诡异小桐子的“来世今生”

　　小时候“童子打桐子，桐子落，童子乐”对联的上联尤为让记者着迷：因为它似乎可以有多种下联，且在记者家乡南方的方言中，“落”和“乐”的发音也颇为近似。



　　对联中的“桐子”指的是油桐，记者这里记述的“桐子”则是“小桐子”，与油桐同科不同属。



　　诡异小桐子的“来世今生”



　　杨成源是中科院西双版纳热带植物园的副研究员。他为记者讲述了这么几个故事：2006年3月，在云南绿春一个偏僻的哈尼族聚居的村庄，他和同事为收集小桐子的地理种源来到这里，看到几个老乡站在村头，就上前问：“知道小桐子吗，在你们村能否找得到？”杨成源把带在身边的小桐子照片拿给他们看，介绍了其作为柴油植物的利用价值。老乡说：“我们这里这果子不叫小桐子，叫麻风树。园边、地边、荒地上多得是。你们是不是要来发展麻风树啊？”有个中年男子立即挤到杨成源跟前，说：“如果找到好的品种，千万要到我们这里来发展啊！如果小桐子榨出来的油真正能开拖拉机，我们就不愁开拖拉机上街没有柴油了！”



　　2005年10月，杨成源来到老挝南部巴色地区，采集作为小桐子繁殖材料的种子和插条，几位当地人问杨成源：“中国大哥，你们咋知道我们这里有这植物？！你们是算出来的吧！”“如果这种果子榨出的油能够作为柴油开汽车、开机器，要支持支持我们，拿来我们老挝发展，也让我们发点小财啊。你看，我们这里的土地很多的呀！”



　　小桐子又名膏桐、麻风树等，为大戟科小桐子属半肉质小乔木或大灌木。小桐子原产热带美洲，现在亚洲尤其以亚洲中南半岛诸国及我国云贵高原南部的干热河谷地区有集中分布。通常生于海拔700～1600m的平地、丘陵坡地及荒山坡地。具有很强的抗旱、耐贫瘠的特性，能在石砾质土、石灰岩裸露地生长。处于野生状况的小桐子，生长迅速，生命力强。



　　早在上个世纪70年代后期，西双版纳植物园钟志权等科研人员在蔡希陶先生的学术思想影响下，就已开展了小桐子油脂的组分分析，并作了柴油替代品的试验。80年代初，植物园开始进行小桐子油的提取工艺探索，先后进行了小桐子油的纯油和混合油应用试验。纯油应用试验：先是以割草机为对象，以小桐子油替代柴油，进行割草作业；然后以东风12型手扶拖拉机为对象进行载重试验，综合比较不同油料的应用效能，得出较为满意的试验结果。



　　老家云南腾冲的杨成源介绍说：云南群众在没有电灯的年代，早就懂得将小桐子的种子用竹签或铁丝串烧点燃，作为照明之用；因为小桐子长得快且昆虫不会吃它，老乡也一直使用小桐子做房舍和田园等的围篱；小孩子还经常将小桐子的树叶揉碎取汁，吹泡泡以玩闹嬉戏。“但他们早年不知道小桐子还可以‘变’柴油，在全球性能源危机的今天有那么大的用途！”



　　杨成源说：前些时候我到云南德宏州，以前的“难兄难弟”碰在一起，他们问：“听说你在研究柴油植物，树上真的能长出柴油来？！”“用植物油开汽车，真是新鲜！等你的柴油农场建起来后，也要帮我建一个呀！”



　　前几年，西双版纳植物园通过知识创新项目“万种植物园”的实施，已收集了300余种含油量较高的油脂植物。2005年下半年，植物园联合中科院基因组学研究所和西双版纳州，部署了生物柴油的研究与发展工作，系统地对小桐子开展一系列研究。植物园主任陈进说：“我们植物园保护、引进、优化、选育优良的植物，为国家储备并提供战略资源，有着历史的渊源和光荣传统，今天我们更要将蔡希陶先生的精神发扬光大！”



　　蔡希陶先生当年引进烟草和橡胶优良品种，使烟草和橡胶成为今天云南重要的支柱产业，成为植物资源开发利用的一段佳话，历史功绩不可湮没。现在，西双版纳植物园的科研人员眼光穿过历史的烟云，牢牢盯住了能源植物这一国家战略需求。



　　“植物”冠上能源“凤冠霞帔”



　　始作俑者，或许当属诺贝尔奖获得者、美国加州大学的化学家卡尔文。1986年，就是这位令人肃然起敬的先生，在加州福尼亚种植了大面积的能源植物并获得成功，此后的20年，在全球范围内迅速掀起了一股研究开发能源植物的浪潮，不少科学家都在试图寻找植物油脂替代石油的途径，以此作为能源日益膨胀的需求量的对策。“植物”冠以“能源”的前缀，就像戴上了凤冠霞帔，一时间，“能源”委实为“植物”增添了不少风光和荣耀。



　　在世界各地，科学家相继发现了一些“柴油树”、“酒精树”和“蜡树”，并凭借日新月异的现代生物技术手段，进行生物质能源的开发和利用。目前,发达国家用于规模化生产生物柴油的原料有大豆(美国)、油菜籽(欧共体、加拿大)、棕榈油(东南亚)。巴西利用蔗糖发酵制取生物乙醇，2002年消费量高达104亿公升，产品替代率近40％。在日本等能源高度匮乏的国家，则用植物油的下脚料及食用回收油做原料生产生物柴油。



　　我国虽然是利用能源植物较早的国家，但基本上停留或局限在直接燃烧、制碳等初级阶段，热能利用率很低，造成了植物资源的极大浪费，同时也造成了比较严重的环境污染。



　　陈进等科学家向记者“科普”：虽然我国的一些科研机构早年已在高效能源植物选育、能源转化利用方面有一定研究，如中科院相关研究所开展的“八五”重点项目“燃料油植物的研究与应用技术”,完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查研究,并在攀枝花建立了小桐子栽培示范区。但这些科研的规模一般都比较小，而且缺乏系统性、承接性。因此，收集、筛选和培育高效优质的能源植物、利用新技术筛选和种植优质、高效的能源植物，最终转化为可再生的生物质能源，既责无旁贷、也时不我待，应该成为科研国家队目前要抓紧研究的重点。



　　大规模开发利用生物质能源必须有充足的原料资源做保障，仅依靠现有生物资源并不能满足未来能源需求，发展能源植物是必经之路，现在已成为大多数国人的共识。陈进等科学家介绍说，能源植物除了可以在直接燃烧后产生热能，还可转化成固态、液态和气态的燃料。其中如小桐子这样富含类似石油成分的能源植物，可直接产生接近石油成份的植物，其主要成分是烃类，如烷烃、环烷烃等。富含烃类的植物是植物能源的最佳来源,通过脱脂的处理可作为柴油使用。



　　“我们植物园在知识创新中不断凝练学科方向和目标，认为筛选能量富集型的野生或半野生状态的能源植物，通过生物工程改良和培育良种能源植物，是开发利用能源植物的关键所在，也是国家战略需求之所在，我们完全应该也完全有能力在这方面有所作为。”



　　牵一发而动全身的科研



　　西双版纳植物园部署了6个方面的研究课题，其中“能源植物小桐子不同地理种源的收集与品质评价”，已在园内建立了100多亩小桐子试验地，收集了国内外不同地理种源110个。经过1年多的观察，已初步筛选出有发展潜力的小桐子品种；开展了“能源植物小桐子种质资源创新与优良品种培育”研究，除了常规的育种，还包括辐射、太空育种等；开展了“能源植物小桐子的丰产栽培研究”，在5个600m～1500m不同海拔的地点开展试验；以及“小桐子种子发育和产油相关的基因组和蛋白质组的研究”、“小桐子的遗传多样性分析”、“能源植物复合生态系统建设与示范”等，2005年11月，还与中国科学院基因研究所、西双版纳州人民政府联合，筹建了生物柴油国家工程研究中心。



　　“得益于知识创新工程，我们有了一支搞研究能打硬仗的人才队伍，也有了比较充足的研究经费，目前，我们更要打破所（园）际的界限，整合中科院内外一切可以利用的力量，做出漂亮而扎实的工作！”植物园主任陈进如是说。



　　2006年7月下旬，植物园副主任彭代平带领有关人员，对云南省能源植物小桐子发展现状进行了考察，“云南省一些地区把小桐子列为了重点发展的生物产业项目，发展势头十分强劲。我们这次行程3000公里，从红河下游到上游，主要是对小桐子种植发展较快的元阳县、双柏县进行了实地考察。”



　　除了英国阳光公司拟在元阳种植3万多亩小桐子，云南省林业厅也准备在元阳发展1万多亩小桐子，元阳县专门成立能源办公室来抓此项工作。目前，已作了育苗准备，并定植了上千亩。北京菲菲森旺公司拟在双柏种植10万亩小桐子，县里已落实了小桐子种植的山地，公司建立了180亩苗圃基地，已育苗近700万株用于10万亩小桐子种植。



　　“通过这次考察，全面了解了云南省小桐子的发展现状，感受到了小桐子产业发展中对科技支撑的强烈需求，进一步增强了我们开展研究的决心，也为今后加强与各方的合作打下了基础。”彭代平说。



　　小桐子的脂肪类物质主要分布在种仁中。2007年元月20日，西双版纳植物园的一批小桐子种子经中科院大连化物所测定，投料为气干种子26kg，榨取获得粗油8.9kg，小桐子粗油得率为：8.9÷26×100%=34.23%。小桐子种子含油量达到46.6%。



　　测定结果表明，这批小桐子种子油脂转酯化产物的CN值和IV值都在标准值范围之内，完全适合作为生物柴油使用。由小桐子种子生产的新型燃料可适用于各种柴油发动机，其在闪点、凝固点、硫含量、一氧化碳排放量、颗粒值等关键技术上均优于国内零号柴油。



　　2007年元月中旬，云南小桐子产业发展现场会在西双版纳植物园召开，安排部署2007年云南生物质能源林基地建设工作。参加会议的地、州、县的官员和相关企业和农业专业户，经实地考察调研后认为，西双版纳植物园开展的研究比较全面，目前小桐子的长势比云南其他地方好，试验设计比较规范，种质资源收集得比较齐全，纷纷表示了合作的意愿：“科技是第一生产力，我们不与版纳植物园合作要找谁合作呢？”



　　牵一发而动全身。中科院、云南省领导及国家发改委、中石油、中石化、英国石油公司、国家清洁能源办等单位的领导和科技人员接踵比肩，先后到西双版纳植物园考察小桐子的研究工作。



　　路甬祥思路：多学科精诚合作



　　2006年8月11日，全国人大常委会副委员长、中科院院长路甬祥来到中科院西双版纳植物园，在考察了小桐子种植基地等之后，与植物园的领导和科研骨干进行了座谈。他轻车简从，深入调查研究，一如既往的风格。



　　路甬祥说：“资源植物我们要予以充分的重视。不管人类愿意不愿意，最终还是要走到主要依靠生物多样性、植物合理开发利用、可持续发展的道路上。我们要做好保育资源的工作，不管这个资源现在有没有用。否则，谁知道今后的哪一天，现在看起来没有用的资源就会成为宝贝疙瘩。当然，我们要研究更加合理地开发利用资源。我们需要关注和瞄准的，不应只是做某一方面资源和物种的系统梳理——虽然现在大家都已经在讲能源植物的重要，但人类不仅需求能源，人类的需求是多种多样的。”



　　“我们已注意到，从植物中提取有效成分来做成生物药物，热带地区物种特有的多样性，决定了物种中丰富的各种各样成分，除了很多可以直接入药，还有很多可作为香料，它在亿万斯年的自然演化过程中生成，用人工合成做不到，或者说不太可能做得那么多样，需要科学家来解读它、分析它，想法进行人工合成或半人工合成。”路甬祥平实的话语贴着科技人员的心。



　　“西双版纳植物园目前关注的主要是油料植物，如小桐子之类，希望榨出来的油可以替代柴油，这是一种思路。”路甬祥眼光环顾植物园的领导和科研骨干，亲切地和大家交换自己的想法，“但还有一种思路，那就是要和化学家精诚合作，和生物工程专家精诚合作，把高效的太阳能和碳水化合物转化成生物质材料，然后通过一步或几步的化学合成，或者是通过生化转化，将植物中的相关成分转换为酒精、甲醇或生物燃料，可替代生物能源，我认为这条路可能行得通。”



　　看着在座的人们明眸闪动，路甬祥接着说：植物的各类物种很多，有油脂类，有淀粉类，有糖类，有纤维类，也有木质素。现在，前三类的后期转化已经可以说是畅通无阻，只不过要进一步提高点效率而已，后两类现在还没有完全解决，即长纤维素和木质素类，这两类植物虽然一般生长得比较快，但这两类在生物界也有化解的生态链，有的昆虫吞吃纤维素很快，它肚子里有专门的酶和菌种，可以很快地将纤维素消化，将吸取的营养转化为蛋白质和脂肪、油类，既然如此，为什么我们不能搞些仿生研究呢？



　　“当然，基因组学研究、仿生学这样的工作，就一般而言，不是植物园力所能及的，我觉得，植物园主要的、前期要做的工作，就是得研究把太阳能高效地转化为植物中的蛋白质，与此相关的后续工作应该靠协同作战。组织好相关各学科的科学家，和工程师、园艺师一起来干，就能够实现质能的转化。”路甬祥强调说：“我们进入知识创新三期，靠1＋10基地的组织创新，就是要更好地加强兵团的协同作战能力！”



　　“必须对资源问题作更广泛、更深入的研究。有些植物并不能产生直接的经济效益，而是修复生态所需要，有些植物则有能力高效富集土壤中的有害物质。现在有大量被污染的土地，既有重金属元素污染的，也有清淤泥清出来的，在这些土地上种出来的粮食作物没法吃，若能发现这种富集有害物质的植物物种，进行大面积的推广栽种，就可以修复土壤，使其变成良田，这样的物种也是宝贵的战略资源。”



　　“所以，我希望大家在植物资源这个概念上要有新的认识。”归纳，总结，演绎，推理，升华……路甬祥娓娓道来，最后作了点题：“除了我们已知的、公认的、热点关注的那些植物资源，能够再更加广谱地、系统地、集中地思考未来的国家战略资源，提出我们新的论点和思路。”



　　路甬祥满怀着期待，留给了西双版纳植物园一道思考的“作业题”。



　　科学家除了“近忧”更要“远虑”



　　由西双版纳热带植物园主持，作为中科院“先进工业生物技术创新基地”2006年度的重要方向项目，“能源植物筛选评价与小桐子规模化种植关键技术研究”正式启动，正可谓是“好风凭借力，送我上青云”。



　　长达数万言的项目书里称，该项目“将通过对中科院3个核心植物园所保存的丰富植物种类，开展能源植物的筛选评价与种质保存，构建我国中部、东南和西南不同地理区域能源植物资源专类研究平台”，其中，小桐子作为同行普遍看好的生物柴油品种，研究人员将在未来3年里为其实现产业化提供优良地域种质资源与技术保障。



　　“发展生物经济，发展生物能源，我们要以科学发展观统揽全局，要以历史唯物主义的科学眼光看问题。上世纪中叶搞橡胶，作为重要的战略物资，西双版纳植物园勇敢地承担了满足国家战略需求的任务，现在，坐标系上的时间尺度与过去已经不一样，在新的历史条件下，橡胶的大面积种植已出现了某些生态问题，对此我们已有所认识，还要进一步研究解决的办法。”



　　与西双版纳植物园领导和科研骨干座谈，路甬祥话锋一转说，“你们搞小桐子，现在就要重点研究怎么才能让它产量多、产出高，是否以后真的能大面积推广，也会出现小桐子引起的新的生态问题，要看得远一些，从现在就开始考虑并研究这个问题。我认为，开展森林生态学研究不仅是要研究自然的森林生态，还要考虑与人类社会发展相关的森林生态问题，包括全球变化对全球森林生态的影响，这是摆在我们面前的一个严峻的、现实的问题，有社会责任感的科学家都必须有这个‘远虑’，拿出我们的远见卓识。”



　　对此，陈进等科学家是这样看的：小桐子引入我国已有几百年的历史，在我国的热带和亚热带地区均有分布。经过初步调查，在人工栽培10年左右的小桐子林里，随处可见当地植物与小桐子混生，并且很难发现有大面积的纯林，从这一现象可以初步判断，小桐子的生物入侵能力较小。



　　小桐子作为一种较好的能源植物，在可以想见的未来几年里，毫无疑问地，将在我国乃至世界上得到大面积推广发展。但是，小桐子对生态环境的影响目前暂时还是个未知数。



　　“我们开展小桐子对生态环境的影响评价非常必要，也对小桐子产业化的健康可持续发展具有重要意义，如路甬祥院长所说的那样，科学家不能只有‘近忧’，还必须有‘远虑’。”陈进说。



　　在植物园递交中科院的项目建议书里，包括有“主要研究内容小桐子规模化种植后对水土流失、水文效益以及生态系统的影响”等一些具体的文字描述。



　　为了承担小桐子这个重大项目，中科院动员、集成了起码是“一所三园”的力量，也就是中科院的遗传与发育研究所、西双版纳植物园、华南植物园、武汉植物园的力量。“就近期目标来说，建立小桐子的试验基地，栽培技术我们靠人工选育，而稍远一点的目标，我们可能还要采用分子育种的办法，靠相关的现代生物技术来实现。”陈进说。



　　记者遐想：种植诸如小桐子这样的能源植物，并从中提取可以产生能源动力的油料，解决或相当程度上缓解我国的能源问题，虽然科学家要花很多年时间的艰难努力，但这将是造福于子孙万代的科技创新活动，从这个意义上说，真是“桐子落，童子（子孙）乐”。



　　记者接着想到另一个“难题”对联，坊间应对的下联众说纷纭，不一而足。其上联是“天作棋盘星作子,谁人敢下？”



　　记者想不出合适的下联。想到的是：搞科研需要想象力，更需要自信心，即便是“天作棋盘星作子”，解决能源危机和全球气候变暖的问题，如果科学家都不敢下这盘棋，那么还会有谁敢下呢？！