秸秆变地膜？生物基材料迎风口！-尊龙体育官网

tk生物基材料报道，今年以来，我国明确了“双碳”目标，要努力争取2060年前实现碳中和，而想要尽快实现碳达峰到碳中和的过渡，利用现代先进生物技术、加快研发符合绿色发展的新材料是非常有必要的。在这样的情况下，工信部发布的《“十四五”工业绿色发展规划》中提到要着重推广有利于环保事业发展的绿色低碳材料，并将多种生物基材料纳入了原材料重点任务，受到了许多关注。而如今，生物基产品已经逐渐出现在大众视野中。

生物基材料主要指利用谷物、豆科、秸秆、竹木粉等可再生生物质为原料制造的新型材料和化学品，包括生物基化工原料、生物基塑料、生物基纤维、生物基橡胶以及生物质热塑性加工得到的塑料材料等。生物制造以生物质为原材料或运用生物方法进行大规模物质转化，生产过程绿色、条件温和且具备经济性，可以大幅减少原材料和能源消耗以及降低操作成本。

在此基础上，生物基材料应用的范围非常广泛，可以应用于航空航天、汽车制造、奢侈品、医疗器材以及食品工业等领域，满足多种需求，所以我们能看到生物基产品的种类与数量在逐年递增。

生物基材料，为什么说是真正环保的材料呢？只是因为它所使用的原料与尼龙不同吗？答案当然不是，生物基材料作为一种前沿技术产物，相较于传统材料，生物基材料有效减少了生产过程中的碳排放。例如，生产1kg尼龙-56碳排放量相比生产1kg尼龙-66减少了4.31kg，碳排放能够有效量化减少。

最关键的是降解的难题，大部分尼龙材料很难降解，需要长达几十年的降解，并且降解后产生的有害物质也非常多。而生物基材料废弃时，可经由燃烧或堆肥等生物降解法，转变为水和二氧化碳等无毒小分子，重新进入自然循环中，维护整个生态平衡，无需担心造成环境污染。

长期来看，生物基材料与生物基产业会是发展趋势，这个项目如果推开的话，应该是对碳中和最大的贡献。要知道，生物基材料不仅对对碳中和目标实现具有重要意义，对使用玉米等粮食原料的经济效率也更高，自然充分被市场所认可和接受。

最关键的是，生物基材料是国内掌握的技术之一，不被垄断受限。国内有几家可以生产生物基材料的企业，甚至助凯赛生物的全球市占率达到80%，处于绝对龙头地位，不会被技术锁死，这也是我们切换到生物基材料的一个重要的新思路。

那么，生产生物质新材料，都有哪些新技术呢？今天，就让我们一起来探索秸秆的逆袭之路。

1、秸秆生物反应堆技术增收探秘

秸秆生物反应堆技术是个啥？“说白了就是把秸秆、绿化垃圾和海藻等海洋垃圾按一定比例混合，再和适量生物菌剂一起埋到土里，经过2个月发酵，反应堆里的有益微生物就能增加土壤的有机肥质，有助于胡萝卜生长。”蒲兰村党支部书记吴江涛说，“反应堆不仅能增加土壤有机肥质，还能释放大量二氧化碳促进植物光合作用，使胡萝卜产量提高30%至50%。更重要的是，有了这技术，不用化肥和农药，胡萝卜品质也提升了。”

“书记的话不假，12亩的胡萝卜，原来一茬总产量2500公斤，现在是5500公斤；原来胡萝卜批发价1元/公斤，现在有机胡萝卜10元/公斤。一茬比原来多挣5万多元。”祖永明说，村里胡萝卜种植是一年两茬，第一茬是2月到5月，第二茬是8月到11月，农闲的4个月正好是秸秆生物反应堆发酵的时间，“我觉得这新技术就是给我们村胡萝卜量身定制的。

拨亮一盏灯，照亮一大片。蒲兰村秸秆有机免疫胡萝卜种植基地产生了很好的示范带动作用。“比起播种时看热闹的人，现在排队取经的少说也有100来人。”祖永明说。

新技术的引进源于镇里的引导。今年以来，北戴河区牛头崖镇提出“技术助农、生态发展”理念，把科技助推低碳发展作为主攻方向，大力发展特色农业产业。该镇通过和区农业农村局对接，让秸秆生物反应堆技术在蒲兰村落地生根。

如今，蒲兰村的胡萝卜“颜值”高了，口感好了，成了消费者的“新宠”，吴江涛正积极组织注册商标，打造品牌优势。

2、秸秆变地膜，也可变的比钢铁硬？

要想收成好，地膜是个宝。然而，随着地膜使用范围扩大，也给农村地区带来了“白色污染”。如何解决这一问题？在山西生物质新材料研究院里，研发工程师正在把秸秆等农林废弃物进行生物炼制，从而生产出优质、安全并可降解的生物地膜，真正实现变废为宝。

这种生物塑料只需要6-9个月就可以完全降解，有效解决传统石化塑料带来的白色污染，可应用于一次性餐具、塑料制品、农用地膜等。

利用生物炼制方法，从秸秆中提取酶解木质素，经过新材料转化技术，还可以得到生物树脂。这种生物树脂韧性强，可与碳纤维结合形成碳纤维复合材料，这种碳纤维复合材料的硬度是钢铁的4到5倍，重量却只有钢铁的五分之一。解决了目前市面上常用的环氧树脂韧性差的“卡脖子”技术问题。

3、秸秆回收有难度，基因编辑显身手

中国是农业大国，秸秆资源的开发利用，既涉及到农业生产系统中的物质转化和能量循环，成为循环农业和低碳经济的重要实现途径，是农业农村社会经济可持续发展的必然要求，也是全球环境保护发展的必然趋势。

基因编辑技术是近年来发展起来的一种能够定向改造生物基因组dna的工具，其中应用最为广泛的是crispr/cas9系统，它对dna中碱基序列的改造，比如插入、删除替换碱基或一段碱基序列，使基因编码的氨基酸发生变化，从而实现相关基因功能的丧失或改变。

面对这些常规方法难以解决的问题，华南农业大学吴蔼民教授团队采用crispr/cas9基因编辑技术，对水稻uxe（udp-木糖差向异构酶）和xat（木聚糖阿拉伯糖基转移酶）部分基因进行敲除，获得了三个部分敲除uxe和xat基因的双突变体，结果发现突变体中木聚糖中侧链阿拉伯糖含量大大降低，纤维素结晶度降低，使得细胞壁结构松动，增加了纤维素酶的可及性，从而使得细胞壁都更易被处理破坏。这项研究通过基因改造降低了秸秆处理的难度，为秸秆回收处理增加了更多的可能性。