南方蓖麻新品种选育及其油脂利用技术——湖南省林业科学院李昌珠研究员成果推介

2012-06-21

环境、能源与粮油安全问题成为全球性最重要的政治和经济问题。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006～2020年）明确指出：加快发展，因地制宜，统筹兼顾，同时做到不与粮争地，不与民争粮，合理利用劣质土地种植能源植物。我国现有11608万公顷边际性土地，其中南方占了大部分。

蓖麻属大戟科多年生木质草本植物，在我国有1400多年的悠久栽培历史，而且它是我国少有的种植范围最为广泛的农作物之一，南起海南岛、北至黑龙江均有栽培。蓖麻的耐旱、耐脊薄、耐盐碱能力远高于一般农作物，具有极显著的适应性强、栽培管理简单、种植投入少、效益高等突出优点，无论是粮田还是丘陵地、山坡地、盐碱地乃至地头堰边、房前屋后都可以种植。蓖麻浑身是宝。蓖麻叶可以养蚕，茎杆是制造纸浆和纤维板的好原料。蓖麻籽含油率达50%，被誉为“油中之王”。

为了充分利用蓖麻资源，湖南省林业科学院李昌珠研究员带领项目组15年坚持不懈地开展对南方蓖麻新品种选育及其油脂利用技术研究，选育出高产、高含油、高抗蓖麻新品种湘蓖1号；创立了纯雌株驳枝繁殖技术和南方蓖麻再生与反季节丰产栽培技术体系，攻克组织培养技术难题，研制出甘油沉降耦合连续酯交换装置，首创蓖麻籽原位酯交换和蓖麻油低温酯交换技术，开发出表面活性剂组合物、新型降粘消烟助剂、润滑防锈油各1种，生产出符合国家标准的生物柴油和蓖麻油，为蓖麻在南方规模化栽培和应用奠定坚实的基地。

主要成果

1、建立了适合湖南区域特色的蓖麻育种技术体系：生物技术诱变获得非温敏性蓖麻纯雌性株，创建了“双系法蓖麻雌性系杂交育种”方法，杂交制种的杂交率由50%提高到85%以上，构建了蓖麻纯株识别图谱。选育出高产、高含油、高抗蓖麻新品种湘蓖1号，产量达300kg／亩（产量提高150%），并获得湖南省非主要农作物品种审定，登记编号为XPD028-2009。

2、攻克了非温敏性蓖麻纯雌株驳枝繁殖、组织培养技术和制种技术，驳枝生根率比对照（无生根粉）提高34%，生根量和根系长度分别提高15%和9%，组培生根率达92%以上

3、创建了配套的蓖麻丰产栽培技术体系：筛选出可调节蓖麻花果脱落、提高蓖麻产量的植物生长调节剂，攻克了蓖麻纯雌株驳枝繁殖和组织培养技术、反季节丰产栽培技术等多个关键技术，建立了南方蓖麻再生体系和丰产栽培综合评价模式，创建了蓖麻丰产栽培体系。建立蓖麻非食用油料植物非耕地高产、高效栽培技术体系，实现反季节栽培和可再生栽培技术。实现南方平川地、旱垣地和丘陵坡地种植蓖麻分别增产40.24%、38.17%和35.42%，并制定技术规程3项。

4、开发出蓖麻绿色低耗加工技术体系：首创了蓖麻油低温冷榨制油工艺，开发出蓖麻籽原位酯交换和蓖麻油低温酯交换技术制备甲酯，开发出甘油沉降耦合连续酯交换技术并研制出配套装置，生产出符合国标的生物柴油和蓖麻油产品；开发出表面活性剂组合物、新型降粘消烟助剂、润滑防锈油各1种，产品分别符合相应的国家标准。其中甘油沉降耦合连续酯交换装置和一种提高油脂与低碳醇酯交换反应速率的方法及组合物获得国家发明专利，专利号分别为ZL 2008 1 0143436.0和ZL 2008 1 0143437.5。

5、提升蓖麻工业用油料植物的价值，开发出表面活性剂组合物、新型降粘消烟双功能助剂、L-RD-4-2型润滑防锈油、聚酰胺固化剂、环氧建筑结构胶和环氧毛刷胶等高附加值产品共6种，生产出符合国家标准的蓖麻油（GB 8234-1987）和生物柴油（GB 20828-2007）。

推广应用前景

项目遵循“良种选育和加工利用技术相结合，研究示范和推广相结合”的策略，取得了显著成效，对构建工业用原料油保障体系和调整农村经济结构有着重要的战略意义。加工后的蓖麻油可用于以下用途：

1、高级润滑油：蓖麻油有着特殊的稳定性，-18℃不凝固，其衍生物可在500-600℃高温下不变质、不燃烧。蓖麻基润滑油黏度指数高，具有卓越的高低温性能，适合于大跨度温度范围使用，因而成为航空、航天最重要的润滑油和汽车刹车油等。

2．媲美石油的重要的化工原料：蓖麻油含有近90%的蓖麻酸，自然条件下其独特的脂肪酸配比使得蓖麻油成为现代化工的重要原料。凡是用石油能够生产的化工产品基本都可以用蓖麻油进行生产，而很多用蓖麻油生产的产品却不能用石油来代替。蓖麻油的深加工产品多达3000余种，尼龙11、12-羟基硬脂酸、癸二酸等广泛应用于航空、航天、军事、通讯、机械制造、医药、精细化工等高新技术领域。

3．最有前景的生物柴油：蓖麻具有耐差生长条件、优良品种单位面积产油量较高、不与粮棉争地等特点，将是最有发展前景的生物柴油原料之一。

目前，该项目已鉴定成果3项，获得良种1个，已授权专利3项，论文8篇，专著1部，新增产值28496.40万元。

项目负责人及研究团队简介

李昌珠，湖南道县人，1963年生，研究员，农学博士，湖南省林业科学院（中国林科院湖南分院）院长。能源植物育种领域首席专家，享受国务院特殊津贴专家，是省121人才第二梯队人选，中国能源学会副理事长、国家林木生物质能核心专家、国家生物质液体燃料产业创新战略联盟常务理事。拥有发明专利4项（ZL 2008 2 0158949.4、ZL 2009 1 0044436.X、ZL 2008 10143436.0、ZL 2008 2 0158949.5），主持制订标准4项，先后有12项成果分别获部省科技进步一、二、三等奖。出版专著7部，在各类刊物发表论文60余篇。

湖南省林业科学院生物能源所：以服务于国家、地方能源安全和生态环境安全为出发点，重点研究工业油料植物资源收集、培育、油脂基能源产品的清洁转化以及副产物综合利用。拥有湖南省生物柴油工程技术研究中心和油料能源植物湖南省工程实验室两个专业研发平台。在光皮树、蓖麻、山苍子和油桐等能源油料领域已有二十多年的研究历史。承担了一系列国家重大项目包括863计划、948项目、国家科技攻关项目、国家科技支撑计划项目和产业化专项等，取得了一系列研究成果：鉴定相应成果8项，认定成果1项，审定行业标准2项，建立能源产品企业标准2项，获得新品种审定11个，发表相关论文100多篇。获得湖南省科技进步一等奖1项、省部级科技进步二等奖3项，三等奖6项。通过集成与推广示范，良种推广辐射面积达30万亩，培育良种苗木4000万株，开发出原料广适性生物柴油清洁生产工艺技术，并进行了产业化推广，产生了显著的经济、社会和生态效益。