แพนนิคัม เวอร์กาตัม
พันธุ์พืช

หญ้าสวิตช์

ปลอดภัย ( NatureServe ) [1]
การจำแนกประเภททางวิทยาศาสตร์ แก้ไขการจำแนกประเภทนี้
อาณาจักร:แพลนเท
แคลด :ทราคีโอไฟต์
แคลด :แองจิโอสเปิร์ม
แคลด :พืชใบเลี้ยงเดี่ยว
แคลด :วงศ์คอมเมลินิดส์
คำสั่ง:โพลส์
ตระกูล:หญ้า
อนุวงศ์:แพนนิโคอิเดีย
ประเภท:ปานิคัม
สายพันธุ์:
พ. เวอร์กาตัม
ชื่อทวินาม
แพนนิคัม เวอร์กาตัม

Panicum virgatumหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า switchgrassเป็นหญ้ายืนต้นในฤดูร้อนที่มีถิ่นกำเนิดในอเมริกาเหนือ โดยเกิดขึ้นตามธรรมชาติจากละติจูด 55°Nในแคนาดาลงไปทางใต้จนถึงสหรัฐอเมริกาและเม็กซิโก Switchgrass เป็นสายพันธุ์ ที่โดดเด่นสายพันธุ์หนึ่งของ ทุ่งหญ้าสูงในอเมริกาเหนือตอนกลางและสามารถพบได้ในทุ่งหญ้าที่เหลืออยู่ ในทุ่ง หญ้าพื้นเมือง และเติบโตตามธรรมชาติตามริมถนน หญ้าชนิดนี้ถูกใช้เป็นหลักในอนุรักษ์ดิน การผลิต อาหารสัตว์การปกคลุมสัตว์ป่า เป็นหญ้า ประดับ ใน โครงการ ฟื้นฟูระบบนิเวศน์เส้นใย ไฟฟ้า การผลิตความร้อน เพื่อกักเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศและล่าสุดเป็น พืช ชีวมวลสำหรับการผลิตเอธานอลและบิวทานอล

ชื่ออื่นๆ ทั่วไปของสวิตช์แกรส ได้แก่ หญ้าแพนิคสูง หญ้าวอบสควา หญ้าแบล็กเบนท์ หญ้าแพรรีสูง หญ้าเรดท็อปป่าหญ้าแฝก และสวิตช์แกรสเวอร์จิเนีย

คำอธิบาย

หญ้าสวิตช์เป็นหญ้า ยืนต้น ที่มีรากลึกและแข็งแรงซึ่งเริ่มเติบโตในช่วงปลายฤดูใบไม้ผลิหญ้าชนิดนี้สามารถเติบโตได้สูงถึง 2.7 เมตร (8 ฟุต 10 นิ้ว) แต่โดยทั่วไปจะสั้นกว่าหญ้าบลูสเต็ม หรือ หญ้าอินเดียนใบมีความยาว 30–90 ซม. (12–35 นิ้ว) โดยมีเส้นกลางใบที่โดดเด่น หญ้าสวิตช์ใช้การตรึงคาร์บอนC 4ซึ่งทำให้มีข้อได้เปรียบในสภาวะแห้งแล้งและอุณหภูมิสูง[2] ดอก ของ หญ้าชนิดนี้มี ช่อดอกที่พัฒนาอย่างดีโดยมักจะยาวได้ถึง 60 ซม. (24 นิ้ว) และมีเมล็ด จำนวนมาก เมล็ดมี ความยาว 3–6 มม. ( 1 ⁄ 8 – 1 ⁄ 4  นิ้ว) และกว้างได้ถึง1.5 มม. ( 1 ⁄ 16  นิ้ว) และเติบโตจากช่อ ดอกเดี่ยว มีกลูมทั้งสองข้างและพัฒนาอย่างดี เมื่อสุก เมล็ดบางครั้งจะมีสีชมพูหรือม่วงเข้ม และเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลทองพร้อมกับใบของต้นในฤดูใบไม้ร่วง หญ้าสวิตช์เป็นพืชยืนต้นและขยายพันธุ์เอง ซึ่งหมายความว่าเกษตรกรไม่จำเป็นต้องปลูกและขยายพันธุ์ใหม่หลังการเก็บเกี่ยวประจำปี เมื่อหญ้าสวิตช์เติบโตเต็มที่แล้ว หญ้าสวิตช์สามารถอยู่ได้นานถึงสิบปีหรือมากกว่านั้น[3]ไม่เหมือนข้าวโพด หญ้าสวิตช์สามารถเติบโตได้ในพื้นที่ชายขอบและต้องการ ปุ๋ยเคมี ในระดับที่ค่อนข้างต่ำ [3] โดยรวมแล้ว หญ้า สวิตช์ ถือเป็นพืชที่ใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพและใช้ปัจจัยการผลิตต่ำสำหรับการผลิตพลังงานชีวภาพจากพื้นที่เกษตรกรรม

ที่อยู่อาศัย

อเมริกาเหนือส่วนใหญ่ โดยเฉพาะทุ่งหญ้าทางตอนกลางของสหรัฐอเมริกา เคยเป็นที่อยู่อาศัยชั้นยอดของหญ้าพื้นเมืองจำนวนมาก เช่น หญ้าสวิตช์ หญ้าอินเดีย ( Sorghastrum nutans ) หญ้ากามาตะวันออก ( Tripsacum dactyloides ) หญ้าบลูสเต็ม ( Andropogon gerardi ) หญ้าบลูสเต็ม ( Schizachyrium scoparium ) [4]และอื่นๆ เมื่อผู้ตั้งถิ่นฐานชาวยุโรปเริ่มแพร่กระจายไปทางตะวันตกข้ามทวีป หญ้าพื้นเมืองก็ถูกไถพรวนและแปลงที่ดินให้กลายเป็นพืชผล เช่นข้าวโพดข้าวสาลีและข้าวโอ๊ตหญ้าที่นำเข้ามา เช่นหญ้าเฟสคิวหญ้าบลูแกรสและหญ้าออร์ชาร์ด[5]ยังเข้ามาแทนที่หญ้าพื้นเมืองเพื่อใช้เป็นหญ้าแห้งและหญ้าเลี้ยงสัตว์สำหรับวัวอีกด้วย[4]

การกระจาย

อีโคไทป์ของPanicum virgatumและการกระจายพันธุ์ในสหรัฐอเมริกา[6]

หญ้าสวิตช์เป็นพืชที่ปรับตัวได้และอเนกประสงค์ สามารถเติบโตและเจริญเติบโตได้ในสภาพอากาศที่หลากหลาย ความยาวของฤดูกาลเพาะปลูก ประเภทของดิน และสภาพดิน การกระจายพันธุ์ของหญ้าสวิตช์ครอบคลุมพื้นที่ทางใต้ของละติจูด 55°N จากซัสแคตเชวันไปจนถึงโนวาสโกเชีย ทางใต้ของพื้นที่ส่วนใหญ่ในสหรัฐอเมริกาทางตะวันออกของเทือกเขาร็อกกีและทางใต้ลงไปถึงเม็กซิโก[7] หญ้า สวิตช์เป็น หญ้ายืนต้น ในฤดูร้อน โดย ส่วนใหญ่จะเติบโตในช่วงปลายฤดู ใบไม้ผลิถึงต้นฤดูใบไม้ร่วง และจะเข้าสู่ช่วงจำศีลและไม่เจริญเติบโตในช่วงเดือนที่อากาศหนาวเย็น ดังนั้น ฤดูกาลเพาะปลูกในถิ่นที่อยู่ทางตอนเหนืออาจสั้นเพียงสามเดือน แต่ในพื้นที่ทางใต้ของถิ่นที่อยู่ หญ้าสวิตช์อาจเติบโตได้นานถึงแปดเดือน ในบริเวณชายฝั่งอ่าวเม็กซิโก[8]

หญ้าสวิตช์เป็นสายพันธุ์ที่หลากหลาย โดยมีความแตกต่างที่โดดเด่นระหว่างพืช ความหลากหลายนี้ ซึ่งสันนิษฐานว่าสะท้อนถึงวิวัฒนาการและการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ในขณะที่สายพันธุ์แพร่กระจายไปทั่วทั้งทวีป มอบลักษณะที่มีค่ามากมายสำหรับโครงการเพาะพันธุ์ หญ้าสวิตช์มีสองรูปแบบที่แตกต่างกัน หรือที่เรียกว่า "ไซโตไทป์": พันธุ์ที่ปลูกในพื้นที่ราบ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะผลิตชีวมวลได้มากกว่า และพันธุ์ที่ปลูกในพื้นที่ราบ ซึ่งโดยทั่วไปมีต้นกำเนิดจากภาคเหนือมากกว่า ทนต่อความหนาวเย็นได้ดีกว่า และจึงมักนิยมปลูกในพื้นที่ภาคเหนือ หญ้าสวิตช์ที่ปลูกในพื้นที่ราบโดยทั่วไปจะเตี้ยกว่า โดยมีความสูง ≤ 2.4 ม. (7 ฟุต 10 นิ้ว) และหยาบน้อยกว่าพันธุ์ที่ปลูกในพื้นที่ราบ พันธุ์ที่ปลูกในพื้นที่ราบอาจเติบโตได้สูงถึง ≥ 2.7 ม. (8 ฟุต 10 นิ้ว) ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ทั้งพันธุ์ที่ปลูกในพื้นที่ราบและที่ราบมีรากลึก มากกว่า 1.8 ม. (5 ฟุต 11 นิ้ว) ในดินที่เหมาะสม และมีเหง้าสั้นประเภทที่อยู่บนที่สูงมักจะมีเหง้าที่แข็งแรงกว่า ดังนั้นพันธุ์ที่อยู่บนที่สูงอาจดูเหมือนมีลักษณะเป็นหญ้าเป็นกอในขณะที่ประเภทที่อยู่บนที่สูงมักจะมีลักษณะเป็นหญ้าแผ่นมากกว่า พันธุ์ที่อยู่บนที่สูงมีลักษณะเป็นพลาสติกมากกว่า โดยจะผลิตต้นที่ใหญ่ขึ้นหากต้นมีลักษณะบางหรือเมื่อปลูกเป็นแถวกว้าง และดูเหมือนว่าจะไวต่อความเครียดจากความชื้นมากกว่าพันธุ์ที่อยู่บนที่สูง[9]

ในทุ่งหญ้าพื้นเมือง หญ้าสวิตช์มักพบร่วมกับ หญ้า สูง พื้นเมืองที่สำคัญอื่นๆ อีกหลายชนิด เช่น หญ้าบลูสเต็ม หญ้าอินเดียน หญ้าบลูสเต็ม หญ้าไซด์โอ๊ต หญ้าแกรม หญ้ากามาตะวันออก และหญ้า ชนิดต่างๆ ( ดอกทานตะวัน หญ้าเกย์เฟเธอร์หญ้าโคลเวอร์และคอนเฟลาวเวอร์) หญ้าสูงที่ปรับตัวได้ดีเหล่านี้เคยครอบคลุมพื้นที่หลายล้านเฮกตาร์[10]

ความเหมาะสมของ Switchgrass สำหรับการเพาะปลูกในGran Chacoกำลังได้รับการศึกษาโดยInstituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) ของอาร์เจนตินา [11]

การจัดตั้งและบริหารจัดการ

หญ้าสวิตช์สามารถปลูกได้บนพื้นที่ที่ถือว่าไม่เหมาะสมสำหรับ การปลูก พืชไร่เป็นแถวรวมถึงพื้นที่ที่พังทลายได้ง่าย เกินไป สำหรับ การปลูก ข้าวโพดตลอดจนดินทรายและกรวดใน พื้นที่ ชื้นซึ่งโดยทั่วไปจะให้ผลผลิต พืช ผลทางการเกษตรอื่นๆ ต่ำ ไม่มีวิธีการปลูกหญ้าสวิตช์แบบใดวิธีหนึ่งที่แนะนำสำหรับทุกสถานการณ์ สามารถปลูกพืชได้ทั้งแบบไม่ไถพรวนและไถพรวน แบบธรรมดา เมื่อหว่านเมล็ดเป็นส่วนหนึ่งของส่วนผสมที่หลากหลาย ควรปฏิบัติตามแนวทางการปลูกหญ้าฤดูร้อนผสมสำหรับการปลูกเพื่อการอนุรักษ์ มีแนวทางระดับภูมิภาคสำหรับการปลูกและจัดการหญ้าสวิตช์สำหรับการปลูกเพื่อพลังงานชีวภาพหรือการอนุรักษ์ ปัจจัยสำคัญหลายประการสามารถเพิ่มโอกาสในการปลูกหญ้าสวิตช์ได้สำเร็จ ซึ่งได้แก่: [12]

  • การปลูกหญ้าสวิตช์หลังจากดินได้รับความอบอุ่นเป็นอย่างดีในช่วงฤดูใบไม้ผลิ
  • โดยใช้เมล็ดพันธุ์ที่มีความงอก สูง และปลูกลึก 0.6 - 1.2 ซม. หรือลึกถึง 2 ซม. ในดินทราย
  • การอัดหรืออัดให้ดินแน่นทั้งก่อนและหลังการเพาะปลูก
  • ไม่ต้องใส่ปุ๋ยในการปลูกเพื่อลดการแข่งขัน
  • การควบคุมวัชพืชด้วยวิธีทางเคมี และ/หรือการปลูกพืช

แนะนำให้ตัดหญ้าและ ใช้ สารกำจัดวัชพืช ที่ติดฉลากอย่างถูกต้องเพื่อ ควบคุมวัชพืชการควบคุมวัชพืชด้วยสารเคมีสามารถใช้ได้ในฤดูใบไม้ร่วงก่อนการจัดตั้ง หรือก่อนหรือหลังการปลูก ควรตัดหญ้าให้สูงกว่าความสูงของหญ้าสวิตช์ที่กำลังเติบโต เล็กน้อย ควรหลีกเลี่ยงสารกำจัดวัชพืชที่ มีฮอร์โมนเช่น2,4-Dเนื่องจากทราบกันดีว่าสารดังกล่าวจะลดการพัฒนาของหญ้าสวิตช์เมื่อใช้ในช่วงต้นปีที่มีการจัดตั้ง[13] การปลูกที่ดูเหมือนว่าจะล้มเหลวเนื่องจากวัชพืชมักได้รับการประเมินอย่างผิดพลาด เนื่องจากความล้มเหลวมักจะเห็นได้ชัดกว่าความเป็นจริง หญ้าสวิตช์ที่เริ่มมีวัชพืชมักจะเติบโตได้ดีด้วยการจัดการที่เหมาะสมในปีต่อๆ มา[12] เมื่อเติบโตแล้ว หญ้าสวิตช์อาจใช้เวลานานถึงสามปีจึงจะเติบโตได้เต็มที่[14]ขึ้นอยู่กับภูมิภาค โดยทั่วไปแล้วหญ้าสวิตช์จะให้ผลผลิตได้ 1/4 ถึง 1/3 ของศักยภาพในปีแรก และ 2/3 ของศักยภาพในปีหลังจากหว่านเมล็ด[15]

การจัดการหญ้าสวิตช์แกรสหลังจากการจัดตั้งจะขึ้นอยู่กับเป้าหมายของการปลูก ในอดีต การปลูกหญ้าสวิตช์แกรสส่วนใหญ่ได้รับการจัดการสำหรับโครงการอนุรักษ์พื้นที่สงวนในสหรัฐอเมริกา การรบกวน เช่น การตัดหญ้า การเผา หรือการไถพรวนเป็นระยะๆ เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานของแปลงปลูกเพื่อส่งเสริมความหลากหลายทางชีวภาพมีการให้ความสำคัญกับการจัดการหญ้าสวิตช์แกรสในฐานะพืชพลังงาน มากขึ้น โดยทั่วไป พืชต้องการปุ๋ยไนโตรเจน ในปริมาณเล็กน้อย เนื่องจากไม่ใช่พืชที่กินสารอาหารมาก ปริมาณไนโตรเจน (N) ทั่วไปของ วัสดุ ที่แก่ในฤดูใบไม้ร่วงคือ 0.5% N แนวทางทั่วไปคือการใช้ปุ๋ยไนโตรเจนประมาณ 5 กก. N/ เฮกตาร์ (ha) สำหรับ ชีวมวล 1 ตันที่กำจัด คำแนะนำที่เฉพาะเจาะจงยิ่งขึ้นสำหรับการใส่ปุ๋ยมีอยู่ในภูมิภาคต่างๆ ในอเมริกาเหนือสารกำจัดวัชพืชมักไม่ค่อยใช้กับหญ้าสวิตช์แกรสหลังจากปีการปลูก เนื่องจากพืชผลโดยทั่วไปสามารถแข่งขันกับวัชพืชได้ค่อนข้างดี กระบวนการแปลงชีวมวลส่วนใหญ่สำหรับหญ้าสวิตช์ รวมถึงกระบวนการสำหรับเอธานอลเซลลูโลสและเชื้อเพลิงเม็ด โดยทั่วไปแล้วสามารถรับสายพันธุ์ อื่น ๆ ในชีวมวลที่เก็บเกี่ยวได้หญ้าสวิตช์ควรเก็บเกี่ยวไม่เกินสองครั้งต่อปี และการตัดครั้งเดียวมักจะได้ชีวมวลมากถึงสองครั้ง หญ้าสวิตช์สามารถเก็บเกี่ยวได้โดยใช้เครื่องมือในสนาม แบบเดียว กับที่ใช้ใน การผลิต หญ้าแห้งและเหมาะสำหรับมัดเป็นฟ่อนหรือเก็บเกี่ยวในสนามจำนวนมาก หากพิจารณาชีววิทยา ของหญ้าสวิตช์อย่างเหมาะสม หญ้าสวิตช์สามารถเป็นพืชพลังงานที่มีศักยภาพมาก [12] [16]

การใช้งาน

หญ้าสวิตช์กราสสามารถใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตพลังงานชีวมวล เป็น วัสดุคลุมดินเพื่อการอนุรักษ์ดินและเพื่อควบคุมการพังทลายของ ดิน เป็นหญ้าสำหรับเลี้ยงสัตว์และเลี้ยงสัตว์เป็นวัสดุคลุมดินสำหรับล่าสัตว์ และเป็นวัตถุดิบสำหรับพลาสติกที่ย่อยสลายได้ เกษตรกรผู้เลี้ยงวัวสามารถใช้หญ้าสวิตช์กรา สเป็น หญ้าแห้งและหญ้าสำหรับเลี้ยง สัตว์ และทดแทนฟาง ข้าวสาลี ในหลายๆ การใช้งาน รวมทั้ง วัสดุรองพื้นสำหรับ ปศุสัตว์โรงเรือนฟางมัด และยังเป็นวัสดุพื้นฐานสำหรับเพาะเห็ด

Panicum virgatum 'Heavy Metal' หญ้าสวิตช์ประดับ ในช่วงต้นฤดูร้อน

นอกจากนี้ หญ้าสวิตช์แกรสยังปลูกเป็นหญ้าประดับ ที่ทนแล้ง ในดินปานกลางถึงเปียกชื้นและได้รับแสงแดดเต็มที่ถึงร่มเงาบางส่วน

พืชอาศัยผีเสื้อกลางคืน

เป็นพืชที่เป็นแหล่งอาหารของตัวอ่อนของDargida rubripennis [ 17] นอกจากนี้ยังเป็นพืชที่เป็นแหล่งอาหารของตัวอ่อนของแมลงเดลาแวร์และแมลงโฮโบโมก อีกด้วย [18]

พลังงานชีวมวล

หญ้าสวิตช์กราสได้รับการวิจัยในฐานะ พืช พลังงานชีวภาพ หมุนเวียน มาตั้งแต่กลางทศวรรษ 1980 เนื่องจากเป็นหญ้าพื้นเมืองยืนต้นในฤดูร้อนที่มีความสามารถในการให้ผลผลิตปานกลางถึงสูงในพื้นที่เกษตรกรรมที่มีพื้นที่จำกัด ปัจจุบันกำลังมีการพิจารณาใช้หญ้าสวิตช์กราสในกระบวนการแปลงพลังงานชีวภาพหลายกระบวนการ รวมถึงการผลิตเอธานอลเซลลูโลส ก๊าซชีวภาพและการเผาไหม้โดยตรงเพื่อ การใช้ พลังงานความร้อน ข้อได้เปรียบ ทางการเกษตรหลักของหญ้าสวิตช์กราสในฐานะพืชพลังงานชีวภาพ ได้แก่ อายุยืนยาว ทนทานต่อความแห้งแล้งและน้ำท่วม ความต้องการ สารกำจัดวัชพืชและปุ๋ย ค่อนข้างต่ำ ง่ายต่อการจัดการ ทนทานต่อดินและสภาพอากาศที่ไม่ดี และปรับตัวได้ดีใน ภูมิอากาศ อบอุ่นในเขตอบอุ่นชื้นทางตอนใต้บางแห่ง เช่นอลาบามา หญ้าสวิตช์กราสสามารถให้ผลผลิตได้ถึง 25 ตันแห้งต่อเฮกตาร์ (ODT/ha) ผลสรุปผลผลิตของหญ้าสวิตช์แกรสจากพื้นที่ทดลองวิจัย 13 แห่งในสหรัฐอเมริกาพบว่าพันธุ์สองพันธุ์ที่ปลูกมากที่สุดในแต่ละการทดลองให้ผลผลิต 9.4 ถึง 22.9 ตัน/เฮกตาร์ โดยมีผลผลิตเฉลี่ย 14.6 ODT/เฮกตาร์[19]อย่างไรก็ตาม ผลผลิตเหล่านี้ถูกบันทึกไว้ในแปลงทดลองขนาดเล็ก และคาดว่าพื้นที่ทดลองเชิงพาณิชย์จะให้ผลผลิตต่ำกว่าผลลัพธ์เหล่านี้อย่างน้อย 20% ในสหรัฐอเมริกา ผลผลิตของหญ้าสวิตช์แกรสดูเหมือนว่าจะสูงที่สุดในภูมิภาคที่มีอากาศอบอุ่นชื้นซึ่งมีฤดูกาลปลูกที่ยาวนาน เช่น ทางตะวันออกเฉียงใต้ของสหรัฐอเมริกา และต่ำที่สุดในพื้นที่ฤดูแล้งระยะสั้นของที่ราบใหญ่ ทางตอน เหนือ[19]ปัจจัยด้านพลังงานที่จำเป็นในการปลูกหญ้าสวิตช์แกรสนั้นดีเมื่อเปรียบเทียบกับ พืช ผลประจำปีที่ให้เมล็ดเช่นข้าวโพดถั่วเหลืองหรือคาโนลาซึ่งอาจต้องใช้ปัจจัยด้านพลังงานที่ค่อนข้างสูงในการปฏิบัติไร่ การทำให้พืชผลแห้ง และการใส่ปุ๋ย หญ้า C4ที่เป็นไม้ล้มลุกทั้งต้นเป็นวัตถุดิบพลังงานชีวมวลที่พึงปรารถนา เนื่องจากหญ้าชนิดนี้ต้องการพลังงานฟอสซิลน้อยกว่าในการเจริญเติบโตและดักจับพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากหญ้าชนิดนี้มี ระบบ สังเคราะห์แสง C4 และมีธรรมชาติเป็นไม้ยืนต้น การศึกษาวิจัยหนึ่งระบุว่าต้องใช้พลังงาน 0.97 ถึง 1.34 กิกะจูลในการผลิตหญ้าสวิตช์ 1 ตัน เมื่อเทียบกับ 1.99 ถึง 2.66 กิกะจูลในการผลิตข้าวโพด 1 ตัน[20] การศึกษาวิจัยอีกกรณีหนึ่งพบว่าหญ้าสวิตช์ใช้ พลังงานฟอสซิล 0.8 กิกะจูลต่อหน่วยพื้นที่ เมื่อเทียบกับ 2.9 กิกะจูลต่อหน่วยพื้นที่ของข้าวโพด[21] เนื่องจากหญ้าสวิตช์มีชีวมวลประมาณ 18.8 กิกะจูลต่อหน่วยพื้นที่ อัตราส่วนพลังงานที่พืชได้รับต่อพลังงานที่พืชได้รับจึงอาจสูงถึง 20:1 [22] อัตราส่วนที่เป็นที่ชื่นชอบอย่างมากนี้เกิดจากผลผลิตพลังงานที่ค่อนข้างสูงต่อเฮกตาร์และปัจจัยการผลิตพลังงานที่ต่ำ

มีการใช้ความพยายามอย่างมากในการพัฒนาหญ้าสวิตช์เป็น พืช เอทานอลเซลลูโลสในสหรัฐอเมริกา ในสุนทรพจน์ประจำปี 2549 ของจอร์จ ดับเบิลยู บุชเขาได้เสนอให้ใช้หญ้าสวิตช์สำหรับเอทานอล[23] [24] [25]ตั้งแต่นั้นมามีการลงทุนมากกว่า 100 ล้านเหรียญสหรัฐ ในการวิจัยหญ้าสวิตช์เพื่อใช้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีศักยภาพ [26] หญ้าสวิตช์มีศักยภาพในการผลิตเอทานอล ได้มากถึง 380 ลิตร ต่อผลผลิต 1 ตัน[27]อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีปัจจุบันสำหรับการแปลงชีวมวลจากหญ้าล้มลุกเป็นเอทานอลอยู่ที่ประมาณ 340 ลิตรต่อผลผลิต 1 ตัน[28] ในทางตรงกันข้าม เอทานอลจากข้าวโพดให้ผลผลิตประมาณ 400 ลิตรต่อผลผลิต 1 ตัน[29]

ข้อได้เปรียบหลักของการใช้หญ้าสวิตช์แกรสแทนข้าวโพดเป็นวัตถุดิบเอทานอลก็คือ ต้นทุนการผลิตโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1/2 ของข้าวโพด และสามารถเก็บพลังงานชีวมวลได้มากขึ้นต่อเฮกตาร์ในทุ่งนา[22] ดังนั้น เอทานอลเซลลูโลสหญ้าสวิตช์แกรสจึงควรให้ผลผลิตเอทานอลต่อเฮกตาร์ที่สูงขึ้นด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับว่าต้นทุนการก่อสร้างและการดำเนินการโรงงานเอทานอลเซลลูโลสสามารถลดลงได้มากน้อยเพียงใดสมดุลพลังงาน ของอุตสาหกรรมเอทานอลหญ้าสวิตช์แกรส ยังถือว่าดีกว่าเอทานอลข้าวโพด อย่างมาก ในระหว่างกระบวนการแปลงชีวภาพ เศษส่วน ลิกนินของหญ้าสวิตช์แกรสสามารถถูกเผาเพื่อให้ได้ไอน้ำและไฟฟ้า ที่เพียงพอ ต่อการทำงานของโรงกลั่นชีวภาพการศึกษาพบว่าสำหรับทุกหน่วยพลังงานที่ป้อนเข้าที่จำเป็นในการสร้างเชื้อเพลิงชีวภาพจากหญ้าสวิตช์แกรสจะให้พลังงาน 4 หน่วย[30] ในทางตรงกันข้าม เอทานอลข้าวโพดให้พลังงานประมาณ 1.28 หน่วยต่อหน่วยพลังงานที่ป้อนเข้า[31]การศึกษาวิจัยในปี 2008 จาก Great Plains [32]ระบุว่าสำหรับการผลิตเอธานอลจากหญ้าสวิตช์แกรส ตัวเลขนี้คือ 6.4 หรืออีกทางหนึ่ง เอธานอลที่ผลิตได้มีพลังงานมากกว่าที่ใช้ในการปลูกหญ้าสวิตช์แกรสและแปลงเป็นเชื้อเพลิงเหลว ถึง 540% อย่างไรก็ตาม ยังคงมี อุปสรรคในการนำเอธานอลเซลลูโลสออกสู่ เชิงพาณิชย์การคาดการณ์ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 สำหรับการนำเอธานอลเซลลูโลสออกสู่เชิงพาณิชย์ภายในปี 2000 [33]ยังไม่บรรลุผล ดังนั้นการนำเอธานอลเซลลูโลสออกสู่เชิงพาณิชย์จึงพิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นความท้าทายที่สำคัญ แม้จะมีความพยายามในการวิจัยที่น่าจับตามองก็ตาม

ดูเหมือนว่าการประยุกต์ใช้พลังงานความร้อนสำหรับหญ้าสวิตช์แกรสจะใกล้เคียงกับการขยายขนาดในระยะใกล้มากกว่าเอธานอลเซลลูโลสสำหรับอุตสาหกรรมหรือการใช้งานขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น หญ้าสวิตช์แกรสสามารถอัดเป็นเม็ดเชื้อเพลิงที่เผาในเตาเม็ดที่ใช้ให้ความร้อนในบ้าน (ซึ่งโดยทั่วไปจะเผาข้าวโพดหรือเม็ดไม้ ) [14]หญ้าสวิตช์แกรสได้รับการทดสอบอย่างกว้างขวางว่าใช้ทดแทนถ่านหินในการผลิตไฟฟ้าโครงการที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุดจนถึงปัจจุบันคือโครงการ Chariton Valley ในไอโอวา[ 34] สหกรณ์ Show-Me-Energy (SMEC) ในรัฐมิสซูรี[35]ใช้หญ้าสวิตช์แกรสและหญ้าฤดูร้อนชนิดอื่นร่วมกับ เศษ ไม้เป็นวัตถุดิบสำหรับเม็ดไม้ที่ใช้เผาโรงไฟฟ้าถ่านหิน ในแคนาดาตะวันออกหญ้าสวิตช์แกรสถูกนำมาใช้ในระดับนำร่องเป็นวัตถุดิบสำหรับการให้ความร้อนในเชิงพาณิชย์ มีการศึกษาการเผาไหม้ และดูเหมือนว่าจะเหมาะสมอย่างยิ่งในการใช้เป็นเชื้อเพลิงหม้อไอน้ำเชิงพาณิชย์ นอกจากนี้ ยังมีการทำวิจัยเพื่อพัฒนาหญ้าสวิตช์แกรสเป็นเชื้อเพลิงเม็ดเนื่องจากเศษไม้ส่วนเกินในแคนาดาตะวันออกมีไม่เพียงพอ[36]เนื่องจากการชะลอตัวของอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ป่าไม้ในปี 2552 ส่งผลให้เม็ดไม้ขาดแคลนทั่วอเมริกาเหนือตะวันออก โดยทั่วไป การเผาหญ้าสวิตช์แกรสโดยตรงเพื่อใช้ความร้อนสามารถให้พลังงานสุทธิและอัตราส่วนผลผลิตต่ออินพุตที่สูงที่สุดของกระบวนการแปลงหญ้าสวิตช์แกรสทั้งหมด[37]การวิจัยพบว่าหญ้าสวิตช์แกรสเมื่อนำมาอัดเม็ดและใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพแข็งเป็นตัวเลือกที่ดีในการแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิล เม็ดหญ้าสวิตช์แกรสได้รับการระบุว่ามีอัตราส่วนผลผลิตต่ออินพุตพลังงาน 14.6:1 ซึ่งดีกว่าเชื้อเพลิงชีวภาพเหลวจากพื้นที่เกษตรกรรมอย่างมาก[21] พบว่าเม็ดหญ้าสวิตช์แกรสเป็นกลยุทธ์ในการลดก๊าซเรือนกระจกที่ใช้พื้นที่เกษตรกรรมเพื่อลดก๊าซเรือนกระจกในปริมาณ 7.6–13 ตันของ CO 2ต่อเฮกตาร์ ในทางตรงกันข้าม พบว่าเอธานอลเซลลูโลสจากหญ้าสวิตช์และเอธานอลจากข้าวโพดสามารถลด CO2 ได้ 5.2 และ 1.5 ตันต่อเฮกตาร์ตามลำดับ[16]

ในอดีต ข้อจำกัดหลักในการพัฒนาหญ้าสำหรับการใช้พลังงานความร้อนคือความยากลำบากที่เกี่ยวข้องกับการเผาหญ้าในหม้อไอน้ำ แบบธรรมดา เนื่องจากปัญหาด้านคุณภาพของชีวมวลอาจเป็นปัญหาเฉพาะในการใช้งานการเผาไหม้ ปัญหาทางเทคนิคเหล่านี้ดูเหมือนจะได้รับการแก้ไขเป็นส่วนใหญ่แล้วด้วยแนวทางการจัดการพืชผล เช่นการตัดหญ้า ในฤดูใบไม้ร่วง และการเก็บเกี่ยว ในฤดูใบไม้ผลิ ซึ่งทำให้ เกิด การชะล้างซึ่งทำให้มี สารประกอบที่ก่อให้เกิด ละอองลอย (เช่น K และ Cl) และ N ในหญ้าน้อยลง ซึ่งจะช่วยลด การเกิด คลิงเกอร์และการกัดกร่อนและทำให้หญ้าสวิตช์แกรสเป็นแหล่งเชื้อเพลิงเผาไหม้ที่สะอาดสำหรับใช้ในอุปกรณ์เผาไหม้ขนาดเล็ก หญ้าที่เก็บเกี่ยวในฤดูใบไม้ร่วงน่าจะนำไปใช้ในหม้อไอน้ำเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ได้มากกว่า[38] [39] [40] หญ้าสวิตช์แกรสยังถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่อาคารอุตสาหกรรมและฟาร์มขนาดเล็กในเยอรมนีและจีนด้วยกระบวนการที่ใช้ในการผลิตก๊าซธรรมชาติทดแทน คุณภาพต่ำ [41]

Bai et al. (2010) ได้ทำการศึกษาวิจัยเพื่อวิเคราะห์ความยั่งยืนของสิ่งแวดล้อมจากการใช้พืชหญ้าสวิตช์เป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทานอล[42] การวิเคราะห์วงจรชีวิตถูกนำมาใช้ในการประเมินนี้ พวกเขาเปรียบเทียบประสิทธิภาพของE10 , E85และเอทานอลกับน้ำมันเบนซินพวกเขาคำนึงถึงการปล่อยมลพิษทางอากาศและทางน้ำที่เกี่ยวข้องกับการปลูก การจัดการ การแปรรูป และการจัดเก็บพืชหญ้าสวิตช์ พวกเขายังคำนึงถึงการขนส่งหญ้าสวิตช์ที่จัดเก็บไว้ไปยังโรงงานเอทานอลซึ่งพวกเขาสันนิษฐานว่าระยะทางคือ 20 กม. การลดลงของศักยภาพในการทำให้โลกร้อนโดยใช้ E10 และ E85 อยู่ที่ 5 และ 65% ตามลำดับ แบบจำลองของพวกเขายังแนะนำว่า "ศักยภาพความเป็นพิษต่อมนุษย์" และ "ศักยภาพความเป็นพิษต่อระบบนิเวศ" นั้นสูงกว่าอย่างมากสำหรับเชื้อเพลิงเอทานอลที่มีปริมาณสูง (เช่น E85 และเอทานอล) เมื่อเทียบกับน้ำมันเบนซินและ E10

ในปี 2014 ได้มีการสร้างแบคทีเรียCaldicellulosiruptor bescii ที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรม ซึ่งสามารถเปลี่ยนหญ้าเนเปียร์ให้เป็นเอธานอลได้อย่างประหยัดและมีประสิทธิภาพ[43] [44]

การผลิตพลาสติกที่ย่อยสลายได้

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้ดัดแปลงพันธุกรรมหญ้าสวิตช์แกรสเพื่อให้สามารถผลิตโพลีไฮดรอกซีบิวไทเรต ได้ ซึ่งจะสะสมอยู่ในเม็ดเล็กๆ ที่มีลักษณะคล้ายเม็ดเล็กๆ ภายในเซลล์ของพืช[45] ในการทดสอบเบื้องต้น พบว่าน้ำหนักแห้งของใบพืชประกอบด้วยโพลีเมอร์มากถึง 3.7% [46] อัตราการสะสมที่ต่ำดังกล่าวไม่อนุญาตให้ใช้หญ้าสวิตช์แกรสเป็นแหล่งชีวภาพในเชิงพาณิชย์ ณ ปี 2552

การอนุรักษ์ดิน

หญ้าสวิตช์มีประโยชน์ใน การอนุรักษ์ และปรับปรุงดินโดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา ซึ่งหญ้าสวิตช์เป็นพืชเฉพาะถิ่น หญ้าสวิตช์มีระบบรากที่เป็นเส้นใยลึก ซึ่งลึกเกือบเท่ากับความสูงของต้น เนื่องจากหญ้าสวิตช์และหญ้าพื้นเมืองอื่นๆเคยปกคลุมที่ราบในสหรัฐอเมริกาซึ่งปัจจุบันเป็นเขตข้าวโพดผลกระทบของถิ่นอาศัยของหญ้าสวิตช์ในอดีตจึงเป็นประโยชน์ ช่วยให้พื้นที่เกษตรกรรมมีความอุดมสมบูรณ์ในปัจจุบัน ระบบรากที่เป็นเส้นใยลึกของหญ้าสวิตช์ทิ้งชั้นอินทรียวัตถุ ที่อุดมสมบูรณ์ ไว้ในดินของมิดเวสต์ ทำให้ดินประเภทโมลลิซอลเป็นดินที่มีผลผลิตสูงที่สุดแห่งหนึ่งของโลก การนำหญ้าสวิตช์และหญ้าทุ่งหญ้ายืนต้นชนิดอื่นๆ กลับมาปลูกเป็นพืชผลทางการเกษตร ทำให้ดินที่ด้อยคุณภาพหลายแห่งได้รับประโยชน์จากระดับอินทรียวัตถุ การซึมผ่าน และความอุดมสมบูรณ์ที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากระบบรากที่ลึกของหญ้าสวิตช์

การกัดเซาะดินทั้งจากลมและน้ำเป็นปัญหาที่น่ากังวลในภูมิภาคที่หญ้าสวิตช์เติบโต เนื่องจากความสูงของหญ้าสวิตช์จึงสามารถสร้างกำแพงกั้นการกัดเซาะจากลมได้อย่างมีประสิทธิภาพ[47] นอกจากนี้ ระบบรากของหญ้าสวิตช์ยังยอดเยี่ยมในการยึดดินไว้ในตำแหน่ง ซึ่งช่วยป้องกันการกัดเซาะจากน้ำท่วมและการไหลบ่าหน่วยงานทางหลวง บางแห่ง (เช่นKDOT ) ได้ใช้หญ้าสวิตช์ในส่วนผสมเมล็ดพันธุ์เมื่อสร้างการเจริญเติบโตใหม่ตามถนน[48] หญ้า สวิตช์ ยังสามารถใช้ในพื้นที่เหมืองเปิด เขื่อน [47]และเขื่อนกั้นสระน้ำเขตอนุรักษ์ในหลายพื้นที่ของสหรัฐอเมริกาใช้หญ้าสวิตช์เพื่อควบคุมการกัดเซาะในเส้นทางน้ำที่เป็นหญ้าเนื่องจากหญ้าสวิตช์มีคุณสมบัติในการยึดดินและเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่า

การหาอาหารและการเลี้ยงสัตว์

หญ้าสวิตช์เป็นหญ้าอาหารสัตว์ ที่ยอดเยี่ยม สำหรับวัว อย่างไรก็ตาม หญ้าสวิตช์มีพิษในม้า แกะ และแพะ[49] [50] [51]ผ่านทางสารเคมีที่เรียกว่าซาโปนินซึ่งทำให้เกิดอาการไวต่อแสงและตับเสียหายในสัตว์เหล่านี้ นักวิจัยยังคงศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับสภาวะเฉพาะที่หญ้าสวิตช์เป็นอันตรายต่อสายพันธุ์เหล่านี้ แต่จนกว่าจะมีการค้นพบเพิ่มเติม ไม่แนะนำให้ให้หญ้าสวิตช์แก่วัว อย่างไรก็ตาม สำหรับวัว หญ้าสวิตช์สามารถให้หญ้าสวิตช์เป็นหญ้าแห้งหรือหญ้าเลี้ยงสัตว์ได้

การเลี้ยงหญ้าสวิตช์แกรสต้องใช้วิธีการจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าหญ้าจะอยู่รอดได้ แนะนำให้เริ่มเลี้ยงหญ้าเมื่อต้นหญ้ามีความสูงประมาณ 50 ซม. และหยุดเลี้ยงหญ้าเมื่อต้นหญ้าถูกกินจนเหลือความสูงประมาณ 25 ซม. และพักหญ้าไว้ 30–45 วันระหว่างช่วงการเลี้ยงหญ้า[52]หญ้าสวิตช์แกรสจะกลายเป็นหญ้าที่มีลำต้นและไม่น่ากินเมื่อโตเต็มที่ แต่ในช่วงที่หญ้าต้องการเลี้ยงเป็นอาหาร หญ้าชนิดนี้เป็นอาหารที่ดีโดยมีค่าอาหารสัมพันธ์ (RFV) อยู่ที่ 90–104 [53] รูปแบบการเจริญเติบโตในแนวตั้งของหญ้าทำให้จุดที่หญ้าเติบโตอยู่เหนือผิวดินขึ้นไปที่ลำต้น ดังนั้นการทิ้งตอไว้ 25 ซม. จึงมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตใหม่ เมื่อเก็บเกี่ยวหญ้าสวิตช์แกรสเพื่อทำหญ้าแห้ง การตัดครั้งแรกจะเกิดขึ้นในช่วงปลายระยะการแตกยอด ซึ่งก็คือประมาณกลางเดือนมิถุนายน ซึ่งจะช่วยให้ตัดครั้งที่สองในช่วงกลางเดือนสิงหาคมได้ ทำให้หญ้าเติบโตใหม่เพียงพอที่จะอยู่รอดในช่วงฤดูหนาวได้[54]

ปกเกม

หญ้าสวิตช์เป็นที่รู้จักกันดีในหมู่นักอนุรักษ์สัตว์ป่าว่าเป็นหญ้าที่ดีและเป็นที่อยู่อาศัยของนกที่หากิน บนที่สูง เช่นไก่ฟ้านกกระทา ไก่ป่าไก่งวงป่าและนกที่ร้องเพลงเนื่องจากมีเมล็ดเล็ก ๆ จำนวนมากและพืชคลุมดินสูง การศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ในปี 2015 แสดงให้เห็นว่าหญ้าสวิตช์เมื่อปลูกในพืชเชิงเดี่ยวแบบดั้งเดิมจะส่งผลเสียต่อสัตว์ป่าบางชนิด[ 55]ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่าหญ้าสวิตช์ปลูกหนาแน่นแค่ไหนและปลูกคู่กับอะไร หญ้าสวิตช์ยังให้อาหารสัตว์และพืชคลุมดินที่ดีสำหรับสัตว์ป่าอื่นๆ ทั่วประเทศอีกด้วย สำหรับผู้ผลิตที่มีแปลงหญ้าสวิตช์ในฟาร์มของตน หญ้าสวิตช์ถือเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมและความสวยงามเนื่องจากมีสัตว์ป่าจำนวนมากที่ดึงดูดใจด้วยแปลงหญ้าสวิตช์ สมาชิกบางส่วนของ Prairie Lands Bio-Products, Inc. ในรัฐไอโอวาได้เปลี่ยนประโยชน์นี้ให้กลายเป็นธุรกิจที่ทำกำไรได้ด้วยการให้เช่าที่ดินหญ้าสวิตช์เพื่อล่าสัตว์ในฤดูกาลที่เหมาะสม[56]ประโยชน์ต่อสัตว์ป่าสามารถขยายได้แม้ในภาคเกษตรกรรมขนาดใหญ่โดยผ่านกระบวนการเก็บเกี่ยวแบบแถบ ตามคำแนะนำของWildlife Societyซึ่งแนะนำว่าแทนที่จะเก็บเกี่ยวทั้งทุ่งในคราวเดียว ควรเก็บเกี่ยวแบบแถบเพื่อไม่ให้ทำลายแหล่งที่อยู่อาศัยทั้งหมด ซึ่งจะช่วยปกป้องสัตว์ป่าที่อาศัยอยู่ในหญ้าเนเปียร์ได้[57]

พันธุ์ไม้ประดับ

พันธุ์ไม้Panicum virgatumใช้เป็นไม้ประดับในสวนและงานภูมิทัศน์ พันธุ์ไม้ต่อไปนี้ได้รับรางวัล Award of Garden Merit จาก Royal Horticultural Society : -

  • 'ดัลลาส บลูส์' [58]
  • "เฮฟวี่เมทัล' [59]
  • 'ฮันเซ่ ฮาร์มส์' [60]
  • 'ลมเหนือ' [61]
  • 'เชนันโดอาห์' [62]

ดูเพิ่มเติม

อ้างอิง

  • อ้างอิง Seedenergies: Technic Panicum virgatum, Switchgrass Crops Photos
  1. ^ "NatureServe Explorer" . สืบค้นเมื่อ2021-02-26 .
  2. ^ Silzer, Tanya (มกราคม 2000). "Panicum virgatum L., Switchgrass, prairie switchgrass, tall panic grass". Rangeland Ecosystems & Plants Fact Sheets . University of Saskatchewan Department of Plant Sciences . สืบค้นเมื่อ2007-12-08 .
  3. ^ ab Secter, Bob. "Plentiful switch grass emerges as breakthrough biofuel". The San Diego Union-Tribune . สืบค้นเมื่อ2008-05-24 .
  4. ^ ab Uchytil, Ronald J. (1993). "Panicum virgatum". ระบบข้อมูลผลกระทบจากไฟป่า (FEIS) . กระทรวงเกษตรสหรัฐอเมริกา (USDA), กรมป่าไม้ (USFS), สถานีวิจัยเทือกเขาร็อกกี, ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ไฟป่า. สืบค้นเมื่อ2018-07-13 .
  5. ^ หน้าเว็บแคตตาล็อก Ernst Seed (2007). "คู่มือการปลูกหญ้าสวิตซ์และหญ้าฤดูร้อน". Ernst Conservation Seeds. เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 2007-08-03 . สืบค้นเมื่อ2007-12-08 .
  6. ^ Lovell, John T.; et al. (2021-02-01). "กลไกจีโนมของการปรับตัวกับสภาพอากาศในหญ้าสวิตช์พลังงานชีวมวลโพลีพลอยด์" Nature . 590 (7846): 438–444. Bibcode :2021Natur.590..438L. doi :10.1038/s41586-020-03127-1. OCLC  1245255103. PMC 7886653 . PMID  33505029 
  7. ^ USDA, NRCS (nd). "​Panicum virgatum​". The PLANTS Database (plants.usda.gov) . Greensboro, North Carolina: National Plant Data Team . สืบค้นเมื่อ2008-05-21 .
  8. ^ Ball, DM; Hoveland, CS; Lacefield, GD (2002). Southern Forages (ฉบับที่ 3). International Plant Nutrition Institute. หน้า 26. ISBN 978-0-9629598-3-7-
  9. ^ การจัดตั้งและการจัดการหญ้าสวิตช์แกรสเป็นพืชพลังงาน พื้นที่สำหรับเลี้ยงสัตว์และเลี้ยงสัตว์ 2551
  10. ^ หญ้าสวิตช์เป็นพืชพลังงานชีวภาพ, ATTRA - บริการข้อมูลการเกษตรที่ยั่งยืนแห่งชาติ, 2549
  11. ↑ "Aprovechamiento de recursos vegetales y animales para la produccion de biocombustibles" (PDF) (ในภาษาสเปน) อินต้า. 26 มิถุนายน 2551 เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 26 กันยายน 2553
  12. ^ abc http://reap-canada.com/online_library/feedstock_biomass/5-Establishing%20and%20Managing%20Switchgrass%20as%20an%20Energy%20Crop%20_Parrish%20et%20al.,%202008.pdf David J. Parrish, John H. Fike, David I. Bransby, Roger Samson. การจัดตั้งและการจัดการ Switchgrass ให้เป็นพืชพลังงาน Forage and Grazinglands. 2008
  13. ^ "การจัดตั้งและการจัดการของหญ้าสวิตช์" (PDF) . ชุดเอกสารข้อเท็จจริงด้านเกษตรศาสตร์ . มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ เก็บถาวรจากแหล่งเดิม(PDF)เมื่อ 22 ม.ค. 2552 . สืบค้นเมื่อ16 มี.ค. 2552 .
  14. ^ ab Samson, R. (2007). "การผลิตหญ้าสวิตช์ในออนแทรีโอ: คู่มือการจัดการ" (PDF) . การผลิตทางการเกษตรที่มีประสิทธิภาพในการใช้ทรัพยากร (REAP) - แคนาดา. สืบค้นเมื่อ2008-05-24 .
  15. ^ Bransby, David (2005). "Switchgrass Profile". Bioenergy Feedstock Information Network (BFIN), Oak Ridge National Laboratory . เก็บถาวรจากแหล่งเดิมเมื่อ 11 พฤษภาคม 2551. สืบค้นเมื่อ 24 พฤษภาคม 2551 .
  16. ^ ab http://www.reap-canada.com/online_library/feedstock_biomass/Optimization%20of%20switchgrass%20management%20for%20commercial%20fuel%20pellet%20production%20(Samson%20et%20al.,%202007).pdf Samson, R., Bailey-Stamler, S., & Ho Lem, C. การเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการหญ้าสวิตช์สำหรับการผลิตเม็ดเชื้อเพลิงเชิงพาณิชย์ (รายงานขั้นสุดท้ายจัดทำโดย REAP-Canada สำหรับกระทรวงอาหาร เกษตร และกิจการชนบทของออนแทรีโอ (OMAFRA) ภายใต้กองทุนเชื้อเพลิงทดแทนทางเลือก) 2551
  17. ^ "The Pink Streak Dargida rubripennis" (PDF) . โครงการมรดกทางธรรมชาติและสัตว์ใกล้สูญพันธุ์ . กองประมงและสัตว์ป่าแห่งแมสซาชูเซตส์ กันยายน 2012 เก็บถาวรจากแหล่งเดิม(PDF)เมื่อ 2017-06-08 . สืบค้นเมื่อ2018-01-05 .
  18. ^ The Xerces Society (2016), การทำสวนเพื่อผีเสื้อ: วิธีดึงดูดและปกป้องแมลงที่สวยงามและเป็นประโยชน์ , Timber Press
  19. ^ ab McLaughlin, SB; Kzos, LA (2005). "การพัฒนาหญ้าสวิตช์ (Panicum virgatum) เป็นวัตถุดิบสำหรับพลังงานชีวภาพในสหรัฐอเมริกา" Biomass and Bioenergy . 28 (6): 515–535. Bibcode :2005BmBe...28..515M. doi :10.1016/j.biombioe.2004.05.006.
  20. ^ Dale, B.; Kim, S. (2004). "พลังงานสะสมและผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนจากการผลิตชีวมวลเพื่อผลิตภัณฑ์ชีวภาพ" (PDF) . วารสารนิเวศวิทยาอุตสาหกรรม . 7 (3–4): 147–162. doi : 10.1162/108819803323059442 .
  21. ^ ab Samson, R.; et al. (2005). "ศักยภาพของหญ้ายืนต้น C4 สำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม BIOHEAT ระดับโลก" (PDF) . Critical Reviews in Plant Sciences . 25 (5–6): 461–495. Bibcode :2005CRvPS..24..461S. doi :10.1080/07352680500316508. S2CID  85407638.
  22. ^ โดย Samson, Roger; Lem, Claudia Ho; Stamler, Stephanie Bailey; Dooper, Jeroen (2008). "การพัฒนาพืชพลังงานสำหรับการใช้งานความร้อน: การปรับปรุงคุณภาพเชื้อเพลิง ความมั่นคงด้านพลังงาน และการบรรเทาก๊าซเรือนกระจก" ใน Pimentel, D. (ed.). Biofuels, Solar and Wind as Renewable Energy Systems . Dordrecht: Springer. หน้า 395–423. doi :10.1007/978-1-4020-8654-0_16. ISBN 978-1-4020-8653-3-
  23. ^ Adrienne Mand Lewin (1 กุมภาพันธ์ 2549). "หญ้าสวิตซ์: วีรบุรุษแห่งพืช?" ABC News
  24. ^ "Switch Grass: แหล่งพลังงานทางเลือก?". NPR.org . National Public Radio . 1 ก.พ. 2549.
  25. ^ Dana Bash; Suzanne Malveaux; et al. (2006-02-01). "Bush มีแผนที่จะยุติ 'การเสพติด' น้ำมัน". CNN.
  26. ^ "นับตั้งแต่มีการกล่าวถึงในปี 2549 การลงทุนในหญ้าเนเปียร์ก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าส่วนใหญ่ต้องยกความดีความชอบให้กับคำปราศรัยของประธานาธิบดี นักลงทุนเสี่ยงภัยได้ทุ่มเงินกว่า 100 ล้านดอลลาร์ในบริษัทเอกชนที่กำลังศึกษาวิจัยเทคโนโลยีที่จำเป็นในการแปลงหญ้าเนเปียร์เป็นเชื้อเพลิง และบริษัทมหาชนขนาดใหญ่ก็กำลังนำเงินวิจัยไปลงทุนในเชื้อเพลิงชีวภาพเช่นกัน" เจสสิกา เยลลิน; เคธี่ ฮินแมน; นิตยา เวนกาทารามัน (23 มกราคม 2550). "เกิดอะไรขึ้นกับคำเรียกร้องของบุชสำหรับหญ้าเนเปียร์?" ABC News
  27. ^ "Switchgrass: โรงไฟฟ้าของชนพื้นเมืองอเมริกัน?". ทรัพยากรพลังงานหมุนเวียน. สืบค้นเมื่อ2007-01-05 .
  28. ^ บริษัท ไอโอเจน คอร์ปอเรชั่น บริษัท ไอโอเจน คอร์ปอเรชั่น, 2009.
  29. ^ Farrell, AE Ethanol Can Contribute to Energy and Environmental Goals. วิทยาศาสตร์. เล่มที่ 311. 2006. 506-508.
  30. ^ "Switch Grass: แหล่งพลังงานทางเลือก?". NPR.org . NPR . สืบค้นเมื่อ2007-01-05 .
  31. ^ Wang, M., Wu, M., & Huo, H. ผลกระทบต่อพลังงานในวงจรชีวิตและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของพืชเอทานอลจากข้าวโพดประเภทต่างๆ Environmental Research Letters. เล่มที่ 2. 2007. 1-13.
  32. ^ MR Schmer; KP Vogel; RB Mitchell; RK Perrin (2008). "พลังงานสุทธิของเอธานอลเซลลูโลสจากหญ้าสวิตช์". PNAS . 105 (2): 464–469. Bibcode :2008PNAS..105..464S. doi : 10.1073/pnas.0704767105 . PMC 2206559 . PMID  18180449. 
  33. ^ Lynd, LR; Cushman, JH; Nichols, RJ; Wyman, CE (1991). "เชื้อเพลิงเอธานอลจากชีวมวลเซลลูโลส". Science . 251 (4999): 1318–1323. Bibcode :1991Sci...251.1318L. doi :10.1126/science.251.4999.1318. PMID  17816186. S2CID  11209055.
  34. ^ "หน้าแรก". iowaswitchgrass.com .
  35. ^ สหกรณ์พลังงานโชว์มี
  36. ^ Bailey Stamler, S., R. Samson และ C. Ho Lem. ตัวเลือกทรัพยากรชีวมวล: การสร้างแหล่งพลังงานชีวมวลสำหรับอุตสาหกรรมเรือนกระจกของแคนาดา รายงานขั้นสุดท้ายถึง Natural Resources Canada, Ottawa. 2006. 38 หน้า
  37. ^ Samson, R.; S. Bailey Stamler (2009). Going Green for Less: Cost-Effective Alternative Energy Sources (PDF) . CD Howe Institute Commentary. Vol. 282. p. 25. Archived from the original (PDF) on 2010-05-08 . สืบค้นเมื่อ2009-03-10 .
  38. ^ "Samson et al. 2007": http://www.reap-canada.com/online_library/feedstock_biomass/The%20Emerging%20Agro-Pellet%20Industry%20in%20Canada%20(Samson%20et%20al.,%202007).pdf R. Samson, S. Bailey และ C. Ho Lem. อุตสาหกรรมเม็ดพลาสติกทางการเกษตรที่เกิดขึ้นใหม่ในแคนาดา 2007
  39. ^ "Samson et al., 2008": ในภูมิภาคที่ ไม่สามารถชะล้างปริมาณ โพแทสเซียมและคลอรีนในหญ้าสวิตช์ออกได้สำเร็จเพื่อการใช้งานด้านความร้อน อาจเป็นไปได้ว่า การนำ หญ้า สวิตช์ไปใช้ในระบบก๊าซชีวภาพจะมีแนวโน้มที่ดีขึ้น หญ้าสวิตช์ได้แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มที่ดีในระดับหนึ่งในงานวิจัยด้านก๊าซชีวภาพในฐานะวัตถุดิบทางเลือกแทน หญ้าหมักข้าวโพดทั้งต้นสำหรับเครื่องย่อยก๊าซชีวภาพ
  40. ^ "Frigon et al. 2008 http://www.gtmconference.ca/site/downloads/2008presentations/5B3%20-Frigon.pdf เก็บถาวร 3 มีนาคม 2016 ที่เวย์แบ็กแมชชีน JC Frigon, P. Mehta, SR Guiot. ศักยภาพพลังงานชีวภาพจากการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนของหญ้าสวิตช์แกรสและพืชพลังงานอื่นๆ สภาวิจัยแห่งชาติแคนาดา การประชุม Growing the Margins: พลังงาน ผลิตภัณฑ์ชีวภาพ และผลิตภัณฑ์พลอยได้จากฟาร์มและภาคส่วนอาหาร 2–5 เมษายน 2008 ลอนดอน ออนแทรีโอ
  41. ^ "หญ้าปากเป็ดอุดมสมบูรณ์"
  42. ^ Bai, Yu; Luo, Lin; van der Voet, Ester ( 2010). "การประเมินวงจรชีวิตของเอทานอลที่ได้จากหญ้าสวิตช์แกรสเป็นเชื้อเพลิงในการขนส่ง" วารสารการประเมินวงจรชีวิตระหว่างประเทศ15 ( 5): 468–477 Bibcode :2010IJLCA..15..468B doi :10.1007/s11367-010-0177-2 hdl : 1887/3193892
  43. ^ "แบคทีเรียนำพืชไปสู่เชื้อเพลิงชีวภาพในขั้นตอนเดียว". ข่าววิทยาศาสตร์. 3 มิถุนายน 2014. สืบค้นเมื่อ2014-06-04 .
  44. ^ Chung, D.; Cha, M.; Guss, AM; Westpheling, J. (2014). "การแปลงชีวมวลพืชเป็นเอธานอลโดยตรงโดยใช้ Caldicellulosiruptor bescii ที่ออกแบบขึ้นเอง" Proceedings of the National Academy of Sciences . 111 (24): 8931–8936. Bibcode :2014PNAS..111.8931C. doi : 10.1073/pnas.1402210111 . PMC 4066518 . PMID  24889625 
  45. ^ Biomass Combo , Chemical & Engineering News , 86 , 33, 18 ส.ค. 2551, หน้า 13
  46. ^ วารสารเทคโนโลยีชีวภาพพืช , 2551 , 6, 663
  47. ^ ab "Plant Fact Sheet, Panicum virgatum (switchgrass)" (PDF) . กระทรวงเกษตรสหรัฐอเมริกา , บริการอนุรักษ์ทรัพยากรธรรมชาติ , โครงการวัสดุจากพืช 2006-05-06 . สืบค้นเมื่อ2008-05-21 .
  48. ^ "KDOT Bid Tabs". กรมขนส่งแห่งรัฐแคนซัส. สืบค้นเมื่อ20 พฤษภาคม 2551
  49. ^ Lee, ST; Stegelmeier, BL; Gardner, DR; Vogel, KP (2001). "การแยกและการระบุสเตียรอยด์ซาโปจีนินในหญ้าสวิตช์" Journal of Natural Toxins . 10 (4): 273–81. PMID  11695816
  50. ^ จอห์นสัน, AL; ไดเวอร์ส, TJ; เฟรคเคิลตัน, ML; แม็คเคนซี่, HC; มิตเชลล์, อี.; คัลเลน, เจเอ็ม; แม็คโดนัฟ, เอสพี (2006). "ตับเป็นพิษจาก Panicum ( Panicum dichotomiflorum ) ในม้าและแกะ" วารสารการแพทย์ภายในสัตวแพทย์ . 20 (6): 1414–1421. doi :10.1892/0891-6640(2006)20[1414:FPPDHI]2.0.CO;2. PMID  17186859
  51. ↑ สเตเกลไมเออร์, บีแอล; เอลมอร์, เซาท์แคโรไลนา; ลี, เซนต์; เจมส์ แอลเอฟ; การ์ดเนอร์ ดร.; แพนเตอร์, KE; ราล์ฟส์ มินห์; ฟิสเตอร์ เจ.เอ. (2007) "หญ้าสวิตช์ ( Panicum virgatum ) ความเป็นพิษในสัตว์ฟันแทะ แกะ แพะ และม้า" ในคิปแพนเตอร์; เทอร์รี่ แอล. วีเรนกา; เจมส์ ไฟสเตอร์ (บรรณาธิการ). พืชมีพิษ: การวิจัยและการแก้ปัญหาระดับโลก คาบีผับ. หน้า 113–117. ไอเอสบีเอ็น 9781845932732. ดึงข้อมูลเมื่อ2008-05-24 .
  52. ^ Ball, DM; Hoveland, CS; Lacefield, GD (2006). "ตารางที่ 28 แนวทางการหมุนเวียนการปลูกพืชอาหารสัตว์ที่เลือก" Forage Crop Pocket Guideสถาบันโภชนาการพืชนานาชาติ
  53. ^ Ball, DM; Hoveland, CS; Lacefield, GD (2006). "ตาราง 33b. สารอาหารที่ย่อยได้ทั้งหมด (TDN) และช่วงค่าอาหารที่สัมพันธ์กัน (RFV) สำหรับพืชอาหารสัตว์ต่างๆ" คู่มือพืชอาหารสัตว์ฉบับพกพา สถาบันโภชนาการพืชนานาชาติ
  54. ^ Wolf, DD; Fiske, DA (1995). "การปลูกและการจัดการหญ้าสวิตช์สำหรับอาหารสัตว์ สัตว์ป่า และการอนุรักษ์" (PDF) . Virginia Cooperative Extension Publication : 418–013. เก็บถาวรจากแหล่งดั้งเดิม(PDF)เมื่อ 2008-05-17 . สืบค้นเมื่อ2008-05-24 .
  55. ^ Leimbach, DD; Marcello, GJ (2015). "ผลที่สังเกตได้ของการเกษตรหญ้ายืนต้นในฤดูร้อนต่อสายพันธุ์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมประจำถิ่น" (PDF) . การวิจัยเกษตรกรรมยั่งยืน . 4 (2): 70–77. doi : 10.5539/sar.v4n2p70 .
  56. ^ Hipple, Patricia C.; Duffy, Michael D. (2002). "แรงจูงใจของเกษตรกรในการนำหญ้าสวิตช์มาใช้" (PDF) . ใน Jules Janick, Anna Whipkey (ed.). Trends in New Crops and New Uses . การประชุมวิชาการแห่งชาติครั้งที่ 5 เรื่อง New Crops and New Uses, Strength in Diversity. อเล็กซานเดรีย เวอร์จิเนีย : American Society for Horticultural Science. หน้า 252–266 ISBN 978-0-09-707565-5. ดึงข้อมูลเมื่อ 23 พฤษภาคม 2551 .
  57. ^ Bies, Laura (2006-11-01). "การระเบิดของเชื้อเพลิงชีวภาพ: พลังงานสีเขียวดีต่อสัตว์ป่าหรือไม่" วารสาร Wildlife Society . 34 (4): 1203–1205 doi :10.2193/0091-7648(2006)34[1203:TBEIGE]2.0.CO;2 S2CID  85776458
  58. ↑ "พานิคัม เวอร์กาทัม 'ดัลลัสบลูส์'". อาร์เอชเอส. สืบค้นเมื่อ18 มกราคม 2564 .
  59. ^ "Panicum virgatum 'Heavy Metal'". RHS . สืบค้นเมื่อ18 มกราคม 2021 .
  60. ↑ "Panicum virgatum 'Hänse Harms'". อาร์เอชเอส. สืบค้นเมื่อ18 มกราคม 2564 .
  61. ^ "Panicum virgatum 'Northwind'". RHS . สืบค้นเมื่อ18 มกราคม 2021 .
  62. ↑ "Panicum virgatum 'เชนันโดอาห์'". อาร์เอชเอส. สืบค้นเมื่อ18 มกราคม 2564 .
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ ปานิคัม เวอร์กาตัม
  • พลังแห่งการเพาะพันธุ์: เทคนิค Panicum virgatum, หญ้าสวิตช์ Parcelles en France เทคนิค(fr)
  • การผลิตหญ้าสวิตช์ในออนแทรีโอ: คู่มือการจัดการ
  • ทางเลือกของพันธุ์หญ้าสวิตช์ในประเทศฝรั่งเศส(fr)
  • สัมมนาพลังงานหญ้าเวอร์มอนต์
  • เทคนิค Panicum virgatum, switchgrass (fr)
  • หญ้าสวิตช์สำหรับความร้อนชีวภาพในแคนาดา (การนำเสนอทางเว็บสัมมนาทางการเกษตร)
  • การจัดตั้งและการจัดการสวิตช์แกรสเป็นพืชพลังงาน
  • การเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการหญ้าสวิตช์แกรสเพื่อการผลิตเม็ดเชื้อเพลิงเชิงพาณิชย์
  • คู่มือการจัดการการผลิตหญ้าสวิตช์เพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวมวลในไอโอวาตอนใต้
  • หญ้าสวิตช์แกรสเป็นพืชชีวมวล
  • สวิตช์แกรสให้พลังงานมหาศาล[แย่งชิง]
  • “Switchgrass: แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีชีวิต” Roger Samson (พิมพ์ซ้ำออนไลน์)
  • USDA ศึกษาวิจัยหญ้า Switchgrass เพื่อการผลิตเอธานอลและพลังงาน
  • หญ้าสวิตช์กราสเป็นพืชพลังงานทางเลือก - การศึกษาความเป็นไปได้ของหญ้าสวิตช์กราสของสหภาพยุโรป
  • Keshwani, DR; Cheng, JJ (2009). "หญ้าสวิตช์สำหรับไบโอเอธานอลและการใช้งานมูลค่าเพิ่มอื่นๆ: บทวิจารณ์". Bioresource Technology . 100 (4): 1515–1523. Bibcode :2009BiTec.100.1515K. doi :10.1016/j.biortech.2008.09.035. PMID  18976902. S2CID  10337157.
  • ภาพหญ้าสวิตช์ - คลังข้อมูลพืชในเท็กซัสตอนกลาง
  • ภาพสวิตซ์แกรส - มีภาพถ่ายระยะใกล้ของดอกหญ้า
  • “หญ้าให้เอธานอลที่ดีกว่าข้าวโพด” - บทความของ Scientific American เกี่ยวกับการใช้หญ้าสวิตช์แกรสเพื่อเชื้อเพลิงชีวภาพ
  • คำอธิบายอนุกรมวิธานใน GrassBase: Panicum virgatum
  • รูปถ่ายพืช Switchgrass (fr)
ดึงข้อมูลจาก "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Panicum_virgatum&oldid=1254949046"