武威市戰略性新興甜高粱產業的工業化開發利用

張致棟（甘肅武科種業科技有限責任公司，武威733000）

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武威市戰略性新興甜高粱產業的工業化開發利用

張致棟
（甘肅武科種業科技有限責任公司，武威733000）

摘要：對甜高粱作為生物能源、化工產品原料和優質飼草作物，如何加快甜高粱的工業化利用途徑進行探討，提出了推進甜高粱工業化利用的建議。新常態下把甜高粱工業化產業體系建設成為加快農業結構調整、發展高效節水現代農業、推進現代農業科技創新、提升畜牧業飼草料供給保障能力和促進農民持續增收的主力軍。

關鍵詞：甜高粱；工業化；開發利用

甜高粱是粒用高粱的一個變種，具有抗病性強、抗旱、耐貧瘠、耐鹽堿、生物產量高、節水好、適應性廣、光合效能高、莖稈富含糖分等特性，具有粒用、飼用、能源用、糖用及生物化工產品的重要原料等功能，重點在畜牧業上作為飼料有著廣泛的應用[1]。其莖稈含糖量高，平均為18.45%，最高可達20%，而在工業上可利用其進行結晶糖、還原糖、糖漿和葡萄糖的生產。武威市地處河西走廊中段，是典型的內陸型干旱氣候，其廣大綠洲灌區和沿沙灌區熱量充足、晝夜溫差大、光照時間長，沙壤土和壤土質地，灌水便利，非常適宜甜高粱生長。2012年中科院近代物理研究所將BJ0602糖用型和BJ0603飼用型2個甜高粱新品種在武威市推廣試種50畝，結果表明，飼用型甜高粱在武威大部分地區生長旺盛，生物產量高，平均株高309.7cm，莖稈汁液平均含糖量達到13.2%，每667m2平均鮮莖稈產量8245kg，糖用型甜高粱（BJ0602）平均株高299.4cm、莖稈汁液平均含糖量為19.3%，鮮莖葉產量7419kg。2013年在武威市推廣種植飼用型甜高粱3600hm2。2014年武威市委、市政府大力扶持甜高粱種植業發展，落實扶持政策、強化技術服務、全力推進甜高粱種植。武威市依托種養大戶、規模養殖場和飼草加工企業，通過土地流轉等方式甜高粱種植面積達到8267hm2，建成百畝以上連片示范點41個、千畝以上連片示范點4個。2015年全市完成甜高粱種植面積5980hm2（醇用型520hm2）。伴隨著甜高粱的大面積種植，本文就如何加快甜高粱的工業化利用途徑進行探討，提出了推進甜高粱工業化利用的建議。

1 甜高粱工業化推廣利用的途徑

武威市依托中科院近代物理研究所的創新成果，開展乙醇生產加工、糖制品生產加工及糖基化生物產品生產加工的研發，加快建設利用糖用型甜高粱生產乙醇、酵母、谷氨酸、檸檬酸、復合微生物菌劑等生物產品產業鏈，延伸利用甜高粱釀制酒精后的工業副產物和廢棄物開發生產生物活性顆粒飼料產業鏈，堅持循環經濟發展理念，完善甜高粱飼用產業鏈，布局建設甜高粱糖及氨基酸、生產燃料乙醇、培育工業發酵菌種等甜高粱深加工項目，提高產品附加值。進一步提高甜高粱在工業領域的轉化利用水平，使工業生產廢棄物得到資源化利用，努力開發形成農、牧、工結合的循環經濟發展路徑，甜高粱循環經濟產業鏈初步形成。

1.1 合理布局建設榨汁廠 按照“企業+基地+農戶”的經營模式，建立以龍頭企業和投資者參股，社會力量參與的投融資方式，以每200～330hm2種植區域、服務半徑10～15km布局建設1個榨汁廠（按 3條生產線設計）為標準，隨甜高粱種植規模的不斷擴大相應增加榨汁生產線，滿足收獲時期榨汁的需要。

1.2 延伸谷氨酸產業鏈 充分利用甜高粱還原糖高的特點，按照甜高粱—甜高粱糖—谷氨酸及下游衍生產品工藝路線，甜高粱榨汁后經過濃縮加工制糖，建設20 萬t甜高粱糖及果葡糖漿生產加工線，用甜高粱糖作為谷氨酸生產的原料，開發以甜高粱汁液替代玉米淀粉生產谷氨酸，降低谷氨酸生產成本；在甘肅榮華實業（集團）股份有限公司積極發展甜高粱生產加工谷氨酸的同時，利用廢棄物提取菌體蛋白，生產 DDGS飼料；利用工業污水生產多元有機復合肥，節能降耗，使谷氨酸產業鏈不斷延伸。

1.3 擴展乙醇產業鏈 以甜高粱為原料發酵生產乙醇，代替玉米，節約糧食，降低生產成本，促進落實武威市甜高粱莖稈燃料乙醇綜合開發項目建設，建設年產無水乙醇20萬t項目。積極與威龍、莫高集團等企業合作，利用甜高粱莖稈、汁液建設固態法、液態法生產食用酒精項目，調制白酒和試制朗姆酒；積極發揮天祝縣中藥材、沙生藥材資源優勢，利用萃取、浸提和生物工程等現代化手段，提取有效成分謀劃建設保健酒生產項目[2]。利用甜高粱釀制酒精后的工業副產物和廢棄物，使甜高粱秸稈纖維以及粗餾塔糟液工序排放酒糟，開發生產生物活性顆粒飼料，實現廢渣“零排放”，發展綠色、有機畜產品，不斷開發新產品，擴展乙醇產業鏈。

1.4 綜合利用甜高粱副產品 通過甜高粱副產品的回收加工，利用其纖維結構好、密度高的特性，大力開發甜高粱莖稈及壓榨廢渣生產纖維飼料、高粱稈板材、低密度花板、中密度板、膠合板等副產品，提高甜高粱產業的附加值。回收利用甜高粱殼等廢棄物謀劃建設甜高粱紅色素等生產項目；充分利用甜高粱釀酒、制糖廢渣建設無污染紙漿生產項目。通過引進扶持大型飼料加工企業建設甜高粱菌體發酵飼料加工項目，帶動全市飼料產業轉型升級。積極鼓勵市內現有飼料生產企業，開發以甜高粱為主的配合飼料和秸稈青貯飼料產品，延伸產業鏈條，實現甜高粱的綜合利用。

2 推行甜高粱工業化開發推廣過程中存在的問題

甜高粱工業化開發利用后，其果糖、果葡糖漿、乙醇及其副產品利用等市場前景需求廣闊。符合循環經濟產業發展思路，對拉動農村經濟，促進農民增收，推進新農村建設具有重大的戰略意義。在培育發展甜高粱工業化產業鏈過程中，還存在著一些亟待解決的困難和問題，需要我們在今后的開發推廣過程中認真研究，逐步加以解決。

2.1 甜高粱種質資源缺乏，種子繁育能力亟待改良提高

高產優質甜高粱品種一般都是三系配套的雜交種，目前本市甜高粱育種面臨的首要問題是種質資源嚴重缺乏，特別是缺乏不育系、保持系和大量的具有豐富基因來源的恢復系等甜高粱種質資源。同時，甜高粱屬于光敏性和溫度較敏感作物，在短日照情況下且溫度較高的條件下才能抽穗結實，因此，甜高粱種子繁育基地需建在熱量條件充足、冬季日照時間短的海南等地區。目前，中科院近物所雖有自主知識產權的品種，但尚未建立穩固的種子繁育生產基地，種子生產供應能力有限，關鍵品種主要依賴進口，導致種植成本偏高，種子質量不穩定、價格偏高、供貨緊張、生產成本增加等問題，不能滿足生產需要，不同區域適宜品種相配套高效栽培技術有待完善。

2.2 技術配套服務還需健全完善 甜高粱產業是一個循環的經濟產業鏈，包括甜高粱育種、種植、深加工、產品的市場調研及銷售等環節，產業的推動需要各鏈條環環相扣、相輔相成。目前，甜高粱種植技術規范體系還有待進一步健全完善，技術集成推廣應用力度需進一步加大。農機、農藝結合不夠，甜高粱種植、收割、粉碎、青貯等配套農機具品種及數量少，機械不配套。甜高粱育種技術專業人才缺乏，鄉鎮、農戶之間管理水平參差不齊，產量和效益差異較大。同時外聘專家技術服務費偏高，增加了甜高粱工業化利用過程中的技術成本。

2.3 加工工藝亟需改善提高 由于甜高粱莖稈中的糖類極易轉化，莖稈變質快，不易貯藏，其汁液由于含糖高也極易酸敗，最理想的辦法是收獲后迅速加工[3]。加之甜高粱原料數量多、體積大，使得甜高粱收獲后的儲藏成為制約集中加工和工業化連續生產的瓶頸。我國以甜高粱為原料生產乙醇仍處于起始階段，甜高粱收獲后深加工方面的技術人才儲備不足，以甜高粱為原料生產谷氨酸、谷胱甘肽等后續產品還處于試驗或中試階段，生產工藝參數及設備仍需進一步優化。

2.4 產業加工配套設備研發滯后 甜高粱產業屬新興作物，還沒有成熟的配套加工設備。目前壓榨等工藝大多采用甘蔗壓榨機，甘蔗是成熟葉落后進行榨汁，而甜高粱收獲時還帶有葉片，葉片本身不含糖，在與莖稈一同壓榨時反而會吸取一部分糖分帶入廢渣，降低了甜高粱產業的經濟效益。同時現有的甜高粱收獲機具價格偏高，且部分功能不完善，遠不能滿足甜高粱產業化發展的需要。

2.5 工業化發展力量薄弱 農戶對甜高粱種植的積極性不高，發展甜高粱的重要性認識不足，致使工業化發展所需原料的供應能力偏弱。引進建設的醇用型甜高粱加工企業投資主體力度不大，加之榨汁廠建設需通過省市調整土地總體利用規劃，有資質的環評單位編制環評報告書，所需時間較長，致使后續相關手續辦理滯后，榨汁廠不能盡早動工，延緩了甜高粱工業化發展步伐。

3 全面推進甜高粱全產業鏈體系建設的思考與建議

按照“政府作引導，企業為主體，科技作支撐，典型作示范，農民有收益”的產業化發展方向，總體規劃，分步實施。充分利用中科院近物所及地方科研院所科研隊伍力量，堅持以重離子輻照技術應用為基礎，以甜高粱輻射育種為先導，以發展節水農業、新型戰略性產業為目標，創新現代農業發展方式，開展重離子誘變選育作物新品種、工業微生物新菌種研發、示范和推廣應用，積極推進糖基化產業鏈，提高產品競爭力；以利用纖維素生產乙醇為技術突破點，開發質能產業鏈；利用自主知識產權重離子應用技術帶動甜高粱新型產業鏈升級。

3.1 突出甜高粱全產業鏈的技術攻關 按照“以產業鏈配置創新鏈，以創新鏈配置資金鏈，以資金鏈支持產業鏈”的科技發展要求，依托中科院近物所、省市農業科學院、甘肅農業大學等科研院所、高校及企業，針對全產業鏈發展的重點環節，聯合開展技術攻關和試驗研究，對品種繁育、栽培收獲、飼能化、高附加值生物產品研發、商業模式構建等5個專項和引進品種在全市進行適應性試驗推廣。堅持以甜高粱品種選育為先導，加快甜高粱育種進程，加大新品種引育力度。針對不同用途，培育出甘肅省具有自主知識產權的優良高粱新品種。積極建立南繁基地。從國內外廣泛征集甜高粱種質資源，并對引進的甜高粱不育系、保持系和各種甜高粱種質資源進行重離子輻射、雜交、回交、自交，創新和豐富甜高粱種質資源的基因類型，為甜高粱循環經濟產業鏈的延伸提供品種支持。加快技術成果轉化，重點加強節水栽培技術、病蟲草害防治、施肥管理、鹽堿地改良，收獲機械與農藝融合、青貯青飼干制及放牧利用、飼草品質分析與家畜消化利用率及效果、飼料產品化利用、制糖技術、高效乙醇生產技術、甜高粱循環農業產業化建設等方面的研究，持續推動全產業鏈的發展。

3.2 積極開展甜高粱收獲機具的研發 我國能源科技“十二五”規劃明確把非糧作物甜高粱的應用開發作為優先發展方向，甜高粱種植產業已成為新常態下武威市新興戰略性產業，在全省先行先試，為全省發展甜高粱產業探索經驗、做出示范，發揮帶動作用。要積極與省科技廳、省機械研究院、省工信委等部門加強溝通聯系，加大在基地建設、技術創新、資金、服務等方面的扶持，確保甜高粱收獲農機具制造產業的布局建設。支持興旺、圣塔、鼎浩等農機制造企業與科研院所通過理論研究、生產實踐，開展產、學、研聯合發展[4]，研制出適應甜高粱種植農藝，集收獲、打捆、裹膜于一體的收獲機組和具有切割、粉碎、榨汁等功能的分段作業機組。開展適用性、先進性、經濟性等田間評價試驗，徹底解決甜高粱機械收獲的問題，實現農機裝備研發成果的轉化應用。

3.3 強化科技示范和推廣應用 加強與中科院近物所、省、市農業科研單位協作，大力實施“高粱品種種質資源庫建設與飼用高粱栽培利用技術研究示范”、“飼用高粱品質測定與飼用技術的研究與示范”等重大科技專項的示范推廣。組織實施好武威榮華工貿公司申報的“重離子輻照育種甜高粱種植關鍵技術集成研究與產業化項目”省級科技重大專項。通過項目的實施，繼續完善武威市甜高粱品種種植資源庫建設，為甜高粱產業發展提供資金支持和技術積累。支持近物所和相關企業申報實施國家、省級重點科研計劃項目，著力解決甜高粱良種繁育、產業鏈研發等技術問題，在關鍵領域形成一批自主知識和核心研發技術。

參考文獻

[1]盧慶善 .甜高粱研究進展.世界農業，1998（5）：21-23

[2] 伍升杰 .保健酒發展空間大 競爭加劇.食品開發，2012（4）：34

[3] 李繼洪，高士杰，郭中校 .甜高粱的特點利用及存在的問題 .農業與技術，2008，28（3）：54-57

[4] 林芳 .淺談我國農機推廣存在的問題及對策.福建農機，2010（1）：27-28

收稿日期：（2016-01-12）