農民每年可以生產10億噸生物質來作為生物燃料的原料嗎?

據北中區太陽資助中心主任Vance Owens稱，這正是研究人員試圖回答的問題。目標是用生物燃料替代美國石油消耗的30%。

通過由美國能源部和Sun Grant Initiative建立的區域原料合作伙伴關系收集的長達7年的生產數據，相關分析結果支持美國能源部估計的噸數。到2030年，這個數字可以每年提供一次。

“我們對最有前途的生物原料進行了區域田間試驗，”在成為Sun Grant總監之前從事柳枝稷生產的Owens解釋道。“根據我們已經完成的這些數據和其他研究，隨著生物經濟的不斷發展，我們仍然可以看到每年有超過10億噸原料可以利用。”

南達科他州立大學是這個于2007年開始2000多萬美元項目的牽頭機構。該項目由美國能源部生物能源技術辦公室資助。該項目涉及美國能源和農業部門，35個授權大學，海德堡大學和多個工業合作伙伴以及愛達荷國家實驗室，橡樹嶺國家實驗室和阿貢國家實驗室的研究人員。

這個項目幫助彌補了從非糧作物生產生物燃料的重要信息缺口。南達科他州的農民可以在生產這些生物能源作物方面發揮作用，將生物質轉化成生物燃料的生物精煉廠將建在靠近這些作物的地方。

結果公布，數據可在網上查到

草地作物(包括柳枝稷，能源用甘蔗，保護儲備計劃土地上的混合多年生草，巨型芒草和高粱以及木本原料楊樹和灌木柳)的田間試驗結果和產量預測可在網上查閱。

這項合作關系是SDSU研究與經濟發展榮譽副總裁Kevin Kephart和Sun Grant以及其他成員努力的結果，Owens解釋說。該項目已發表了130多篇同行評議論文，包括與玉米秸稈相關的田間試驗結果和產量項目。

現場試驗的原始數據將可供公眾使用，可在美國能源部網站的知識發現框架中訪問。他說：“由于提供免費的數據訪問，這項研究的影響將會更大。”

該圖顯示了草本作物如巨芒草，高粱和柳枝稷的產量潛力。

學習時間，協作增加數據的價值，建模

Owens指出，這項研究的時間跨度是獨一無二的。 “通常情況下，這些項目持續兩到三年，但就長期產量潛力而言，進行長達七年的試驗是非常重要的。例如，研究人員能夠收集關于潛在生物燃料作物對2012年的全國干旱以及它們在某些情況下如何在隨后幾年中恢復。”歐文斯解釋說：“雖然一年生作物會遭受損失，但多年生植物可以忍受一年的干旱。能夠看到這是一個巨大的優勢，而且只有通過兩年的研究才能看到這一結果。”

在草本能源作物中，對適合在CRP土地上使用的柳枝稷和混合多年生牧草進行了使用傳統農業設備的實地試驗，而由于缺乏營養種植材料，較小的個別地塊被用于能源甘蔗和大芒硝種類。

“作物的潛力因地區而異，”歐文斯解釋說。 “沒有一個地方可以代表全部，這只是一個局部環境。全國產量潛力地圖追蹤哪些作物最適合特定地區。”

“例如，在北部的一些地區，柳枝稷比芒草更有生產力，因為芒草不耐冬季的寒冷。另一方面，能源甘蔗在南方的深度適應性強、產量高。”他說。在未來，研究人員希望在不同環境中對不同物種進行比較，以更好地了解其產量潛力。

用于估計產量潛力的模型(稱為PRISM-ELM)包括產量限制因素，如水分利用率、冬季低溫和夏季高溫響應、土壤pH值、鹽度和排水。來自每個物種組的建模者和農學家會定期會面交流信息并審查產量潛力圖。

歐文斯說：“這是為所有參與方提供的獨特服務，這有助于使模型更可靠。例如，多年生禾草的模型必須根據植物在土壤剖面深處發育根的能力進行調整。”