我国甜高粱产业发展前景探究

闫 锋

（黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院，齐齐哈尔161041）

甜高粱[Sorghum bicolor(Moench)L.]又叫芦粟、甜秆、糖高粱等，C4植物，属禾本科高粱属，是普通粒用高粱的一个变种。甜高粱起源于非洲，在非洲有五千多年的栽培历史，于公元四世纪传入我国，在我国各地均有零星种植，但很少作为大田作物进行生产。甜高粱具有抗逆性强、生物产量高、光合效率高及适应性广等优良的生物学特性。但是由于种种原因，长久以来甜高粱这种优良的作物并没有得到应有的重视。近年来，随着社会经济的发展和科学技术的进步，甜高粱的利用价值被逐步发掘出来，广泛用于饲料、燃料乙醇、制糖等产业。合理开发利用甜高粱，对我国粮食安全，能源安全具有重大意义。

1 甜高粱产业发展前景

1.1 甜高粱作能源的优势

我国是仅次于美国的世界第二大能源消费国，随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，对能源的需求与日俱增。据联合国世界能源理事会估计，全世界已探明的石油储量只能再开采60年，而我国的已探明石油储量仅能再开采19年，因此，寻找替代能源已迫在眉睫。由于燃烧矿物质能源，大量的二氧化碳及有害气体排放到大气中，带来温室效应、酸雨及大气污染等一系列环境问题。用发展的眼光来看，从“黑色能源”走向“可再生能源”是大势所趋。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、高生物产量成为适合我国国情最具发展前景的可再生能源作物。加强甜高粱茎秆生物能源综合开发，对缓解能源紧张、改善生态环境、促进国民经济稳定持续发展都具有十分重要而深远的意义。

据报道，我国乙醇生产能力至少要达到4500万t，才能满足未来液体燃料的最低市场要求，如此大的乙醇需求量在粮食安全还未解决的我国全靠粮食转化是不现实的。在众多的生物能中，甜高粱作为C4作物具有极强的光合速率，被誉为“生物能源系统中的最有竞争力者”，选用能源甜高粱生产乙醇，这一问题可能会较好的解决。甜高粱每天合成的碳水化合物可产酒精48L/hm2，而玉米只有15.3L/hm2，小麦为3L/hm2,甜高粱分别是玉米和小麦的3.2倍和16倍。据美国、巴西对几种作物的酒精产量比较，甜高粱可生产95%（v/v）的乙醇6000～7500 kg/hm2，超过木薯、玉米、小麦等近1倍以上。每公顷甜高粱每年的酒精产量达6106 L，而甘蔗只有4680L。利用玉米作原料生产乙醇，每升乙醇需玉米2.4kg，原料费4.5元，而利用甜高粱每升需秸秆12kg，原料费仅3元，生产成本大大降低。

巴西用甜高粱生产燃料乙醇，或在汽油中添加10%～15%使用，或在经过改装的汽车引擎中全部用酒精做燃料，乌拉圭也效仿巴西每年种植大面积甜高粱生产酒精做能源。日本新能源综合开发机构制订了中长期开发计划，1984年已完成了年产10万t甜高粱酒精工厂的设计工作。由此可见，甜高粱作为一种新型的生物能源，已受到一些国家的重视，具有广阔的发展前景。

1.2 甜高粱作饲料的优势

进入80年代以来，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，对肉、蛋、奶等畜牧产品需求量大幅增加，这大大推动了我国畜牧业的发展，由于耕地面积逐年缩减造成饲料短缺，甜高粱因其生物产量高、营养丰富、牲畜适口性好等优点得到人们的重视，并在我国大面积推广种植。甜高粱具有其它饲料作物不可比拟的优点，首先，甜高粱生物产量极高，国外最高产甜高粱记录为鲜重169005kg/hm2，我国也达到157500kg/hm2。一般公顷产量在60000～90000 kg，比玉米高出0.5～1.0倍。而且，由于甜高粱具有很强的再生力，茎秆收获后可从基部发出新芽，长出新的茎秆，因此在热带地区，一年只种1次，但可收割2～3次，其单位面积产量就更高。其次，甜高粱营养丰富，无氮浸出物一般可达40%～50%，粗蛋白含量为3%～5%，粗脂肪为1%左右、粗纤维为3%左右，各种养分含量均优于玉米，含糖量比青饲玉米高2倍。再次，目前我国粮食总产量的33%被用作饲料，甜高粱具有极强的耐旱、耐盐碱等特性，我国草原荒地面积广阔，如果充分利用这部分瘠薄土地种植甜高粱，可以减缓与粮争地的饲料短缺矛盾。

1.3 甜高粱作糖料的优势

甜高粱茎秆中汁液丰富，锤度大多在10%～20%之间，从甜高粱茎秆中榨取汁液，继而生产糖浆和结晶糖。国外利用甜高粱制糖开展的较早，美国于19世纪中期就从我国上海崇明岛引进甜高粱品种“琥珀”用于糖浆生产。1982年，美国利用一座日加工能力2000t的现代化甘蔗糖厂加工甜高粱，使糖厂的榨季延长2～4个月，解决了不用投资建设新厂也能大幅增产食糖的问题。墨西哥、意大利、澳大利亚、以色列、印度、巴西、阿根廷、前苏联等都把甜高粱作为糖料作物栽培。其中，前苏联早在1958年甜高粱的种植面积已达7.3万hm2，并划定了10个甜高粱品种的栽培区，其中包括推广汁液糖分高达16%～18%的7个高粱品种。

20世纪70年代初，我国糖源缺乏，食糖供应紧张，在政府“吃糖要立足于自给”的指示下，开展了甜高粱制糖的探讨研究。中国农科院原子能研究所对甜高粱茎秆中糖分的积累变化规律和贮藏过程中锤度、汁液含量变化、甜高粱秆汁液制糖以及废渣的综合利用研究，解决了澄清粗榨汁糖中淀粉和乌头酸的方法。我国轻工业部甘蔗糖业研究所对甜菜、甜高粱、甘蔗3种糖料作物产量、产值的对比研究做了报道，结果表明，用甜高粱制糖是完全可行的。从3种糖料作物的产量、产值与农业总产值对比来看，虽然甜高粱的产糖率比较低，但每公顷产赤砂糖却比甜菜高1.3倍，吨糖成本和吨糖农业成本均低于甜菜，而且还能收获2250～4500kg/hm2粮食，这是其他糖料作物无法比拟的。我国的食糖生产一直遵循着“南甘蔗，北甜菜”的产业格局，在我国的广大中原地区或者缺乏糖料作物的地区种植甜高粱可以解决食糖问题。甜高粱的适应性非常广，在种植甜菜和甘蔗的地区都可以种植甜高粱，可以充分利用当地糖厂的设备，延长榨季，增加效益。

2 甜高粱产业化需解决的问题及建议

2.1 育种环节相对落后于市场需求

当今美国、巴西、印度以及一些欧洲国家都在积极深入地对甜高粱展开研究，发展甜高粱产业，并且已经初具规模，形成了一个良好的“科技——生产”产业链。其中，美国培育出了一些糖用甜高粱品种用于生产，例如“丽欧”、“雷伊”、“洛马”等品种。我国培育出的甜高粱品种也不少，但大多是饲用甜高粱。目前，限制我国甜高粱产业化生产的主要因素之一是其汁液中像乌头酸和淀粉一类影响糖分结晶和脱色的有害成分较多，虽然在工艺上已经成功地解决了这类问题，但是这不可避免地增加了生产成本。针对这种情况，我国应效仿国外，加强甜高粱品质育种，选育出适合制糖、制乙醇等不同用途的专用甜高粱品种，从根本上解决生产成本过高的问题，为甜高粱产业化生产铺平道路。

2.2 产业化加工问题急需解决

由于甜高粱产业是一个新兴产业，它还有许多地方很不完善。首先，甜高粱成熟期集中、收割期短、茎秆易变质酸败，难以保存；其次是运输费用高，而且加工酒精后要处理大量的残渣和污水，综合利用体系不健全；最后是发酵工艺不合理，设备不完善，工效低、成本高、前期投资多。

2.3 加强宣传推广

任何产品必须有市场需求才能发展，市场需求量确定了产品的发展规模。甜高粱是个古老的作物，但甜高粱产业却是一个新兴的产业，目前，我国还没有利用甜高粱生产乙醇的大型企业，我国的大型畜牧厂也尚未完全把甜高粱纳入全饲料当中，在没有市场需求的情况下甜高粱产业很难大规模发展。这就需要加大宣传力度，建立并扩大示范基地，开发甜高粱的经济潜能。

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