在農(nóng)民定居于美國中部并耕種作物之前，大草原茂密的根系中有著高強莖梗的柳枝稷，豐富了土壤，創(chuàng)造了數(shù)百萬英畝的農(nóng)田。今天，科學(xué)家們正在探索牧草特別是柳枝稷是如何豐富國家生物燃料供給的。而目前，此領(lǐng)域由玉米占主導(dǎo)地位，其很容易轉(zhuǎn)化成生物燃料，且可滿足食物、畜牧飼料和工業(yè)產(chǎn)品需求。

    種植柳枝稷有很多好處。這是一種生長在大范圍土地上、適應(yīng)多類型氣候的美國當(dāng)?shù)刈魑?。它易于維護，因為不像玉米那樣，它不需要每年重新播種；相對抗病和抵御極端天氣；可使用商業(yè)化干草設(shè)備進行種植和收獲。

    然而，將柳枝稷細(xì)胞壁上堅硬的木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇（汽油添加劑，美國最常見的生物燃料），比玉米淀粉轉(zhuǎn)化更為困難。結(jié)果是，一直以來，柳枝稷研究主要集中在一旦達到了生物煉制程度，如何有效處理它。

    一個由美國能源部領(lǐng)導(dǎo)的國家實驗室和大學(xué)研究團隊正在探索柳枝稷生產(chǎn)周期的另一面：農(nóng)場。

    第一次，研究人員在具有一定生產(chǎn)規(guī)模的地塊上混合種植了不同遺傳品種的柳枝稷，假設(shè)這可以通過延長生長季來增加產(chǎn)量，區(qū)分不同大小的柳枝稷植株來生產(chǎn)更豐富的作物，潛在地減少作物抵御氣候變化的脆弱性。

    長達七年的研究成果發(fā)表在《全球生物學(xué)——生物能源變化》上?！霸擁椖可婕吧锬茉囱芯康纳鷳B(tài)組成問題，換句話說，就是如何在一個地域維持產(chǎn)出，同時最大限度減少化肥和農(nóng)藥的使用?！标懙厣鷳B(tài)學(xué)家高級專家Julie Jastrow表示。

    從農(nóng)民角度來看，柳枝稷的好處很容易被忽略。長期以來，商業(yè)作物如玉米已經(jīng)被成功選育出來，產(chǎn)量大、適應(yīng)性強、收割高效。然而，柳枝稷是一種主要用于飼料和土壤修復(fù)的野生草，且成熟慢。它需要三四年才能達到其最具生產(chǎn)力的作物產(chǎn)量，因為前期它要儲存能量構(gòu)建強大的根系，但后邊就會減少對水肥的需求。

    選取更容易加工成乙醇的品種，研究團隊試圖找到提高這類柳枝稷生產(chǎn)效率的辦法。“柳枝稷廣泛分布于全國，存在遺傳多樣性?！盝astrow說，“不同品種特點不同。南方品種個頭兒高，有更大的莖葉，但不茂盛；北方品種個頭兒矮，但莖更多。”莖是生產(chǎn)生物燃料最主要的木質(zhì)纖維素來源。品種差異也與不同生長季的日照量、溫度有關(guān)系。

    2008年，研究團隊在伊利諾斯東北部種植了13畝柳枝稷。2014年，他們在三個不同地理位置單獨種植了3種不同遺傳類型的柳枝稷，也進行了3個品種的混合種植，以測試他們的理論：遺傳變異會促進生長。

    從第二年開始，每個地塊上生長的柳枝稷由當(dāng)?shù)剞r(nóng)民收割并稱重，測定產(chǎn)量。“這是牧場試驗，而我們的目標(biāo)是使結(jié)果盡可能轉(zhuǎn)移到一個真正的生產(chǎn)系統(tǒng)中?！笨八_斯州立大學(xué)作物遺傳學(xué)助理教授Geoff Morris表示。

    雖然沒有正式的方法來研究作物產(chǎn)出與極端天氣的關(guān)系，但記錄仍顯示出一些端倪?！氨M管天氣波動，混合品種連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)量等于或大于表現(xiàn)最好的單個品種。”Jastrow說道，至少從參數(shù)研究上看，通過種植混合品種、增加遺傳多樣性是建立和維持作物最高總產(chǎn)的最快辦法。