柳枝稷(Panicum virgatum)

从柳枝稷来的生物能源：更绿的能源草场   这种草延伸到眼睛看不到的很远很远的地方。这是草的海洋---足够淹没马和它的骑手---在大平原徐徐吹来的风里摇摆，唱歌。曾经的美洲大草原方圆有数千万英亩，就是这个样子的。但是那已是一个世纪以前了，那时候白人，铁路，钢犁还没有来到这里。现在，玉米和豆子抢占了地盘，剩下的美洲草原主要变成了公园和保留地。好在现在许多在大平原，甚至是最南部的的试验田和研究室，情况在慢慢改变。这种本土的高大的草种曾经对我们的这片土地的生态起了很大作用，也必将对我们的未来的经济有同样重要的作用。这种草曾经喂养了美洲的大水牛。不久，作为能源植物，它也会帮助我们给数以万计的小汽车和大卡车加油，转动涡轮，给化工厂提供原料。
	在奥本大学的试验田里，柳枝稷每英亩产量是15 吨干生物质，5年的平均产量是11·5吨—每英亩每年足够用来生产1150 加仑酒精。
美国能源部认为，从本土草类作物，比如这种开苏生长的柳枝稷，中获得的生物能源可以减少对进口石油的依赖，以及温室气体二氧化碳的排放，并可以加强美国的农业经济。在能源部橡树岭国家实验室的生物能源物质发展项目里，已经组合了一支从经济能源分析师到植物生理学家和基因学家的队伍对这种新的可再生能源进行最基本的研究。这些研究员来自大学，其他国家实验室和遍布全国的农业站。就像橡树岭国家实验室的生理学家Sandy McLaughlin所说的，他也是柳枝稷研究的项目领导人，他们的主要目的无非就是要建立一个生物能源的工业基础，使从柳枝稷中生产的生物酒精和其他能源工业化市场化，并且可以在价格上和化石能源，比如汽油和柴油，有可比性。   它不长在你的后院 首先，明显的特征：柳枝稷和你家的郊区的草地上的草—蓝草和干草（bluegrass and zoysia grass）— 的差别就像商品大楼里的大榕树和原始森林里的红木树。经过一个生长季节，柳枝稷长得又高又硬，它可以长到10 英尺高，枝干像硬木铅笔一样粗和一样硬 。 那么，是什么使得柳枝稷不适合作为可以光脚在上面走得草地却适合作为一种理想的能源作物呢？它生长快速，吸收大量的太阳能然后转化为大量的化学能---纤维素，纤维素可以被液化，气化和直接燃烧。它也可以延伸到深深土壤里，有效的利用地下水。 又因为柳枝稷在几十万年的进化中能很好的适应整个国家的气候和生长条件并广泛生长。 现在，为了使柳枝稷更有发展，全国的研究者们正在研究开发柳枝稷的产量和抗强性，适合各种生长条件的不同品种，减少对氮和其他化学肥料的需要。通过DNA指纹学和不同种类的生理学特征，研究者们逐渐鉴定和培育了许多很有未来前景的柳枝稷品种 。
柳枝稷可以用标准的农业机械收割和码垛 理想的产量 在阿拉巴马南部土壤层浅而且硬，Dave Bransby 正在把棉花地转化为一块一块的草地。一些阿拉巴马的庄园主打趣说在阿拉巴马没有可种的土地---长达两个世纪的棉花的耕种和土地的逐步退化。但是，来自阿拉巴马的草料科学家 Bransby发现了在那里有一种繁茂生长的作物：在19个分部美国中部和东部研究地点有一种草叫柳枝稷， 这种草被生物能源发展项目选中。在 Bransby的试验田，一年的生长纪录是每英亩产15吨（2000磅）。这是个干物质产量，已经去除了生物质中的水分。把这些生物质转化为可以用于车辆的燃料酒精，相当于每英亩1500 加仑。Bransby 6年平均产量是每英亩11.5 吨 ，相当于每英亩11500加仑酒精。一个附加值是从不能转化为酒精的剩余物中产生的电力。
		许多庄园主已经种柳枝稷来防止土壤流失。另外，除了作为能源作物，柳枝稷在重建贫瘠土壤有机营养方面有重要作用。
许多农场主已经开始种柳枝稷，有的为了牲畜的草料（牛），有的作为土壤表面的覆盖物来防止土壤流失。作为一种能源作物，在柳枝稷管理和收获方面只需要很少的的改变。柳枝稷可以用传统的割草机和码垛机来收割码垛。因为它是一种比较坚硬，较易适应环境的多年生草种，一旦在农场生根，在10年内或是更长的时间，它就像一种摇钱草，每半年或是每年都有收获直到需要重新播种。因为柳枝稷有多种用途----作为能源作，牲畜的草料和土壤表面覆盖物----种植柳枝稷的农场主将更有信心。 可能农场主的农业生产方式会和Bransby 精细的试验田不一样, 但未来上涨的油价或是在石化燃料上附加的环境税，会增加从柳枝稷而来的能源和石油，煤炭的经济可比性，从而来吸引美国农场主种植它。在最近发展的气化技术上，柳枝稷可以生产一系列有用的燃料---合成汽油，柴油，甲醇，甲烷气，甚至氢气---以及有用的化学副产物，可以用来生产肥料，溶剂和塑料。
强大的有利于环境的根系 许多一年生农作物会耗尽土壤有机物，逐渐减少土壤肥力。但是柳枝稷会增加土壤有机物---这种作物的根系和地上部分差不多高。即使在冬季，柳枝稷的发达的成网状结构的根会抱住土壤而防止流失。 除了减缓径流，铆住土壤，柳枝稷还可以过滤从传统行间作物而来的径流 在河流堤岸或是湿地，作为缓冲带的柳枝稷可以地表径流到达地下水或是河流前去除土壤颗粒，杀虫剂和肥料残余，同时还能提供能源。 又因为在它生长过程中吸收空气中的二氧化碳，它还可以减慢地球大气中的温室气体的积累。不像石化燃料只是释放越来越多的二氧化碳，而这些二氧化碳在地质层中已经储存了数百万年。作为能源作物的柳枝稷是在不断的年复一年的循环使用二氧化碳。
前景 一个之所以生物能源发展项目把柳枝稷很确定作为一种很重要的生物酒精作物的原因是基于已经实践的玉米农场主的经验。目前，美国近20亿加仑的酒精来自玉米。这其中的一部分用于和汽油混合形成酒精气；有一部分进一步加工成汽油中的辛烷提升剂；有一部分是在机械研究和概念车中用来燃烧，不管是在纯净或是和一小部分汽油混合。 展望前景， McLaughlin认为柳枝稷在作为能源作物方面有着重要的优越性。他解释说“从玉米生产酒精产生的能量和他需要的能量一样多。但是从柳枝稷里来的酒精产生的能量是需要能量的5倍多。当计算生产拖拉机需要的能量，运输农业机械，种植和收获的能量等等，柳枝稷输出的净能量是玉米输出的净能量的20倍。” 柳枝稷而且还能更好的保护土壤， 直观的减少水土流失。它还能把从空气中吸收的能量保存到土壤和根系间。
		柳枝稷给很多鸟类和小哺乳类动物提供了栖息地。
未来 在上世纪末 ，美国的运输系统就有生物能源加入：3千万马和骡子拉着坐车，拖车和耕犁。根据美国农业部一位草料基因专家Ken Vogel的话，他也参与生物能源发展项目对柳枝稷的鉴定工作 ，用机器来取代动物耕种解放了8千万美国的农田----这些地只被用来种草和其他饲料来为种地需要的牲畜。现在，在下一世纪黎明，历史的车轮来了个轮回。有一百万英亩的土地不需要用来生产粮食，快速生长的能源作物柳枝稷可以又一次支持大量的马力, 它可以用来生产酒精，甲醇和柴油。 总之，生物质带回了21世纪版本的草原。伴随着这草原，它又带给农场主一种新的作物，美国能源独立的提升剂，以及一个干净，可持续发展的未来。根据生物能源发展项目和它的遍布全国的研究伙伴，这个未来是值得耕耘的。