秸秆变废为宝科研助力美丽中国

　　我国是农业大国，农林废弃秸秆非常多，秸秆的种类随季节变化而变化，量大、低值、体积大、不便运输，而其自然降解的过程又极其缓慢，因此很容易导致以堆积、荒烧的形式直接倾入环境，造成极大的环境污染和资源浪费。近年来，农业机械化收割的普及，让留在地里的秸秆茬更高也更多了。尤其到夏收、秋收时节，秸秆的集中燃烧对空气污染影响很大。也因此，秸秆综合利用一直是人们关注热点，近年来涌现出利用秸秆造纸、制造有机肥、培育食用菌等等多种有益探索。

　　“实际上，秸秆的价值比这要大得多。完全可以通过科技的力量创造更大的财富。”目前，青岛农业大学生命科学学院国际创新团队——杨建明团队在利用秸秆当中的木质纤维素降解液合成清洁能源前体物领域，取得重要进展，团队利用秸秆木质纤维素酶解液，通过生物发酵方式，获得了高密度燃料的前体物（异戊二烯），从而获得可再生生物燃料。

　　走在美丽中国的科研前列

　　青岛农业大学教授杨建明的团队充满朝气而又国际化，队内包括了国内8位教师、5名研究生和在生物能源领域享有国际声誉的美国科学院院士卡罗琳·哈伍德，以及美国华盛顿大学4名国际科研工作者。这个国际化的研究团队在科研中不断用世界最新的理念和方式进行碰撞，对关键技术进行充分的交流研讨。

　　“以科研的力量探索绿色发展、绿色生活之路，是我们责无旁贷的使命。我们注意到，世界秸秆资源十分丰富，仅我国年产量就达7亿吨左右，相当于5亿吨标煤，而目前实际使用量仅为2.2亿吨左右。”据杨建明介绍，所谓生物燃料，一般指来自于非粮食原料的交通运输用燃料。近年来，随着全球能源依赖度逐年提高、温室气体排放不断增加，以及因国际能源市场价格波动而带来更大的风险，世界各国纷纷重视生物燃料的研究。

　　“生物燃料具有‘可持续性’，因此它有着良好的发展前景，但也存在一系列技术瓶颈、环境、生产成本及原料多样性的问题需要解决。我们团队的研究项目就是响应十九大号召，利用农林废弃物制备清洁生物燃料，可以有效解决环境问题。更重要的是，这比简单的秸秆造纸更有经济价值。”杨建明说。

　　贴近民生再深研

　　据杨建明介绍，当前，限制木质纤维素利用的主要瓶颈问题是如何低成本、高效率地去除木质素分子，破坏木质纤维素的晶体结构，从而使纤维素酶能够高效地接触底物纤维素，使其降解为微生物可发酵的单糖。国内外许多团队都在作这方面研究，方法各有不同，但都没能避免成本高、能耗大或污染重等问题。

　　经过无数次失败后，功夫不负有心人，团队最终成功探索出一种高效破坏木质纤维素分子结构的预处理方法———磷酸和过氧化氢组合法。该方法与传统物理化学预处理方法相比，具有效率高、成本低、能耗低等明显优点。而且在处理后的酶解液中，此种方法不会出现发酵抑制物，因此也不用采取脱毒方式去除发酵抑制物，大大减少了实验时间和实验成本。

　　国际化科研提升产学研水平

　　2017年，在生物能源、微生物生理学领域享有国际声誉的卡罗琳·哈伍德院士受聘青岛农业大学客座教授，与杨建明组建团队，将最新、最先进的理念和成果引入学校，协助建设特色、高水平研究团队。该研究得到国家外国专家高端引智项目等资助。

　　除杨建明团队的“农林废弃物资源化利用关键技术研究”项目外，2017年，该校还有3项海外引智项目成功入选国家外国专家局“高端外国专家项目”，包括“耐药性风险控制与新药开发”项目、“抗革兰氏阴性菌的高效天然抗菌药高通量筛选及开发”项目、“驴品系选育与配套饲养管理技术标准体系构建”项目。此外，杨建明团队的“基于CO2高效利用的先进生物制造”项目获批省高端外国专家项目。这些项目使学校外专引智工作取得了突破性进展，有力地促进了学校国际化建设，提升了科研对接产业需求的能力和水平。

　　目前，以改变传统利用方式为核心的秸秆收集利用依然存在渠道不宽、空间有限的问题，很多秸秆除了用于焚烧发电外，尚无其他工业利用途径，秸秆利用转化增值的空间不大，利用结构与布局不尽合理，产业效益有待进一步提高。

　　“科研必须真正将先进技术运用到实际生产生活中。特别是我们学校是‘农’字头高校，切实服务“三农”、为农民谋福利，是我们做科研的真正意义所在。”杨建明表示，团队下一步将继续做深现有课题研究，技术成熟后与企业合作，向产业化方向发展，使农林废弃物资源的利用价值达到最大化，降低燃料的生产成本，提高农民收入。