第一篇：太阳能利用现状与趋势
太阳能利用现状与趋势
地球上的化石能源主要有石油、煤、天然气和海底甲烷水合物，目前，人类使用的能源主要是化石能源．由于这些矿物燃料的大量消耗，已导致全球气候变暖，引起严重的生态环境问题，而且化石能源贮量有限，分布不均，有朝一日，必然枯竭．人类今后使用何种能源，这已成为摆在我们面前的问题．太阳能遍布地球，取之不尽，用之不竭，对环境无污染，这是人类未来能源的最佳选择．
1.太阳能电池
1．1 太阳能电池 将太阳能转化为电能，一直是人类美好的理想．1954年美国贝尔实验室制成了世界上第一块单晶硅太阳能电池，从此，人类这一理想就逐渐转变为现实．太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，是由各种具有不同电子特性的半导体材料制成的平面器件，具有强大的内部电场．内部电场在太阳光的照射下，发生了电子和空穴的分离，电子和空穴分别向两个相反的方向移动，正、负电荷分别聚集而产生电动势rtl，即在太阳能电池的正面和背面之间产生电压，接通外电路后就能输出直流电流．例如以N半导体砷化掠和碳组成的电池(N。GaAs[K2Se—KzSe《OH[C]就是一种典型的太阳能电池．近年来，太阳能电池得到飞速发展，20世纪80年代以来，发展为以硫化镐、砷化掠等新型半导体材料为基础的无机太阳能电池和以份普(又称都花普)、酞普及叶绿素等为基材的有机太阳能电池．太阳能电他的效率(即光能转化为电能的比例)也得到很大的提高，例如单晶硅太阳能电池的效率从最初的6．0％提高到24．7％；薄膜蹄化锦太阳能电他的效率为16．4％；在单晶硅片上、下表面分别沉积P型和N型非晶硅薄膜制成的HIT型电池，效率已达21．0％．当今世界上光电转化效率最高的当属砷化掠多结太阳能电池，它在聚油船倍的阳光条件下，光电转化效率已高达35．0％，并向40．0％的高峰攀升．
现以硅电池为例介绍太阳能电池的制作：首先在硅片上制作一个平面州结，然后在硅片的正面和背面分别制作电极，为了增加对阳光的吸收，有时还在上表面制备一层减反射膜．为了对电能进行大功率输出，须将大量的单个太阳能电他用串联和并联的方式连接起来．为了保护太阳能电池，安装时还需用钢化玻璃将太阳能电池封装起来．封装起来的多个太阳能电池形成的太阳能电池方阵，就称太阳能电池板．太阳能电池的研究方兴未艾，目前研究工作主要集中于提高大阳能电他的光电转化效率，寻找新型材料和改进制作工艺及降低成本等方面．
1．2太阳能建筑 1941年美国麻省理工学院就建立了第一批太阳能建筑并取得专利．澳大利亚悉尼市政府为了举办2000年奥运会，建筑了665套永久性太阳能住宅和500座太阳能活动房，供各国运动员下塌，并且在悉尼奥运村中的宴会厅和自助餐厅的屋顶上安装了太阳能电池，此举开创了“绿色奥运”的先河．此外在悉尼奥林匹克林荫大道上，排列着19座太阳能灯塔，灯塔上的太阳能电池，白天将阳光的光能转化为电能，贮存于蓄电池中；当暮色降临时，蓄电池中的电能自动释放，将路灯点亮．这项技术在航海灯塔上也已得到应用．
太阳能电池向建筑供电的形式非常灵活，既可安装太阳能电池屋顶，也可将房屋的墙壁做成太阳能幕墙，或将窗台做成太阳能窗沿．安装在美国纽约第四时代广场35—48层的太阳能幕墙为整栋大楼提供了1*5％的电力，而目前太阳能利用最常见的形式是将太阳能电池铺设在倾斜的屋顶上．世界上最大的太阳能屋顶位于德国Hema，功率为1MW．
上海交通大学太阳能研究所在该校阅行校区建设的生态能源房，为单层建筑，建筑面积245m2，内设展示厅、休息室、物品存放室、厕所和太阳能浴室等．该生态能源房安装了功率4kW的太阳能电池、1kW的风能发电机、10m2的太阳能集热器和2kW的地热泵等设施．由这些绿色能源系统向生态能源房供电、供热和供冷*其中太阳能和风能发出的电能充入蓄电池，转变成220V交流电后，向室内的电灯、电视、空调、传真机、计算机和洗衣机等供电，2kW的地热泵用井水循环，可对室内供冷、供热，而10m2的太阳能集热器可为室内24喉供热水．这对未来住房设计是一种有益的探索.1.3 太阳能交通工具 太阳能电池应用非常广泛，也能较好地应用于交通工具．最近，美国研制了一种新型的太阳能电池驱动的飞行器，称“太阳神原型机”．该机质量只有700kg，翼展74m，机翼上面装有6．5万块太阳能电池板，首次试飞就成功地升到24．7km的高空，理论飞行高度可达30．9km*该飞行器的研制是航天航空技术领域的一次革命，显示了太阳能电池在飞行器上的广阔应用前景*太阳能电池在车、船上的应用研究也相当成功，例如，日本京都陶瓷公司和Kitami理工学院共同研制开发的太阳能汽车“蓝鹰”号，在第五届世界太阳能汽车技力赛上表现非常突出．澳大利亚的太阳能汽车Auroral01，外型新颖别致，像个飞碟，行程3*010Mm，仅耗时41*1h，平均速度达72*96knVh*1996年日本人肯尼兹·霍维也号驾驶一条由回收废罐头盒制成的太阳能光电动船，整条船上的船篷都装有太阳能电池，从厄瓜多尔航行到日本，航程16Mm，历时120d，此举充分显示了太阳能电池的广阔应用前景．
1．4 太阳能电池在航空航天和通讯上的应用 太空中只有白天，没有黑夜，太阳光强度也不受天气变化和季节更替的影响*最初太阳能电池主要是广泛应用于人造卫星和航空航天领域，如人造卫星、宇宙空间站上的能源都是由太阳能电池提供．近年世界上正在研制一种现代化通讯工具“太阳能平流层平台”．它是一架长240m，直径80m的巨型飞艇．飞艇内充满氮气，由浮力克服重力，将飞艇锁定在20km的高空，飞艇上螺旋桨的推力来平衡平流层内速度高达30m／s的气流，使飞艇在高空定位，由飞艇上安装的微波通讯发射和接收系统来代替全球卫星定位系统，确保所辖区域的各种地面微波通讯的可靠运行．这一设施可能不久就会面世．
太阳能电池的应用远不止上述各方面，白1973年能源危机爆发后，太阳能电池的应用领域不断扩展．目前，甚至还建立了很多完全由太阳能电池供电的设施，如微波中转站、航海灯塔、路灯、捕虫器、公共汽车站牌等等．太阳能电池的应用可见一斑.2 太阳能光能热利用发电 太阳能炉灶和太阳能热水器等是太阳能光能利用方面除日常生活应用之外的较简单的形式．太阳能的光能热利用的发电形式主要有太阳能烟筒发电、塔式发电、碟式发电和槽式发电等．
2．1 太阳能烟筒发电 太阳能烟筒是最简单的发电方法．在一块空旷圆型的土地上盖满透明的玻璃，正中建一个烟筒，烟筒内安装涡轮式发电机，在阳光照射下，玻璃下的地面吸收阳光，产生热气，热气从烟筒中上升，形成气流，气流驱动涡轮机而发电.2．2 塔式发电 太阳能塔式发电是在空旷的平地上建立高大的坚塔，塔顶安装接收器(相当于锅炉)，以塔为中心在其周围安置许多大阳追踪镜(又称定日镜)*定日镜将日光聚集并反射到塔顶接收器上，太阳光产生的热能使接收器内的水产生高温蒸汽，以蒸汽推动汽轮机来发电*1981年在日本四国建成的世界上首座电塔开始运行，电站总面积13000m2，装有定日镜800多面，发电功率1MW．世界上最大的试验性电塔(太阳1号电塔)1982年于美国加利福尼亚州落成，发电功率10MW．后改为太阳2号电塔，其中央接收器用太阳光聚焦方法加热到约556cC，融化硝酸盐，并利用其热量使水沸腾和产生蒸汽，推动汽轮机发电，为加利福尼亚州1万个家庭供电．
2．3 碟式发电和槽式发电 对分散的太阳光线，可利用一组抛物形碟状反射镜或槽状反射镜来聚集太阳光，并聚焦到一系列的接收器上，抛物形碟把太阳光聚集于一个焦点，而抛物形槽则沿着一条线聚集太阳光，这些圆形或条形的接受器用管道串通，抽上来的水被强烈的阳光加热至高温，得到热水或蒸汽，既可提供热量，也可发电．座落在美国加利福尼亚州华纳泉附近的一个碟式太阳能发电系统，功率达4MW． 太阳能海水淡化
地球可供人类直接利用的淡水不足地球总水量的0．36％LZ—3i，且水量的时空分布极为不均，与人口、耕地、矿产资源的分布也不相匹配．在内陆的某些干旱地区、苦咸水地区、沿海盐碱地区和海岛，淡水供应严重不足．对于沿海和海岛海水充足或内陆苦咸水丰富的地方，海水(或苦咸水)淡化是解决这些地区缺水矛盾的一个重要途径，利用太阳能作为淡化海水(或苦咸水)的能源，比利用其它能源更环保，对于用水量小且地处偏僻分散的地方来说也更经济．
太阳能海水淡化一般都采用蒸馏法，目前太阳能蒸馏装置主要有被动式蒸馏系统和主动式蒸馏系统．被动式蒸馏系统最典型的例子是盘式太阳能蒸馏器，其结构简单，取材方便，人类对其应用研究已有近100沥史．目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中在新材料的选用、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用等方面*现在较为理想的盘式太阳能蒸馏器的日产水量一般为3—4kdm2r4I*若在海水中添加木炭等黑色吸热物质，产水量还有很大提高．被动式太阳能蒸馏系统一个严重的缺点是工作温度低，产水量不高，也不利于在夜间、阴雨天工作及利用其他余热*1976年由S01iman等人最先提出主动式太阳能蒸馏器的设想，经过多年的研究和发展，目前的主动式太阳能蒸馏系统有多种*总而言之，是在被动式太阳能蒸馏系统中增加一些其他附属设备，使其运行温度得以大幅度提高，其内部传质过程得以改善，并且大部分设备都能主动回收蒸汽在冷凝过程中释放的潜热，使其能得到比传统太阳能蒸馏器高出一倍甚至数倍的产水量，因而目前受到广泛重视．
4太阳能制氢
氢是一种二次能源，也是未来的新能源，干净无毒，对环境无污染，可用于不同的能量转换器．氢燃烧生成水，水可再经过光解产生氢，以取之不尽的水为原料，以太阳能为初次能源，从而构成一个对环境无污染的能源利用循环[5I．氢是氢燃料电池的燃料，我国己研制出加一次氢可行驶300km的可乘坐9人的氢燃料电池车．这是一种完全无污染的环保型车，但目前制氢的方法主要是烃—蒸汽催化转化，这样生产氢会影响环境，而用电解水的方法制氢又成本太高，使用太阳能电池就能解决这一问题．目前，在利用太阳能制氢方面除电解水制氢外，特别引入注目的是金属有机化合物用于光解水的研究，近年已取得不少令人鼓舞的重要结果，但距离高效产氢和达到实用阶段，尚有较大差距L61，相信在研究人员的努力下，会有新的突破．最近，科研人员利用生物技术迫使藻类植物在光合作用下吸收C02，放出02．目前，这一研究己取得很大的进展，在不久的将来可望实现实用化.参考文献：[U王箴．化工辞典[MI．第3版．北京：化学工业出版社，1996．75．[2]Soterls Kaloglou． Survey of s01ar desaElnatlon systems and system selection[JI． Energy．1997，22(U：69—81．[3]王俊鹤．海水淡化[MI．北京：科学出版社，1978．[4]Hassan E．S．F，Sang M．E．．Egect ofaddZng a passiYe condenser on s01ar atjEE pe此m明ce[JI． EnerD comvers Mgmt，1993，34(U：63—72．[5]陈新滋，钱延龙．当代金属有机化学与催化的发展现状与趋 势阻)．钱延龙，陈新滋．金属有机化学与催化[C]．北京：化 学工业出版社，1997．9．
第二篇：茶资源利用及茶产品开发现状与趋势
茶资源利用及茶产品开发现状与趋势
2001年世界茶叶产量达302.2万吨，出口总量达138.86万吨。随着各茶叶生产国茶叶产量的持续增长，茶叶产供销之间的矛盾日益突出，茶叶生产效益不断下降。为促进茶叶消费，提高茶叶经济效益，充分利用茶树资源，世界上许多国家都在研究和开发多元化的茶叶产品，特别是在茶深加工、综合利用及茶叶有效成分的提取方面更是蓬勃发展，使茶叶这一古老的传统产业焕发出新的活力。
一、茶资源利用及茶产品开发现状
1、新型茶制品
（1）高γ-氨基丁酸茶
高γ-氨基丁酸茶是由日本农林水产省蔬菜茶叶试验场首次开发成功的新型茶，要求茶叶中的γ-氨基丁酸含量必须达到150 mg/kg以上，高γ—氨基丁酸茶具有明显的降低人体血压的功效。因此高γ-氨基丁酸茶（商品名GABA）自1987年在日本投放市场以来，深受广大消费者的喜爱，正在形成叶茶、袋泡茶和罐装茶等系列产品。该茶卖价比一般同级绿茶高1倍。目前，肯尼亚、斯里兰卡等国也开始研究提高CTC红茶中γ-氨基丁酸的含量。我国也研制出高γ-氨基丁酸炒青绿茶。
提高茶叶中γ-氨基丁酸的途径主要有以下几种。
a.改变加工技术鲜叶先经氮气处理，然后用半发酵茶的加工方法进行加工。
b.用红外线照射加温处理茶鲜叶50分钟，可使其γ-氨基丁酸含量有明显提高。
c.用0.1-0.2mol/L的谷氨酸钠溶液处理茶鲜叶3小时，可使鲜叶中γ-氨基丁酸的含量提高近1倍。
d.以上两种方法结合，鲜叶中的γ-氨基丁酸可提高75%。据此，日本提出一种新的加工工艺，该工艺的流程为：谷氨酸钠溶液处理鲜叶→搅拌、红外线加温→蒸热→粗揉→揉捻→中揉→干燥。经该工艺加工的茶叶中γ-氨基丁酸的含量可较正常工艺加工的茶叶高1.7-2.7倍。
e.鲜叶先用微波处理（0.3-0.6kW处理10-20分钟），再加工成成茶。实验表明，以0.3-0.4kW微波照射20分钟的效果为最佳。
f.嫌气和好气条件轮流处理鲜叶，在10ºC温度下，先嫌气条件下处理3小时，然后好气条件下处理3小时，如此交替进行，处理5次。
（2）低咖啡因茶
低咖啡因茶是一种适于神经衰弱者、孕妇、老人、儿童等特定人群饮用的茶类，它采用特定的技术手段，将茶叶中所含的大部分咖啡因脱除的同时，尽可能保留其他的有效成分和风味，以满足上述特定饮茶人群的消费需求，使他们既能享受到饮茶的风趣，又尽可能减少因茶叶中含有咖啡因而对睡眠和心脏跳动等带来的不利影响。低咖啡因茶在欧、美市场上销售已较流行，均为低咖啡因红茶，采用超临界萃取法进行加工，而低咖啡因绿茶在国内外市场上尚未正式面市。据报道，意大利茶叶市场上低咖啡因茶的销量占30%左右（约4000吨），加拿大低咖啡因茶的销量占到茶叶总销量的4%，约为500余吨。德国的Halssen和Lyon Gmbh公司是德国唯一拥有多项低咖啡因茶生产专利的公司，生产多种低咖啡因茶系列产品；Plantextract饮料公司也生产低咖啡因茶。日本也于近年开发了低咖啡因绿茶产品，我国于20世纪90年代经研究获得低咖啡因绿茶的加工技术，研制成功应用热水浸渍原理的茶叶咖啡因脱除机，茶叶中咖啡因脱除率为70%，其他有效成分则可保留90%以上。低咖啡因茶对妇女、儿童以及咖啡因过敏者是有益的，因而市场前景看好。
（3）有机茶
有机农业始于17世纪，德国是开展有机农业最早的国家。有机茶出现于1983年，斯里兰卡是世界上开发有机茶最早的国家。目前，世界有机茶的生产量约为8100吨，占世界茶叶总产量的0.27%，其中65%-70%是红茶，其次是绿茶，少量乌龙茶。
有机茶的世界销量为6000-6500吨，仅占茶叶总销售量的0.5%,主要销往欧洲、美国和日本。中国2000年有机茶产量约4000吨，2001年4500吨，出口2800吨，内销约1700吨。内销市场主要在北京、其次在上海、广州等经济较发达的大中城市。
2、茶叶深加工产品
(1)茶饮料
美国于1972年率先开发出茶饮料（冰茶iced tea）。冰茶是一种调味茶，以茶为基质，再调以糖、酸、风味物质等配制而成。冰茶与过去的汽水和果汁饮料不同，它是天然类型产品，并具有清新感、口感适中的特点，颇受消费者欢迎。因此，美国的饮料行业把冰茶划入“新时代饮料”这个范畴。近十年来，冰茶在美国发展较快，1997年包装茶饮料已达300万t，约占饮料市场的2.2%，占世界茶饮料总量的30%。
日本伊藤园1981年以中国福建乌龙茶为原料试制罐装乌龙茶，1982年正式推向市场，是世界上最早研制纯茶饮料的国家。随后，茶饮料市场迅速发展。1985年仅有2.4%，1990年也不过13%的市场份额，2001年茶类饮料的总消费量为475万立升，占清凉饮料总体的30.2%的市场份额，在这15年间增长了10倍，而近10年间增长了3倍，已成为饮料领域的龙头。另外茶类饮料在不含糖的无糖饮料领域中占25.5%，仅此一项就大大超过了比大量用糖的乳性饮料的20.4%，含可乐的碳酸饮料的17.2%和果实饮料的13%。
20世纪90年代以来，西欧国家茶饮料的发展也相当迅速。1996年西欧茶饮料的消费量达150t，比1992年增长2倍。茶饮料在软饮料市场的占有率从1991年的0.7%提高到1997年的10.7%。茶饮料的品种以冰茶为主。我国茶饮料开发始于20世纪80年代中期，主要产品为碳酸型茶饮料，但由于当时受国外可乐型饮料冲击，茶饮料在市场昙花一现。1995年，旭日升集团正式将调味茶饮料（冰茶）推向市场。以后，日本三得利、我国台湾的统一和康师傅、可口可乐、娃哈哈等公司先后在大陆投资兴建茶饮料厂。全国现有10余家企业生产茶饮料，1997年全国茶饮料不足20万t，2000年茶饮料185万t，2001年为约300万t。2000年国内茶饮料消费量居瓶装水（554t）和碳酸饮料（420t）之后，列第三位。当前茶饮料急待解决的主要问题，一是避免茶汤沉淀的生成；二是香气的保持及增香。
(2)速溶茶
20世纪40年代，英国首先研制出速溶红茶，1943年获得发明专利。50年代，英、美等国工业化生产速溶茶并投放市场。70年代，美、英等国逐渐将速溶茶生产转移到印度、斯里兰卡、肯尼亚等产茶国。目前上述三国已成为世界速溶茶生产大国，1997年其速溶茶的产量为4891t。速溶茶加工工艺有热提取和冷提取两种方法，热提取香气低，冷提取滋味淡。20世纪80年代以后，膜分离技术、酶技术等高新技术逐渐应用于速溶茶的制备，使速溶茶的滋味和香气有明显改善。但迄今为止，速溶茶主要作为茶饮料的原料，速溶茶消费远不如速溶咖啡普及。我国于20世纪80年代研制出速溶茶，目前全国速溶茶产量约为100t。
(3)超细微茶粉
20世纪90年代，日本将绿茶研磨成末茶应用于茶道和食品，制成茶豆腐、茶面包、茶酒以及其他茶叶食品，其后又应用于冰淇淋、糖果等食品中。我国从20世纪90年代开始研制超细微茶粉，其种类有绿茶粉、红茶粉、乌龙茶粉等，当前应用最广泛的是绿茶粉，其关键加工技术为：一是对鲜叶原料采用保绿手段，即在鲜叶中添加保绿剂或使用蒸青方式杀青，加工成色泽绿翠的干毛茶；二是使用超细微茶粉技术，将茶叶粉碎成300目以下（约60μm）的微细粉末，并保持茶叶原有色泽。超微粉茶因为粒度很细，添加于食品中，吃在口中不会有任何粒度的感觉，故可使食品中既富含茶叶的营养和保健成分，又使原来舍弃的纤维素等得以利用，同时还赋予了食品天然绿色，等于添加了绿色色素，形成具有特殊风格的茶叶食品。
(4)鲜茶汁
国内1985年开始研制鲜茶汁，分为红茶鲜茶汁、绿茶鲜茶汁和乌龙茶鲜茶汁，其提取工艺
如下：
红茶鲜茶汁提取工艺：鲜叶→自然萎凋（18-20小时）→锤击粉碎机粉碎→发酵（约30分钟）→螺旋压榨（压强：1t/cm2）。
绿茶鲜茶汁提取工艺：鲜叶→摊放（18-20小时）→杀青→锤击机粉碎→螺旋压榨机压榨（压强：1t/cm2）。
乌龙茶鲜茶汁提取工艺：鲜叶→晒青→做青→杀青→锤击机粉碎→螺旋压榨机压榨（压强：1t/cm2）。
(5)茶酒
茶酒是一种含低度酒的碳酸饮料（一般不超过5%的酒基）。用干茶提取液，加入增甜剂、增酸剂和酒基直接配制，或者在茶叶提取液中加入酒母，进行发酵处理，产生酒香后，滤去沉淀物，再按配方加入其它的配料。成品具有酒味芬芳甘冽的香槟风味，一般酒度在2-5度，含糖8-9度，酸度在0.2-0.8度之间，要求具有酒质，色泽明亮，香味明显，甜酸适中，酒体协调，杀口感强等特点。
自20世纪80年代以来，国内外生产研制的茶酒甚多。国外以日本众多，仅静冈县茶叶试验场便研制出红茶酒、乌龙茶酒、花茶酒和绿茶酒等品种。此系列茶酒，香甜可口，风味独特，酒度较低，又是天然植物的发酵酒，所以投放市场后深受老人、妇女的欢迎。英美等国家主要开发应用配制酒，例如滋补茶酒混饮、果味茶酒、茶酒冷混饮、朗姆茶酒热混饮、白兰地茶酒混饮。酒度高低不一，各具风格，特别是具有茶酒共同特点，深受消费者的欢迎。
2．茶天然产物的提取与利用
20世纪70年代起，我国开展茶天然产物的提取与利用研究。1976年从茶叶中提取出“7369”防辐射物质，经临床试验有效率在90%以上。80年代中期，从茶叶中提取茶多酚，作为食品的天然抗氧化剂。随着提取技术的进步，茶多酚含量可达80%以上，制率在1.5%左右。茶多酚向医药拓展。成为商品的茶多酚制品有：（1）茶色素心脑健，用于防治动脉粥状硬化；（2）维多酚，作抗氧化保鲜用；（3）亿福林心脑健胶囊，用于防治动脉粥状硬化及冠心病。“八五期间”，提出了用一分茶叶原料同时制备茶多酚、咖啡碱、多糖和茶色素的系统分离中试工艺，生产的茶多酚含量达到95%以上，其中儿茶素含量超过60%，得率6.0%;咖啡碱含量达到80%以上，得率1.5%,通过脱色、结晶处理,纯度达到99.0%。采用高速逆流色谱技术成功地分离出5种儿茶素单体，其中4种儿茶素单体的纯度达到97%以上。采用酶技术可将酯型儿茶素转化为非酯型儿茶素。茶多糖具有降低血糖、血脂，增强免疫力，抗动脉硬化，抗凝血，抗血栓的作用，因此，茶多糖可用于对糖尿病、冠心病以及免疫功能低下的治疗。茶多糖含量随茶叶原料的老化而增加，乌龙茶中多糖含量为2.63%±0.27%,约是红茶的3.1倍和绿茶的1.7倍。茶多糖提取工艺流程：茶叶原料预处理→浸提→过滤→减压浓缩→沉淀→离心→干燥→纯化
3．茶树综合利用产品
（1）茶籽的综合利用
* 茶籽榨油
20世纪70年代提出茶籽榨油新工艺，通过精制的茶籽油可以食用；首次成功地从茶籽饼粕中提取茶皂素。茶籽制油的工艺流程是：清理、脱壳、蒸炒、入榨、毛油压滤、饼粕浸出、毛油精炼，最后获得精炼油。
茶籽制油工艺过程中的主要技术参数是：茶籽原料含水分≤15%；茶籽仁壳比（干重）为65∶35；茶籽入榨水分：2%-3%；茶籽入榨温度：110-120℃。
* 茶皂素提取与利用
茶籽饼中含有10%-15%的茶皂素，可提取利用，茶皂素的提取方法常用的有水浸法、有机熔剂法、水提-醇萃法和吸附树脂法。80年代以来，利用茶皂素的天然表面活性，先后研制出茶皂素石蜡乳化剂、茶皂素洗理香波、农药湿润剂等；根据茶皂素具有表面活性和很强的发泡特性，研制出茶皂素加气混凝土稳泡剂；研究发现茶皂素对含血红素的鱼类产生溶血作用，对含血兰素的鱼类没有溶血作用，根据这一特性，研制出对虾养殖保护剂等产品。
（2）茶花的利用
茶树在一年的生长发育中，除了芽叶生长外，还有大量的花。据测算，每公倾茶园可产花干300kg左右，茶花利用资源丰富。由于茶花中成分与茶花相仿，鲜茶花烘干后，可以泡饮。云南省还用茶花窨制红茶，窨制后的成茶，花蜜香浓爽持久。
（3）茶饲料与茶兽药的开发利用
* 茶饲料的开发利用
废茶和速溶茶、茶多酚天然抗氧化剂等生产后形成的茶渣，含有高达52%的动物可消化的营养物质，但将其作为动物饲料，必须经过发酵处理，使废茶和茶渣中的粗蛋白和多糖降解。具体方法是把废茶或茶渣烘干至含水分6%-8%，机械粉碎，然后用20%的氢氧化钠溶液于100℃下处理1h，除去木质素。然后用果胶酶或木霉菌在40℃下发酵3-4d，在70℃下烘干至含水量4%-5%，适当粉碎后即可包装备用。
茶籽饼中含有茶皂素，具溶血性，故将其用于饲料之前需经脱毒处理。
茶叶用于饲料，一般可加工成茶粉与其他饲料配合使用。茶制饲料不仅可为家禽、家畜等饲养动物提供营养，促进其生长，增强抗病力，减少疾病的发生，而且还可改善禽畜产品品质、提高产量，能够显著增加经济效益，辟茶叶资源综合利用的新途径。
茶饲料的应用方法有茶叶入饲料育肥牛、使瘦牛复壮、增加奶牛的产奶量、茶叶配中草药滋补剂育肥猪、促进小鸡生长和改善鸡肉鲜嫩度、提高母鸡产蛋量和改善鸡蛋品质。
* 茶兽药的开发和应用
茶叶中的很多成分如多酚类、多糖类、生物碱类和维生素类，以及茶籽中的茶皂素等机能性成分都具有多种药理作用，有抑菌、杀菌、增强机体抵抗力、促进消化生长等方面均有显著效果。据实验，将茶叶提取物（多酚类物质含量为20%）的片剂按每天1.5g剂量与牛奶一起喂饲10-30天龄的小奶牛，连续4周，发现茶叶可减轻奶牛腹泻。
目前茶兽药的应用方法有a.用于治牛感冒、牛鼻炎、牛前胃弛缓、牛厌食等；b.用于治猪感冒、猪痢疾、猪食盐中毒等，此外还可用于治疗兔、马骡及羔羊的疾病。
二、茶资源利用趋势
由于世界茶叶供过于求，以及人们多元化的生活方式和现代食品加工技术的发展，今后茶资源利用将更加充分和迅速，主要向三个方向发展，其一是立体化，即茶花、茶叶、茶根等的综合利用，以提高茶树种植的整体效益。其二是深度加工和有效成分的提取，除茶水饮料、速溶茶生产及咖啡碱、茶多酚的提取外，今后茶色素、茶多糖、茶氨酸的提取利用将成为提取物新的亮点，茶氨酸是茶树所特有的氨基酸，占茶树体内游离氨基酸总量的50%左右。自20世纪90年代起，许多国家的科学家就已开始关注茶氨酸的作用，特别是其药用价值的研究，明确了茶氨酸可拮抗由咖啡碱引起的副作用，并有降压作用。茶氨酸还被证明是脑的一种神经传递物质，它可降低脑中S-羟色胺的浓度和增加多巴胺的浓度。因此有希望被开发成一种可解除人体疲劳和降低血压的保健食品。其三是饮茶与“吃”茶并存。除了传统的饮茶外，茶膳、茶食品以及茶片剂发展势头良好，既有利于消费者身体健康，也促进了茶叶消费。
第三篇：玉米种质改良与利用的现状、问题和趋势
玉米种质改良与利用的现状、问题和趋势
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2012-11-15 14:16阅读(2250)评论(9)
玉米种质改良与利用的现状、问题和趋势
石 雷
国务院8号文件以后，我国玉米育种状况发生了巨大变化，企业和科技人员的积极性空前高涨，育种方向基本明确，商业育种的技术路线逐步落实，种质改良和创新开始走上正轨。最近，我们分别同国内外十几位专家教授座谈，认为有必要提醒企业负责人反思一些带有方向性的育种技术和实践问题。
一、种质研究现状
最近十几年，我国通过多渠道引进热带、亚热带和欧美玉米种质，可利用的种质相当丰富，水平有了较大提高，现在欠缺的是对这些种质做深入系统的评价，并积累有用信息。引进这么多种质，不要开成杂货铺，要像跨国公司那样对种质资源做到心中有数。这既是国家科研单位的任务，也是商业育种必要的前期工作，需要专人去做。
一些企业通过各种途径从国外引入玉米种质，其中有些种质非常先进，但并没有因此而提高育种能力和水平，因为没有经过系统科学评价，信息不明，只是通过1－2年的表型观察做主观判断，缺少详尽的介入式评估，即使很珍贵的种质也可能被忽略掉。育种者的实践和判断能力有限，有些材料自己看不上不等于别人用不起来，却宁可丢弃也不愿交换或与别人合作研究，这造成科技资源的极大浪费。相比之下，德国、法国与美国对外来种质利用的成功经验对我国玉米育种研究很有启发。
我国在七十至八十年代就有了法国F系列自交系，一直没有用起来，而KWS和美国公司都以F系列为基础，培育的早熟品种几乎都含有F2或F7血缘。美国利用F系列自交系，成功地把玉米杂交种向西北方向推进了几个纬度。这从侧面说明，我们对市场定位把握不准，对种质评价比较欠缺，改良种质的能力有限，没能够培育出满足种植业结构调整和适合早熟区市场需求的新品种。
美国育种公司利用B73、Mo17、OH43等优良自交系为基础，培育了许多LH和PH系列自交系，先玉335就是在B73和Mo17的基础上发展来的。最近，我国又引进大批商业自交系，这些种质比较先进，许多现代商业品种就是在这些种质基础上发展起来的。现在是考验中国玉米育种者的时候，通过研究，把这批美国商业自交系本土化，从中培育出超过先玉335和郑单958的后备品种。这对我国玉米种业发展和改善科技人员的声誉及自身利益，都将是决定性的。科技人员要注重学习和创新，突破重围，提高竞争能力。国家玉米产业体系应接受专家建议，除了植保专家继续做系统、规范的抗病性鉴定，栽培生理学家应研究建立非生物逆境的鉴定技术规程，在相关试验站设置抗非生物逆境鉴定点。同时，组织专家做系统的配合力鉴定，为大规模育种应用奠定基础。
国家玉米产业体系和科研机构要把握方向，认清使命，在种质研究方面走在前列。我访问过许多企业和科研机构，会见了许多育种者，意识到中国玉米育种与跨国公司差距相当大，但我们仍有能力同跨国公司竞争，至少能追赶外国企业的常规育种能力。今天，我们对玉米育种的理论、技术都清楚，种质资源也丰富，只是需要组织起来协作攻关和坚持创新。我们现在所做的工作，就像是在进行一场战争，需要动员全国的玉米科技力量，但我们的科技政策和管理体制适应内部资源的动员与整合吗？能否支持这场实力悬殊的战争？我们的种业政策能不能排除双重利益集团干扰，维护企业和科技人员的创新积极性？目前这些问题均难以给出清晰或正面的答案。
二、人才危机
育种人才断层，研发水平较低，适应不了国际竞争的需要。40-60岁的人尽管体现了岗位的承上启下，但理论与实践水平仍存在明显断层。一些老专家偏向于经验育种；而年轻育种者虽具有分子生物学知识，却与实践结合不起来，看重分子技术，对常规育种缺乏基本了解。博士或硕士毕业后到企业工作，大约要10年左右才能进入育种工作状态，这说明我国教育制度不适应青年育种人才的快速成长，也说明科研管理不适应现代育种需要。尽管这是体制造成的，但企业应通过机制创新予以弥补和扭转，而最终还需要体制变革才能从根本上解决我们长期面临的科研生产“两张皮”的“死结”，循序渐近的变革现在就应开始。国家科研单位在这场变革中有责任帮助企业尽早实现育种能力建设，其中育种人才的培养是关键。没有较强的常规育种人才作为主线，生物技术就会变成“无水之源”，难以发挥作用。
针对断层现象，国家玉米产业体系应组织培训和其他形式的咨询服务。国家体系要在种质研究和为企业培养青年育种人才方面先行一步，育种人才要学会研究和利用种质，否则难有竞争力。
三、企业的定位
中国企业应反思，方向定位要合理。
先锋公司在中国的策略是使自己适应中国农民低密度种植习惯和低水平管理，适应中国落后的品种审定制度和标准，改变育种方向和技术，并有所突破，培育的先玉335在市场取得巨大成功。孟山都公司在中国的市场定位不得不避开先锋，根据自身种质、技术和海外市场优势，瞄准西南区域，目前在广西市场占有率达到75%，最近又进入云南市场；后备品种仍然瞄准这个市场，虽然老品种下降，但新品种上升；最近在黄淮海地区的表现同样令人刮目相看。比较两个公司的市场定位特点，先锋公司倾向于保守，但冲破障碍所表现的一点点创新努力却给先锋带来巨大的收益；相比较而言，孟山都更具有创新精神，将来对我们造成的冲击可能会更大。中国企业要琢磨这其中的规律和对我们不同的启发意义。也许应该结合两者的优点，用来改造我们的企业。
KWS也定位准确，他们没有像先锋那样改变自己的技术路线和方向去适应中国市场，而是根据自身特点，从广袤的中国市场寻找生产方式最接近自己产品优势的黑龙江农垦早熟区域。正视自己和对手，通过扬长避短，打开中国市场，现在进一步渗透到新疆、内蒙古和宁夏等省区。
比较而言，我们的企业没有深入地了解生产上急需解决的问题，并把这些需求转化成育种目标，导致定位不准确，而且没有建立实现目标的技术途径。市场定位缺少战略眼光，市场分析带有主观盲目性和受政治因素干扰，都会影响企业的竞争能力和综合素质的提高。这里说的定位既包括育种研发在企业投资所占的地位，也包括商业育种的方向和市场定位。一些企业很重视营销，却忽视研发投入；愿意花钱从科研单位买品种，忽视自主培育新品种。在起步阶段，即使是大中型企业从科研单位或个体育种者买入品种是明智的选择，但不能放松研发能力建设。企业自主研发新品种，在一段时间可能见不到效果，但需要经历这么一个积累过程，才能进入良性循环。所以，在发展的初期阶段，企业要两条腿走路，一方面买品种，一方面建立自主研发体系，这对企业的可持续发展更重要。
产品更需要定位准确。有人认为没有不好的品种，只有不好的市场定位。这话有道理。如果你头脑中有一个区域市场框框，以那个框框看品种，就可能把好品种看丢；同样，如果夸大宣传一个好品种，也会带来麻烦。黄淮海地区有一个品种，如果在区域内市场定位准确，那是一个不错的品种，但育种者胃口太大，推广到了不应该去的地方，而且夸大宣传，密度定位过高，反而害了自己，实际推广面积小于育种者的预期，也小于我们对它的判断。这是定位失误造成的负面效果。
四、DH技术的困惑
我国推广DH育种技术进展很快，几家企业投入人力、物力，规模搞得很大，每年培育数千份双单倍体，由于鉴定技术落后，反而成了负担。据说DH规模越大，垃圾就越多，压力也就越大。在盲目状态下，姑且不说你的DH材料中是否包含有益的变异，就算有也鉴定不出来。
这个问题需要从两个方面解决，即种质基础和诱导程序。但核心还是种质基础，种质搞好了，单倍体育种技术才有用武之地。诱导程序说的不是诱导和加倍技术，而是育种程序出了偏差。常规育种是主线，就像转基因和分子标记辅助育种是常规育种的辅助手段一样，DH也只是辅助，因此，一个企业是否强大，关键在于你的主线是否强大，如果常规育种软弱，种质基础薄弱，DH技术只能使你产生垃圾材料的速度加快，单指望DH技术不可能成为超越其他公司的技术法宝。离了常规育种主线，或主线软弱，转基因和分子标记辅助育种也都没有用武之地。这是商业育种能力建设首先要认清的限制因素。现在，企业有能力搞100-200亩地的DH研发，就有能力、有必要投入更多的人力物力研究种质基础。否则，你的DH和分子育种技术都将成为企业的累赘和负担。
另一方面，要注意DH育种流程。育种者急躁，普遍从F1代开始诱导，这可能是低效率的原因。育种的关键是创造和发现变异，在目前中国玉米种质基础上，从F1诱导DH所能够创造和发现的变异较少，而“噪音”很多。因为F1到F2所产生的交换有限，既缺少淘汰机制，又缺少选择压；解决的办法是先在高密度下自交筛选，既施加选择压，也利用交换；F3再进入DH诱导程序。我们与跨国公司的育种基础不一样，人家的种质基础丰富且水平较高，但尽管如此，也不宜从F1就开始诱导。
这是一个争论点，是先诱导，后鉴定，还是先逆境（高密度）筛选（淘汰），再诱导，然后鉴定，两条技术路线哪一个更合理？这个问题需要实践来回答，理论上来说第二个技术路线更好，但需要在实践中验证和修订。
DH技术改变了育种流程。育种者还不习惯这个变化。不但F1和F2要在高密度下做常规自交和筛选，F3获得DH以后的育种流程也必须重新设计，强调抗逆性和配合力测试。以前常规育种说的是自交和筛选，现在说的是测试。这是DH育种与以往常规育种概念有区别的地方。我们在没有改变技术流程之前，DH就不能顺利地成为常规育种的一部分，还只是走在路途上。
这些只是理论分析，需要试验数据支持和做一些简单的试验来判断。但有必要提醒企业，在商业育种研发和管理中要注意两个问题：种质基础和育种方法（程序设计）。
五、生物技术似空中楼阁
我国是世界SCI第二产出大国，反映高水平育种基础研究的SCI论文固然重要，然而不得不承认，一些育种的关键技术，如分子标记辅助育种技术的价值是在产业或商业育种中的实际应用，否则低水平“小打、小闹”的“SCI”文章，不仅成为“垃圾”，更大负面影响是无谓地消耗了青年才俊门的精力和国家宝贵资源，而我国产业却没有受益。我国建立分子标记辅助育种技术体系，应根据产业需求自主研发。深入的研发属于商业秘密，不可能公开，外国公司更不可能把商业秘密传授给我们。如果中国要自主发展分子标记辅助育种技术，就必须改革科技管理体制。否则，只有等待企业发展壮大，由企业去解决分子标记辅助育种的知识积累和技术转化。如今科研单位不但在常规育种领域把自己边缘化，在生物技术领域也开始走向边缘化，应引起注意。
建立分子标记辅助育种和转基因育种研发体系或平台，须把常规育种的基础做实。没有强大的常规育种和种质基础研究，分子标记辅助育种和转基因技术都没有用武之地，反之，缺少分子标记辅助育种技术支撑的常规育种也会长期处于低效率运作状态。这就是为什么一些大牌专家教授很着急的原因。目前还没有找到解决体制障碍的途径。
六、抗病育种与种质基础
抗病育种和种质基础是相关联的两件事。
老育种家重视抗病育种，并做了突出贡献，黄淮海地区的优良品种都在抗病性方面有所突破，解决了生产难题。品种更替的重要目标是提高抗病性，抗病性解决了，生产才会稳定提高，因此抗病育种是玉米育种的重要方向之一。当然，现在又加上一个抗逆性因素。曾几何时，东北地区一些高杆大穗晚熟稀植型品种逃离东华北蜂拥到西南去，只要抗病性过关，就能在西南立住脚。这反映了生产对品种的需求，并引起育种者的响应。现在品种审定注重表面，忽略实质，审定标准不但片面，而且绝对化，导致审定的品种多数没有生产价值，农民需要的品种却难以通过审定。企业育种者重视抗病育种就要从种质抓起。但如果审定标准错了，误导育种者，大家还有什么心思加强种质研究？
抗病育种需要科学合理的技术保障，而不能靠运气。丹东农科所培育的品种之所以抗病性好，是因为生态条件复杂，当地病害严重，自然选择压力较大。尽管在育种者理念中，种质基础比较模糊，但在那样的生态条件下竟也能成事。今后与跨国公司竞争，不能完全依靠外界条件，更不能盲目，要发现规律，建立抗病育种条件、方法和种质基础，使以前偶然的成果变为主动创新的技术路线和创造必然产品。如果深入研究种质基础，落实到杂种优势群和向两边推，施行循环育种策略，取得的成果会更大。
七、引进与创新
说到抗病育种，不能不说种质基础。中国玉米育种的种质基础有缺陷，一直没有在SS种质取得大进展。中国的SS种质一直很弱，就好比两条腿，一条腿（NS）粗，一条腿（SS）细，不协调。自八十年代以来，一个重要失误就是引进美国种质后没有本土化改良和创新。美国种质在中国普遍感病，于是大批优良自交系未得到深入改良而被丢弃。前面举出法国自交系为例，也说明这个现象。
SS和NSS两类种质不对称现象不但在中国很明显，其他国家也存在，但跨国公司的育种家积极改良，培育了抗病的SS自交系。我们要学习跨国公司改良SS种质的经验，改良抗病性和其他抗逆性状，从而巩固玉米育种的种质基础和杂种优势模式。
我们引进了很多美国和欧洲的优良自交系，但如果不从理论高度重新认识和改变过去20年技术倒退所形成的育种习惯，多数育种者还会盲目丢弃优良育种材料而不知道怎么改良，更不知道如何创新，商业育种便走不出盲目状态。如今，面对跨国公司的竞争压力，一方面学习郑单958和先玉335的成功经验，一方面研究和改良种质，创造新的自交系和杂交种。
第四篇：西藏地区太阳能开发与利用情况
西藏地区太阳能开发与利用情况
西藏，这块离太阳最近的地方，也是我国太阳辐射最强的地区，有着得天独厚的太阳能资源优势。在当今世界能源紧缺、生态环境恶化的情况下，开发利用包括太阳能在内的新能源成为世界各国关注的热点。我国也不例外。目前我国的太阳能利用技术不断取得进展和重大突破，在太阳光采集照明技术、太阳能光伏发电技术和太阳能热利用技术等方面已走在了世界前列，为满足我国持续增长的能源需求提供了新的解决方法和途径。
西藏的常规能源如石油、天然气等极其缺乏，这在一定程度上严重制约了西藏经济的发展，使得西藏工农业生产长期以来维持在较低水平，而燃料的缺乏，使得群众大部分的生活燃料取自树木、草皮、牲畜粪便，在一定程度上加剧了西藏生态环境的进一步恶化，导致西藏绿地面积逐年减少，山体滑坡、泥石流等时有发生。因此，开发利用太阳能是解决西藏能源问题、保护生态环境和提高农牧民群众生活水平的有效途径和必然选择。
地理、政策、国际援助：三大优势促西藏太阳能产业发展
有关人士指出，在西藏发展太阳能产业有三大有利因素：
一是西藏得天独厚的地理优势。太阳能资源按日照时间和太阳能辐射量的大小，大致上可分为五类地区。西藏大部分地区属一类地区，是我国太阳能辐射最多的地区，年平均日照在3000小时以上，年均太阳辐射总量为6000—8000兆焦耳／平方米，直接辐射占总辐射的56％—78％，是世界上太阳能资源最丰富的地区之一。
二是国家和自治区能源开发政策的有力支持。近年来，国家将开发利用新能源和可再生资源放到国家能源建设开发战略的优先地位，西藏也把开发利用太阳能作为经济社会发展的重要内容，先后出台了一系列特殊优惠政策，如对新能源与可再生能源科学研究机构和重点科技攻关项目及示范项目和培训提供支持，实行补贴政策；减免可再生能源所得税及增值税；对农村能源使用方面提供低息贷款；加速可再生能源技术的国产化等，这为西藏发展太阳能产业提供了巨大的政策支持。
三是国际和国内有关机构在资金技术上的支持。近年来，西藏太阳能研究机构加强了与国际、国内有关科研机构和院校的合作，积极引进国内外先进技术，开展太阳能科技创新。由原国家经贸委、GEF（全球环境基金）、世界银行支持的中国可再生能源商业化发展促进项目于2001年12月正式启动，这为我国的中小光伏企业提供了一个良好的发展机遇，也由此带动了西藏光伏产业的发展。由意大利投资1000万元的可再生能源检测培训技术中心将于近期在西藏兴建，这对西藏太阳能产业的发展将起到积极的推动和促进作用。
照明、通讯、取暖、提水灌溉„„“阳光”沐浴下的高原生机勃勃
作为西藏的优势能源之一，为了开展对太阳能的研究利用工作，早在上世纪60年代中期，区建筑设计院就已经研制出了利用太阳能的开水器，为进一步研究利用太阳能奠定了基础。1979年自治区科委成立太阳能研究室以后，先后研制出太阳灶、太阳能烤箱、太阳能开水器等，并开展了太阳能浴室试验安装工作。1981年以后，还进行了太阳能采暖房和引进太阳能电池等工作。
1986年，“西藏太阳能资源的综合开发利用”项目列入全区“星火计划”。到2003年底，全区累计推广太阳灶10余万台，建被动式太阳房、阳光温室、太阳能热水器12万平方米，推广太阳能光电设施共700千瓦，建太阳能游泳池1座，太阳能卫星单收站330多个，推广太阳能户用系统10万余套。还在拉萨附近建立了两个太阳能示范村，在日喀则建成了一座现代化综合性太阳能试验站。全区综合利用太阳能年综合经济效益达上亿元人民币。
近年来，在国家有关部委和区党委、政府的高度重视和支持下，西藏又先后落实和实施了“阳光计划”、“科学之光计划”、“西藏阿里地区光电计划”、“西部省区无电乡通电工程”等一批具有较高社会、经济效益的太阳能推广示范工程。现在，太阳能资源已被广泛应用在照明、通讯、广播电视、提水灌溉、烧水做饭、取暖等诸多领域。太阳灶、太阳能热水器等已深入到千家万户，不仅提高了群众的生活质量，而且减少了对森林、草原的破坏。在西藏大部分地区，一台采光面积为2平方米的太阳灶，其功率相当于一个2000瓦的电炉，它不仅具有烧水的功能，而且还具有煮、蒸、炖、炒等多种炊事功能。据测算，一台太阳灶一年可使一户农牧民少用牛羊粪3吨，柴草2.5吨，近1000平方米草原免遭砍伐。
由于西藏地广人稀，农牧民居住分散，电网难以达到，不断富裕起来的农牧民渴望着能早日结束用酥油灯、蜡烛照明的历史，希望用上电灯，听上收音机，看上电视，太阳能光伏发电的推广应用使他们的梦想变成了现实。目前全区已累计建立3—15千瓦的光伏电站300余座，推广各类小型独立光伏发电系统约5400千瓦。其中功率为20—100千瓦不等的县级小型独立光伏电站7座，消灭了6个无电县，总容量为420千瓦。目前全区已有20余万农牧民依靠光伏发电圆了几代人梦寐以求的电灯梦。每当夜幕降临，街市上华灯初放，家家户户灯火通明，山村户落灯火也如繁星点点，使整个西藏融入了一片温馨和谐的气氛之中。
太阳能源的开发，使日光温室技术得以应用推广，使得城镇一年四季瓜果飘香，而不再像以前要靠汽车或空运从内地运进来时令蔬菜和瓜果，极大地丰富了群众的菜篮子。如今，西藏人的餐桌已日益丰富起来，新鲜的肉、蛋、蔬菜等日常可以随时吃到，人们已经由讲究吃饱到讲究吃好、讲究既要营养又要保健的食品上来。
此外，太阳能资源还广泛应用于其它领域。目前全区广播电视系统共安装了320多座太阳能电视收转站，总容量为250千瓦；全区邮电部门安装各类通讯电源总容量为380千瓦；各种户用光伏系统从10瓦的太阳灯到300瓦的卫星电视单收站上万套，总容量430千瓦；加上太阳能公路道班、太阳能学校、太阳能边防哨所、太阳能气象站、太阳能光伏水泵等约250千瓦。西藏太阳能资源的开发利用已日益向产业化道路迈进，高原人民在“阳光”的沐浴下正迈向新的希望。
成本、市场、观念：发展太阳能产业前路漫漫
太阳能这个永不衰竭的清洁能源，给西藏人民带来了新的希望。然而，在看到成绩的同时，我们也清醒地看到了西藏太阳能产业发展的不足之处：西藏目前还有近5000个村庄、100多万农牧民至今还没有用上电，相当一部分地区已出现燃料短缺现象；太阳能取暖（太阳房）技术尚未推广至居民家中；全区目前尚没有一家大型太阳能产品生产企业，来满足广大群众的需求，人们使用的热水器等全部是区外品牌„„可以说，作为可再生的清洁能源，太阳能资源在西藏尚有很大发展空间。
而成本、市场和群众观念则成为制约太阳能产业发展的三大障碍。
与同类技术相比，太阳能资源的开发利用成本相对较高。以发电技术为例，光伏发电成本投入为煤电的11至18倍，尤其大型光伏电站更是需要巨大成本投入，这在一定程度上无疑限制了太阳能资源的开发利用。且太阳能资源作为可再生资源，相对而言市场规模较小，缺乏一定的市场竞争力。此外，受传统观念影响，西藏部分农牧民群众对太阳能产品尚持怀疑和抵触态度。太阳能资源的开发利用尚未完全进入人们的意识形态之中。
据调查，西藏目前使用太阳能热水器的宾馆、洗浴等商业单位很少，大多都是用电或其它燃料，目前在西藏异常火爆的房地产开发中，开发商中也很少有人考虑到在设计楼房时把太阳能设施运用到房屋设计中。有人曾算过这样一笔账：若一家足浴店每天约需要2吨50摄氏度的热水（按每人每次用热水20公斤，全天100人次计），耗电90千瓦时，按每千瓦时0.8元计算，每天电费72元。全年按实际运行360天计算，需要支付电费51840元。而同等规模的店铺，如果利用太阳能来加热，总投资仅需10万元，两年就可收回投资成本，且一次投入，长期受益。
专家测算，一个城市如果增加20％的投资用于取暖的太阳能设施建设，就可以解决城市70％的供热问题，其余30％可以电力、燃气等能源形式加以弥补。如此一来，城市用电压力可大为缓解，同时由于减少了煤、木柴等燃料的使用，城市的空气质量和环境也将得到很大改善。因此，就西藏而言，太阳能产业尚有很大发展空间。如何更有效地利用太阳能，应为政府和有关部门所关注。
第五篇：秸秆利用与现状
雾霾来源之一秸秆的综合利用现状
摘要：我国是秸秆产量大国，合理利用秸秆资源对于保护环境、缓解能源危机、促进社会发展具有重要意义。本文介绍了我国秸秆综合利用的几种方式，以及各种利用方式存在的优缺点，为我国秸秆资源的合理利用提供了一些参考。
关键词：作物秸秆；综合利用；利用方式
引言
秸秆是农作物子实收获后剩余的茎秆和残留的叶片。我国是产秸秆大国，秸秆种类有近30种。秸秆中隐藏着巨大的资源，作物吸收的养分有将近一半会留在秸秆中。高利伟等[1]研究表明2006年中国作物秸秆资源数量超过7.6亿t，其中蕴含的氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）养分资源数量分别达到776万t、249万t、1342万t。但是一直以来人们都没能充分合理的利用它，大量的秸秆被丢弃、焚烧，不仅浪费资源还造成环境污染。近年来随着化石能源的日益枯竭和环境条件的日益恶化，秸秆资源的综合利用成为人们日益关注的话题。
我国各类农作物秸秆资源的综合利用方式，可归纳为4个方面：肥料、饲料、燃料、其它。秸秆还田
1.1 秸秆还田的方式
一般来说，秸秆还田的方式主要有以下几种： 1.1.1秸秆机械化还田
农作物秸秆机械化还田技术就是利用秸秆粉碎机将摘穗后的小麦、水稻、玉米、大豆、油菜、高粱等农作物秸秆就地粉碎，均匀地抛洒在地表，随即耕翻入土，使之腐烂分解，达到大面积培肥地力的一项农机化适用技术。1.1.2堆沤还田
堆沤还田就是指将农作物的秸秆制成堆肥或者是沤肥等，等待农作物的秸秆发酵到一定的程度以后，再将其施入土壤之中。1.1.3过腹还田
过腹还田，顾名思义，就是指借助于牛、马、猪或者羊等这些常见的家畜作为特殊的“中介”，将小麦、玉米、水稻秸秆等进行简单如切割之类的处理之后，作为饲料喂给家畜，然后将这些家畜的粪便施入种有农作物的土壤之中。这种方式最大的优点优点就是省时、简单，而且也是目前发现的最为科学和最具生态性的秸秆还田方式。
1.2 秸秆还田的优缺点
秸秆还田具有一定的优势，但是如果在实际应用中不注意的话，效果可能不明显，甚至会对农作物造成不良影响。1.2.1对土壤肥力的影响
秸秆中含有氮、磷、钾、镁、钙及硫等元素，这些正是农作物生长所必需的营养元素。李继福[2]等研究表明，短期秸秆还田条件下，高钾和中钾土壤田块，秸秆还田钾素可不同程度地替代部分化学钾肥施用。张静[3]等研究表明, 玉米秸秆还田可以增加土壤有机质和缓解土壤氮流失。陈冬林[4]等研究表明，秸秆还田显著提高土壤有效磷和速效钾含量,对土壤碱解氮含量的提高体现在水稻生育后期。秸秆还田不均匀，易引发由秸秆转化来的微生物与农作物之间的争夺养分现象，应及时补充施加相应肥料。秸秆直接还田的时候，一定要适当补充施加氮肥和磷肥，以保证农作物幼苗的健康成长。1.2.2对土壤结构的影响
秸秆还田可以增加土壤的孔隙度，改良土壤结构。同时可形成地面覆盖，具有抑制土壤水分蒸发，储存降水和提高地温的作用。李传友[5]等研究表明，粉碎并氨化秸秆施入土壤后, 能显著降低耕层土壤的体积质量, 增加土壤孔隙度, 但对耕层以下土壤体积质量及孔隙度改善效果不明显。张鹏[6]等研究表明，在宁南半干旱区采用秸秆还田对提高土壤团聚体含量具有明显作用。田慎重[7]等研究表明，免耕秸秆还田措施能显著提高土壤的水稳性团聚体的比例和稳定性。秸秆翻压或者压碎还田以后，就会导致土壤松弛，土壤孔隙的大小不均匀，尤其以大孔隙居多。土壤孔隙的增大往往会导致种子与土壤间的接触减少，从而在很大程度上会影响到种子的发芽与生长，尤其会对农作物根系的生长产生影响，严重的话会出现吊根现象。
1.2.3对土壤中微生物的影响。
秸秆中含有大量的能源物质，还田后生物激增，土壤生物活性强度提高，接触酶活性可增加47%。随着微生物繁殖力的增强，生物固氮增加，碱性降低，促进了土壤的酸碱平衡，养分结构趋于合理。杨滨娟[8]等研究表明，秸秆还田配施化肥各处理能够增加根际土壤总细菌、放线菌、真菌、氨氧化细菌、好气 性自生固氮菌、亚硝酸细菌、磷细菌和好气性纤维素分解菌的数量。秸秆还田后，由于秸秆本身吸水和微生物分解吸水，会降低土壤含水量，因此要做好的秸秆还田后的水分补充工作。由于秸秆还田会在一定程度上增加土壤微生物的活性，这种活性的增加不仅会对农作物的生长发挥积极的效用，同时也会大大加快除草剂等在土壤中的降解速度，最终导致除草剂有效期的大大缩短。秸秆直接还田，秸秆中携带的虫卵、菌体、杂草种子等就会留在土壤里，导致杂草和病虫害的发生。秸秆作饲料
秸秆中的粗纤维含量高，粗蛋白、粗脂肪、糖类含量低，直接饲喂期消化率低且营养价值差。一般在饲喂动物前要进行一定的处理，一般的处理方式主要分为物理法、化学法和生物法。
2.1物理法 秸秆的物理处理主要是通过机械、水、热等的作用，使饲料变碎、变柔软，便于家畜咀嚼和采食，同时清除其中混杂的泥土、沙、石等物质。目前常用的物理方法主要有切碎与粉碎、浸泡、蒸煮、碾青等。随着农业机械化程度的增加，近年来利用机械压粒（压块）和热喷处理在秸秆上的应用越来越多。还看到一些利用辐射来处理秸秆的报道。然而, 利用物理方法将秸秆颗粒的减小, 加快了秸秆在动物肠胃通道内通过的速度, 以致动物肠胃没有足够的时间去 收秸秆中的养分, 造成秸秆中养分的白白流失。因此, 要在秸秆颗粒的大小与其通过动物肠胃的速度之间寻求平衡, 以使秸秆中的营养物质被动物高效吸收利用。而利用机械处理秸秆又会增加投入，在小型的养殖户中不适用。
2.2 化学法
秸秆的化学处理主要包括碱化处理、氨化处理等。2.2.1秸秆的碱化处理
碱化处理主要是利用碱性化合物处理秸秆，打开纤维素、半纤维素与木质素之间对碱不稳定的酯键，溶解半纤维素和一部分木质素，使纤维素膨胀，从而使瘤胃液易于渗入。这样处理，可以提高秸秆的适口性，增加家畜的采食量，同时也提高了秸秆的消化率和含水量。
常用的碱化剂有：熟石灰、KOH、NaOH、NaHCO3等。湿法碱处理需要大量的水冲洗，会造成养分流失。干法碱处理更易应用于实践，但处理的秸秆中钠离子含量高，家畜饮水量大，且排除的粪尿中含有大量钠离子会污染环境。2.2.2 秸秆的氨化处理
氨化可提高秸秆的消化率、营养价值和适口性。常用的氨化剂有：氨水、液态氨、尿素、硫酸铵、碳酸氢铵等。由于氨有毒, 饲喂前应充分挥发, 以免产生毒害作用。但挥发氨会造成氨的损失和一定的环境污染。
2.3 生物法
生物处理是利用乳酸菌、酵母菌等有益微生物和酶，在适宜的条件下，分解秸秆中难于被家畜消化吸收的部分，增加菌体蛋白、维生素及其它对家畜有益的物质，并软化秸秆，改善味道，提高适口性。张立霞[9]等研究表明，用合理的微生物组合处理玉米秸秆可以有效提高其利用率。秸秆的生物处理法主要包括青贮、酶解和微生物分解等。青贮除了具有上诉优点外，还可以解决饲料作物和牧草季节性生产与全年稳定供应的矛盾，在生产中已经得到广泛的应用。秸秆能源化
农作物秸秆纤维中的碳占绝大部分，主要粮食作物小麦、玉米等秸秆的含碳量约占 40 % 以上。秸秆中的碳使秸秆具有燃料价值，目前对秸秆这一特性的应用主要集中在如下方面。3.1 秸秆直接燃烧。
我国农村长期以来利用秸秆做生活燃料。直接燃烧具有经济方便、成本低廉、易于推广的特点，可以为中小型企业、政府机关、巾小学校等提供生产、生活热水和用于冬季供暖。秸秆还可以替代部分煤来发电。
3.2 秸秆气化。
秸秆气化是在气化炉内完成的。秸秆是由碳、氢、氧等元素组成，其中含有一定量的水分。当秸秆被燃烧后，随着温度的升高，燃烧产生的气体通过还原区赤热的炭层反应，转换成含CO、H2、CH4等组分的可燃气体。秸秆气化经济方便、清洁卫生，但也存在着投入较高、燃气热值偏低和燃气中氮气和焦油含量偏高等问题。
3.3 秸秆发酵制沼气。
秸秆发酵制沼是多种微生物在厌氧条件下，将秸秆降解成沼气，并产生副产沼液和沼渣的过程。沼气含有50％—70％的甲烷，为清洁燃料。秸秆可直接投入沼气池，也可用做牲畜饲料转化成粪便投进沼气池。秸秆发酵后的沼渣可以用作肥料，产生的沼气无色无味且抗爆性能好。但是前期需要先修筑沼气池，并且常常后期的维护也跟不上。
3.4 秸秆固化成型及炭化。
将秸秆粉碎后，送入成型机械中，在外力作用下，压缩成块状、棒状或颗粒状等需要的形状，即可直接用作燃料直接燃烧。也可再利用炭化炉将其进一步加工处理便成为具有一定机械强度的“生物煤”秸秆成型燃料。
秸秆固化成型燃料比重大、热值高，可替代部分煤炭。同时其硫含量低、灰分小且可再生，是一种清洁能源。其还具有体积小便于储存和运输，应用范围广等优点。但其缺点也很明显，生产设备价格高，配件使用寿命短，缺少专用高效户用炉具等。
3.5 秸秆液化。
秸秆液化是指通过物理、化学或生物学方法，使秸秆中的木质素、纤维素等转化为醇类、可燃性油或其他化工原料。根据生物质液化方式的不同，主要分为直接液化、高温高压液化、微波液化3种形式。
直接液化是指在中低温、高压并有催化剂参与情况下，将生物质转化为液体的热化学反应过程，通常有还原性气体参与反应。根据液化目的不同，可将直接液化细分为两大类: 一类是反应产物保留植物纤维原料的大分子结构，主要目的是制备天然高分子材料;另一类是破坏原料的大分子结构，将植物纤维原料转化成小分子后再加以利用，如生产乙醇等。高温高压液化是指在高压下发生热化学反应的过程，典型的液化工艺是在较高的压力和温度以及在催化剂存在下进行的。此方式需要消耗大量的能量，同时对设备耐压要求较高，目前研究较多的主要有秸秆制柴油等技术。
微波液化是指利用微波辐射使小分子极性物质产生物理效应，从而加速反应、改变反应机理或启通新的反应通道的一项技术。
秸秆液化优点明显，但缺点也同样显著。目前国内外对秸秆液化机理和数学模型的研究还很欠缺，秸秆预处理技术有待发展，高效催化剂的筛选方面有待提高，液化产物的分离、提纯技术有待发展。其它应用
秸秆除被用作肥料、饲料、燃料之外，还有很多其它用途，如用作工业原料、用作基料、用作生产和建筑材料等。
4.1工业原料。
秸秆用作工业原料，主要利用了如下几个原理。利用微生物分解秸秆中的纤维素等大分子物质，并转化成小分子物质再加以利用，如生产乙醇、丁二酸等物质；还可以利用微生物分解秸秆但保留秸秆中的大分子结构，如利用麦秆制聚氨酯多元醇和利用玉米秸秆制备高吸水树脂等；也可以直接利用秸秆中的纤维素等结构物质，如造纸等。
4.2用作基料。
将秸秆粉碎并添加其它原料可以作为部分微生物的营养基质。目前生产中最常见的是栽培食用菌。除此之外，秸秆还可以作为其它一些微生物的基料，王月明[10]等利用玉米秸秆制备饲用乳酸菌培养基。
4.3生产和建筑材料。
人类使用农业秸秆纤维建造房屋至少有上百年的历史，近年来随着人们环保意识的不断加强，秸秆作为生产和建筑材料应用再次被重视。传统的秸秆利用，一般作为墙体和屋面的建筑材料。现在对秸秆的利用方式更加多样，周定国[11]报道了关于稻秸人造板的一些问题，郑凤山[12]等进行了关于玉米秸秆制造刨花板的实验研究。这些秸秆人造板具有无醛环保的，但是也存在成本高、价格高的缺点。，可以制造无醛家具、建筑和室内装饰。陈海涛[13]等研究了秸秆纤维地膜覆盖栽培作物性能，发现秸秆纤维地膜覆盖栽培哈椒的植株高度和产量显著高于裸地，与传统塑料地膜无显著差异。李霞[14]等总结了秸秆绿色环保餐具与传统的一次性餐具的比较优势。无论是秸秆纤维地膜还是秸秆绿色环保餐具，都具有无毒无害、绿色环保、易被环境降解的优点，可减少生产和生活中白色污染的产生。结语
中国是世界第一秸秆大国，由于人们的认识不足和秸秆综合利用成本高等原因，我国的秸秆表现为过剩，造成秸秆的焚烧污染环境和资源浪费的现象。近年来随着人们对秸秆资源关注度的日益提高，我国的秸秆资源综合利用工作开始全面展开。随着工作的深入，我们一定会做到既有效利用资源，又保护好环境，实现经济和环境的双丰收。
参考文献
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