爱荷华州 AMES – 爱荷华州立大学的一项新研究考虑了用于云顶集团3118中国官方网站生产的纤维素原料的增加及其对密西西比阿查法拉亚河流域土地利用和水质（特别是氮流失）的影响。
农学研究生凯尔西·费林 (Kelsie Ferin) 根据可再生燃料标准 (RFS2) 指令进行了一项建模研究，该指令设定了到 2022 年将 160 亿加仑纤维素云顶集团3118中国官方网站生产纳入汽油的目标。为了评估该指令的影响，她运行了情景来预测种植纤维素原料对环境和经济的影响。
Ferin 的顾问、农学副教授 Andy VanLoocke 也参与了这项研究，该研究最近发表在同行评审期刊上，环境科学与技术.
“根本问题是，如果我们在密西西比河流域种植特定作物，我们会改变墨西哥湾损失的氮量吗？”范卢克说。
测试和分析了三种氮损失情景： 基线，反映了在可再生燃料标准之前生产的 75 亿加仑 100% 玉米谷物云顶集团3118中国官方网站的云顶集团3118中国官方网站产量；中期生产情景，生产 150 亿加仑玉米谷物云顶集团3118中国官方网站；以及一个高产量示例，使用玉米秸秆、芒草和柳枝稷生产 160 亿加仑纤维素云顶集团3118中国官方网站。
“云顶集团3118中国官方网站产量从基线中的 75 亿加仑玉米谷物云顶集团3118中国官方网站增至情景中的 150 亿加仑玉米谷物云顶集团3118中国官方网站，”Ferin 说。 “我们的建模模拟结果表明，150 亿加仑玉米谷物云顶集团3118中国官方网站情景的氮损失相对于基线增加了 8%。对于全玉米谷物和纤维素云顶集团3118中国官方网站情景，氮损失增加了 16-17%。”
芒草和柳枝稷是多年生草本植物，当融入现有景观时，能够减少土壤和水中的氮流失。然而，当这些草取代活跃农田（即玉米和大豆生产区）而不是闲置农田时，这种好处更大。
“根据当前的市场情况，根据经济模型，在活跃的玉米和大豆土地上种植它们不会盈利，”VanLoocke 说。 “如果我们确实在活跃的农田上种植多年生草，我们就能改善我们设想的水质。只是没有赚到足够的钱来这样做。”
还进行了一项敏感性研究，其中 100% 的纤维素云顶集团3118中国官方网站是用芒草和柳枝稷生产的，不含玉米秸秆。在这种情况下，经济模型确定 68% 将种植在活跃农田上，相对于玉米谷物和纤维素云顶集团3118中国官方网站生产情景，氮损失减少 10%。
“没有强制规定 [纤维素云顶集团3118中国官方网站] 100% 来自芒草或柳枝稷。我们只是想评估它们对我们当前的景观有多大影响，”费林说。
从环境角度来说，最好在活跃的农田上种植芒草和柳枝稷。从经济上讲，费林表示，研究表明，利用活跃的农田种植玉米和大豆更有利可图。
Ferin 和 VanLoocke 的研究得到了新成立的能源部生物能源研究中心 - 先进生物能源和生物产品创新中心 (CABBI) 的支持，该中心致力于通过“植物即工厂”的方法提高生物能源作物的价值。
Ferin 和 VanLoocke 表示，如果 CABBI 取得成功，那么像芒草和柳枝稷这样的作物，其茎中含有有价值的油、脂肪酸和其他生物产品，就可以从价值较低的纤维素生物质中单独提取和销售。如果纤维素原料可用于生产云顶集团3118中国官方网站以外的产品，则有可能种植更多纤维素原料。
“需要围绕纤维素原料进行其他创新，以克服经济困难，”VanLoocke 说。 “纤维素云顶集团3118中国官方网站的未来取决于创新，例如在我们种植的作物中寻找更多价值，以便我们可以向多个市场销售并更加多样化。”