甘肅省甜高粱研究利用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對策

付成年，張生金，郎小蕓，楊柳青（武威市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督管理站，甘肅武威733000）

甘肅省甜高粱研究利用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對策

付成年，張生金，郎小蕓，楊柳青
（武威市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督管理站，甘肅武威733000）

詳細(xì)介紹了國內(nèi)外甜高粱研究利用現(xiàn)狀，分析了甘肅省甜高粱循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展前景，有針對性地提出了今后甜高粱產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的5條關(guān)鍵措施，對今后甘肅省乃至西北地區(qū)甜高粱產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用。

甘肅?。惶鸶吡?；研究利用；發(fā)展對策

甜高粱又稱糖高粱、蘆粟、甜稈秸等，屬于C4作物，具有光合效率高、生物產(chǎn)量大、高效節(jié)水、抗旱、耐鹽堿等特點(diǎn)，其生育期與玉米基本相同，在≥0℃以上積溫達(dá)到2600～4100℃的區(qū)域內(nèi)均可正常生長，是一種高效節(jié)水型作物和優(yōu)質(zhì)飼草作物，在我國也有較長的種植歷史，分布有一些農(nóng)家品種。甜高粱按其用途分為飼用型和糖用型（包括醇用型），其綜合利用價(jià)值很高。飼用型甜高粱平均含糖量在13%以上，產(chǎn)量較高，國內(nèi)最高產(chǎn)量可達(dá)到150t/hm2，其秸稈通過青貯，營養(yǎng)豐富，適口性好，是牛、羊、兔等家畜喜食的優(yōu)良飼草，可有效提高肉、奶的產(chǎn)量和質(zhì)量。糖用型甜高粱是極具潛力的糖源作物，其莖稈汁液平均糖錘度19%～22%。經(jīng)高效液相色譜檢測分析數(shù)據(jù)顯示，糖用型甜高粱中各種糖含量分別為蔗糖49.7%、葡萄糖21.4%、果糖17.7%、其他糖類11.2%。因此，甜高粱可以用來生產(chǎn)燃料乙醇、酵母系列產(chǎn)品（酵母葡聚糖、酵母抽提物、谷胱甘肽等）及制糖（果糖、果葡糖漿等）以及其他發(fā)酵產(chǎn)品（谷氨酸、檸檬酸、復(fù)合發(fā)酵飼料等）。

甜高粱以其優(yōu)良的種性和加工利用價(jià)值，正越來越受到世界各國的普遍關(guān)注，我國目前已經(jīng)推廣種植到24個(gè)省、市、自治區(qū)。作為一種高效節(jié)水型作物，甜高粱尤其符合我國西北地區(qū)發(fā)展節(jié)水型農(nóng)業(yè)的要求，可形成集生態(tài)農(nóng)業(yè)、加工業(yè)和草食畜牧業(yè)等為一體的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，對于我國西北地區(qū)工農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、新興工業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)，均具有較大的推動作用。

1　國內(nèi)外甜高粱開發(fā)利用概況

1.1國外發(fā)展情況

甜高粱作為目前極具優(yōu)勢的能源作物，吸引了世界各國科學(xué)家的目光。國際半干旱地區(qū)作物研究所（ICRISAT）的甜高粱研究工作開始于上世紀(jì)80年代，但因種植面積較小等原因，于90年代中斷，直到近幾年才恢復(fù)工作，現(xiàn)已育成雜交種NSSH104。美國自1978年便開始應(yīng)用甜高粱生產(chǎn)燃料乙醇，到2000年甜高粱種植面積已達(dá)到560萬hm2，年生產(chǎn)燃料乙醇約393.7萬t；2013年種植面積達(dá)324.5萬hm2，2014年達(dá)370.4萬hm2，其中35%用于出口，30%用于生產(chǎn)燃料乙醇，25%用作飼料，10%用于其它。美國能源部還將甜高粱列為制取酒精的主要作物，計(jì)劃用甜高粱逐漸取代玉米生產(chǎn)酒精。巴西、烏拉圭等國家種植的甜高粱主要用于生產(chǎn)燃料乙醇，在汽油中添加10%作為汽油醇使用，或用乙醇代替汽油添加在改裝的汽車引擎中作為動力。巴西政府自1975年開始用甜高粱生產(chǎn)酒精，并提出以甘蔗、木薯、紅薯、甜高粱為原料生產(chǎn)酒精替代汽油的計(jì)劃，現(xiàn)已擁有日產(chǎn)94.5t的商業(yè)乙醇加工廠。澳大利亞及歐洲的一些國家也已選出新的甜高粱品種。澳大利亞種植的甜高粱主要用作飼料，部分用于生產(chǎn)糖和燃料乙醇。歐洲從1982年起就開展了對甜高粱的研究，將甜高粱列為歐共體未來有待開發(fā)的再生性能源植物。上世紀(jì)80年代末，印度、加拿大、日本、澳大利亞等國都相繼開展了以甜高粱秸稈為主要原料來生產(chǎn)燃料乙醇的研究與開發(fā)。

1.2國內(nèi)發(fā)展情況

我國自1974年引入國外甜高粱新品種麗歐后，掀起了一股對甜高粱進(jìn)行應(yīng)用研究的熱潮，得到廣泛的推廣與應(yīng)用，也為我國的甜高粱育種提供了一個(gè)好的親本。到上世紀(jì)80年代，遼寧、吉林等多家科研單位選育出幾個(gè)甜高粱品種，在東北地區(qū)有一定規(guī)模的推廣應(yīng)用，但國內(nèi)尚未選育出適合干旱、鹽堿地區(qū)大規(guī)模種植的優(yōu)良品種，存在的主要問題是：甜高粱專用親本少、優(yōu)良新品種少；產(chǎn)量低、含糖量偏低；綜合抗性特別是抗倒伏能力差。要改變這種局面，必須引入新的育種方法，使育種水平有較大的突破。

近年來，國內(nèi)在甜高粱基礎(chǔ)材料的創(chuàng)新上，采用常規(guī)育種與生物技術(shù)相結(jié)合的方法，創(chuàng)造了農(nóng)藝性狀好且含糖量高的基礎(chǔ)材料。除了從國外引進(jìn)品種外，國內(nèi)科研部門運(yùn)用雜交優(yōu)勢利用技術(shù)，先后選育出了一大批表現(xiàn)優(yōu)異、適應(yīng)不同地區(qū)、不同用途的新品種：如遼飼雜l號、遼飼雜2號、遼飼雜3號、遼飼雜4號等遼飼雜系列，遼甜l號等遼甜系列，沈農(nóng)甜雜l號、沈農(nóng)甜雜2號等沈農(nóng)甜雜系列，龍飼l號、龍雜3號等龍飼雜系列，雅津l號、雅津2號、雅津3號、雅津4號等雅津系列，LEOTI-2、甜高粱（肇東）、興佳、石49、L-甜、早熟1號、醇甜2號等甜選系列。這些品種可適應(yīng)我國大部分區(qū)域種植，部分品種在黑龍江、山東、新疆、內(nèi)蒙古和遼寧等省區(qū)推廣種植已具有一定規(guī)模，已形成了年產(chǎn)3萬t甜高粱莖稈乙醇的生產(chǎn)能力。2006年9月，山東省濱州市與中國糧油食品（集團(tuán)）有限公司簽約甜高粱秸稈加工乙醇合作項(xiàng)目，在北部沿海發(fā)展2萬hm2甜高粱面積，同時(shí)發(fā)展汽油醇加工產(chǎn)業(yè)。2007年5月清華大學(xué)與天津工業(yè)微生物所聯(lián)合，在內(nèi)蒙五原縣進(jìn)行了甜高粱秸稈固體發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的中試實(shí)驗(yàn)，乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到理論值的87%以上。目前，甘肅、新疆、青海、內(nèi)蒙、寧夏等地區(qū)相繼啟動了甜高粱規(guī)模種植和加工利用工作。

1.3甘肅省研發(fā)種植情況

2006年以來，中科院近物所從國內(nèi)外引進(jìn)了30多個(gè)甜高粱品種，先后在甘肅省武威、白銀、定西、蘭州、張掖、酒泉等9市進(jìn)行了大量的生態(tài)適應(yīng)性種植試驗(yàn)，篩選出了適宜在全省川地、旱地、山坡地和鹽堿地種植的4個(gè)優(yōu)良品種，主要特點(diǎn)是早熟、高產(chǎn)、抗倒伏、抗病、抗旱，糖錘度達(dá)22%、產(chǎn)量達(dá)120t/hm2以上。結(jié)合品種篩選開展了良種良法匹配組裝，對配套栽培因子的量化做了大量試驗(yàn)研究及推廣工作。并利用重離子誘變育種技術(shù)開展甜高粱重離子束輻照育種工作，進(jìn)行了利用糖用型甜高粱汁液生產(chǎn)乙醇、酵母、酵母β葡聚糖、谷氨酸、檸檬酸、L-乳酸、復(fù)合微生物菌劑等生物產(chǎn)品的試驗(yàn)研究及產(chǎn)品研發(fā)。利用中科院近物所選育的釀酒酵母新菌種，通過甜高粱榨汁直接發(fā)酵工藝，得到11%以上的酒份，并將發(fā)酵時(shí)間縮短，僅為糧食（如玉米）生產(chǎn)燃料乙醇發(fā)酵時(shí)間的l/4。選育的“近甜1號”、醇用型品種BJ0602和飼用型品種BJ0603通過了省品種審定委員會認(rèn)定。甘肅省農(nóng)科院、農(nóng)墾農(nóng)科院等單位也于2012年開始，開展了甜高粱的育種工作，部分種子企業(yè)也嘗試進(jìn)行甜高粱品種制種工作，一些加工企業(yè)開始利用甜高粱為原料進(jìn)行生物質(zhì)能源開發(fā)，推動了甜高粱的研究應(yīng)用?！笆濉逼陂g，甘肅省經(jīng)過廣泛調(diào)研和科學(xué)論證，將甜高粱種植加工作為今后重點(diǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，全省計(jì)劃“十三五”期間推廣種植甜高粱10萬hm2。位居河西走廊東段的武威市，在2012年多點(diǎn)示范種植甜高粱獲得成功的基礎(chǔ)上，2013年種植面積擴(kuò)大到0.36萬hm2；2014年，武威市種植面積達(dá)到0.83萬hm2，定西市種植面積完成0.37萬hm2；2015年，僅武威市實(shí)際種植甜高粱面積就達(dá)到1.82萬hm2（飼用型1.4萬hm2，醇用型0.42萬hm2），實(shí)施配套加工項(xiàng)目16個(gè)，為全省發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，將甜高粱規(guī)?；a(chǎn)與農(nóng)牧業(yè)、生化和能源工業(yè)相結(jié)合，打造綜合發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2　甘肅省甜高粱產(chǎn)業(yè)化開發(fā)核心內(nèi)容

2.1傾力打造谷氨酸產(chǎn)業(yè)鏈

利用甜高粱還原糖高的特點(diǎn)，按照“甜高粱—甜高粱糖—谷氨酸及下游衍生產(chǎn)品”工藝路線，甜高粱榨汁后經(jīng)過濃縮加工制糖，建設(shè)20萬t甜高粱糖及果葡糖漿生產(chǎn)加工線，用甜高粱糖作為谷氨酸生產(chǎn)的原料，開發(fā)以甜高粱汁液替代玉米淀粉生產(chǎn)谷氨酸工藝，降低谷氨酸生產(chǎn)成本；在甘肅榮華實(shí)業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)甜高粱原料加工生產(chǎn)谷氨酸產(chǎn)業(yè)鏈，配套改造供排水系統(tǒng)，提高水的重復(fù)利用率，節(jié)能降耗，力爭谷氨酸產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸，力爭“十三五”期間年產(chǎn)值達(dá)到10億元以上。

2.2深度開發(fā)乙醇產(chǎn)業(yè)鏈

以新型非糧食作物甜高粱為原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，代替玉米，節(jié)約糧食，降低生產(chǎn)成本。按照“甜高粱—榨汁—發(fā)酵—燃料乙醇”工藝路線，建設(shè)20萬t燃料乙醇項(xiàng)目，用于車輛動力能源。利用甜高粱莖稈、汁液建設(shè)固態(tài)法、液態(tài)法食用酒精生產(chǎn)項(xiàng)目，積極與瀏陽河、莫高集團(tuán)、董酒集團(tuán)合作，生產(chǎn)白酒和試制朗姆酒；積極發(fā)揮甘肅省中藥材、沙生藥材資源優(yōu)勢，利用萃取、浸提和生物工程等現(xiàn)代化手段，提取有效成份后謀劃建設(shè)保健酒生產(chǎn)項(xiàng)目，不斷開發(fā)新產(chǎn)品，力爭乙醇產(chǎn)業(yè)鏈不斷擴(kuò)展，力爭“十三五”期間產(chǎn)值達(dá)到10億元以上。

2.3加強(qiáng)甜高粱保健食品的開發(fā)利用

充分發(fā)揮和挖掘甜高粱原料優(yōu)勢，開展酵母生物活性物質(zhì)和功效成分的研發(fā)，結(jié)合傳統(tǒng)養(yǎng)生保健理論，大力發(fā)展天然、綠色、環(huán)保、安全有效的保健食品。加快研發(fā)成果轉(zhuǎn)化，形成產(chǎn)業(yè)核心競爭力。利用甜高粱汁液生產(chǎn)果葡糖漿、果糖、乳酸、檸檬酸、酵母抽提物、谷胱甘肽、酵母β-葡聚糖等產(chǎn)品，規(guī)劃建設(shè)β-葡聚糖生產(chǎn)項(xiàng)目，開發(fā)膠囊、口服液等保健食品。加強(qiáng)酵母谷胱甘肽產(chǎn)業(yè)化研究，利用中科院近物所最新研究成果布局建設(shè)酵母谷胱甘肽生產(chǎn)項(xiàng)目，做大做強(qiáng)甜高粱保健食品，把甘肅建成全國重要的甜高粱保健食品研發(fā)、生產(chǎn)基地，力爭“十三五”期間年產(chǎn)值達(dá)到3億元以上。

2.4綜合利用甜高粱加工副產(chǎn)品

做好副產(chǎn)品的回收加工，利用甜高粱莖稈及壓榨廢渣大力開發(fā)纖維飼料、高粱稈板材、低密度花板、中密度板、膠合板等副產(chǎn)品，提高甜高粱產(chǎn)業(yè)的附加值。利用甜高粱殼等廢棄物謀劃建設(shè)甜高粱紅色素等生產(chǎn)項(xiàng)目。發(fā)揮甜高粱纖維結(jié)構(gòu)好，密度高的特性，利用甜高粱釀酒、制糖廢渣建設(shè)無污染紙漿生產(chǎn)項(xiàng)目。積極引導(dǎo)傲農(nóng)集團(tuán)24萬t畜禽飼料生產(chǎn)線、古浪長慶現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園20萬t配合飼料生產(chǎn)線等項(xiàng)目，開發(fā)以甜高粱為主的配合飼料和秸稈青貯飼料產(chǎn)品；利用甜高粱釀制酒精后的工業(yè)副產(chǎn)物和廢棄物——甜高粱秸稈纖維以及粗餾塔糟液工序排放的酒糟開發(fā)生產(chǎn)生物活性顆粒飼料，發(fā)展綠色、有機(jī)畜產(chǎn)品。利用工業(yè)廢渣及污水生產(chǎn)全元有機(jī)復(fù)合肥，實(shí)現(xiàn)甜高粱的完全利用，不斷延伸產(chǎn)業(yè)鏈，力爭“十三五”期間年產(chǎn)值達(dá)到2億元以上。

3　甘肅省甜高粱產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對策

3.1加快甜高粱種子繁育基地建設(shè)：積極推動“近物所+種子企業(yè)+基地”的所企合作模式，按照規(guī)劃，武威市已向中科院近物所劃撥一定面積的耕地和日光溫室，用于建立甜高粱種子生產(chǎn)繁育基地，提高甜高粱種子繁育生產(chǎn)能力，結(jié)合在海南建立南繁基地，力爭通過3～5年時(shí)間，甜高粱種子生產(chǎn)能力基本滿足生產(chǎn)需要。進(jìn)一步加強(qiáng)院地、所地合作，加強(qiáng)中科院近物所協(xié)調(diào)合作力量，加快建設(shè)核技術(shù)運(yùn)用園區(qū)，及早建成甘肅省重離子生物育種工程技術(shù)研究中心、甘肅省輻照誘變育種工程實(shí)驗(yàn)室并投入使用，增強(qiáng)甜高粱新品種選育水平，盡快選育出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的廣適性新品種，促進(jìn)全省甜高粱種業(yè)發(fā)展。

3.2強(qiáng)化技術(shù)服務(wù)，提升產(chǎn)業(yè)效益：大力推廣甜高粱栽培技術(shù)，提高種植管理規(guī)范化、精細(xì)化水平。嚴(yán)格實(shí)行技術(shù)服務(wù)承包制，組織各級農(nóng)技、畜牧等技術(shù)人員圍繞田間管理、病蟲害防治、收割青貯等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，指導(dǎo)種養(yǎng)大戶、專業(yè)合作社和涉農(nóng)企業(yè)按照甜高粱栽培技術(shù)規(guī)范種植。進(jìn)一步加大技術(shù)培訓(xùn)力度，力爭甜高粱栽培技術(shù)不折不扣落實(shí)到企業(yè)、村組和地塊。

3.3及早做好青貯設(shè)施建設(shè)：積極引進(jìn)扶持大型飼料加工企業(yè)建設(shè)飼用型甜高粱加工項(xiàng)目，指導(dǎo)牛羊規(guī)模養(yǎng)殖場（戶）采取青貯池青貯、地面堆貯、袋貯和裹膜青貯等方式，做到應(yīng)收盡收、應(yīng)貯盡貯。

3.4加大扶持政策爭取力度：加大向國家有關(guān)部委匯報(bào)銜接力度，爭取科技、財(cái)政、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、扶貧等方面的政策支持，扶持發(fā)展甜高粱戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。

3.5建立利益共享雙贏機(jī)制：龍頭企業(yè)要按照“公司+基地+農(nóng)戶”產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營要求，與生產(chǎn)基地的農(nóng)戶簽訂產(chǎn)銷合同，提供配套服務(wù)，以合同形式明確雙方的責(zé)權(quán)利，結(jié)成風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、利益共享的經(jīng)濟(jì)共同體。龍頭企業(yè)通過加工、購銷等環(huán)節(jié)進(jìn)行利潤返還，穩(wěn)步提高農(nóng)業(yè)收益，不斷增加農(nóng)民收入。

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S566.5

B

1007－2624（2016）05－0076－03

10.13570/j.cnki.scc.2016.05.027

2016-05-04

付成年（1964-），男，甘肅民勤人，農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測及農(nóng)作物標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工作。E-mail：wwsncp@163.com