文 武

(甘肅省武威市涼州區(qū)古城鎮(zhèn)農(nóng)技站，甘肅 武威 733000)

0 前言

甜高粱屬粒用高粱的一個(gè)變種，具有抗逆性強(qiáng)(耐干旱、耐水澇、抗鹽堿)，生物產(chǎn)量高,糖分積累快的優(yōu)勢(shì)，素有“高能植物”之稱(chēng)[1]。在北方地區(qū)貧瘠的鹽堿地、新墾地產(chǎn)鮮莖稈可達(dá)60 000～90 000 kg/hm2, 莖稈含汁量達(dá)60%～80%,汁液的糖度為10%～20%[2]。作為一種新興的糖料作物、飼料作物得到了廣泛的開(kāi)發(fā)利用。眾所周知，在世界能源緊缺的形勢(shì)下，利用甜高粱秸稈含糖量高的優(yōu)勢(shì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，成本低、效益高，是甜高粱的主要利用形式和發(fā)展方向，在綠色能源開(kāi)發(fā)中發(fā)揮著重要作用。除此之外，還有許多開(kāi)發(fā)利用價(jià)值，如生產(chǎn)丁醇、丙酮、生物油，發(fā)酵生產(chǎn)沼氣、氫氣等，其副產(chǎn)品還可以作為飼料發(fā)展畜牧業(yè),種植食用菌,壓制復(fù)合板材、造紙、有機(jī)肥等，為此，本文就國(guó)內(nèi)甜高粱秸稈含汁和去汁加工生產(chǎn)利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，為構(gòu)建甜高粱產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展利用體系，實(shí)現(xiàn)新型能源產(chǎn)業(yè)、草食畜牧業(yè)和全產(chǎn)業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展提供一定的研究基礎(chǔ)[3]。

1 含汁甜高粱秸稈渣的加工利用現(xiàn)狀

1.1 用作沼氣生產(chǎn)

甜高粱秸稈渣汁中含有的酶類(lèi)、菌類(lèi)等發(fā)酵代謝產(chǎn)物具有厭氧消化有機(jī)質(zhì)、產(chǎn)沼氣的能力，進(jìn)行含汁甜高粱秸稈發(fā)展沼氣生產(chǎn)，對(duì)于優(yōu)化能源布局、提高產(chǎn)業(yè)附加值、提高產(chǎn)氣量、優(yōu)化沼氣建設(shè)布局具有重要的意義。為實(shí)現(xiàn)甜高粱莖稈殘?jiān)鼔A性雙氧水預(yù)處理廢液的資源化利用,采用一次發(fā)酵方式對(duì)廢液產(chǎn)甲烷潛力進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)一次發(fā)酵處理產(chǎn)甲烷潛力達(dá)到(296.4±6.8)m LCH4/g VS，甲烷日產(chǎn)量、產(chǎn)甲烷潛力、最大產(chǎn)甲烷速率以及較短的延滯時(shí)間均高于二次發(fā)酵，為該廢液的資源化利用提供了理論參考[4]。溫度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)甜高粱渣汁產(chǎn)沼氣率具有重要的作用，據(jù)郭成等人的研究，批量恒溫(30±0.2)℃發(fā)酵36 d，含汁甜高粱秸稈的TS和VS產(chǎn)氣率分別達(dá)到了583、618 mL·g-1，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,甜高粱秸稈渣汁發(fā)酵產(chǎn)沼氣的水力滯留時(shí)間可設(shè)計(jì)為22 d[5]。

1.2 制作蛋白質(zhì)飼料

甜高粱秸稈殘?jiān)泻胁糠种?、蛋白質(zhì)、粗纖維等碳水化合物，進(jìn)行甜高梁秸稈殘?jiān)鞍踪|(zhì)飼料的生產(chǎn)能降低畜牧業(yè)飼料成本，有效緩和人畜爭(zhēng)糧矛盾[6]。將黑曲霉、里氏木霉,產(chǎn)朊假絲酵母和干酪乳桿菌進(jìn)行優(yōu)化組合,添加1%尿素發(fā)酵8 d，飼料中纖維素降低至24.09%，半纖維素降低至17.69%，粗蛋白提升至7.14%，真蛋白提升至6.41%，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化、粗蛋白和真蛋白含量明顯提高[7]。

2 去汁甜高粱秸稈渣的加工利用現(xiàn)狀

2.1 直接深耕還田

甜高粱秸稈渣含有大量的有機(jī)質(zhì)，是重要的土壤有機(jī)質(zhì)來(lái)源。直接深耕還田可補(bǔ)充土壤30%的有機(jī)質(zhì)，在鹽堿地、新墾地等貧瘠土壤的改良培肥上有著重要的意義。但是傳統(tǒng)的甜高粱秸稈渣直接還田，秸稈渣中發(fā)酵過(guò)程中含有的酸類(lèi)、堿類(lèi)等化學(xué)物質(zhì)得不到有效處理，肥效發(fā)揮欠佳，還田后對(duì)土壤酸堿化程度的影響和耕地改良效果的評(píng)價(jià)還缺乏一定程度的研究，相關(guān)適宜處理技術(shù)還有待進(jìn)一步的研究。

2.2 制作青貯飼料

甜高粱秸稈渣含有大量的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，是優(yōu)良的家畜粗飼料。去汁甜高粱秸稈渣接種康寧木霉與酵母H13，輔以豆餅粉、硫酸銨發(fā)酵，能提高飼料中粗蛋白5.2%,降低粗纖維3.3%[8]。以德氏乳桿菌、纖維素酶固體發(fā)酵物和酒精酵母為復(fù)合菌種添加劑，制作甜高粱秸稈渣青貯飼料，能提高甜高粱秸稈渣的青貯飼料質(zhì)量，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、適口性和飼喂效果均優(yōu)于飼喂青貯玉米[9]。

3 展望

甜高粱的生物學(xué)產(chǎn)量極高，故有“高能作物”之稱(chēng)，在應(yīng)用微生物混菌發(fā)酵工藝的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)制糖、制醇和青貯飼料的研究，突出渣液等廢棄物的利用，對(duì)于構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系、延伸產(chǎn)業(yè)鏈條、增加產(chǎn)業(yè)附加值具有重要的意義[10]。探索以甜高粱栽培作為龍頭，釀酒和制取乙醇燃料為核心，肥料化利用、飼料化利用和新能源轉(zhuǎn)化為補(bǔ)充的農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，助推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。推廣甜高粱間作蔬菜和套種木耳、香菇等食用菌種植新模式，實(shí)現(xiàn)莖、葉、籽的精細(xì)化利用，主推以籽粒作糧食、飼料，葉片喂鵝、鴨、魚(yú)，莖稈釀酒、制酒精、做青貯飼料為主的利用方式[10]。突出糟、渣、液的深加工，研究開(kāi)發(fā)丁醇、氫制取和還原糖提取新技術(shù)，完善糟渣飼料化利用、肥料化還田和沼氣生產(chǎn)利用新途徑。實(shí)現(xiàn)甜高粱產(chǎn)業(yè)的循環(huán)化生產(chǎn)、零目標(biāo)排放、各產(chǎn)業(yè)增收、全產(chǎn)業(yè)增效的加工利用體系，構(gòu)建能源自給，農(nóng)、牧、副、漁業(yè)協(xié)同發(fā)展的可持續(xù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。