小桐樹俗稱麻瘋樹,又名小桐子、膏桐、臭油桐、桐油樹、黃腫樹、芙蓉樹等,屬大戟科(Euphorbiaceae)落葉灌木或小喬木,是近年來發(fā)掘的生物柴油樹種之一。
小桐樹資料形態(tài)特征
小桐樹高2~5米,樹皮光滑,蒼白色;枝粗壯,圓柱形,具有突起的葉痕;葉片近圓形或卵狀圓形,長寬相近;花單性,雌雄同株,花期較長;果實(shí)幼時(shí)綠色,逐漸變黃,干時(shí)為黑棕色;種子為黑色、橢圓形,長15mm~20mm,直徑11mm。小桐樹結(jié)果不分大小年,第三年結(jié)果,第五年進(jìn)入盛果期,產(chǎn)量逐年增加,年均畝產(chǎn)量500公斤以上,果實(shí)可連續(xù)采摘長達(dá)三十年以上。小桐樹
小桐樹生長有較高的光熱條件要求,栽培期年平均溫度宜為8℃-35℃,年有效積溫為2000℃-3000℃,年日照量不少于800小時(shí),最好在1000小時(shí)以上。光照十足時(shí),生長旺盛,結(jié)果多,種仁出油率高。
生長環(huán)境
小桐樹喜光、喜暖熱氣候,根系粗壯發(fā)達(dá),耐干旱瘠薄,在石礫質(zhì)土、粗質(zhì)土、石灰?guī)r裸露地能生長。
土地資源
廣西地貌態(tài)勢與土地資源結(jié)構(gòu),其顯著的特點(diǎn)是山多平原少,巖溶廣布。山地、丘陵和石山占廣西總面積的69.7%,是廣西土地的主體,非常有利于發(fā)展林業(yè)。廣西未利用土地包括宜農(nóng)荒地及難利用的土地,其中,宜農(nóng)荒地21萬多公頃,難利用的土地面積有159.2萬公頃(以廣大的巖溶山地為主)。兩者的共性在于干旱缺水,土壤稀薄、生態(tài)環(huán)境脆弱。雖然開發(fā)難度大,卻是推廣種植抗旱耐瘠薄的小桐樹的土地后備資源。
氣候條件
廣西地處中、南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),各地年平均氣溫在16.5℃~23.1℃之間,全區(qū)約65%的地區(qū)年平均氣溫在20.0℃以上;各地≥10℃積溫在5000℃~8300℃之間,是全國積溫最高的省區(qū)之一;各地年日照時(shí)數(shù)1169~2219小時(shí),比湘、黔、川等省偏多;各地年降水量為1080mm~2760mm,且雨熱同季。廣西光、熱、水充足,對小桐樹生長栽培、提高面積產(chǎn)量和種子含油率十分有利。
分布范圍
小桐樹原產(chǎn)美洲,廣泛分布于熱帶、亞熱帶及干熱河谷地區(qū),亞洲中南半島的緬甸、泰國、柬埔寨、馬來西亞、印度和我國南方地區(qū)。我國引種已有300多年的歷史,在廣西、廣州、貴州、云南、四川均有分布,多呈野生或半野生狀態(tài)。廣西是我國森林生物多樣性極為豐富的幾個(gè)省區(qū)之一,小桐樹資源相當(dāng)豐富,主要分布于南寧、欽州、百色、河池、崇左、梧州等地,尤其以桂西南地區(qū)集中分布。
主要價(jià)值
提取生物柴油
小桐樹是國際上研究最多的能提煉生物柴油的能源植物之一。種仁含油率為50%以上,可提煉性能優(yōu)越的生物柴油。經(jīng)改性后的小桐樹油可適用于各種柴油發(fā)動機(jī),并在閃點(diǎn)、凝固點(diǎn)、硫含量、一氧化碳排放量、顆粒值等關(guān)鍵技術(shù)上均優(yōu)于國內(nèi)零號柴油,達(dá)到歐洲Ⅱ號排放標(biāo)準(zhǔn)。同石化柴油相比,小桐樹油是一種綠色柴油,對環(huán)境友好(小桐樹油硫含量低,SO2和硫化物排放量比零號柴油低10倍),低溫啟動性能好(無添加劑冷凝點(diǎn)達(dá)-20℃),潤滑功能強(qiáng)(噴油泵、發(fā)動機(jī)缸體和連桿的磨損率低,使用壽命長),安全性能高(閃點(diǎn)高,不屬于危險(xiǎn)品,運(yùn)輸、儲存方便),燃料性能佳(十六烷值高,燃燒殘留物呈微酸性,使催化劑和發(fā)動機(jī)機(jī)油的使用壽命加長),而且具有可再生性。
藥品利用
小桐樹莖、葉、樹皮中豐富的白色乳汁,以及提煉小桐樹油后的油餅內(nèi)含大量的蛋白,是抗病毒、抗AIDS、抗腫瘤的有效成分,是21世紀(jì)的主要開發(fā)藥品。油渣含維生素E、磷脂等,可加工利用。小桐樹葉、樹皮、根提取物含生物堿類成分,具有很強(qiáng)的抗微生物、抗寄生蟲、抗變態(tài)反應(yīng)及抗腫瘤作用。
生態(tài)建設(shè)
小桐樹具有極強(qiáng)的生繁能力,可點(diǎn)播或扦插繁殖,可在干旱、貧瘠、退化的土壤上生長,適宜在熱帶、亞熱帶以及雨量稀少、條件惡劣的干熱河谷地區(qū)種植。小桐樹枝葉濃密,林地郁閉快,落葉易腐不易燃,改良土壤能力強(qiáng)。
綜合開發(fā)
小桐樹油還可用于制造油漆、潤滑油、硬化油、肥皂、染料、化妝品、防蛀劑等產(chǎn)品。小桐樹植株提取物及油渣、油餅,是研制生產(chǎn)生物農(nóng)藥、優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥、植物性蛋白飼料、沼氣的原料。
小桐樹結(jié)果不分大小年
生命力頑強(qiáng)
小桐樹最突出的優(yōu)勢是具有極其頑強(qiáng)的生命力,能夠在嚴(yán)重缺乏土壤和水分的石漠化地區(qū)生長,被科學(xué)家稱為“極地先行者”,又稱“先鋒植物”。這種“先鋒植物”具有三大特點(diǎn):一是喜鈣性,石漠化地區(qū)的土壤自然肥力低、對植物營養(yǎng)元素供應(yīng)不足,土壤以富鈣和偏堿性為特征,喜鈣植物小桐樹可以茁壯成長;二是旱生性,小桐樹長期在干旱的環(huán)境下生存,生理特征發(fā)生了適應(yīng)干旱環(huán)境的改變;三是巖生性,小桐樹可以生長在巖石上,根系深深扎進(jìn)巖石,并穿過巖石的縫隙汲取水分和營養(yǎng)。小桐樹
產(chǎn)量高
小桐樹每畝科學(xué)種植為133~144棵,第3年結(jié)果,第4年進(jìn)入盛果期,產(chǎn)量逐年增加。小桐樹結(jié)果不分大小年,只要管理得當(dāng),肥料充足,年年豐產(chǎn)豐收,可連續(xù)采摘果實(shí)長達(dá)30年以上。每畝小桐樹年產(chǎn)果籽約500~1000公斤,產(chǎn)值約1000~2000元/畝。
含油率高
小桐樹種仁含油率高達(dá)57%以上,采用特殊工藝提煉出的生物柴油質(zhì)量相當(dāng)優(yōu)越,可適用于各種柴油發(fā)動機(jī)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明:3噸果籽可榨取1噸原油,再進(jìn)一步加工,可轉(zhuǎn)換為0.98噸生物柴油。生物柴油具有可再生、清潔環(huán)保、燃燒污染物排放低等優(yōu)點(diǎn),與柴油以一定比例調(diào)兌使用,是我國鼓勵(lì)大力開發(fā)與利用的替代能源。
經(jīng)濟(jì)價(jià)值高
小桐樹全身都是寶,經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高。種仁是生產(chǎn)生物柴油、潤滑油及肥皂的優(yōu)質(zhì)原料;油渣去毒后可生產(chǎn)蛋白質(zhì)含量較高的動物飼料;種子油可作化工、生物農(nóng)藥原料;富含氮的果皮殘?jiān)菢O好的肥料;油麩可作生物有機(jī)肥。葉子提取物富含多種化學(xué)活性成份,并且有瀉下和催吐的作用,具有廣泛的醫(yī)用價(jià)值。小桐樹集生物燃油、生物農(nóng)藥、生物醫(yī)藥、生物肥料、化工原料于一身,被生物質(zhì)能源研究專家譽(yù)為“黃金樹”。
附加值大
每畝小桐樹衍生生物有機(jī)肥300~600公斤,肥皂100~200公斤,生物肥料50~100公斤,生物蛋白飼料300~400公斤。經(jīng)濟(jì)效益是果樹的2倍,是速生桉的3倍以上。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估算,100萬畝小桐樹可收獲果籽50萬噸以上,可產(chǎn)油16萬噸,產(chǎn)值達(dá)6.4億元以上,還可生產(chǎn)生物農(nóng)藥2萬噸,生物肥料2.5萬噸,生物蛋白粉10萬噸,活性炭10萬噸,總值高達(dá)22億元。
生態(tài)效益好
小桐樹具有極強(qiáng)的生繁能力,枝葉濃密,林地郁閉快,落葉易腐不易燃,改良土壤能力強(qiáng)。它不但容易人工造林,而且天然更新能力強(qiáng);可以在干旱、貧瘠、退化的土壤上生長,適宜在熱帶、亞熱帶以及雨量稀少、條件惡劣的干熱河谷地區(qū)種植,是保水固土、防沙漠化、改良土壤、凈化空氣、減少自然災(zāi)害的優(yōu)良樹種。小桐樹又因枝、桿、根近肉質(zhì),組織松軟,含水分、漿汁多而不易燃燒,所以成林后是良好的生物防火隔離帶。
研發(fā)價(jià)值
國內(nèi)小桐樹的研發(fā)情況:
小桐樹作為一種重要的生物柴油原料,引起國內(nèi)科研院校及社會的廣大關(guān)注。現(xiàn)四川大學(xué)生物研究院進(jìn)行成分分析和產(chǎn)品開發(fā),四川長江造林局進(jìn)行推廣種植,生產(chǎn)出的B-15混合柴油已經(jīng)1.5萬公里柴油機(jī)行車試驗(yàn);采用微乳化復(fù)合添加劑合成的B-20型小桐樹生物柴油,在成都公共交通公司的柴油公交汽車上使用運(yùn)行。貴州大學(xué)利用小桐樹生物柴油通過德國有關(guān)汽車公司的測試。云南大學(xué)成功研發(fā)“高桐(小桐樹)脫毒種苗生產(chǎn)和矮化豐產(chǎn)栽培試驗(yàn)”,使小桐樹大規(guī)模推廣種植成為可能。
2006年7月,中石化在攀枝花市建立了一座年產(chǎn)10萬噸的生物柴油煉油廠,配套的原料林基地為40萬-50萬畝;2007年10月,中石化與貴州省發(fā)改委簽署協(xié)議,合作開發(fā)貴州小桐樹產(chǎn)業(yè)。2006年9月,中海油投資23.47億元,在攀西地區(qū)發(fā)展小桐樹生物柴油產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目,還計(jì)劃在海南種植數(shù)十萬畝小桐樹能源林,在海南東方市興建規(guī)模為年產(chǎn)6萬噸的生物柴油煉油裝置。2007年,中石油在四川攀枝花市投資20億元,建成180萬畝小桐樹原料林基地,在云南省則建設(shè)40萬畝小桐樹原料基地。2006年,英國陽光科技集團(tuán)投入巨資在攀西地區(qū)種植100萬畝小桐樹提煉生物柴油。德國魯奇化工股份公司與貴州省發(fā)改委簽訂了貴州小油桐生物柴油示范項(xiàng)目合作協(xié)議。
國外小桐樹的研發(fā)情況:
目前國外對小桐樹的開發(fā)利用與研究主要集中在三個(gè)方面:一是提取生物柴油。1995年在洛克菲勒基金和德國政府支持下,巴西、尼泊爾、津巴布韋開始了對小桐樹油用做燃料的開發(fā)。印度、菲律賓、馬來西亞等國已開始大規(guī)模種植小桐樹。美國、英國和歐洲等國家和地區(qū)均建有年產(chǎn)萬噸的工廠。二是提取物制藥。目前,國外在小桐樹提取物制備工藝、化學(xué)成分和藥理活性等方面研究得較多。小桐樹提取物在抗腫瘤、抗寄生蟲、治療創(chuàng)傷、糖尿病等方面的藥理實(shí)驗(yàn)研究已有成果。三是生態(tài)建設(shè)和扶貧開發(fā)。到目前為止,世界上已有20多個(gè)國家在種植發(fā)展小桐樹。聯(lián)合國已將小桐樹種植作為生態(tài)建設(shè)和扶貧項(xiàng)目,廣泛用于熱帶地區(qū)(如烏干達(dá)、馬里、加納等國家)。
綜合開發(fā)利用
調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)生物能源多元化發(fā)展
廣西糧食生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益較低,故出現(xiàn)種田不賺錢,土地荒蕪現(xiàn)象。通過調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),將這些地方發(fā)展成為生物柴油的原料基地,可豐富農(nóng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化渠道,提高土地生產(chǎn)效率。發(fā)展小桐樹、光皮樹等能源樹種,建設(shè)生物柴油生產(chǎn)基地,形成從原料培育、加工生產(chǎn)、市場銷售、科技開發(fā)的“林油一體化”格局,將使廣西成為繼成功從木薯開發(fā)乙醇燃料之后,又從用油料作物提取動力柴油,形成多元化生物能源發(fā)展格局,加快生物能源產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
促進(jìn)農(nóng)村就業(yè)與農(nóng)民增收
生物能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展將為廣西經(jīng)濟(jì)和農(nóng)民增收帶來新亮點(diǎn)。2007年,年產(chǎn)20萬噸的木薯燃料乙醇項(xiàng)目為農(nóng)民增收達(dá)7.8億元。根據(jù)規(guī)劃目標(biāo),2010年,廣西區(qū)內(nèi)小桐樹種植面積將達(dá)到300萬畝以上,按前期每畝年產(chǎn)值600元計(jì)算,則農(nóng)民每年可增收18億元。同時(shí)大中小型生物柴油廠的建設(shè),以及附屬產(chǎn)品生物醫(yī)藥、農(nóng)藥、肥料的開發(fā),還將給廣西鄉(xiāng)鎮(zhèn)帶來龐大的就業(yè)機(jī)會。
有利于荒山綠化,實(shí)現(xiàn)生態(tài)重建
小桐樹的生命力極強(qiáng),可以很快形成大面積的森林群落,有利于干熱河谷森林景觀的恢復(fù),有利于形成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境,促進(jìn)區(qū)域性水、土、氣的良性循環(huán)。此外,小桐樹的生物生產(chǎn)量大,枯枝殘落物量亦大,有利于土壤改造和土壤腐殖質(zhì)的積累,促進(jìn)土地活化,提高土地利用率。同時(shí),小桐樹還可以作為石漠化治理的優(yōu)良樹種。在廣西生態(tài)退化嚴(yán)重,植被恢復(fù)重建困難的巖溶地區(qū),大面積種植小桐樹,可以改善生態(tài)環(huán)境,有效遏制廣西石漠化土地的進(jìn)一步惡化。2007年,南寧市林業(yè)技術(shù)推廣站將小桐樹列入南寧市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目,并在石山地區(qū)示范種植。
有利于緩解能源壓力、保障能源安全
當(dāng)前,石油危機(jī)籠罩全球,我國能源需求持續(xù)強(qiáng)勢增長,石油供需矛盾日益突出。尋求可再生替代能源已成為國家能源戰(zhàn)略發(fā)展的方向。廣西立足本土資源優(yōu)勢,種植高效能源作物,生產(chǎn)乙醇汽油、生物柴油,對增加能源供應(yīng),緩解能源壓力,保障能源安全具有戰(zhàn)略意義。因此,廣西大量種植小桐樹,可以滿足我國生物柴油的加工與生產(chǎn),對我國生物柴油的發(fā)展具有巨大的推進(jìn)作用。
減少空氣污染,保護(hù)生態(tài)環(huán)境
與傳統(tǒng)柴油相比,生物柴油具有很好的環(huán)保特性。由于生物柴油燃燒時(shí)排放的二氧化碳遠(yuǎn)低于該植物生長過程中所吸收的二氧化碳,從而有利于改善由于二氧化碳的排放而導(dǎo)致的全球變暖問題,因而生物柴油是一種真正的綠色柴油。