我國甜高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景探究

閆 鋒

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院齊齊哈爾分院，齊齊哈爾161041）

甜高粱[Sorghum bicolor(Moench)L.]又叫蘆粟、甜稈、糖高粱等，C4植物，屬禾本科高粱屬，是普通粒用高粱的一個變種。甜高粱起源于非洲，在非洲有五千多年的栽培歷史，于公元四世紀傳入我國，在我國各地均有零星種植，但很少作為大田作物進行生產(chǎn)。甜高粱具有抗逆性強、生物產(chǎn)量高、光合效率高及適應性廣等優(yōu)良的生物學特性。但是由于種種原因，長久以來甜高粱這種優(yōu)良的作物并沒有得到應有的重視。近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的進步，甜高粱的利用價值被逐步發(fā)掘出來，廣泛用于飼料、燃料乙醇、制糖等產(chǎn)業(yè)。合理開發(fā)利用甜高粱，對我國糧食安全，能源安全具有重大意義。

1 甜高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景

1.1 甜高粱作能源的優(yōu)勢

我國是僅次于美國的世界第二大能源消費國，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對能源的需求與日俱增。據(jù)聯(lián)合國世界能源理事會估計，全世界已探明的石油儲量只能再開采60年，而我國的已探明石油儲量僅能再開采19年，因此，尋找替代能源已迫在眉睫。由于燃燒礦物質能源，大量的二氧化碳及有害氣體排放到大氣中，帶來溫室效應、酸雨及大氣污染等一系列環(huán)境問題。用發(fā)展的眼光來看，從“黑色能源”走向“可再生能源”是大勢所趨。目前，在木薯、甘蔗等可再生能源作物中，甜高粱以其高抗逆性、高含糖量、高生物產(chǎn)量成為適合我國國情最具發(fā)展前景的可再生能源作物。加強甜高粱莖稈生物能源綜合開發(fā)，對緩解能源緊張、改善生態(tài)環(huán)境、促進國民經(jīng)濟穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展都具有十分重要而深遠的意義。

據(jù)報道，我國乙醇生產(chǎn)能力至少要達到4500萬t，才能滿足未來液體燃料的最低市場要求，如此大的乙醇需求量在糧食安全還未解決的我國全靠糧食轉化是不現(xiàn)實的。在眾多的生物能中，甜高粱作為C4作物具有極強的光合速率，被譽為“生物能源系統(tǒng)中的最有競爭力者”，選用能源甜高粱生產(chǎn)乙醇，這一問題可能會較好的解決。甜高粱每天合成的碳水化合物可產(chǎn)酒精48L/hm2，而玉米只有15.3L/hm2，小麥為3L/hm2,甜高粱分別是玉米和小麥的3.2倍和16倍。據(jù)美國、巴西對幾種作物的酒精產(chǎn)量比較，甜高粱可生產(chǎn)95%（v/v）的乙醇6000～7500 kg/hm2，超過木薯、玉米、小麥等近1倍以上。每公頃甜高粱每年的酒精產(chǎn)量達6106 L，而甘蔗只有4680L。利用玉米作原料生產(chǎn)乙醇，每升乙醇需玉米2.4kg，原料費4.5元，而利用甜高粱每升需秸稈12kg，原料費僅3元，生產(chǎn)成本大大降低。

巴西用甜高粱生產(chǎn)燃料乙醇，或在汽油中添加10%～15%使用，或在經(jīng)過改裝的汽車引擎中全部用酒精做燃料，烏拉圭也效仿巴西每年種植大面積甜高粱生產(chǎn)酒精做能源。日本新能源綜合開發(fā)機構制訂了中長期開發(fā)計劃，1984年已完成了年產(chǎn)10萬t甜高粱酒精工廠的設計工作。由此可見，甜高粱作為一種新型的生物能源，已受到一些國家的重視，具有廣闊的發(fā)展前景。

1.2 甜高粱作飼料的優(yōu)勢

進入80年代以來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，對肉、蛋、奶等畜牧產(chǎn)品需求量大幅增加，這大大推動了我國畜牧業(yè)的發(fā)展，由于耕地面積逐年縮減造成飼料短缺，甜高粱因其生物產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富、牲畜適口性好等優(yōu)點得到人們的重視，并在我國大面積推廣種植。甜高粱具有其它飼料作物不可比擬的優(yōu)點，首先，甜高粱生物產(chǎn)量極高，國外最高產(chǎn)甜高粱記錄為鮮重169005kg/hm2，我國也達到157500kg/hm2。一般公頃產(chǎn)量在60000～90000 kg，比玉米高出0.5～1.0倍。而且，由于甜高粱具有很強的再生力，莖稈收獲后可從基部發(fā)出新芽，長出新的莖稈，因此在熱帶地區(qū)，一年只種1次，但可收割2～3次，其單位面積產(chǎn)量就更高。其次，甜高粱營養(yǎng)豐富，無氮浸出物一般可達40%～50%，粗蛋白含量為3%～5%，粗脂肪為1%左右、粗纖維為3%左右，各種養(yǎng)分含量均優(yōu)于玉米，含糖量比青飼玉米高2倍。再次，目前我國糧食總產(chǎn)量的33%被用作飼料，甜高粱具有極強的耐旱、耐鹽堿等特性，我國草原荒地面積廣闊，如果充分利用這部分瘠薄土地種植甜高粱，可以減緩與糧爭地的飼料短缺矛盾。

1.3 甜高粱作糖料的優(yōu)勢

甜高粱莖稈中汁液豐富，錘度大多在10%～20%之間，從甜高粱莖稈中榨取汁液，繼而生產(chǎn)糖漿和結晶糖。國外利用甜高粱制糖開展的較早，美國于19世紀中期就從我國上海崇明島引進甜高粱品種“琥珀”用于糖漿生產(chǎn)。1982年，美國利用一座日加工能力2000t的現(xiàn)代化甘蔗糖廠加工甜高粱，使糖廠的榨季延長2～4個月，解決了不用投資建設新廠也能大幅增產(chǎn)食糖的問題。墨西哥、意大利、澳大利亞、以色列、印度、巴西、阿根廷、前蘇聯(lián)等都把甜高粱作為糖料作物栽培。其中，前蘇聯(lián)早在1958年甜高粱的種植面積已達7.3萬hm2，并劃定了10個甜高粱品種的栽培區(qū)，其中包括推廣汁液糖分高達16%～18%的7個高粱品種。

20世紀70年代初，我國糖源缺乏，食糖供應緊張，在政府“吃糖要立足于自給”的指示下，開展了甜高粱制糖的探討研究。中國農(nóng)科院原子能研究所對甜高粱莖稈中糖分的積累變化規(guī)律和貯藏過程中錘度、汁液含量變化、甜高粱稈汁液制糖以及廢渣的綜合利用研究，解決了澄清粗榨汁糖中淀粉和烏頭酸的方法。我國輕工業(yè)部甘蔗糖業(yè)研究所對甜菜、甜高粱、甘蔗3種糖料作物產(chǎn)量、產(chǎn)值的對比研究做了報道，結果表明，用甜高粱制糖是完全可行的。從3種糖料作物的產(chǎn)量、產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值對比來看，雖然甜高粱的產(chǎn)糖率比較低，但每公頃產(chǎn)赤砂糖卻比甜菜高1.3倍，噸糖成本和噸糖農(nóng)業(yè)成本均低于甜菜，而且還能收獲2250～4500kg/hm2糧食，這是其他糖料作物無法比擬的。我國的食糖生產(chǎn)一直遵循著“南甘蔗，北甜菜”的產(chǎn)業(yè)格局，在我國的廣大中原地區(qū)或者缺乏糖料作物的地區(qū)種植甜高粱可以解決食糖問題。甜高粱的適應性非常廣，在種植甜菜和甘蔗的地區(qū)都可以種植甜高粱，可以充分利用當?shù)靥菑S的設備，延長榨季，增加效益。

2 甜高粱產(chǎn)業(yè)化需解決的問題及建議

2.1 育種環(huán)節(jié)相對落后于市場需求

當今美國、巴西、印度以及一些歐洲國家都在積極深入地對甜高粱展開研究，發(fā)展甜高粱產(chǎn)業(yè)，并且已經(jīng)初具規(guī)模，形成了一個良好的“科技——生產(chǎn)”產(chǎn)業(yè)鏈。其中，美國培育出了一些糖用甜高粱品種用于生產(chǎn)，例如“麗歐”、“雷伊”、“洛馬”等品種。我國培育出的甜高粱品種也不少，但大多是飼用甜高粱。目前，限制我國甜高粱產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的主要因素之一是其汁液中像烏頭酸和淀粉一類影響糖分結晶和脫色的有害成分較多，雖然在工藝上已經(jīng)成功地解決了這類問題，但是這不可避免地增加了生產(chǎn)成本。針對這種情況，我國應效仿國外，加強甜高粱品質育種，選育出適合制糖、制乙醇等不同用途的專用甜高粱品種，從根本上解決生產(chǎn)成本過高的問題，為甜高粱產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)鋪平道路。

2.2 產(chǎn)業(yè)化加工問題急需解決

由于甜高粱產(chǎn)業(yè)是一個新興產(chǎn)業(yè)，它還有許多地方很不完善。首先，甜高粱成熟期集中、收割期短、莖稈易變質酸敗，難以保存；其次是運輸費用高，而且加工酒精后要處理大量的殘渣和污水，綜合利用體系不健全；最后是發(fā)酵工藝不合理，設備不完善，工效低、成本高、前期投資多。

2.3 加強宣傳推廣

任何產(chǎn)品必須有市場需求才能發(fā)展，市場需求量確定了產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)模。甜高粱是個古老的作物，但甜高粱產(chǎn)業(yè)卻是一個新興的產(chǎn)業(yè)，目前，我國還沒有利用甜高粱生產(chǎn)乙醇的大型企業(yè)，我國的大型畜牧廠也尚未完全把甜高粱納入全飼料當中，在沒有市場需求的情況下甜高粱產(chǎn)業(yè)很難大規(guī)模發(fā)展。這就需要加大宣傳力度，建立并擴大示范基地，開發(fā)甜高粱的經(jīng)濟潛能。

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