中導致人體患病的基因,並加入治療基因,然後利用病毒遞送基因的特殊能力醫治人類疾病。
當病毒性傳病媒介在抵達目標細胞(如肝或肺細胞)後,它便將攜帶的治療人類基因的遺傳物質「卸下」留在目標細胞中。在治療基因給出的遺傳指令下,細胞開始產生具有相應功能的蛋白質,從而恢復目標細胞的正常功能。通常,用於基因療法傳病媒介的病毒類型包括:逆轉錄病毒、腺病毒、腺相關病毒(AAV)和皰疹單式病毒。不同的病毒在人體中攻擊的目標各不相同,因此它們在作為傳病媒介時,攜帶的治療基因和目標細胞也不盡相同。
當然,除利用傳病媒介遞送治療基因治療疾病的方法外,還有其他幾種非病毒遞送基因的方法供研究人員選擇。其中最簡單的方法是直接向目標細胞「注入」治療性DNA,然而這種方法應用范圍十分有限,原因是它只適用於少數人體組織,卻需要大量的DNA。現在,研究人員在實驗將一條人造染色體或者稱第47條染色體注入目標細胞中,這條人造染色體將與人體細胞中的23對(46條)染色體並存,不影響它們的工作或引起它們發生突變,同時也不會受人體免疫系統攻擊。研究人員希望能將人造染色體作為一個大的傳病媒介,攜帶大量的遺傳密碼。這種方法目前存在的問題是,將如此之大的分子遞送到目標細胞的核內十分困難。
盡管基因療法從理論上講具有很強的可行性,但在實踐中卻遇到了不少的困難。美國首例基因療法臨床試驗開始於1990年,至今沒有取得明顯的效果。1999年,18歲的傑斯•格爾辛格接受試驗性基因療法治療鳥氨酸轉羧酶缺乏症時,在治療的第4天由於多器官停止工作而去世。據認為,用作傳病媒介的腺病毒引起人體免疫系統強烈反應是導致傑斯死亡的原因。
基因療法研究遭受的最為嚴重的打擊是今年1月份法國又一例以失敗而告終的基因療法試驗。一名患X染色體相關嚴重綜合免疫缺乏疾病(X-SCID,俗稱「泡泡嬰兒綜合症」)的男孩在接受基因療法試驗後,出現了同白血病類似的疾病。而在2002年8月,就曾有一名患同樣疾病的男孩在接受試驗性基因療法後出現了相同的情況。在第二例試驗失敗後,為慎重起見,美國食品和葯物管理局(FDA)立即採取措施,暫時中斷了在美國所有利用逆轉錄病毒作為傳病媒介在血液幹細胞內進行基因治療的試驗。
2003年2月底,美國食品和葯物管理局下屬的BRMAC委員會召開會議,討論是否能在有相應安全保障的前提下,允許對威脅人類生命的疾病進行一些逆轉錄病毒基因療法試驗,但是食品和葯物管理局尚沒有對此給予答復。目前,美國基因療法仍然處於試驗階段,食品和葯物管理局沒有批准任何人類基因療法的產品上市。
研究人員發現,有不少因素影響了基因療法治療遺傳疾病的效果,其中包括基因療法自然生命短、人體免疫系統反應強烈、病毒傳病媒介存在的問題和多基因疾病。具體來說,治療性DNA不易「融入」基因組以及許多細胞的快速分裂這兩方面的問題,導致基因療法無法取得長久的治療效果,病人不得不多次接受治療;人體免疫系統對「入侵者」的強烈反應影響了基因療法的有效性,同時免疫系統產生的免疫反應導致病人重復接受基因療法的難度加大;病毒傳病媒介會給病人帶來潛在的危害,如毒性、免疫及炎症反應。此外,人們擔心傳病媒介在進入人體後也許會重新恢復致病的活力;對單基因變異引起的疾病來說,基因療法是最有效的方法。但是實際上,人體許多疾病是由多基因變異引起的,因此單基因療法難以奏效。
雖然基因療法離臨床應用還有相當長的距離,但是基因療法的研究最近在某些方面仍取得了令人倍受鼓舞的進展。今年3月20日《新科學家》雜志報道,美國加州大學的研究小組成功地利用「塗」有PEG(聚乙烯乙二醇)高分子層的微脂粒(或脂質體),將治療基因遞送到人體大腦中。這是一項重大的突破和成就,因為過去的研究表明,病毒傳病媒介「身體」過大,無法跨過「血-腦屏障」。新的研究成果將有望治療帕金森病。又如,《新科學家》在3月13日還報道,有研究人員表示,由於細胞能利用雙鏈核糖核酸短片(siRNA)致使特殊序列的RNA出現退化或降級,如果設計一個siRNA同有缺陷基因的RNA副本相匹配,那麼有缺陷的基因將不能產生異常的蛋白質。日前,倫敦哈默史密斯醫院的科學家在英國《自然醫學》雜志的網路版上報告說,他們使用注射核糖核酸(RNA)的方法治療患有杜氏肌營養不良症的實驗鼠,獲得初步成功,效果可持續3個月之久。
也許有一天,研究人員堅定的信念和不懈的努力能夠將基因療法用於人類疾病的預防和治療,讓那些攜帶缺陷基因生活在隨時出現病症陰影下的人們從痛苦中徹底解放出來。
5、轉基因生物
(1)轉基因作物
在美國首都華盛頓新會議中心召開的「生物技術工業組織」年會上,生物技術工業組織主席菲爾德鮑姆宣稱:「截至2002年年底,全世界已有16個國家種植了8.7億畝生物技術作物。美國、阿根廷、加拿大和中國是種植轉基因作物最多的4個國家。僅在美國就有55種生物技術作物獲准商業化,目前最多的轉基因作物是大豆(3個品種)、棉花(6個品種)、玉米(13個品種)和油菜籽(11個品種)。」
來自美國47個州及全世界50多個國家的1.5萬名企業家和科學家參加了這屆為期3天的年會。討論的題目十分廣泛,從生物科學及其管理到生物倫理學和國土安全。分會場的內容包括生物防禦、全球生物技術買賣、葯物發現和開發、資金籌集以及知識產權保護等。
參加本屆年會的人數大大超過往年,這是因為美國最近生物技術股價直線上升,今年納斯達克生物技術股指上升了近50%。生物技術研究也取得了很大的進展,美國食品與葯物管理局還批准幾種新葯上市。菲爾德鮑姆說:「人們已知生物技術和信息技術正發生重大結合,但現在,已出現生物技術與其他技術,特別是同納米技術相結合的趨勢,產生了新的、高度計算機化的『干實驗室』。」
所謂「干實驗室」就是指在實驗室中,不採用諸如溶劑、溶液等化學物質,而大量使用計算機和其它電子技術進行試驗。這是生物實驗室的一個重大變化,使人們能在實驗室中比過去多進行幾千次試驗。從會議的小組討論中記者看到,工業上使用生物技術已十分普遍,用生物技術可以製造塑料、燃料、紙張和洗滌劑,從而對環境產生較小的影響。
在2003年6月22日中午舉行的生物技術和發展中國家會議上,組織者特地為記者提供了「生物技術午餐」。從主菜到點心和水果,每種食品都是經過生物技術改造後的產品。第一道開胃菜就是生物技術改造的西紅柿和木瓜,記者品嘗了這種黃色的西紅柿後,感到除了有點酸以外,與普通西紅柿沒什麼兩樣。轉基因木瓜能抗一種木瓜病,該病曾使美夏威夷州木瓜業損失了1700萬美元。主食是米飯烤蝦,外加洋李和花生米。轉基因稻米富含鐵元素和維生素A,經過生物技術改造的洋李可防洋李皮疹病毒,而蝦和花生米食用後不會患蝦過敏和花生過敏症,因為科學家已利用生物技術將過敏源徹底消除了。

(2)楊樹和白樺開始變臉 俄研製出轉基因樹木
俄羅斯科學院西伯利亞植物生理學和生物化學研究所利用基因工程的方法成功地研製出轉基因楊樹。而沃羅涅日森林遺傳和育種科研所則克隆出優質的卡累利白樺樹。研究人員通過試驗發現,轉基因樹和克隆樹在保障木材質量的情況下,還具有生長速度快、抗蟲害等優點。
20世紀基因工程在醫葯、食品和農業生產中已得到廣泛運用,但利用基因工程改善樹木和森林質量的研究起步較晚。最近幾年來,科學家開始關注轉基因樹和克隆樹的研究。
俄西伯利亞植物生理學和生物化學研究所的科研人員發現,玉米基因ugt能控制植物生長素酶的合成,若能提高樹木中植物生長素的含量,樹木的生長速度將加快。科研人員將ugt基因植入山楊、白楊和雪松中,獲得了轉基因的山楊、白楊和雪松。經多年試驗證明,含ugt玉米基因的山楊、白楊和雪松的生長速度已大大增加。
沃羅涅日森林遺傳和育種科研所的科研人員選擇了最有價值的卡累利白樺樹進行克隆研究。他們從最漂亮的花紋木質白樺樹的莖中提取細胞和愈傷組織,再從愈傷組織中培育白樺樹,成功地獲得了克隆白樺樹。試驗證明,克隆白樺樹的生長速度更快:3年到4年樹干內就出現花紋木質的標志———節或者棱,5年到8年樹干內全部變成漂亮的花紋。而用傳統的方法種植的卡累利白樺樹,出現花紋木質標志通常需要10年到12年。
對此,也有一些俄科學家認為,和其他轉基因產品一樣,目前還缺乏對轉基因樹木結構和性能的完整認識。快速生長的樹木能使土壤提前衰竭,轉基因樹木的花粉可能引起森林種群自然結構的改變,從而破壞森林生態系統。因此,對轉基因樹木的研究還需要長期觀察。
(3)美培育的煙草「長出」狂犬病病毒抗體
美國科學家首次培育出一種轉基因煙草作物,它能含有針對狂犬病病毒的抗體。新成果表明,轉基因作物有望成為狂犬病病毒抗體的廉價「生產車間」。
托馬斯·傑斐遜大學的研究人員說,他們在新型轉基因煙草作物中插入了編碼人類狂犬病病毒抗體的基因,目前,900英畝的轉基因煙草至少能收獲1000克狂犬病病毒抗體,大約可生產10萬份醫療制劑。研究人員稱,經改進後,作物「生產車間」的生產率還能進一步提高。細胞培養實驗顯示,用轉基因煙草獲取的抗體能抑制狂犬病病毒,功效與人體天然產生的狂犬病病毒抗體差不多,甚至更強。活體動物實驗還表明,轉基因煙草產出的抗體能保護倉鼠免受狂犬病病毒感染。
全球每年平均有5萬多人死於狂犬病,狂犬病葯物和疫苗的市場空間相當大。傳統上主要從人和馬身上提取狂犬病病毒抗體,但前者成本過高,而從馬體內獲取的抗體會使人產生嚴重過敏等副作用。目前,世界范圍內狂犬病病毒抗體非常短缺。新型轉基因煙草作物研究負責人、托馬斯·傑斐遜大學科普羅夫斯基博士認為,與其他方法相比,從轉基因作物中獲取狂犬病病毒抗體,好處在於更安全、生產成本更低。
(4)反響:
20世紀70年代初,當科學家第一次利用重組基因技術把大腸桿菌的大噬菌體病毒和猿猴的SV40病毒構建成重組基因分子時,人們產生了一種恐懼,用這種方法會不會製造出人類無法控制的超級生物,給人類和自然造成毀滅性的破壞?於是科學家開始關注現代生物技術的安全性問題,即生物安全。
專家們認為,現代生物技術存在著廣泛性、潛在性、長期性的危險,可能會出現影響環境中非目標性生物生態結構,改變物種的競爭關系,出現轉基因植物雜草化和部分產品的毒性、致病性和過敏性等一系列問題。
如何看待這些潛在的危險呢?中國農業大學教授王國英認為,生物技術的潛在危險應當引起重視,採取預防手段是必要的,但不要誇大生物技術的危害。一些可預見到的潛在危險通過生物安全手段是可以避免的@並不像人們想像得那麼可怕。例如,轉基因植物的雜草化問題,現有的大多數栽培作物經人工馴化後,在自然條件下已失去適應性和自然競爭力,其退化為雜草的可能性是微乎其微的。
涉及生物安全檢查的另一方面就是基因漂移。轉基因作物會不會發生基因漂移,改變非目標生物的生態結構和物種的競爭關系?王國英解釋說,基因漂移只能在親緣關系較近的種屬之間進行,

⑥ 如何發展生物質燃料,建工廠的條件有哪些,能不能和中國生物質網這樣的網站合作合作

生物質燃料又分液體、固體生物質燃料。不知道你准備發展哪一種?如何發展生物質燃料是很大的一個問題。概況的說首先要解決原料來源的問題,這個問題解決的原則是不能「與人爭糧」,不能破壞當地環境,不能對當地經濟結構造成過大幹擾。其次,要大力發展生物質能源科學技術,要有核心知識產權。第三,從事生物質能源領域專業人才儲備。
對於建工廠,首先要看原料是否豐富。這一點當地政府對發展該事業的支持程度很重要。政府態度對原料基地建設方面、融資方面會有重要影響。其次,看交通條件如何。交通條件關繫到產品銷售成本、客戶的選擇等,很重要!

⑦ 怎麼增加木材

偷菜
收菜
掠奪其他玩家
小人事件
打野怪會獎勵一些資源包
等等

⑧ 納米技術在楊樹木材利用上有何前景

納米技術可以利用木材的性質和特有的納米尺度的組分,使新一代成本低的產品和材料生產成為可能。納米科學技術與工程有效地獲取木質纖維素材料所能提供的全部價值,是森林工業由資源依賴型轉變為知識依賴型的大有前途的工業,納米材料在木材工業中近期內的研發包括:開發木材—無機物的復合材料的制備方法;篩選實木製品納米級阻燃劑,使處理的產品既有防火性,又有耐久性;確定穿越木材細胞壁和木材中納米尺度的材料的物理、化學條件;智能建材—裝入鋸材、板材、結構復合材料中的納米感測器自動監測其濕度、溫度、負載、白蟻、腐朽等情況;重量輕、強度高的復合材料等。
木材工業應用納米技術的預期效果:製造工藝的突破將大力改變工藝過程,可降低製造成本35%;簡化工藝流程,降低投資50%;改進對化學、生物化學和物理學的理解,使產品性能增加50%。納米技術用於楊木加工,可以克服楊木原有材性中的不利因素,開發出新產品、提高產品性能、降低生產過程中的能源和原材料消耗和對環境的影響,顯著提高經濟、社會和環境效益。隨著我國經濟的高速發展,木材及木製品的需求將繼續增長。楊木加工利用在我國已有一定基礎,為國家發展對木材的需求作出了貢獻,但尚未發揮楊木所能提供的全部價值。今後要緊密依靠科技進步,將我國的楊木加工利用從資源和低價勞動成本依賴型轉變為技術依賴型,增強競爭力,取得更高的經濟、社會和環境效益。

⑨ 生物燃料的其他信息

在曼谷舉行的地區生物能源論壇上,糧農組織專家裡根·鈴木承認,相對傳統的化石能源,生物能源的確對環境保護更加有益,而且可以促進許多國家和地區的能源安全。但她同時指出,這些優點必須與生物能源的弊端放在一起權衡。
鈴木指出,許多國家和地區正改變成百萬公頃土地的用途,專門種植棕櫚、甘蔗和其他能夠製造生物燃料的糧食作物,同時生物燃料也成為媒體上最熱門的話題,但大規模製造生物燃料所帶來的廣泛的社會和環境問題卻被拋在腦後。
最大的擔憂在於「與糧爭地」,鈴木警告說,大規模改種生物燃料植物已經造成美國和墨西哥玉米價格上漲,並可能導致發展中國家糧食短缺。
2007年美國25%的玉米收成變成了乙醇燃料,但另一方面,糧農組織2007年底的一份報告說,受大量糧食被轉變為生物燃料等因素的影響,世界正在經歷「前所未有」的糧食危機。有聯合國官員認為,使用糧食生產燃料是一項「反人類的罪行」。 鈴木說,由於製造生物燃料需要大量的水,如果盲目推進,中國和印度將遭受更加嚴重的水源短缺。中國水利部2007年11月發布的水資源評價最新成果顯示,按目前正常需要和不超采地下水,正常年份中國缺水近400億立方米。
與此同時,鈴木說,印度尼西亞和馬來西亞的森林面臨著棕櫚種植園擴張的危險。她說:「對於熱帶和亞熱帶國家來說,種植生物燃料具有明顯的競爭優勢,但往往也在這些國家中,森林和資源保護體系是脆弱的。」
國際農業研究磋商組織23日發布的預測報告與鈴木的說法一致。這一報告使用獨立開發的計算機模型,以印度等國的生物燃料增產計劃和人口增長趨勢為基礎,預測2030年利用玉米、小麥、甘蔗等作物生產生物燃料所需新增的用水和土地。結果顯示,印度屆時需要新增用水約300億噸。其他一些農業大國也面臨大量水資源供應缺口。 「能量不滅,汽車永動,萬物生息輪回」這是生物燃料熱在全球激起的美麗夢想。可是隨著新一輪全球農產品價格不斷上漲,很多人對這個美麗夢想產生了懷疑,不禁要問「是讓更多人吃飽飯還是讓更多人開汽車?」
追本溯源,對「生物燃料熱」以及「發展生物燃料危及糧食生產」等系列問題的起因、發展、解決方法等幾個方面集中歸納分析後,使狂熱回歸理性。唯有理性對待生物燃料熱,才能走出生物燃料和糧食生產的「PK」大賽。 用於延緩全球變暖的生物燃料的廣泛應用對全球商品市場產生了重要的影響,芝加哥商業交易所主席上周如是說。
世界最大的金融交易的執行官克雷格·多諾霍(Craig Donohue)也表示,最近原油價格和小麥價格的急速增長對商品市場造成了重要影響。 「這是一個全新的商品市場。由於越來越多的企業以乙醇為能源基礎,我們看到在軟商品(農產品)和能源之間呈現出顯著的收斂趨勢。」他在訪問東京的時候這樣告訴記者。
國際貨幣組織本周警告到:「全球性的依靠穀物作為能源基礎會提高貧困國家的糧食價格,並帶來『嚴重的牽連後果』」。
國際貨幣組織指出,美國在2005年已經超過巴西成為世界上最大的乙醇生產國,歐盟是最大的生物柴油生產者。
中國和印度,由於急速的經濟增長所帶來的能源需求,也計劃加速生物燃料的生產。專家指出,這樣會加速水和食物的短缺。
Donohue指出,亞洲兩大能源需求國的崛起,對世界商品市場產生了顯著的影響。
「我們看見由於印度和中國的經濟增長,商品在生產、進口和出口方面產生了巨大的變化,這對商品的供給和需求也產生了重要的影響。」他說。 面對國際原油價格的起伏不定,如何應對由於原油價格上漲可能引發的經濟和社會問題,已成為各國關注的重點。在不久前泰國曼谷召開的能源研討會上,不少專家認為採用可再生的生物燃料作為替代品,可以緩解許多國家對原油等礦物燃料的依賴。每年泰國花在進口原油上的經費大約100億美元。
生產和充分利用生物混合燃料是這次大會的討論主題。其中,由巴西專家提出的將乙醇與汽油或柴油混合製作燃料的方法最引人關注。
乙醇也就是人們所熟知的酒精。生產乙醇的成本並不高,而且原料方便易得,澱粉或糖類植物經過發酵和蒸餾後就能產生大量的乙醇。試驗表明,乙醇與汽油或柴油混合製成的新型燃料,不僅環保,而且可以大大減少人們對原油的需求。
此外,採用新型混合燃料的另一個優點就是適應亞洲和拉丁美洲的國情。這些地區的國家多以農業生產為主,而乙醇可以從一些高產的農作物,例如甘蔗和玉米中提取。巴西是產糖大國,目前它擁有世界上最大的乙醇加工基地,每年可以用糖加工乙醇大約130億升,是工業乙醇主要出口國之一。泰國現在還沒有專門生產乙醇的基地,泰國總理他信表示,他已經決定派專家研究這個方案,並希望能夠盡快得到實施。 在傳統化石能源(煤、石油等)日益枯竭、人類面臨的環境污染日益加重的情況下,世界各國都在積極尋求發展可再生能源。生物能源,特別是生物燃料,因其可以利用廣闊的農產品下腳料作為生產原料,而且可以直接替代車用燃油,因而引起汽車消費大國以及農業大國的廣泛興趣。巴西、美國、歐盟等,在發展生物能源領域走在了世界前列,提供了許多有價值的經驗。
燃料農業為轉基因等高科技手段的大面積推廣提供了可能,並且可以為重要性日益凸現的生物燃料提供充足的原料。與供給人畜食用的糧油、蔬菜和飼料植物相比較,發展燃料植物的優勢突出。一是沒有轉基因植物對人類健康的擔憂;二是除了要考慮對環保的影響外,可容忍較大的農葯殘留量;三是許多燃料植物具有耐貧瘠、耐乾旱的特點。
巴西是世界上最大的生物燃料(主要是甘蔗、乙醇)生產國,早在20世紀70年代就開始實施生物燃料計劃。巴西廉價的生物燃料原料,刺激了可再生能源生產,混合動力車銷量倍增。巴西國內消費和出口需求使生物燃料產量迅速增加,預計2010年的總產量將從2005年的180億升增至260億升。
美國是世界上第二大可再生燃料生產國,從20世紀80年代開始研發,到2004年產量已達129億升。2005年通過的新的能源法案,將重點放在發展可再生燃料,規定2012年美國可再生燃料的使用量將達到284億升,相當於目前的兩倍。
2003年歐盟委員會通過的兩項生物燃料指令推動了歐盟發展乙醇燃料和生物柴油生產。2004年歐盟生產了5.26億升乙醇和22億升生物柴油。指令要求到2010年車用燃料部分使用可再生燃料要達到5.75%。含有生物乙醇或生物柴油的燃料,可免徵燃油稅。 巴西可再生能源佔全國能源的比例高達44.7%,而全球平均僅為13.3%。巴西的可再生能源主要是乙醇和水力發電,其中乙醇的比重日益提高。
據巴西礦產能源部公布的資料,2005年甘蔗能源在全國所產2.186億噸石油當量能源中佔了13.9%。目前,生物能源已成為巴西第三大能源。估計到2010年,正在建設中的100多個甘蔗乙醇蒸餾廠將有一半投產,屆時生物能源將超過水能和電能躍升為巴西的第二大能源。
自1973年至今,巴西生物能源的產量增加了744.4%,從360萬噸石油當量增加到3040萬噸石油當量,年均增長21.3%。巴西發展乙醇燃料潛力巨大,目前甘蔗種植面積為590萬公頃,乙醇產量為180億升,未來10年內甘蔗種植面積預計可翻番。巴西通過遺傳技術培育出早熟甘蔗新品種,延長了甘蔗收割期,從而提高了蒸餾廠設備利用率,開工期由過去的每年六七個月增至10個月。
鑒於巴西是世界少有的可以低成本生產乙醇的國家,發達國家對在巴西參與乙醇開發表示了濃厚的興趣。日本國際合作銀行將提供6億多美元資助巴西生產甘蔗乙醇,通過與日本的合作,巴西乙醇年產量可增加30億升。荷蘭一家企業同巴西企業聯合建立5000萬歐元的投資基金,未來3年內將達到5億歐元,用於資助在巴西開發甘蔗乙醇等生物能源項目。
巴西5年前開始推行「乙醇-汽油」雙燃料汽車,又稱彈性燃料汽車,在石油價格居高不下的情況下,使用乙醇燃料越來越顯示出價格優勢。2005年,巴西乙醇價格平均為汽油的53%,這使消費者大大節省了開支。雙燃料車日益走俏,需求強勁。全國目前出廠的新車大約2/3以上為雙燃料車,巴西現有雙燃料車130萬輛,且以每月新增10萬輛的速度累積。巴西全國自動車輛生產商協會的資料顯示,2005年雙燃料車銷售量大約增加了70%以上,其銷量首次超過了汽油汽車。據估計,2006年雙燃料車在新車市場的佔有率將達到70%。
巴西還實行生物柴油計劃,即在現成柴油中添加2%的生物柴油,政府規定,到2008年將強制性實施這一措施,到2013年再將添加比例擴大到5%。鑒於石油價格仍在攀升,而且在建中的十幾家生物柴油廠工程進展迅速,政府開始研究把上述目標提前實現的可能性。
據稱,巴西開發出一種在柴油中加入10%植物油的新型混合燃料,並計劃於2007年正式開始生產。這一新燃料的技術創新之處,是在原油提煉過程中往柴油中添加植物油,新工藝確保成品燃料中的硫磺含量大幅度降低。因此,不僅價格比常規柴油便宜,而且較少污染。新型生物柴油質地優良,以致目前所有柴油車輛無須任何改裝就可以改用這種新燃料。 美國總統布希在年初發表的國情咨文中,要求在10年內將美國的石油消耗減少20%。其中一個途徑就是用生物燃料等可再生能源,替代汽車所耗15%的石油消費量,同時通過提高燃油使用效率來減少另外5%的石油消耗。20%的節油量,相當於美國目前從中東地區進口石油量的75%。
布希建議,到2017年前,把乙醇和其他可再生車用燃料的產量提高近5倍,達到每年1324.75億升,相當於美國2005年乙醇燃料產量的近9倍。
由於乙醇燃料的原料以玉米為主,因此該建議將給美國農業帶來巨大影響。美國可再生燃料協會稱,乙醇是美國農業諸州一個巨大的經濟引擎,它會產生良好的回報。2005年乙醇行業幫助產生了15.3萬個工作崗位,使美國農業地區家庭收入增加了57億美元。
2000年美國乙醇產量為60.56億升,2005年達到151.4億升。2000年美國玉米產量的6%被用於乙醇生產,2006年這個比例可能增至20%。美國農業部首席經濟學家說,目前燃料乙醇已成為美國玉米用量的第三大產業。作為全球最大的玉米出口國,美國玉米出口比例佔到全球出口總量的70%。2006年美國乙醇行業的玉米用量可能首次超過其出口量。
當然也有人對生物燃料持懷疑態度。生產1326.5億升的乙醇,需要把4000萬英畝的土地專門用來種植玉米,並需建設大量的乙醇生產設施。最關鍵的是,目前的乙醇生產成本十分昂貴,按美國農業部的估計,若取消政府補貼,每升乙醇成本約為0.92美元,比汽油高出一倍。
截至目前,美國已有500多萬輛E85(可燃燒含有85%乙醇燃料)乙醇燃料汽車。
燃料乙醇由玉米製成,生物柴油由大豆製成。除此之外,美國的科研人員正在研發從野草中提煉燃料。布希在國情咨文中就提到了柳枝稷。柳枝稷是美洲大陸上一種隨處可見的野生植物,草梗粗壯,可長到3米高,與玉米和大豆相比,柳枝稷更有可能成為美國長期利用的燃料來源。
美國奧克拉大學的科研人員正試圖開發利用柳枝稷製造乙醇的方法,具體說就是把柳枝稷切碎,加熱後把產生出來的一氧化碳、二氧化碳和氫氣噴入一個生物反應器,反應器里的微生物使這些氣體變成乙醇。另一種方法是從柳枝稷的纖維素中提煉糖,然後把糖製成燃料,目前面臨的問題主要是成本費用過高。
奧克拉大學已經培養出幾種高產量的柳枝稷。該校教授泰利亞費洛說:「柳枝稷的種子對野生動物特別是鳥類是有價值的,所以對環境也有好處。柳枝稷比其他的多年生草更容易種植,在無法種植玉米和其他作物的荒地上,柳枝稷能夠生長,只需要最低限度的肥料和水,柳枝稷就可以有很高的產量。」
美國有廣袤的土地供柳枝稷生長。如果柳枝稷能成為可替代燃料的來源,那麼這種新燃料將是取之不盡的。 2003年5月,歐盟通過了一項促進在交通領域使用生物燃油的指令。按照這項指令,到2005年底,歐盟境內生物燃油的使用應達到燃油市場的2%,2010年底達到5.75%,到2020年,用於交通的燃料要有20%是新型燃料。
生物能源的大規模推廣對德國能源戰略具有重要意義。目前,生物能源已佔德國再生能源市場的60%以上。生物能源的來源包括能源植物、木材、沼氣、可生物降解的家庭生活垃圾及工業垃圾等。在推動「第一代生物能源」大規模商業應用的同時,德國也在加緊開發更加經濟環保的「第二代生物能源」。新一代生物能源技術將直接利用農業秸稈、木材、木屑以及動物糞便等作為能源原料,以有效解決目前生物能源發展中存在的生態問題,且生產成本更低、能源轉換效率和質量更高。
「第二代生物能源」不再與糧食、食用油料等爭地。對農業廢料的循環利用保證了生物能源的可持續發展,解決了當前生物燃料生產過程耗費更多能源的問題。新技術尚處於起步階段,距大規模工業化生產還有相當一段距離,但發展潛力巨大。如德國每年有4000萬噸農業秸稈因無法利用而被就地廢棄,相當於400萬噸生物柴油或德國年柴油需求量的14%。
從2003年開始,法國政府採取了一系列措施,促進生物能源的開發,鼓勵生物能源的利用。2003年,法國用於生物燃油原料種植的面積達32萬公頃;當年生物燃油產量為41萬噸,其中80%為生物柴油。政府計劃,到2010年用於生物燃油原料種植的農田面積將達到200萬公頃。
英國於2004年建成歐盟最大生物柴油廠,年產量達25萬噸。生物燃料公司計劃使生物柴油年產量達75萬噸。英國利茲大學開發出利用葵花籽油生產氫的新技術,所獲得的氫氣純度高達90%,可為汽車及家用燃料電池提供高效、清潔的氫產品。英國還利用甜菜等植物生產生物丁醇,經與傳統汽油混合後,在加油站銷售。