芒属植物的经济价值和应用研究进展

芒属植物的经济价值和应用研究进展摘要:芒属植物是具有高光合效能的C4禾本科植物，被认为是优秀的生物质能源。该文对芒属植物在工业开发和生物学特性研究方面的相关内容进行了综述。研究表明芒属植物是一种兼具经济效益和生态效益的植物资源，目前的研究重点是与其工业价值相关的开发研究。对于芒属植物的生物学研究也主要是在与其高光合效能机理相关的研究上，对于其他领域的研究则相对较少，特别是在与遗传育种工作紧密相关的种质资源研究和遗传多样性方面的研究十分缺乏。

关键词:芒属植物；工业用途；生物学特性；研究进展AbstractMiscanthus Anderss is the high photosynthetic-efficient C4 grasses and expected to provide abundant and sustainable resources of lignocellulosic biomass for the production of biofuels.This article reviews the progress in researches about industrial application and biological characteristics of Miscanthus Anderss.Firstly，studies have proved Miscanthus Anderss is one kind of economic resource containing important ecological benefit，and the recent researches have focused on the exploitation about its industrial usage.Secondly，the biological studies were mainly interested in its high photosynthetic-efficient，other research areas were limited，especially the germplasm resoure

and genetic variation researches were related to the genetic breeding.At last，the authors put forward a proposal for Miscanthus Anderss research status.

KeywordsMiscanthus Anderss；industrial application; biological characteristics；research advances

生物能源被认为是21世纪最有希望在解决能源危机方面有所作为的能源。生物能源资源包括糖类（甘蔗、甜高粱、甜菜）、淀粉类（粮食、薯类）、纤维素类（农作物秸秆、草类、薪材等）、油料类（大豆、油果林木、油菜等）。在上述资源中，大部分与人类粮食有关，在制造生物能源的同时，可能会引起粮食危机。芒属（Miscanthus）植物俗称芒草，属禾本科多年生高大草类。由于芒草不属于粮食作物，其主要生长在荒地上，所以作为能源植物的芒草就受到世界范围的广泛关注。各国纷纷出台相应的政策措施，以期在能源植物的开发和研究上走在前列。中国是世界芒类植物资源的分布中心，更应该重视和加强芒类资源的研究利用工作。

一.芒属植物的经济价值

芒草在我国广泛分布，一直以来人们都将其视作杂草，仅用作生火之用，但是随着研究的深入，人们发现芒是一类兼具生态效益和经济效益的植物资源。

芒类植物具有生长快、产量高、易繁殖的特点，播种后能迅速覆盖地面，是适合于荒坡、湖洲发展的先锋植物，能有效地起到固土保水、防止冲刷、改善周边生态环境的作用。周存宇等[1]采用不同部

位的繁殖体进行无性繁殖，定量研究不定根的长度和数量、根状茎新生芽数量和地下部分包裹土壤的体积，以预测其护坡效果。研究者发现，五节芒在重金属矿业废弃地恢复实践中具有较大的应用潜力，五节芒定居不仅促进了尾矿砂重金属朝着沉淀态和螯合态方面转化，而且还显著地改善了尾矿砂微生物群落的功能发挥[2]。尽管五节芒不属于重金属超富集植物，但对污染土壤中的铅、锌等重金属均具有较强的吸收能力，这一现象说明五节芒将对降低污染土壤中的重金属含量及改善土壤环境具有重要作用[3]。研究发现，芒忍受铝离子、重金属和[氧胁迫的环境，并认为这种对非生物逆境较强的忍耐力可能是因为芒具有其特殊的耐受机制所造成的[4-5]。由于芒属植物茎秆纤维细胞含量高，可以作为一种优良造纸材料。据测定，南荻的纤维产量和质量都比芦苇、麻类、毛竹、杨树和柳树高，纤维细胞的含量达到50%左右，其平均长度约3 mm，最长纤维达6.8 mm。杨春生等[6]研究了荻的2个变种——胖节荻和突节荻的纤维品质及农艺性状，发现它们纤维含量高、品质好、抗逆性强、抗病虫性强、对土壤肥料的适应性强，属优良型造纸原料。何立珍等[7]采用组培诱变的方法，获得了1个四倍体新资源“芙蓉南荻”，其产量大幅度提高，纤维质量更好，可以用来制造中、高档文化用纸。由于芒属植物株型美观，目前已经成为城市绿化造景的重要素材。例如，现在已经开发出花叶芒、彩色芒、斑叶芒、细叶芒等园林专用品种。武菊英等[8]在盆栽条件下研究了分株和遮荫对观赏植物花叶芒（M.sinensis…Variegatus‟）生长的影响，为种苗快速扩繁和应用配置提供技术依据。芒草类植物还

可以用作饲草。例如，民间就用南荻的根茎饲喂芒鼠（又叫冬狸）。芒属类植物最受重视的一个用途，就是作为能源植物进行开发，将其直接作为燃料，不仅燃值高，而且放出的CO2低，且不含有害气体，残留的灰烬也少，同时也可通过纤维素降解生产燃料乙醇。

由此可见，芒属植物不仅在生物能源领域拥有巨大的经济价值，同时在生态环保、农业、工业方面都具有很大的开发潜力和市场价值。

二.芒属植物的应用研究进展

我国研究者最早开展的是芒属植物的农艺学研究。早在1980年，张友德等[9]就研究了荻的种子萌发试验，探索了荻在生产上以种子繁殖的可行性。朱邦长等[10]研究了五节芒的茎芽繁殖技术，有效降低了五节芒的栽培成本。黄杰等[11]研究了芒属植物——荻的第1、2生长季在不同栽培管理条件下的生长特性及生物质成分的情况。余新华[12]开发出了在南方山区利用五节芒种蘑菇的实用技术，为山区农村脱贫致富开辟了一条新途径。为了更好地开发利用五节芒这一野生植物资源，萧运峰等[13]于1987—l993年在安徽省合肥地区，对其开展了引种栽培工作研究，结果表明在第8年鲜草产量达到最高，以后基本稳定，是一种长寿、高产的优良牧草。该研究组通过长期的引种栽培，发现五节芒分化出宽叶和窄叶类型，并证明宽叶类型的生产性状明显优于窄叶类型[14]。陈慧娟等[15]研究了施肥对五节芒热值和表型性状的影响，结果表明不同施肥水平对叶干质量热值、叶灰分含量、茎灰分含量、单支高度、地径、茎叶比达到显著影响，但对产量影响不显著。随着芒属植物可以作为造纸原料这一用途的发现，我国