武威市战略性新兴甜高粱产业的工业化开发利用

张致栋（甘肃武科种业科技有限责任公司，武威733000）



武威市战略性新兴甜高粱产业的工业化开发利用

张致栋
（甘肃武科种业科技有限责任公司，武威733000）

摘要：对甜高粱作为生物能源、化工产品原料和优质饲草作物，如何加快甜高粱的工业化利用途径进行探讨，提出了推进甜高粱工业化利用的建议。新常态下把甜高粱工业化产业体系建设成为加快农业结构调整、发展高效节水现代农业、推进现代农业科技创新、提升畜牧业饲草料供给保障能力和促进农民持续增收的主力军。

关键词：甜高粱；工业化；开发利用

甜高粱是粒用高粱的一个变种，具有抗病性强、抗旱、耐贫瘠、耐盐碱、生物产量高、节水好、适应性广、光合效能高、茎秆富含糖分等特性，具有粒用、饲用、能源用、糖用及生物化工产品的重要原料等功能，重点在畜牧业上作为饲料有着广泛的应用[1]。其茎秆含糖量高，平均为18.45%，最高可达20%，而在工业上可利用其进行结晶糖、还原糖、糖浆和葡萄糖的生产。武威市地处河西走廊中段，是典型的内陆型干旱气候，其广大绿洲灌区和沿沙灌区热量充足、昼夜温差大、光照时间长，沙壤土和壤土质地，灌水便利，非常适宜甜高粱生长。2012年中科院近代物理研究所将BJ0602糖用型和BJ0603饲用型2个甜高粱新品种在武威市推广试种50亩，结果表明，饲用型甜高粱在武威大部分地区生长旺盛，生物产量高，平均株高309.7cm，茎秆汁液平均含糖量达到13.2%，每667m2平均鲜茎秆产量8245kg，糖用型甜高粱（BJ0602）平均株高299.4cm、茎秆汁液平均含糖量为19.3%，鲜茎叶产量7419kg。2013年在武威市推广种植饲用型甜高粱3600hm2。2014年武威市委、市政府大力扶持甜高粱种植业发展，落实扶持政策、强化技术服务、全力推进甜高粱种植。武威市依托种养大户、规模养殖场和饲草加工企业，通过土地流转等方式甜高粱种植面积达到8267hm2，建成百亩以上连片示范点41个、千亩以上连片示范点4个。2015年全市完成甜高粱种植面积5980hm2（醇用型520hm2）。伴随着甜高粱的大面积种植，本文就如何加快甜高粱的工业化利用途径进行探讨，提出了推进甜高粱工业化利用的建议。

1 甜高粱工业化推广利用的途径

武威市依托中科院近代物理研究所的创新成果，开展乙醇生产加工、糖制品生产加工及糖基化生物产品生产加工的研发，加快建设利用糖用型甜高粱生产乙醇、酵母、谷氨酸、柠檬酸、复合微生物菌剂等生物产品产业链，延伸利用甜高粱酿制酒精后的工业副产物和废弃物开发生产生物活性颗粒饲料产业链，坚持循环经济发展理念，完善甜高粱饲用产业链，布局建设甜高粱糖及氨基酸、生产燃料乙醇、培育工业发酵菌种等甜高粱深加工项目，提高产品附加值。进一步提高甜高粱在工业领域的转化利用水平，使工业生产废弃物得到资源化利用，努力开发形成农、牧、工结合的循环经济发展路径，甜高粱循环经济产业链初步形成。

1.1 合理布局建设榨汁厂 按照“企业+基地+农户”的经营模式，建立以龙头企业和投资者参股，社会力量参与的投融资方式，以每200～330hm2种植区域、服务半径10～15km布局建设1个榨汁厂（按 3条生产线设计）为标准，随甜高粱种植规模的不断扩大相应增加榨汁生产线，满足收获时期榨汁的需要。

1.2 延伸谷氨酸产业链 充分利用甜高粱还原糖高的特点，按照甜高粱—甜高粱糖—谷氨酸及下游衍生产品工艺路线，甜高粱榨汁后经过浓缩加工制糖，建设20 万t甜高粱糖及果葡糖浆生产加工线，用甜高粱糖作为谷氨酸生产的原料，开发以甜高粱汁液替代玉米淀粉生产谷氨酸，降低谷氨酸生产成本；在甘肃荣华实业（集团）股份有限公司积极发展甜高粱生产加工谷氨酸的同时，利用废弃物提取菌体蛋白，生产 DDGS饲料；利用工业污水生产多元有机复合肥，节能降耗，使谷氨酸产业链不断延伸。

1.3 扩展乙醇产业链 以甜高粱为原料发酵生产乙醇，代替玉米，节约粮食，降低生产成本，促进落实武威市甜高粱茎秆燃料乙醇综合开发项目建设，建设年产无水乙醇20万t项目。积极与威龙、莫高集团等企业合作，利用甜高粱茎秆、汁液建设固态法、液态法生产食用酒精项目，调制白酒和试制朗姆酒；积极发挥天祝县中药材、沙生药材资源优势，利用萃取、浸提和生物工程等现代化手段，提取有效成分谋划建设保健酒生产项目[2]。利用甜高粱酿制酒精后的工业副产物和废弃物，使甜高粱秸秆纤维以及粗馏塔糟液工序排放酒糟，开发生产生物活性颗粒饲料，实现废渣“零排放”，发展绿色、有机畜产品，不断开发新产品，扩展乙醇产业链。

1.4 综合利用甜高粱副产品 通过甜高粱副产品的回收加工，利用其纤维结构好、密度高的特性，大力开发甜高粱茎秆及压榨废渣生产纤维饲料、高粱秆板材、低密度花板、中密度板、胶合板等副产品，提高甜高粱产业的附加值。回收利用甜高粱壳等废弃物谋划建设甜高粱红色素等生产项目；充分利用甜高粱酿酒、制糖废渣建设无污染纸浆生产项目。通过引进扶持大型饲料加工企业建设甜高粱菌体发酵饲料加工项目，带动全市饲料产业转型升级。积极鼓励市内现有饲料生产企业，开发以甜高粱为主的配合饲料和秸秆青贮饲料产品，延伸产业链条，实现甜高粱的综合利用。

2 推行甜高粱工业化开发推广过程中存在的问题

甜高粱工业化开发利用后，其果糖、果葡糖浆、乙醇及其副产品利用等市场前景需求广阔。符合循环经济产业发展思路，对拉动农村经济，促进农民增收，推进新农村建设具有重大的战略意义。在培育发展甜高粱工业化产业链过程中，还存在着一些亟待解决的困难和问题，需要我们在今后的开发推广过程中认真研究，逐步加以解决。

2.1 甜高粱种质资源缺乏，种子繁育能力亟待改良提高

高产优质甜高粱品种一般都是三系配套的杂交种，目前本市甜高粱育种面临的首要问题是种质资源严重缺乏，特别是缺乏不育系、保持系和大量的具有丰富基因来源的恢复系等甜高粱种质资源。同时，甜高粱属于光敏性和温度较敏感作物，在短日照情况下且温度较高的条件下才能抽穗结实，因此，甜高粱种子繁育基地需建在热量条件充足、冬季日照时间短的海南等地区。目前，中科院近物所虽有自主知识产权的品种，但尚未建立稳固的种子繁育生产基地，种子生产供应能力有限，关键品种主要依赖进口，导致种植成本偏高，种子质量不稳定、价格偏高、供货紧张、生产成本增加等问题，不能满足生产需要，不同区域适宜品种相配套高效栽培技术有待完善。

2.2 技术配套服务还需健全完善 甜高粱产业是一个循环的经济产业链，包括甜高粱育种、种植、深加工、产品的市场调研及销售等环节，产业的推动需要各链条环环相扣、相辅相成。目前，甜高粱种植技术规范体系还有待进一步健全完善，技术集成推广应用力度需进一步加大。农机、农艺结合不够，甜高粱种植、收割、粉碎、青贮等配套农机具品种及数量少，机械不配套。甜高粱育种技术专业人才缺乏，乡镇、农户之间管理水平参差不齐，产量和效益差异较大。同时外聘专家技术服务费偏高，增加了甜高粱工业化利用过程中的技术成本。

2.3 加工工艺亟需改善提高 由于甜高粱茎秆中的糖类极易转化，茎秆变质快，不易贮藏，其汁液由于含糖高也极易酸败，最理想的办法是收获后迅速加工[3]。加之甜高粱原料数量多、体积大，使得甜高粱收获后的储藏成为制约集中加工和工业化连续生产的瓶颈。我国以甜高粱为原料生产乙醇仍处于起始阶段，甜高粱收获后深加工方面的技术人才储备不足，以甜高粱为原料生产谷氨酸、谷胱甘肽等后续产品还处于试验或中试阶段，生产工艺参数及设备仍需进一步优化。

2.4 产业加工配套设备研发滞后 甜高粱产业属新兴作物，还没有成熟的配套加工设备。目前压榨等工艺大多采用甘蔗压榨机，甘蔗是成熟叶落后进行榨汁，而甜高粱收获时还带有叶片，叶片本身不含糖，在与茎秆一同压榨时反而会吸取一部分糖分带入废渣，降低了甜高粱产业的经济效益。同时现有的甜高粱收获机具价格偏高，且部分功能不完善，远不能满足甜高粱产业化发展的需要。

2.5 工业化发展力量薄弱 农户对甜高粱种植的积极性不高，发展甜高粱的重要性认识不足，致使工业化发展所需原料的供应能力偏弱。引进建设的醇用型甜高粱加工企业投资主体力度不大，加之榨汁厂建设需通过省市调整土地总体利用规划，有资质的环评单位编制环评报告书，所需时间较长，致使后续相关手续办理滞后，榨汁厂不能尽早动工，延缓了甜高粱工业化发展步伐。

3 全面推进甜高粱全产业链体系建设的思考与建议

按照“政府作引导，企业为主体，科技作支撑，典型作示范，农民有收益”的产业化发展方向，总体规划，分步实施。充分利用中科院近物所及地方科研院所科研队伍力量，坚持以重离子辐照技术应用为基础，以甜高粱辐射育种为先导，以发展节水农业、新型战略性产业为目标，创新现代农业发展方式，开展重离子诱变选育作物新品种、工业微生物新菌种研发、示范和推广应用，积极推进糖基化产业链，提高产品竞争力；以利用纤维素生产乙醇为技术突破点，开发质能产业链；利用自主知识产权重离子应用技术带动甜高粱新型产业链升级。

3.1 突出甜高粱全产业链的技术攻关 按照“以产业链配置创新链，以创新链配置资金链，以资金链支持产业链”的科技发展要求，依托中科院近物所、省市农业科学院、甘肃农业大学等科研院所、高校及企业，针对全产业链发展的重点环节，联合开展技术攻关和试验研究，对品种繁育、栽培收获、饲能化、高附加值生物产品研发、商业模式构建等5个专项和引进品种在全市进行适应性试验推广。坚持以甜高粱品种选育为先导，加快甜高粱育种进程，加大新品种引育力度。针对不同用途，培育出甘肃省具有自主知识产权的优良高粱新品种。积极建立南繁基地。从国内外广泛征集甜高粱种质资源，并对引进的甜高粱不育系、保持系和各种甜高粱种质资源进行重离子辐射、杂交、回交、自交，创新和丰富甜高粱种质资源的基因类型，为甜高粱循环经济产业链的延伸提供品种支持。加快技术成果转化，重点加强节水栽培技术、病虫草害防治、施肥管理、盐碱地改良，收获机械与农艺融合、青贮青饲干制及放牧利用、饲草品质分析与家畜消化利用率及效果、饲料产品化利用、制糖技术、高效乙醇生产技术、甜高粱循环农业产业化建设等方面的研究，持续推动全产业链的发展。

3.2 积极开展甜高粱收获机具的研发 我国能源科技“十二五”规划明确把非粮作物甜高粱的应用开发作为优先发展方向，甜高粱种植产业已成为新常态下武威市新兴战略性产业，在全省先行先试，为全省发展甜高粱产业探索经验、做出示范，发挥带动作用。要积极与省科技厅、省机械研究院、省工信委等部门加强沟通联系，加大在基地建设、技术创新、资金、服务等方面的扶持，确保甜高粱收获农机具制造产业的布局建设。支持兴旺、圣塔、鼎浩等农机制造企业与科研院所通过理论研究、生产实践，开展产、学、研联合发展[4]，研制出适应甜高粱种植农艺，集收获、打捆、裹膜于一体的收获机组和具有切割、粉碎、榨汁等功能的分段作业机组。开展适用性、先进性、经济性等田间评价试验，彻底解决甜高粱机械收获的问题，实现农机装备研发成果的转化应用。

3.3 强化科技示范和推广应用 加强与中科院近物所、省、市农业科研单位协作，大力实施“高粱品种种质资源库建设与饲用高粱栽培利用技术研究示范”、“饲用高粱品质测定与饲用技术的研究与示范”等重大科技专项的示范推广。组织实施好武威荣华工贸公司申报的“重离子辐照育种甜高粱种植关键技术集成研究与产业化项目”省级科技重大专项。通过项目的实施，继续完善武威市甜高粱品种种植资源库建设，为甜高粱产业发展提供资金支持和技术积累。支持近物所和相关企业申报实施国家、省级重点科研计划项目，着力解决甜高粱良种繁育、产业链研发等技术问题，在关键领域形成一批自主知识和核心研发技术。

参考文献

[1]卢庆善 .甜高粱研究进展.世界农业，1998（5）：21-23

[2] 伍升杰 .保健酒发展空间大 竞争加剧.食品开发，2012（4）：34

[3] 李继洪，高士杰，郭中校 .甜高粱的特点利用及存在的问题 .农业与技术，2008，28（3）：54-57

[4] 林芳 .浅谈我国农机推广存在的问题及对策.福建农机，2010（1）：27-28

收稿日期：（2016-01-12）