生物柴油原料资源和主要木本油料植物的选育
全国生物柴油行业协作组
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作者：
2007-8-14 17:13:00
一、木本油料资源总体状况
（一）木本油料植物资源及分布概况
油料植物指主要用作榨取油脂的各种植物的根、茎、叶、果实、花或者胚芽组织等初级产品，如花生、大豆、葵花子、蓖麻子、芝麻子、胡麻子、茶子、桐子、橄榄仁、棕榈仁等。油料植物广泛存在于植物界。就植物器官来说，油脂主要存在于种子中。据统计，在种子植物中，88%以上的是种子中含油脂，果实、花粉、孢子、茎、叶、根等部位也不同程度的存在，而精油植物的油脂通常存在于花、叶、果实、枝干、树脂和树根等部位。
我国土地面积辽阔，地域跨度大，植物资源丰富，有经济林2140多万公顷，有丰富的油料植物资源，其中木本油料类4335万亩。现已查明的能源油料植物种类有151科697属1553种，占全国种子植物的5%，其中种子含油量在40％以上的植物有154种；其中油脂植物有138科1174 种，芳香油植物有83科449种，主要包括大戟科、樟科、蔓摩科、夹竹桃科、桑科、山茱萸科、菊科、桃金娘科、大风子科和豆科等植物，仅以木本植物为例，就有油茶、油桐、乌桕、油棕、小桐子（学名：麻疯树）、光皮树、清香木、黄连木、油楠树、桉树和一些樟科植物如沉水樟等木本油料植物。可用作建立规模化原料基地的乔灌木油脂植物物种种在50种以上，其中分布集中，并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林，建立良种供应基地的油料植物在30种以上。包括主要栽培植物和大量未被充分利用的野生油脂植物，我国木本植物油资源量很大。因此，我国发展木本油料产业的资源优势明显，发展潜力巨大。
（二）我国木本油料资源特点
1木本油料资源丰富性
我国幅员辽阔，纵跨热带、亚热带、暖温带、温带和寒温带等五大气候带。气候、土壤的多样性，孕育着十分丰富的燃料油植物资源。据《中国油脂植物》记载，我国有108科、397 属、814 种油脂植物，我国油脂植物种类之多在世界上是屈指可数的。我国有富油大科6科，富油中、小科14科以上。美国科学院推荐的适于世界不同气候带栽培的60多种优良能源树种中，几乎有一半原产于我国，或我国已有引种。从这些丰富的油脂植物中可以筛选出大批有发展前途的燃料油植物。
初步调查表明，全国野生木本油料植物含油量在15％以上的约1000种，其中含油量在20％以上的约300种。据不完全统计，我国常见的能源木本油料植物有600多种，其中种仁含油量超过50%的木本燃料油植物有数十种，总面积超过亿亩，年产果量200万吨以上。
2、木本油料资源可再生性
油料植物资源和其它生物资源一样，具有再生性，可以不断地自然更新、繁殖和扩大。这种能力为我们长期利用植物资源提供了可能。并且多年生的木本植物可一年种植，能维持数十年的经济利用期，现实效益高；野生木本油料树种可多次采集、长期利用。栽培植物一年种植多年收获。
3、木本油料资源分布区域性
油料植物在地区分布上差异亦很大。在我国，油料植物从南到北、从东到西、从低海拔到高海拔逐渐减少，其集中分布区域为我国南方亚热带至热带区域，常常在一个不大的区域集中了数千种植物。在山区往往与常绿阔叶林或落叶阔叶林相伴生，而且以野生为主（野生种占总数的75.4%），栽培植物种很少。一般北方分布的种有着很广的分布区，而南方油脂资源分布较零散，仅少数种有集中分布。
4、资源用途多样性
植物资源的多用性，体现在能为我们提供丰富的原料和良好的生存环境。木本油料树种多数具有多样化利用途径。如山茶油是重要的优质食用油，经过精炼可以制成化妆品油，同时茶饼残饼油可以作为生物能源原料。油桐、乌桕曾用于照明用油，同时又是重要的工业原料。樟油是重要的芳香油，在抗战时期直接用于汽车燃油，等等。由于木本油料具有多样化利用特性，对于能源用途开发，有利于传统栽培木本油料规避经营产业风险。
木本油料树种是重要的优质食用油和工业新材料资源。如油茶广泛分布于我国亚热带地区，是目前最优质的食用油。油桐、乌桕是传统工业用油和出口物资，曾经出现替代品导致市场和基地萎缩的现象，但随着产品用途的研发及无公害产品对天然原料需求的增长，油桐等工业用油原料树种生产出现回升。成为退耕还林工程和经济林基地建设的重要树种。
对于油脂植物和精油植物，不同种类具有不同的组成成份。如不同的油脂植物，在脂肪酸的组成、碳链长短、双键数量及位置等千差万别，非常复杂。有人提出某些种类不适合作为生物柴油加工，实际上可以说我们的加工利用技术和机械动力制造业不够发达所致。
5、具有能源潜力的油脂植物和精油植物在分类上的集中性
油料植物种数在科属中分布很不均匀，有些科（属）富含油脂我们称之为富油科（属），有些则称之为贫油科（属），我们所说的富油科（属）是指该科果实、果仁、种子或种仁，其含油量一般在20%以上，并在该科中占有较多的属或较多的种。含100—500种的大科中有6个富油科，它们是：大戟科、樟科、茶科、芸香科、葫芦科、卫矛科。其含油情况及含油属、种数参见表1。还有一些大科，如：十字花科有23种（平均含油量34%）、木犀科有16种（平均含油量19%）、忍冬科有16种（平均含油量21%）为油脂植物。含10—100种的中、小科中发现有14个富油科，其中平均含油量在19—29%之间有5科57种，平均含油量在30—58%之间有9科131种，14科合计185种。详情参见表2。
6、近缘物种主成份相似性
生物的亲缘关系、化学成分与生理活性三者是有关系的，但不一定是正相关。木本油料树种在同属不同物种间在果实内含物组成往往具有明显相似性。如山茶属不同物种包括普通油茶、小果油茶等20多个物种，虽然经济产量、含油率等有差别，在脂肪酸组成方面具有相近性，均在单不饱和油酸占主要地位。油桐属中三年桐果实脂肪酸组成为软脂酸2.75%，硬脂酸1.57%，油酸3.44%，亚油酸8.77%，亚麻酸0.34%，桐酸82.55%，同属千年桐果实脂肪酸组成为软脂酸2.61%，硬脂酸1.61%，油酸9.17%，亚油酸11.51%，亚麻酸0.21%，桐酸74.24%，两物种在主要脂肪酸具有相似性。其它如胡桃属、山核桃属、樟属、山苍子属均具有种间主成份相似性。
精油主成份不但在同属间主成分相似性，同时在不同部位间也存在主成份相似性，如樟科、芸香科、桃金娘科各属物种间各属物种。
7、生产潜力差异性和可栽培性
目前，大多数的能源植物尚处于野生或半野生状态，相对于栽培种，油料资源中野生种有更好的抗逆性。但是，野生资源与栽培植物产量差异很大，野生种经过遗传改良，产油量可以得到提高，生产潜力增加，而且在栽培种中新品种的生产潜力也较普通的栽培种有很大差异。因此，当前人类正在研究应用遗传改良、人工栽培或先进的生物技术等手段提高栽培植物的产量与质量。
对于亚热带地区具有能源利用潜力的主要经济林树种（个别多年生草本）进行调查统计，并比较未采用新品种和已有新品种的生产能力，可见采用新品种进行生产通常可提高1-2倍，高的可达5-8倍。详见表3和表4。
表1 国产富含油脂的大科
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科 名
|
含油量*幅度（%）
|
平均含油量*（%）
|
含油10%以上种数
|
占国产种比例**（%）
|
含油10%以上属数
|
占国产属比例**（%）
|
含油主要属
|
含油主要种
|
|
大戟科
|
7—72
|
40
|
42
|
12
|
25
|
39
|
乌桕属（Sapium 6/9）***
野桐属（Mallotus 6/40）
石栗属（Aleurites 1/1）
油桐属（Vernicia 2/2）
|
油桐、石栗、木油桐、巴豆、东京桐、橡胶树、麻疯树、白背桐、蓖麻、乌桕、叶底珠、野桐、续随子、蝴蝶果。
|
|
樟科
|
13—67
|
40
|
43
|
13
|
10
|
43
|
樟属（Cimmamomum 7/46）
山胡椒属（Lindera 13/54）
木姜子属（Litsea 12/54）
|
天竺桂、阴香、樟、云南樟、香叶树、珊瑚礁、黑壳楠、甘橿、木姜子、新木姜子、紫楠、鳄梨、檫木。
|
|
茶科
|
10—64
|
39
|
29
|
14
|
3
|
20
|
茶属（Camellia 22/70）
厚皮香属（Ternstroemia 3/7）
石笔木属（Tutcheria 4/6）
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油茶、糙果茶、红皮糙油茶、广宁油茶、茶、普洱茶、越南油茶、厚皮香、硬毛石笔木。
|
|
芸香科
|
11—56
|
33
|
28
|
20
|
5
|
21
|
吴茱萸属（Euodia 9/25）
花椒属（Zanthoxylum 13/45）
|
吴茱萸、三叉苦、海南三叉苦、臭檀、华南吴茱萸、朵椒、刺椒树。
|
|
葫芦科
|
18—71
|
36
|
29
|
26
|
13
|
45
|
西瓜属（Citrullus 1/2）
南瓜属（Cucurbita 3/3）
栝楼属（Trichosanthes 7/20）
|
冬瓜、西瓜、红瓜、笋瓜、黄瓜、南瓜、葫芦、菜瓜、丝瓜、木鳖子、栝楼。
|
|
卫矛科
|
10—58
|
44
|
26
|
13
|
6
|
54
|
南蛇藤属（Celastrus 6/20）
卫矛属（Ruonymus 15/125）
|
苦皮藤、南蛇藤、灯油藤、卫矛、白杜、扶芳藤、大花卫矛、西南卫矛。
|
* 含油幅度及平均含油量，由于各所分析是分析部位不统一，大部分为种子，一部分为果实或种仁，故仅有相对参考价值。
** 计算是各科的属数和种数可能对近些年发表的心中、新属有遗漏。
*** 每属括号中的数字：分子为该属中含油10%以上种数，分母为该属现能查到的种数。
表2 国产富含油脂的中、小科
|
科 名
|
含油量幅度（%）*
|
平均含油量（%）*
|
含油10%以上种数
|
占该科国产种数比例（%）
|
含油主要种
|
|
胡桃科
|
57—60
|
58
|
14
|
55
|
喙核桃、核桃、薄壳山核桃、胡桃楸。
|
|
檀香科
|
48—66
|
54
|
7
|
33
|
檀香、华檀梨、硬核。
|
|
藤黄科
|
19—78
|
45
|
7
|
58
|
胡桐、多花山竹子、岭南山竹子、铁力木。
|
|
无患子科
|
16—71
|
39
|
17
|
41
|
细子龙、茶条木、复羽叶栾树、无患子、文冠果。
|
|
木兰科**
|
18—62
|
38
|
21
|
28
|
南五味子、玉兰、木莲、五味子、华中五味子。
|
|
松科
|
17—61
|
35
|
24
|
27
|
油杉、黄花落叶松、落叶松、云杉、华山松、白皮松、红松、马尾松、云南松、油松。
|
|
安息香科
|
12—61
|
32
|
13
|
17
|
陀螺果、喙果安息香、楚雄安息香、白花树。
|
|
锦葵科
|
11—38
|
31
|
17
|
32
|
秋葵、黄葵、陆地棉、苘麻、梵天花。
|
|
楝科
|
16—52
|
30
|
11
|
22
|
山楝、华溪沙、苦楝、川楝。
|
|
肉豆蔻科
|
16—56
|
29
|
7
|
46
|
风吹楠、琴叶风吹楠、滇南风吹楠、红光树。
|
|
虎皮楠科
|
10—31
|
26
|
6
|
24
|
牛耳枫、虎皮楠、交让木。
|
|
大风子科
|
20—54
|
25
|
6
|
25
|
印度大风子、海南大风子、山桐子、毛叶山桐子、麻波罗。
|
|
漆树科
|
7—69
|
23
|
16
|
48
|
腰果、人面子、大果人面子、黄连木、漆、盐肤木。
|
|
榆科
|
8—51
|
19
|
22
|
42
|
油蒲、大叶朴、朴树、山黄麻、榔榆、榆树。
|
* 此处所列含油量幅度及平均含油量，由于各单位分析时分析部位有果实、种子或种仁的多种情况，故仅有相对参考。
** 不包括八角茴香科。
表3 主要经济林树种未经改良生产能力
|
名称
|
分布范围
|
种植面积
（公顷）
|
单位面积产量
（/公顷·年）
|
产业化状况（良、一般、差）
|
|
樟树
|
亚热带地区
|
3330000
|
200公斤
|
良
|
|
小桐子
|
亚热带地区
|
330000
|
500公斤
|
良
|
|
桉树
|
亚热带地区
|
1500000
|
350公斤
|
良
|
|
乌桕
|
亚热带地区
|
460000
|
300公斤
|
良
|
|
油桐
|
亚热带地区
|
1860000
|
250公斤
|
良
|
|
壳斗科植物
|
亚热带地区
|
6660000
|
600公斤
|
良
|
|
山苍子
|
亚热带地区
|
666000
|
400公斤
|
良
|
|
银荆
|
亚热带地区
|
333000
|
8吨干物质
|
良
|
|
黑荆
|
亚热带地区
|
100000
|
8吨干物质
|
良
|
|
油茶
|
亚热带地区
|
3670000
|
80公斤
|
良
|
|
芒草
|
亚热带地区
|
4400000
|
15吨干物质
|
差
|
|
|
|
|
|
|
表4 主要经济林树种优良新品种生产能力
|
名称
|
适宜分布范围
|
种植面积
（公顷）
|
单位面积产量
（/公顷·年）
|
产业化前景（良、一般、差）
|
|
千年桐品种
|
亚热带地区
|
15000
|
500公斤
|
良
|
|
油桐品种
|
亚热带地区
|
330000
|
450公斤
|
良
|
|
樟树优良种源
|
亚热带地区
|
1000
|
500公斤
|
良
|
|
桉树油用物种
|
亚热带地区
|
500
|
450公斤
|
良
|
|
乌桕优良品种
|
亚热带地区
|
1000
|
500公斤
|
良
|