什么是生物碳源？

含有碳元素且能被微生物生長繁殖所利用的一類營養(yǎng)物質(zhì)統(tǒng)稱為碳源。常用的碳源有糖類、油脂、有機(jī)酸及有機(jī)酸酯和小分子醇。根據(jù)微生物所能產(chǎn)生的酶系不同，不同的微生物可利用不同的碳源。碳源對微生物生長代謝的作用主要為提供細(xì)胞的碳架，提供細(xì)胞生命活動(dòng)所需的能量，提供合成產(chǎn)物的碳架。碳源在制作微生物培養(yǎng)基或細(xì)胞培養(yǎng)基時(shí)有重要的作用，為微生物或細(xì)胞的正常生長，分裂提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

生物碳源的分類 

以IECD和IEA共同于1991年初提交的溫室氣體清單編制方法的報(bào)告為基礎(chǔ)，經(jīng)IPCC等組織合作，歷時(shí)5年修改和完善，對碳源做了較為詳盡的分類。主要將其分為能源及轉(zhuǎn)換工業(yè)、工業(yè)過程、農(nóng)業(yè)、土地使用的變化和林業(yè)、廢棄物、溶劑使用及其他共7個(gè)部分。但因IPCC的研究是在發(fā)達(dá)國家的背景下產(chǎn)生的，因此對發(fā)展中國家的化石燃料和工業(yè)發(fā)展所涉及的排放狀況沒有足夠的估計(jì)。以我國為例，在能源活動(dòng)中，除化石燃燒的燃燒外，由于我國農(nóng)村很大程度上還是以傳統(tǒng)的生物質(zhì)為燃料的。因此，在2001年10月國家計(jì)委氣候變化對策協(xié)調(diào)小組辦公室起動(dòng)的“中國準(zhǔn)備初始國家信息通報(bào)的能力建設(shè)”項(xiàng)目中，正式將溫室氣體的排放源分類為能源活動(dòng)、工業(yè)生產(chǎn)工藝過程、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、城市廢棄物和土地利用變化與林業(yè)5個(gè)部分。

生物碳源是什么？

一切能滿足微生物生長繁殖所需碳元素來源的營養(yǎng)物，稱為碳源。微生 物細(xì)胞含碳量約占干重的50%，故除水分外，碳源是需要量大的營養(yǎng)物， 又稱大量營養(yǎng)物。若把所有微生物當(dāng)作一整體來考察，其可利用的碳源范圍 即碳源譜是極其廣泛的(見表)。

微生物的碳源譜雖廣，但異養(yǎng)微生物在元素水平上的適碳源則是“C· H·O”型。具體地說，“C·H·O”型中的糖類是廣泛利用的碳源，其次是有機(jī) 酸類、醇類和脂類等。在糖類中，單糖優(yōu)于雙糖和多糖，己糖優(yōu)于戊糖，葡萄 糖、果糖優(yōu)于甘露糖、半乳糖;在多糖中，淀粉明顯優(yōu)于纖維素或幾丁質(zhì)等純 多糖，純多糖則優(yōu)于瓊脂等雜多糖。在有機(jī)碳源中，“C·H·O·N”和“C·H·O·N ·X”類雖也可被利用，但在設(shè)計(jì)培養(yǎng)基時(shí)，還應(yīng)盡量避免把這兩類主要用于 寶貴氮源的化合物降格當(dāng)作廉價(jià)的碳源使用。

生物碳源的歷史

生活在巴西亞馬遜河流域的人們長期使用一種特殊的肥料。這種肥料來源于當(dāng)?shù)?，具有極強(qiáng)的恢復(fù)貧瘠土壤肥力的能力。當(dāng)?shù)厝税阉Q為“印第安人的黑土壤”。它多產(chǎn)、肥沃，與當(dāng)?shù)叵∈?、貧瘠的土壤形成鮮明的對比。這種黑土壤在一些地區(qū)可以延綿幾公頃，但是目前還沒有人知道這些神秘的黑土壤到底是什么。有人猜測它是火山巖，或者是古代湖泊的沉積物，又或者是植被腐爛后的殘留物。但很少有人會(huì)認(rèn)為它是人為制造而成的。

現(xiàn)代研究證明，黑土壤是2500年，甚至6000年以前由生活在亞馬遜流域的人們制造的。一般認(rèn)為，他們使用的材料包括動(dòng)物糞便，魚，動(dòng)物骨頭和植物廢物。但是生產(chǎn)黑土壤關(guān)鍵的原料，也是黑土壤之所以呈現(xiàn)黑色的原因，是木炭的使用。

黑土壤中的木炭可以使土壤肥力維持一個(gè)世紀(jì)之久。幾個(gè)世紀(jì)以來，生活在南美亞馬遜流域的人們都靠這些原生態(tài)材料制造“黑土壤”來肥沃土地。幾千年過去了，那兒的土壤不需耕耘灌溉，依舊十分肥沃。

佐治亞大學(xué)的科學(xué)家Steiner解釋道： “千百年過去，這個(gè)區(qū)域依舊沃土依然，那是因?yàn)橥寥乐懈缓荚亍！?因此，生物碳這一科學(xué)概念的提出，使人們看到了無需砍伐森林也可開拓農(nóng)耕地的希望。

但在生物碳科技大規(guī)模投入運(yùn)用之前，該技術(shù)仍進(jìn)一步改良和完善。工廠可向各地農(nóng)場購買農(nóng)耕廢料。這也是生物碳制造蘊(yùn)含的一大商機(jī)。