武威市戰(zhàn)略性新興甜高粱產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化開發(fā)利用

張致棟（甘肅武科種業(yè)科技有限責(zé)任公司，武威733000）

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武威市戰(zhàn)略性新興甜高粱產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化開發(fā)利用

張致棟
（甘肅武科種業(yè)科技有限責(zé)任公司，武威733000）

摘要：對甜高粱作為生物能源、化工產(chǎn)品原料和優(yōu)質(zhì)飼草作物，如何加快甜高粱的工業(yè)化利用途徑進(jìn)行探討，提出了推進(jìn)甜高粱工業(yè)化利用的建議。新常態(tài)下把甜高粱工業(yè)化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)成為加快農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展高效節(jié)水現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、提升畜牧業(yè)飼草料供給保障能力和促進(jìn)農(nóng)民持續(xù)增收的主力軍。

關(guān)鍵詞：甜高粱；工業(yè)化；開發(fā)利用

甜高粱是粒用高粱的一個變種，具有抗病性強(qiáng)、抗旱、耐貧瘠、耐鹽堿、生物產(chǎn)量高、節(jié)水好、適應(yīng)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(chǎn)品的重要原料等功能，重點(diǎn)在畜牧業(yè)上作為飼料有著廣泛的應(yīng)用[1]。其莖稈含糖量高，平均為18.45%，最高可達(dá)20%，而在工業(yè)上可利用其進(jìn)行結(jié)晶糖、還原糖、糖漿和葡萄糖的生產(chǎn)。武威市地處河西走廊中段，是典型的內(nèi)陸型干旱氣候，其廣大綠洲灌區(qū)和沿沙灌區(qū)熱量充足、晝夜溫差大、光照時間長，沙壤土和壤土質(zhì)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(jié)果表明，飼用型甜高粱在武威大部分地區(qū)生長旺盛，生物產(chǎn)量高，平均株高309.7cm，莖稈汁液平均含糖量達(dá)到13.2%，每667m2平均鮮莖稈產(chǎn)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(chǎn)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(yè)發(fā)展，落實(shí)扶持政策、強(qiáng)化技術(shù)服務(wù)、全力推進(jìn)甜高粱種植。武威市依托種養(yǎng)大戶、規(guī)模養(yǎng)殖場和飼草加工企業(yè)，通過土地流轉(zhuǎn)等方式甜高粱種植面積達(dá)到8267hm2，建成百畝以上連片示范點(diǎn)41個、千畝以上連片示范點(diǎn)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(yè)化利用途徑進(jìn)行探討，提出了推進(jìn)甜高粱工業(yè)化利用的建議。

1 甜高粱工業(yè)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(chuàng)新成果，開展乙醇生產(chǎn)加工、糖制品生產(chǎn)加工及糖基化生物產(chǎn)品生產(chǎn)加工的研發(fā)，加快建設(shè)利用糖用型甜高粱生產(chǎn)乙醇、酵母、谷氨酸、檸檬酸、復(fù)合微生物菌劑等生物產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，延伸利用甜高粱釀制酒精后的工業(yè)副產(chǎn)物和廢棄物開發(fā)生產(chǎn)生物活性顆粒飼料產(chǎn)業(yè)鏈，堅(jiān)持循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，完善甜高粱飼用產(chǎn)業(yè)鏈，布局建設(shè)甜高粱糖及氨基酸、生產(chǎn)燃料乙醇、培育工業(yè)發(fā)酵菌種等甜高粱深加工項(xiàng)目，提高產(chǎn)品附加值。進(jìn)一步提高甜高粱在工業(yè)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化利用水平，使工業(yè)生產(chǎn)廢棄物得到資源化利用，努力開發(fā)形成農(nóng)、牧、工結(jié)合的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑，甜高粱循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈初步形成。

1.1 合理布局建設(shè)榨汁廠 按照“企業(yè)+基地+農(nóng)戶”的經(jīng)營模式，建立以龍頭企業(yè)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(qū)域、服務(wù)半徑10～15km布局建設(shè)1個榨汁廠（按 3條生產(chǎn)線設(shè)計(jì)）為標(biāo)準(zhǔn)，隨甜高粱種植規(guī)模的不斷擴(kuò)大相應(yīng)增加榨汁生產(chǎn)線，滿足收獲時期榨汁的需要。

1.2 延伸谷氨酸產(chǎn)業(yè)鏈 充分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，降低谷氨酸生產(chǎn)成本；在甘肅榮華實(shí)業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司積極發(fā)展甜高粱生產(chǎn)加工谷氨酸的同時，利用廢棄物提取菌體蛋白，生產(chǎn) DDGS飼料；利用工業(yè)污水生產(chǎn)多元有機(jī)復(fù)合肥，節(jié)能降耗，使谷氨酸產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸。

1.3 擴(kuò)展乙醇產(chǎn)業(yè)鏈 以甜高粱為原料發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，代替玉米，節(jié)約糧食，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)落實(shí)武威市甜高粱莖稈燃料乙醇綜合開發(fā)項(xiàng)目建設(shè)，建設(shè)年產(chǎn)無水乙醇20萬t項(xiàng)目。積極與威龍、莫高集團(tuán)等企業(yè)合作，利用甜高粱莖稈、汁液建設(shè)固態(tài)法、液態(tài)法生產(chǎn)食用酒精項(xiàng)目，調(diào)制白酒和試制朗姆酒；積極發(fā)揮天祝縣中藥材、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，提取有效成分謀劃建設(shè)保健酒生產(chǎn)項(xiàng)目[2]。利用甜高粱釀制酒精后的工業(yè)副產(chǎn)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(fā)生產(chǎn)生物活性顆粒飼料，實(shí)現(xiàn)廢渣“零排放”，發(fā)展綠色、有機(jī)畜產(chǎn)品，不斷開發(fā)新產(chǎn)品，擴(kuò)展乙醇產(chǎn)業(yè)鏈。

1.4 綜合利用甜高粱副產(chǎn)品 通過甜高粱副產(chǎn)品的回收加工，利用其纖維結(jié)構(gòu)好、密度高的特性，大力開發(fā)甜高粱莖稈及壓榨廢渣生產(chǎn)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。回收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；充分利用甜高粱釀酒、制糖廢渣建設(shè)無污染紙漿生產(chǎn)項(xiàng)目。通過引進(jìn)扶持大型飼料加工企業(yè)建設(shè)甜高粱菌體發(fā)酵飼料加工項(xiàng)目，帶動全市飼料產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。積極鼓勵市內(nèi)現(xiàn)有飼料生產(chǎn)企業(yè)，開發(fā)以甜高粱為主的配合飼料和秸稈青貯飼料產(chǎn)品，延伸產(chǎn)業(yè)鏈條，實(shí)現(xiàn)甜高粱的綜合利用。

2 推行甜高粱工業(yè)化開發(fā)推廣過程中存在的問題

甜高粱工業(yè)化開發(fā)利用后，其果糖、果葡糖漿、乙醇及其副產(chǎn)品利用等市場前景需求廣闊。符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路，對拉動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)農(nóng)民增收，推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)具有重大的戰(zhàn)略意義。在培育發(fā)展甜高粱工業(yè)化產(chǎn)業(yè)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(fā)推廣過程中認(rèn)真研究，逐步加以解決。

2.1 甜高粱種質(zhì)資源缺乏，種子繁育能力亟待改良提高

高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)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(zhì)資源嚴(yán)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(fù)系等甜高粱種質(zhì)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(jié)實(shí)，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(qū)。目前，中科院近物所雖有自主知識產(chǎn)權(quán)的品種，但尚未建立穩(wěn)固的種子繁育生產(chǎn)基地，種子生產(chǎn)供應(yīng)能力有限，關(guān)鍵品種主要依賴進(jìn)口，導(dǎo)致種植成本偏高，種子質(zhì)量不穩(wěn)定、價(jià)格偏高、供貨緊張、生產(chǎn)成本增加等問題，不能滿足生產(chǎn)需要，不同區(qū)域適宜品種相配套高效栽培技術(shù)有待完善。

2.2 技術(shù)配套服務(wù)還需健全完善 甜高粱產(chǎn)業(yè)是一個循環(huán)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，包括甜高粱育種、種植、深加工、產(chǎn)品的市場調(diào)研及銷售等環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)的推動需要各鏈條環(huán)環(huán)相扣、相輔相成。目前，甜高粱種植技術(shù)規(guī)范體系還有待進(jìn)一步健全完善，技術(shù)集成推廣應(yīng)用力度需進(jìn)一步加大。農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝結(jié)合不夠，甜高粱種植、收割、粉碎、青貯等配套農(nóng)機(jī)具品種及數(shù)量少，機(jī)械不配套。甜高粱育種技術(shù)專業(yè)人才缺乏，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)戶之間管理水平參差不齊，產(chǎn)量和效益差異較大。同時外聘專家技術(shù)服務(wù)費(fèi)偏高，增加了甜高粱工業(yè)化利用過程中的技術(shù)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(zhuǎn)化，莖稈變質(zhì)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(shù)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(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的瓶頸。我國以甜高粱為原料生產(chǎn)乙醇仍處于起始階段，甜高粱收獲后深加工方面的技術(shù)人才儲備不足，以甜高粱為原料生產(chǎn)谷氨酸、谷胱甘肽等后續(xù)產(chǎn)品還處于試驗(yàn)或中試階段，生產(chǎn)工藝參數(shù)及設(shè)備仍需進(jìn)一步優(yōu)化。

2.4 產(chǎn)業(yè)加工配套設(shè)備研發(fā)滯后 甜高粱產(chǎn)業(yè)屬新興作物，還沒有成熟的配套加工設(shè)備。目前壓榨等工藝大多采用甘蔗壓榨機(jī)，甘蔗是成熟葉落后進(jìn)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(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時現(xiàn)有的甜高粱收獲機(jī)具價(jià)格偏高，且部分功能不完善，遠(yuǎn)不能滿足甜高粱產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要。

2.5 工業(yè)化發(fā)展力量薄弱 農(nóng)戶對甜高粱種植的積極性不高，發(fā)展甜高粱的重要性認(rèn)識不足，致使工業(yè)化發(fā)展所需原料的供應(yīng)能力偏弱。引進(jìn)建設(shè)的醇用型甜高粱加工企業(yè)投資主體力度不大，加之榨汁廠建設(shè)需通過省市調(diào)整土地總體利用規(guī)劃，有資質(zhì)的環(huán)評單位編制環(huán)評報(bào)告書，所需時間較長，致使后續(xù)相關(guān)手續(xù)辦理滯后，榨汁廠不能盡早動工，延緩了甜高粱工業(yè)化發(fā)展步伐。

3 全面推進(jìn)甜高粱全產(chǎn)業(yè)鏈體系建設(shè)的思考與建議

按照“政府作引導(dǎo)，企業(yè)為主體，科技作支撐，典型作示范，農(nóng)民有收益”的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向，總體規(guī)劃，分步實(shí)施。充分利用中科院近物所及地方科研院所科研隊(duì)伍力量，堅(jiān)持以重離子輻照技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，以甜高粱輻射育種為先導(dǎo)，以發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)、新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)為目標(biāo)，創(chuàng)新現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，開展重離子誘變選育作物新品種、工業(yè)微生物新菌種研發(fā)、示范和推廣應(yīng)用，積極推進(jìn)糖基化產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品競爭力；以利用纖維素生產(chǎn)乙醇為技術(shù)突破點(diǎn)，開發(fā)質(zhì)能產(chǎn)業(yè)鏈；利用自主知識產(chǎn)權(quán)重離子應(yīng)用技術(shù)帶動甜高粱新型產(chǎn)業(yè)鏈升級。

3.1 突出甜高粱全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)攻關(guān) 按照“以產(chǎn)業(yè)鏈配置創(chuàng)新鏈，以創(chuàng)新鏈配置資金鏈，以資金鏈支持產(chǎn)業(yè)鏈”的科技發(fā)展要求，依托中科院近物所、省市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)等科研院所、高校及企業(yè)，針對全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)和試驗(yàn)研究，對品種繁育、栽培收獲、飼能化、高附加值生物產(chǎn)品研發(fā)、商業(yè)模式構(gòu)建等5個專項(xiàng)和引進(jìn)品種在全市進(jìn)行適應(yīng)性試驗(yàn)推廣。堅(jiān)持以甜高粱品種選育為先導(dǎo)，加快甜高粱育種進(jìn)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(chǎn)權(quán)的優(yōu)良高粱新品種。積極建立南繁基地。從國內(nèi)外廣泛征集甜高粱種質(zhì)資源，并對引進(jìn)的甜高粱不育系、保持系和各種甜高粱種質(zhì)資源進(jìn)行重離子輻射、雜交、回交、自交，創(chuàng)新和豐富甜高粱種質(zhì)資源的基因類型，為甜高粱循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的延伸提供品種支持。加快技術(shù)成果轉(zhuǎn)化，重點(diǎn)加強(qiáng)節(jié)水栽培技術(shù)、病蟲草害防治、施肥管理、鹽堿地改良，收獲機(jī)械與農(nóng)藝融合、青貯青飼干制及放牧利用、飼草品質(zhì)分析與家畜消化利用率及效果、飼料產(chǎn)品化利用、制糖技術(shù)、高效乙醇生產(chǎn)技術(shù)、甜高粱循環(huán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化建設(shè)等方面的研究，持續(xù)推動全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

3.2 積極開展甜高粱收獲機(jī)具的研發(fā) 我國能源科技“十二五”規(guī)劃明確把非糧作物甜高粱的應(yīng)用開發(fā)作為優(yōu)先發(fā)展方向，甜高粱種植產(chǎn)業(yè)已成為新常態(tài)下武威市新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在全省先行先試，為全省發(fā)展甜高粱產(chǎn)業(yè)探索經(jīng)驗(yàn)、做出示范，發(fā)揮帶動作用。要積極與省科技廳、省機(jī)械研究院、省工信委等部門加強(qiáng)溝通聯(lián)系，加大在基地建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、資金、服務(wù)等方面的扶持，確保甜高粱收獲農(nóng)機(jī)具制造產(chǎn)業(yè)的布局建設(shè)。支持興旺、圣塔、鼎浩等農(nóng)機(jī)制造企業(yè)與科研院所通過理論研究、生產(chǎn)實(shí)踐，開展產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合發(fā)展[4]，研制出適應(yīng)甜高粱種植農(nóng)藝，集收獲、打捆、裹膜于一體的收獲機(jī)組和具有切割、粉碎、榨汁等功能的分段作業(yè)機(jī)組。開展適用性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性等田間評價(jià)試驗(yàn)，徹底解決甜高粱機(jī)械收獲的問題，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)裝備研發(fā)成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

3.3 強(qiáng)化科技示范和推廣應(yīng)用 加強(qiáng)與中科院近物所、省、市農(nóng)業(yè)科研單位協(xié)作，大力實(shí)施“高粱品種種質(zhì)資源庫建設(shè)與飼用高粱栽培利用技術(shù)研究示范”、“飼用高粱品質(zhì)測定與飼用技術(shù)的研究與示范”等重大科技專項(xiàng)的示范推廣。組織實(shí)施好武威榮華工貿(mào)公司申報(bào)的“重離子輻照育種甜高粱種植關(guān)鍵技術(shù)集成研究與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目”省級科技重大專項(xiàng)。通過項(xiàng)目的實(shí)施，繼續(xù)完善武威市甜高粱品種種植資源庫建設(shè)，為甜高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供資金支持和技術(shù)積累。支持近物所和相關(guān)企業(yè)申報(bào)實(shí)施國家、省級重點(diǎn)科研計(jì)劃項(xiàng)目，著力解決甜高粱良種繁育、產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)等技術(shù)問題，在關(guān)鍵領(lǐng)域形成一批自主知識和核心研發(fā)技術(shù)。

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收稿日期：（2016-01-12）