芒草(學名:Miscanthus)是各種芒屬植物的統稱,含有約15到20個物種,屬禾本科。原生于非洲與亞洲的亞熱帶與熱帶地區。
其中一個物種中國芒(M.中華缺翅蟲)的生長范圍延伸到了溫帶亞洲,包括日本與韓國。一部分高大的芒屬植物,如中國芒與巨芒(M.giganteus),被認為是一種非常有前景的能源作物,被應用來作能源作物,以生產生物燃料,主要為乙醇。也有一些芒草培養用來作為觀賞植物。更多則以禾本科雜草的形式,都在野外或人工設施周圍生存。物種分布廣東省,廣西壯族自治區,貴州省,云南省,西藏自治區東南部,四川省,湖南省南部,江西省南部,浙江省南部,福建省及臺灣省;印度,東南亞經馬來西亞至菲律賓也有。
形態特征
芒草,是禾本科芒屬多年生葦狀草本,直立,粗壯,分枝。莖高1-2米,株無毛或在緊接花序部分具柔毛,四棱形,具淺槽。葉鞘無毛,長于其節間;葉舌膜質,頂端及其后面具纖毛;葉片線形,闊卵圓形,下面疏生柔毛及被白粉,邊緣粗糙,草質,上面欖綠色。
被短伏毛,脈上尤密,下面灰綠色,有極密的白色短絨毛,在脈上的較長,葉柄長1-4.5厘米;苞片葉狀,向上漸變小,均超出輪傘花序,具短柄或近無柄。輪傘花序在主莖及側枝的頂部排列成稠密的或間斷的直徑約2.5厘米的長穗伏花序;苞片線形,長3-4毫米。花萼鐘形,長約6毫米,外面被長硬毛及混生的腺柔毛,其間雜有黃色小腺點,內面有稀疏的細長毛,10脈,不明顯,下部有多數縱向細脈,上部有橫脈網結,齒5,三角狀披針形,長約2.7毫米,邊緣具纖毛,有時紫紅色,果時增大。花冠淡紫色,長約1.3厘米,外面無毛,內面在冠筒中部有斜向間斷小疏柔毛毛環,冠筒基部寬約1.7毫米,向上漸變寬大,至口部寬達3.5毫米,冠檐二唇形,上唇直伸,長圓形,長4.5-5毫米,寬3毫米,全緣,下唇幾水平擴展,長9毫米,寬5毫米,3裂,中裂片倒心形,長約3毫米,
寬約4.5毫米,邊緣微波狀,內面中部具髯[rán]毛,側裂片較小,卵圓形。雄蕊伸出,近等長,前對稍長或有時后對較長,花絲扁平,兩側邊緣膜質,被小纖毛,粘連,前對膛室平行,后對藥室退化成1室。花柱絲狀,無毛,先端相等2淺裂,裂片鉆形。花盤平頂,具圓齒。子房無毛。小堅果黑色,具光澤,近圓球形,直徑約1.5毫米。穎果長圓形,暗紫色;花果期7-12月。
生長環境
芒草原產于中國、韓國和日本等地,現廣泛種植。芒草喜陽光充足和溫暖濕潤氣候,耐寒,耐旱。對土壤要求不嚴格,適應性強,從疏松的沙質土壤到黏土都生長良好。
分布范圍
芒草生產分布原生于非洲與亞洲的亞熱帶與熱帶地區。其中一個物種中國芒(M.中華缺翅蟲)的生長范圍延伸到了溫帶亞洲,包括日本與韓國。
?臺灣
?臺灣地區普遍稱芒草為芒花,而當地常見芒草品種共四種,包括五節芒(五節芒)、白背芒(Miscanthussinensisvar.glaber)、臺灣芒(Miscanthussinensisvar.formosanus)及高山芒(Miscanthussinensisvartransmorrisonensis),秋天欣賞芒花一般指的是白背芒。
?陽明山國家公園、淡水三芝
?大東山、大嶼山島老虎頭、馬鞍山市昂坪、飛鵝山北脊(倚天壁)
?日本
?韓國
主要價值
藥用價值
1、賊風腫痹(風入五臟,恍惚)。用莽草一斤,附子、附子、躑躅各二兩,切細,以水和醋泡一夜。取出,和豬油一斤同煎,去渣,手蘸藥汁摩病處幾百次,可愈。此法亦治癬雜瘡。耳鼻疾,可以棉裹藥汁塞。此方名“莽草膏”。
2、小兒風闡(肌肉痙攣、翻眼,重者一天發病數十次)。用莽草、舅丸各一雞蛋黃大,和豬油一斤同煎,去渣,手蘸藥汁摩病處幾百次,可愈。此法亦治癬疥雜瘡。耳鼻有疾,可以棉裹藥汁塞住。此方名“莽草膏”。
3、頭風病久痛。作莽草煎湯洗頭。勿令藥汁入目。
4、結核病。用莽草一兩,研為末加雞蛋白調勻,涂布上幟瘡。一天換藥二次。
5、乳腫不消。用莽草、赤豆,等分為末,加苦酒和勻,敷患處。6、風蟲牙痛及喉痹。用莽草葉煎湯。熱時含口中,過一會吐去,很有效。
芒草發電
相比其他能源作物,芒草生物質產量高,礦物質含量低,燃燒充分,溫室氣體排放凈效應為零,無有害氣體釋放,有利于緩解溫室效應,并有助于保持水土;且芒草耐寒抗旱,對水、肥依賴小,收割處理容易,這些特點注定它成為第二代能源作物中的佼佼者。
湖南農業大學通過將芒與南荻人工雜交培育出了湘雜芒1號、2號、3號三個新品種,其干物質產量畝產達2500公斤,株高可達4米,單株分蘗數達到100以上,纖維素和半纖維素達75%,總灰分在5%以下,并且適應性和無性繁殖系數大大提高。
芒草可發電一噸發電量同3桶原油
“高個子”芒草提供電力
伊利諾伊大學的研究人員從實驗田平均每公頃收獲了60噸芒草。“如果全州8%的土地種上芒草,即使按每公頃收獲30噸計算,我們就能為伊利諾伊州收集到足夠的干物質來提供電力,這當中也包括芝加哥。”參加研究的伊利諾伊州大學教授史蒂夫·朗對路透社記者說。
無獨有偶。在英國科學促進會舉辦的會議上,英國都柏林圣三一大學教授邁克·瓊斯也表示,在愛爾蘭10%的耕地上種植芒草,就能夠解決該國30%的電力供應。
對環境有很大貢獻
科學家認為,這種通常能長到14英尺(約合4.27米)的四季常青型植物能夠抵消化石燃料對地球空氣的影響。“雖然這些植物在燃燒時會向空中排放二氧化碳,但在它們的生長過程中,會吸收大量空氣中的二氧化碳。所以算起來,它們對空氣中二氧化碳含量的影響為零。”朗解釋說,這一點與燒煤不同,燒煤會增加大氣中二氧化碳的含量。
與煤混合發電
在美國,科學家們正在考慮將農作物與煤以1∶1的比例混合來發電。這項技術適應一部分現有的發電站,而另一部分發電站只需做一些改變就可利用此技術。
在農作物的選擇上,科學家們傾向于雜交后的芒草。這種芒草產自日本的高緯度地區,其樹葉是銀色的,有點像羽毛。“目前,已經開展的試驗顯示,這種芒草不怕害蟲也不怕疾病。”瓊斯說。
在歐洲,雖然芒草的產量平均只有每公頃12噸,但科研人員認為,這樣依然很有推廣價值。因為從能源的角度講,這樣的產量相當于36桶原油,以每桶原油60美元計算,1公頃的產值相當于2160美元。此外,芒草的收獲季節與糧食作物不同,也不會影響到農業機械的使用。
植物染料
芒草還有另一個染料功能:芒草可提供黃褐色染料,染料植物各種色澤的取用,以當地自然資源取材容易為材料,或種植大菁、薯榔、梔子等是眾所皆知的染料素材。芒草葉子取材容易,早年曾經使用它來染色,化學染料興起后,色澤亮麗,染作容易,費時費工的植物染色逐漸被淡忘、淘汰,但是化學染料所帶來的環境污染,成為一個重要的問題,于是植物染色又重新回到人們的視野。
先民將芒草密切應用在生活中,當工業發達,經濟逐漸發展,這些沒有成為過去,白無香的菅芒花,依然在冷風下搖動,花開花謝。芒草被賦予了新的功能,成為新熱點指日可待。
生產生物甲烷
芒草厭氧發酵生產生物甲主要是從發酵工藝和預處理效果評估上進行研究。主要預處理方法有:酸堿預處理、氨處理、熱處理、爆破處理;與其他原料混合發酵,如和雞糞等高含氮的物料混合發酵工藝;以及在于發酵實驗中采用微曝氣等多種不同的發酵工藝研究;芒草的收割時間對產甲烷的影響也有相關報道。
芒草存儲時間對產甲烷的影響:
(1)存儲時間會影響芒草的感官性狀和物理化學性質,存儲過程中水分流失明顯,木質纖維素占干物質含量略微上升,木質素含量有所下降,可能由于真菌的分解作用影響。浸提液的SCOD和VFAs從D15開始有大幅提升,而pH值隨存儲時間的增加呈下降趨勢。葉綠素含量呈下降趨勢,各理化性質存儲大于D30基本趨于穩定。
(2)Beep Media Player值基本隨著芒草存儲時間的增加而降低。存儲天數D0-D30和BMP的關系基本呈線性趨勢下降,線性程度高;而存儲天數大于D30的BMP趨于平穩,可能由于D30和IM5各方面性質相近,BMP值也相似。不同存儲時間的芒草達到BMP90%所需的時間均不到28天,小于總反應時間的2/3,能大大提高工業化應用效率。
(3)不同存儲天數芒草的BMP受到多種性質的影響,其中Ts,VS和木質纖維素索含量的變化對BMP影響顯著。需要進一步探究其他因素對BMP的影響。
部分物種
?Miscanthusflavidus(黃金芒)
?Miscanthusgiganteus(巨芒)
?Miscanthussacchariflorus(荻)
?Miscanthussinensis(中國芒)
?Miscanthustransmorrisonensis(高山芒)
植物文化
花語:秋意
優點
相比于第一代生物質能源,芒草具有生物質產量高、資源利用率高、生產成本低、生態適應性廣、不與糧爭地等優點,極具開發潛力。我國是芒草資源最豐富的國家之一,多種芒草品種廣泛分布于中國境內,其中又以中國芒最具應用潛力和開發價值。中國芒(Miscanthuasinensis)是禾本科黍亞科草本植物,東亞和東南亞到太平洋島嶼的熱帶、亞熱帶和溫帶地區均有分布,并引人歐美地區。中國芒生命力強,對環境適應性強;為多年生草本植物,一般壽命18—20年;植株高大可達數米,莖干粗壯;根系發達,抗性高,入土深度1米以上;產量可高達23~30t·ha。所以,中國芒作為一種高產且性能優良的新型能源作物,具有巨大的能源開發價值。
防治方法
病蟲害防治
芒草常見病蟲害有禾本科牧草炭病、禾草霜霉病、禾草香柱病等。
水稗炭疽病防治方法
1.加強管理提供良好的生長發育條件,以增強宿主抗病力,是預防本病的根本措施。
2.播種前種子處理播種前用種子重量的0.5%多菌靈、福美雙或甲基硫菌靈(均為50%可濕性粉劑)拌種。
3.田間藥劑防治發病初期噴施50%多菌靈(100克對水30-75升),每隔7-10天一次,直到病情被控制。此外,百菌清、克菌丹、異菌脲、放線也有良好防效。
禾草霜霉病防治方法
1.播種健康種苗所用種子應進行產地檢疫。播前對種內殘體檢驗以確定不攜帶卵孢子,對所植草皮或植生帶的植株也應抽檢。
2.合理排澇適量灌水,及時排澇,避免積水和過濕。
3.日間牧刈割或放牧應在日出三四小時后進行,噴灌或雨后不宜立即刈牧。以防病原菌自傷口侵入。
4.減少菌源及時拔除田間病株,消滅田邊野生禾本科宿主,以減少菌源。
5.藥物防治播種前用95%敵克松可溶性粉劑,或20%的萎銹靈乳油,按種子重量的0.7%拌種。或用35%瑞毒霉拌種劑,按種子質量的0.2%-0.3%拌種。50%多菌靈可濕性粉劑,按種子質量的0.4-0.5%拌種。
水稗香柱病防治方法
1.杜絕來源對引入的播種材料(種子或草皮),應當進行染色鏡檢。發現體內有病菌,應予以銷毀。不從染病草地收種。
2.合理排灌據觀察,在高溫情況下,香柱病發生情況嚴重,可大量產生子座。
3.科學施肥過量氮肥也促使子座大量產生,應當避免偏施和過施速效氮肥。
4.輪作倒茬發病嚴重的草地宜及早翻耕,改種非宿主植物。不易用殺菌劑根治此病。
參考資料 >
芒.植物智.2021-06-13