閆 鋒

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)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(gè)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(jì)傳入我國(guó)，在我國(guó)各地均有零星種植，但很少作為大田作物進(jìn)行生產(chǎn)。甜高粱具有抗逆性強(qiáng)、生物產(chǎn)量高、光合效率高及適應(yīng)性廣等優(yōu)良的生物學(xué)特性。但是由于種種原因，長(zhǎng)久以來(lái)甜高粱這種優(yōu)良的作物并沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，甜高粱的利用價(jià)值被逐步發(fā)掘出來(lái)，廣泛用于飼料、燃料乙醇、制糖等產(chǎn)業(yè)。合理開(kāi)發(fā)利用甜高粱，對(duì)我國(guó)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(shì)

我國(guó)是僅次于美國(guó)的世界第二大能源消費(fèi)國(guó)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對(duì)能源的需求與日俱增。據(jù)聯(lián)合國(guó)世界能源理事會(huì)估計(jì)，全世界已探明的石油儲(chǔ)量只能再開(kāi)采60年，而我國(guó)的已探明石油儲(chǔ)量?jī)H能再開(kāi)采19年，因此，尋找替代能源已迫在眉睫。由于燃燒礦物質(zhì)能源，大量的二氧化碳及有害氣體排放到大氣中，帶來(lái)溫室效應(yīng)、酸雨及大氣污染等一系列環(huán)境問(wèn)題。用發(fā)展的眼光來(lái)看，從“黑色能源”走向“可再生能源”是大勢(shì)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(guó)國(guó)情最具發(fā)展前景的可再生能源作物。加強(qiáng)甜高粱莖稈生物能源綜合開(kāi)發(fā)，對(duì)緩解能源緊張、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展都具有十分重要而深遠(yuǎn)的意義。

據(jù)報(bào)道，我國(guó)乙醇生產(chǎn)能力至少要達(dá)到4500萬(wàn)t，才能滿足未來(lái)液體燃料的最低市場(chǎng)要求，如此大的乙醇需求量在糧食安全還未解決的我國(guó)全靠糧食轉(zhuǎn)化是不現(xiàn)實(shí)的。在眾多的生物能中，甜高粱作為C4作物具有極強(qiáng)的光合速率，被譽(yù)為“生物能源系統(tǒng)中的最有競(jìng)爭(zhēng)力者”，選用能源甜高粱生產(chǎn)乙醇，這一問(wèn)題可能會(huì)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(guó)、巴西對(duì)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(guò)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(dá)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(fèi)4.5元，而利用甜高粱每升需秸稈12kg，原料費(fèi)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(guò)改裝的汽車(chē)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(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)制訂了中長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)計(jì)劃，1984年已完成了年產(chǎn)10萬(wàn)t甜高粱酒精工廠的設(shè)計(jì)工作。由此可見(jiàn)，甜高粱作為一種新型的生物能源，已受到一些國(guó)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(shì)

進(jìn)入80年代以來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)肉、蛋、奶等畜牧產(chǎn)品需求量大幅增加，這大大推動(dòng)了我國(guó)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(yíng)養(yǎng)豐富、牲畜適口性好等優(yōu)點(diǎn)得到人們的重視，并在我國(guó)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(diǎn)，首先，甜高粱生物產(chǎn)量極高，國(guó)外最高產(chǎn)甜高粱記錄為鮮重169005kg/hm2，我國(guó)也達(dá)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(qiáng)的再生力，莖稈收獲后可從基部發(fā)出新芽，長(zhǎng)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(yíng)養(yǎng)豐富，無(wú)氮浸出物一般可達(dá)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(guó)糧食總產(chǎn)量的33%被用作飼料，甜高粱具有極強(qiáng)的耐旱、耐鹽堿等特性，我國(guó)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(zhēng)地的飼料短缺矛盾。

1.3 甜高粱作糖料的優(yōu)勢(shì)

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(jié)晶糖。國(guó)外利用甜高粱制糖開(kāi)展的較早，美國(guó)于19世紀(jì)中期就從我國(guó)上海崇明島引進(jìn)甜高粱品種“琥珀”用于糖漿生產(chǎn)。1982年，美國(guó)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(zhǎng)2～4個(gè)月，解決了不用投資建設(shè)新廠也能大幅增產(chǎn)食糖的問(wèn)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(dá)7.3萬(wàn)hm2，并劃定了10個(gè)甜高粱品種的栽培區(qū)，其中包括推廣汁液糖分高達(dá)16%～18%的7個(gè)高粱品種。

20世紀(jì)70年代初，我國(guó)糖源缺乏，食糖供應(yīng)緊張，在政府“吃糖要立足于自給”的指示下，開(kāi)展了甜高粱制糖的探討研究。中國(guó)農(nóng)科院原子能研究所對(duì)甜高粱莖稈中糖分的積累變化規(guī)律和貯藏過(guò)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(guó)輕工業(yè)部甘蔗糖業(yè)研究所對(duì)甜菜、甜高粱、甘蔗3種糖料作物產(chǎn)量、產(chǎn)值的對(duì)比研究做了報(bào)道，結(jié)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(duì)比來(lái)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(wú)法比擬的。我國(guó)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(guó)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(wèn)題。甜高粱的適應(yīng)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(dāng)?shù)靥菑S的設(shè)備，延長(zhǎng)榨季，增加效益。

2 甜高粱產(chǎn)業(yè)化需解決的問(wèn)題及建議

2.1 育種環(huán)節(jié)相對(duì)落后于市場(chǎng)需求

當(dāng)今美國(guó)、巴西、印度以及一些歐洲國(guó)家都在積極深入地對(duì)甜高粱展開(kāi)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(gè)良好的“科技——生產(chǎn)”產(chǎn)業(yè)鏈。其中，美國(guó)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(guó)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(guó)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(jié)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(wèn)題，但是這不可避免地增加了生產(chǎn)成本。針對(duì)這種情況，我國(guó)應(yīng)效仿國(guó)外，加強(qiáng)甜高粱品質(zhì)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(guò)高的問(wèn)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(wèn)題急需解決

由于甜高粱產(chǎn)業(yè)是一個(gè)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(zhì)酸敗，難以保存；其次是運(yùn)輸費(fèi)用高，而且加工酒精后要處理大量的殘?jiān)臀鬯?，綜合利用體系不健全；最后是發(fā)酵工藝不合理，設(shè)備不完善，工效低、成本高、前期投資多。

2.3 加強(qiáng)宣傳推廣

任何產(chǎn)品必須有市場(chǎng)需求才能發(fā)展，市場(chǎng)需求量確定了產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)模。甜高粱是個(gè)古老的作物，但甜高粱產(chǎn)業(yè)卻是一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，目前，我國(guó)還沒(méi)有利用甜高粱生產(chǎn)乙醇的大型企業(yè)，我國(guó)的大型畜牧廠也尚未完全把甜高粱納入全飼料當(dāng)中，在沒(méi)有市場(chǎng)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(kuò)大示范基地，開(kāi)發(fā)甜高粱的經(jīng)濟(jì)潛能。

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