甜高粱及其开发利用

甜高粱及其开发利用甜高粱同粒用高粱一样，每亩能收获200～500kg，但其精华在于亩产高达4～5吨富含糖份（含糖量17～21％）的茎杆。甜高粱的碳水化合物为玉米的3.2倍。它耐涝、耐旱、耐盐碱，适应性极强，从海南岛至黑龙江均可栽培。国家科委已将甜高粱列为国家“九五”重点推广项目。目前，可发挥甜高粱效益的领域有：1．甜高粱茎秆含糖量高，适口性好，饲喂甜高粱青贮饲料的奶牛平均每天增产鲜奶800～1850克。过去一头奶牛需要二亩饲料地，现在种植甜高粱一亩地即可满足。2．种植一亩甜高粱一般可产粮食200～450公斤，同时又可收获4000～5000公斤茎秆，可制糖300公斤左右，可解决我国食糖紧张问题。3．将甜高粱鲜秆粉碎加大曲发酵、蒸酒，其经济效益更高，发酵时间一般只需4～6天，每亩可生产60度的白酒200公斤，白酒经进一步加工便可制成酒精。4．用甜高粱的茎秆中的糖制取味精，可省去由淀粉转化为葡萄糖的工序，只需将汁液中部分蔗糖转化为葡萄糖即可，若甜高粱亩产茎杆5000公斤，则一亩地的甜高粱便可生产味精243.8公斤。5．甜高粱的茎秆中纤维素的含量高达12～20％，每亩地的秆渣最少可生产150平方米的纤维板。6．甜高粱茎秆制酒或制糖后的秆渣可用以造纸，每亩酿完酒后的废渣可生产制盒纸750～1000公斤。转让技术。[修改于2006-04-1101:28]甜高粱有许多农家品种，近年来又从国外引入一批又一批新品种，但能在生产上广泛应用，面积种植的并不多。这里仅对最有利用价值的甜高粱品种，如沈农甜杂2号、丽欧、辽饲杂1号、M81－Ｅ作重点介绍。沈农甜杂2号沈农甜杂2号是一个杂交种，由沈阳农业大学育成。1987年通过辽宁省科委鉴定，为生产酒精的再生能源甜高粱品种，1991年通过国家饲料牧草新品种审定。该品种的最大特点是生长繁茂，产量高，亩产植株鲜重5000公斤以上，粮食产量350公斤。具有良好适应性，已在辽宁、北京、天津、河北、河南、山东、山西、陕西、广东、广西、贵州等省市广泛种植，并引种到意大利、日本和阿根廷等国。特征特性：植株高大，平均株高3.5米，籽粒成熟时茎叶鲜绿，秆粗直径2.2厘米，茎秆富有含糖汁液，榨汁率65％，汁液含糖锤度16度。茎叶氰氢酸含量极低，1－4ppm，对人、畜安全。穗子散纺锤形，平均穗籽粒重75克，红壳，籽粒红色，不着壳，不受鸟害，千粒重32克。籽粒中蛋折质含量10.39％，赖氨酸含量0.25％，单宁含量0.142％，均符合粒用高粱籽粒标准。生育期130天左右，在沈阳5月15日出苗，9月25日成熟收获。根系发达，茎秆坚强抗倒伏，黑穗病免疫。用途：粮秆兼用。籽粒可用于粮食、饮料和酿酒。茎叶可制作理想的青贮饲料，饲喂奶牛，明显提高产奶量；饲喂肉牛、羊，促进食欲，提高饲料消化率。对茎秆采用固体发酵造酒，1000公斤鲜秆可生产55－60度酒100公斤，质量完全符合卫生条例对白酒要求。栽培技术：一般采用60厘米行距，株距22－25厘米，亩保苗4500－5000株。如茎秆用于造酒，保留分蘖；如茎叶用于饲料，保留分蘖。播种深度不超过5厘米，覆土过厚难出全苗。亩施基肥2000公斤有机肥，种肥二铵7.5公斤，拔节后株高1米左右亩施尿素25公斤。春播秋天籽粒成熟收获，既可产粮食，又可对其茎叶青贮或利用秸秆造酒。小麦收后作下茬种植，9月下旬开花时收获作青贮，在辽南生育期较长的地方可这样种植。还可与早春作物间套种，早春作物收获后，利用其遮阴种香菇，实现一地多收，创造更高经济效益。丽欧该品种于60年代育成，70年代引入我国，已在我国许多地方种植。特征特性：芽鞘绿色，幼苗绿色，株高3.5米，茎秆中部直径1.68厘米，中部叶片长96厘米，穗颈长54厘米，穗棒形中紧，穗长30厘米，单穗粒重47克，壳浅褐色，白粒，千粒重22.5克。茎出汁率60％，含糖锤度17.5度。生育期140天。抗叶锈病、紫斑病和炭疽病。用途：该品种也是粮秆兼用型甜高粱，一般每亩植株鲜重3500－4000公斤，籽粒产量250公斤。籽粒只作饲料用，秸秆汗液优良，含有高的蔗糖和纯度，曾用于制结晶糖和生产糖浆，也用于造酒。河南的丽欧大曲酒就是利用它生产出来的。目前，种植丽欧多用其茎叶制作青贮饲料。栽培技术：种植密度以每亩4500－5000株为宜，采用60厘米行距，株距22－25厘米。同于分蘖能力差，不用作打蘖操作。注意培土，防止倒伏。籽粒白色易遭鸟食，种植地块应远离村庄和道路等多鸟的地方。由于生育期较长，欲收获籽粒的种植者，必须考虑当地的生育期有足够的天数。凯勒美国1982年育成，北京植物园于1984年从美国引进，糖晶型。在北京地区株高约339厘米，秆中部直径1.9厘米左右，种子千粒重约22克，生育期129天，抗炭疽病和秆红腐病，在1983年美国甜高粱品系高级试验中，每公顷产糖6180千克，比“丽欧”增产19％。该品种适于北方作糖料、饲料作物或作酿酒原料，也适于南方作早熟品种栽培，用以制结晶糖。雷伊糖型甜高粱，适于我国北方作青贮饲料作物、制结晶糖、酿酒，也适于南方作制糖原料。M－81E美国于1983年育成，1984年引入我国，糖浆型，极高产，在美国的品比试验中，“M－81E”青饲料的产量为“丽欧”的207％。晚熟，适合于黄河以南作饲料作物栽培，更适合酿酒和制糖浆。泰斯晚熟、高产，糖浆型。茎绿色，无蜡粉，用途和适宜栽培地区与“M－81E”同。自2002年新疆农科院联系中国科学院植物研究所、农业部农业工程设计研究院、中国农业大学生物质工程中心、清华大学等单位联合组成了新疆甜高粱生产燃料乙醇科研攻关团队以来，课题组技术人员通过不懈努力，在甜高粱的品种选育、高糖高产综合栽培、秸秆贮藏、固体发酵等技术上取得了一系列突破：审定甜高粱新品种1个（秸秆含糖率可达17~20%）；确定了不同生态区早熟品种、特早熟品种、中熟品种、中晚熟品种的高效生产技术；建立了甜高粱复播技术和再生技术；解决了甜高粱秸秆贮藏技术难题，使秸秆贮存期达到4个月以上，总糖损失率降到10%以内；通过秸秆发酵，中试生产乙醇（63%）已形成年产500吨的能力，每吨生产成本在3000元以下。利用甜高粱生产燃料乙醇的技术突破，为生物质乙烯的生产提供了强有力的技术支撑（据测算，1000万亩甜高粱可产95%乙醇280万吨，可转化成乙烯200万吨；如果200万吨乙烯从原油中提取，需原油600万吨）。有关部门提出“再造一个地上绿色塔里木油田”的设想，争取实施“新疆甜高粱生物质乙烯产业化项目”。项目一经提出，就受到了国内有关方面的高度关注。今年5月，中国农业大学石元春院士派人来新疆就以甜高粱为主的生物质乙烯转化的前期研究工作和新疆环境、资源条件进行了详细考察，考察后认为在新疆开发生物质能源具有得天独厚的自然资源和扎实的前期研发基础，建议新疆应积极创造条件，引进大型化工企业，加快产业化的进程；7月，中石化经济技术研究院在完成该项目的经济技术评价研究后，院长刘均安专程来疆考察，认为中石化与新疆合作开发以甜高粱为主要作物的生物质乙烯是必要的，在一定技术经济条件下，开发生物质乙烯是可行的；8月，中国石油化工集团、中国石化股份公司高级副总裁曹湘洪院士一行7人就新疆发展生物质乙烯产业前期工作情况来疆调研，他对项目前期研发工作给予了高度肯定，达成了由新疆维吾尔自治区与中国石油化工集团共同推进生物质乙烯产业化项目的合作意向。甜高粱是普通高粱的一个变种，以其茎秆中含有丰富的糖分为特点，具有多种用途。子粒可食用、饲用、酿造用，茎秆可作制糖、酿酒（酒精）、酿醋、造纸的原料，青贮可作牲畜的饲草饲料，所以被人们称为“三元作物”。近年来，甜高粱在我国发展较快，特别是在北京、天津、河南等省市已成为一种重要的饲料作物被广泛利用。现将栽培技术要点介绍如下。一、精细整地，施足底肥。由于甜高粱种子较小，且顶土能力较弱，前期生长缓慢，中后期需水肥较多，因此，土地要整得深、平、细、碎，除掉杂草，施足底肥，土肥融合，耙压保墒。二、适时播种，保证全苗。甜高粱生育期一般都较长，适时播种，充分利用无霜期季节达到成熟至关重要。播种深度3.3厘米左右为宜，如若播得太深，因子粒较小，顶土力弱，不易捉苗。为此，适时播种，掌握深度是栽培的关键。三、早去分蘖，促单株壮苗。甜高粱分蘖力较强，一般分蘖均在2～3株以上，且分蘖长势强，若不及早去除，主茎支茎混长，消耗养分，延长主茎的生育期，造成主秆细软、晚熟等不良后果。为此，在定苗后要及时去掉分蘖，促主茎粗壮，多产茎秆。四、合理密植。甜高粱植株较高，茎叶繁茂，种植不可密度过大，一般亩留5000～6000株为宜。五、加强管理，促苗生长。甜高粱苗期生长缓慢，且生长期长，需勤管、多锄，保证土壤疏松无草，促苗快长。六、巧用水肥。要求施足基肥，并增施磷肥，以利糖分积累。种植甜高粱中后期不宜过多施入氮肥，以免贪青徒长影响茎秆中糖分积累和子粒的正常成熟，这是用肥的关键。追施氮肥可在拔节前，根据土壤肥力，苗情长势情况决定追肥量的多少。一般情况亩施氮肥30公斤即可。追肥后浇水浅锄，旱地可掌握雨情在雨前追肥，雨后中耕。抽穗后中耕培土，根据旱情掌握用水。若浇水过多，因植株高大，根部土壤湿软遇风会倒伏。七、注意防虫。甜高粱抗病性能较强，但抗虫性差，因茎叶中糖分含量较高，易受钻心虫、蚜虫的为害。钻心虫的为害可使茎秆倒折，髓内汁液变色变苦。蚜虫为害叶片影响光合产物的形成，致使含糖量下降。注意防虫，及早治虫，是获得高茎秆量、高糖分的重要环节。八、粮秆兼顾，适时收获。甜高粱茎秆中糖分含量最高时期与子粒成熟同步，子粒成熟后也是糖分的最高期，如若植株开始死亡或遇霜冻，茎秆中的糖分就会下降。因此，甜高粱一旦成熟就应及时收获，这样粮秆兼顾，效益最佳。上世纪70年代的石油危机引发了人类对生物燃料代替石油的研究，美国和巴西用玉米和甘蔗生产燃料乙醇获得成功。农业部规划设计研究院院长朱明向记者介绍说，他今年出访时看到，燃料乙醇在美国的加油站都加15%左右，巴西则已经加到30~50%了。现在，由于化石能源的渐趋枯竭和环保的需要，发展生物质产业成为许多国家的重要发展战略。据测算，每吨以玉米、甘蔗等能源作物制造的燃料乙醇可以替代1吨燃料油，可减排二氧化碳3吨；还能提高燃料的燃烧和动力性能，并且更安全。特别重要的还有，能源作物在生长时可以吸收很多二氧化碳。“但是用玉米大量生产燃料乙醇，在我国不现实。我国的粮食还不那么富裕。生产液体生物燃料还得找其他途径。”朱院长说，甜高粱有很高的光合效率，有“高能作物”之称，是目前世界上生物学产量最高的作物。甜高粱茎秆中含糖丰富，是粮食生产酒精最好的替代物。每亩甜高粱的酒精产量约为玉米、甜菜和小麦的2倍；比甘蔗还高1/4；籽粒既可食用，又可作饲料和工业原料。但是我们过去的品种不行。农业部规划设计研究院在“九五”和“十五”期间选育和生产的甜高粱杂交系列良种，已在南、北方多省份试种成功，能适应我国不同地域和不同环境条件，一年三熟；荒滩地、干旱地和盐碱地都能种；酒精产量也大大提高。在苏北滩涂和山东东营的盐碱地，甜高粱茎秆亩产4吨以上，粮食籽粒产量300公斤以上；在呼和浩特，甜高粱茎秆亩产达5吨，粮产500公斤；在黑龙江茎秆亩产6吨，粮产400公斤。高粱秆可以造酒？成本高吗？记者很好奇。“我国北方农民有做烧酒的传统啊。”朱院长笑道，用高粱秆加工酒精，最简单的就是这种固体发酵法。他说，这就是把甜高粱茎秆粉碎后，修个池子贮存进去，用塑料袋封上也行；等发酵后，上锅蒸就出酒了；含量有60度呢。把它送到工厂去就可以提纯成燃料酒精。固体发酵的工艺所需要的设备简单，投资少，易于操作，是劳动密集型产业，最适合目前我国的农村推广。发酵期间没有污水和污物排放，比液体发酵的酒精提取率还高。甜高粱茎秆经过压榨，也可以提取制造燃料乙醇的原料汁液。农业部规划设计研究院研制的有关设备，体积小，效率高；比粮食酒精厂投资低；其中试已经完成。种植甜高粱生产燃料乙醇，既不冲击我国的粮食市场，也不占粮食耕地，还可大幅度增加农民收入。朱院长说，他看到美国几个州用玉米生产燃料乙醇的工厂，农民入股6万美元，3年就增值到36万美元