石墨烯在林业产业中的应用（中②）

主讲嘉宾

赵建国，山西大同大学化工学院教授、太原理工大学博士生导师、碳纤维制备技术国家工程实验室客座研究员。现任山西大同大学化学与环境工程学院院长、炭材料研究所所长、固体物理与应用化学研究所所长、大同市炭材料研究中心主任、山西省石墨烯功能材料工程技术研究中心主任、山西省“1331工程”石墨烯产业化应用技术协同创新中心主任、石墨烯炭材料林业产业中应用技术国家林草局重点实验室（筹）主任、山西省新型炭素功能材料工程研究中心（筹）主任。主要从事石墨烯、炭/炭复合材料等新型炭材料制备及应用研究，先后主持国家自然科学基金、省部级科研项目、国际合作项目、地市级科研项目和企业横向合作科研基金项目30多项，发表学术论文60余篇，获国家发明专利21项。

森林速生丰产及林下经济开发（一）

森林速生丰产及林下经济开发包括石墨烯对林木逆境生理影响研究、石墨烯对森林速生丰产研究、石墨烯对食用菌丰产栽培技术研究。

提高林木抗旱性（荒漠化防治）。在内蒙古库布齐沙漠进行实地试验，对小美旱杨幼苗在前两年5-10月每隔两月注射一次石墨烯溶胶。结果表明石墨烯可显著促进小美旱杨等树种的快速生长，其中小美旱杨成活率可由70%提高至93%。

提高林木的抗盐碱性。在朔州市怀仁县金沙滩选择30亩重度、中度和轻度盐碱地进行实验，杨树苗在混有石墨烯的泥中浸根10分钟后栽种，种植前两年3-11月每隔1.5个月用万分之一的石墨烯溶胶灌根。三年后杨树在重度盐碱地的成活率由43%提高至95%，与对照组相比株高增加26cm，平均茎粗增长2.6mm。

解决煤炭采空区植被恢复问题。煤炭采空区通常具有土层厚度薄、缺水严重等特点。利用石墨烯的固水保肥功能可以使土壤中水分及肥料的使用期大幅延长，增强水、肥的利用率，从而实现煤炭采空区的植被快速恢复。在恒山煤炭采空区推行石墨烯绿化示范区，在采空区进行工程修复后利用石墨烯实现当地植的快速恢复。

提高经济林种植效益（杞柳）。大同大学与广灵县巧娘宫手工编织专业合作社合作，已在杞柳种植推广应用，每年3-10月在种植园按月根灌一次。石墨烯使杞柳每亩产量增产高于约30%，成品柳条品质佳、数量多，适用于草柳编织，解决了草柳编原材料短缺的现状，形成了柳编手工艺制品产业化，对非物质文化遗产——草柳编工艺的传承具有重要意义。此外，就近解决了贫困人口就业问题，使当地农民年增收1.2万元左右。

森林速生丰产及林下经济开发（二）

实现名贵林木丰产增收。海南黄花梨为我国二级保护植物，成材缓慢，木质坚实，位列四大名木之一。市场上海南黄花梨木材资源极度匮乏，材料稀缺到以寸论价的地步。研究表明，在培养基中添加1.0mg/L石墨烯可将黄花梨的繁殖系数提高约2.3倍；在黄花梨幼苗期每三周施加一次石墨烯（25mg/L）可促进黄花梨幼苗的生长，施加石墨烯的实验组幼苗70天后比对照组高3-4cm，且叶片坚挺、树苗长势良好。

树莓是一种经济灌木。前期研究中以树莓继代组培苗为研究对象，研究了石墨烯对树莓组培苗的长势及不定根发育的影响。研究发现，添加2.0mg/L的石墨烯可显著促进树莓不定根系的生长发育，发达的根毛系统可以显著改善树莓根部对水分及养分的吸收，进而促进树莓苗的生长。研究中发现，石墨烯对树莓组培苗的株高增长有促进作用。当石墨烯添加浓度为2.0mg/L时，苗高约为空白的1.46倍。

羊肚菌的营养价值和经济价值都很高，目前羊肚菌人工栽培主要为遮荫棚内土地种植，可进一步发展林下套种技术。前期研究发现，在羊肚菌的菌丝生长阶段加入少量石墨烯（10.0mg/L），可显著促进菌丝生长和菌核形成。出菇时，添加石墨烯的出菇量为20株/m2，出菇率比对照提高约40%，鲜菇亩产达400-600斤，每亩产值约为4-6万元。2019年，应用山西大同大学的人工栽培羊肚菌技术在广灵县、晋中市榆社县、朔州市怀仁县等多地展开推广种植，累计推广种植面积近180亩。

主要研究石墨烯对林木逆境生理表现的影响及规律，研发石墨烯在盐碱地、干旱/半干旱地区、煤矿采空区等区域立地造林的关键技术。研究石墨烯促进经济林及名贵树种生长的作用机理，形成整套石墨烯促进经济林及名贵树种速生丰产新技术；研究石墨烯对食用菌、经济灌木生长、品质等的影响，探究作用机制，研发低成本、高效的栽培技术。

预期研究目标是增强林木抗旱、抗盐碱的能力，用于困难立地条件和生态脆弱区的植被恢复；形成利用石墨烯促进经济林及名贵树种速生丰产新技术；利用石墨烯技术促进食用菌、小灌木等生长和繁育，开发林下栽培成套技术，促进立体林业经济发展，提高林业经济总体效益。