甜高粱又称芦粟、甜秆和糖高粱，起源于非洲，20世纪70年代引入我国，是粒用高粱的变种。甜高粱起源于干旱、炎热、土壤贫瘠的非洲大陆，恶劣的生态条件使甜高粱具有很强的抗逆境能力。与其他禾谷类作物相比，甜高粱更为抗旱、耐涝、耐盐碱、耐瘠薄、耐高温、耐干热风等。热带、亚热带和温带均可种植，尤其是在一些气候条件不利、生产条件不好的地区，如干旱地区、半干旱地区、低洼易涝和盐碱地区、土壤贫瘠的山区和半山区均可种植。从世界范围看，甜高粱大部分种植在热带半干旱地区和高海拔冷凉山区以及盐碱、酸土地区。因此，甜高粱被称为能源植物中的“骆驼”。

 

甜高粱同粒用高粱一样，每公顷可收获3000～6000kg的粮食，但其优势却在于亩产高达4000～5000kg富含糖分的茎秆(含糖量17%～21%)，且这些茎秆可与甘蔗相媲美。甜高粱是目前世界上生物量较高的作物之一，被誉为“生物能源系统中的最有力竞争者”。近日，笔者走访了中科院植物所能源植物研究中心相关专家，就甜高粱的诸多问题作了采访。

 

 

甜高粱作为生物质能源有广阔的发展前景。用甜高粱生产酒精，其单位面积生产效率比其他作物高。每公顷甜高粱每天合成的碳水化合物可生产48L酒精，而玉米为15L，小麦为3L。美国高粱专家F. R. Miller研究显示：每公顷甜高粱生产酒精因品种而异，为1695～6330L。与之相比，木薯为5332.5L，水稻为2434.5L，红薯为4855.5L，玉米为2986.5L，甘蔗为6136.5L。可见，甜高粱和甘蔗是生产率最高的两种作物。但由于甘蔗生育期一般要7个月以上，最长达24个月，且多种植于热带湿润地区。而甜高粱既可在热带种植，也可在温带地区种植，生育期一般只5个月，比甘蔗短得多。而且如果采用粮秆兼用型甜高粱，既可收获籽粒，又可收获茎叶，其生产效率和经济效益就更高。因此，目前不少国家都选择甜高粱作为主要能源作物种植。

 

甜高粱光能利用率最高达4.3%，而玉米为3.4% ，水稻和小麦分别为2.9%和1.7%。中国科学院植物研究所的试验表明：甜高粱的酒精产量每公顷可达3600～6000L。目前，用半导体硅制成的光电池其光能转化率只有10%左右，最新型的光电池的转化率才18% ，而甜高粱则可达18%～28%，甜高粱被称为高效率的“太阳能转换器”。

 

含糖量高的甜高粱，茎秆汁液糖锤度可超过20度，而常见的西瓜和甜菜的含糖锤度分别为11度和14度。一般甜高粱茎秆中汁液糖度可达10%～20%，平均每公顷甜高粱秆能产糖900～1500kg，比甜菜榨糖效益高35%，美国、墨西哥、意大利、澳大利亚、以色列、阿根廷、印度、巴西等国都把甜高粱作为糖料作物栽培。

 

 

甜高粱属于C4植物，具有高的生物学产量。德国的高产纪录为169005kg/hm2，我国的高产纪录产生于湖北省公安县，为157500kg/hm²。一般甜高粱每公顷可产籽粒3000～6000kg，产秸秆45～60t，制乙醇1250～5625L，相当于9000～11250kg粮食生产的乙醇量。中国科学院植物所的试验显示：甜高粱的酒精产量每公顷可达6t ，比甘蔗高30%，比玉米高3倍，因此甜高粱在生物能源系统中是“第一位竞争者”。利用玉米做原料生产乙醇，每升乙醇需玉米2.4kg，原料费4.5元，而利用甜高粱每升需秸秆12kg，原料费仅3元，生产成本大大降低，若以产秸秆60000kg/hm²和产籽粒3000kg/hm²计算，折产酒精5265L。每亩甜高粱每天合成的碳水化合物可产3.12L酒精，而玉米只有1L，小麦为0.12L，粒用高粱才0.16L。甜高粱生物产量一般公顷产量在60000～90000kg之间，比玉米高出0.5～1.0倍。而且，由于甜高粱具有很强的再生力，茎秆收获后可从基部发出新芽，长出新的茎秆，因此在热带地区，一年只种一次，但可收割2～3次，其单位面积产量更高。试验表明，用甜高粱生产乙醇的收入要比甜菜、玉米高得多。在美国，甜高粱总产值为1400美元/hm2，而玉米和大豆的收入仅为493～600美元/hm2；乙醇的粗原料成本为0.18～0.2美元/L，而甜菜生产的成本比甜高粱高65%～85%。在伊朗也有类似情况，甜菜和甜高粱的净收入比为1：2。

 

甜高粱茎秆中纤维素的含量高达12%～20%， 每亩产量600～1000公斤。将纤维干燥后加入215%～310%的酚醛树脂热压，便制成高质量的纤维板，每亩地的秆渣最少可生产150m2的纤维板。用30%的甜高粱秆渣加70%的稻草能造出优良的纸张，另外榨汁后的甜高粱渣做食用菌的栽培原料，酿酒后的酒糟也是奶牛的好饲料。在酒厂或制糖厂的附近可附建造纸厂或纤维板厂。每亩酿完酒后的废渣可生产制盒纸750～1000公斤。由于酒糟在酿酒过程中经过粉碎、发酵和蒸馏，因此其加工工序比稻草和麦秆还简便。用甜高粱的茎秆制取味精，可省去将淀粉转化为葡萄糖的工序，只要将汁液中部分蔗糖转化为葡萄糖即可。假设甜高粱亩产茎秆5000kg，出汁率66.19%，汁液的锤度16.11%，亩产籽粒300kg，籽粒中淀粉含量为60%， 则一亩地的甜高粱便可生产味精24318kg。

 

 

目前联合国粮农组织（FAO）项目“干旱和盐碱地区种植甜高粱、开发粮食、制糖、饲料、纤维和附加值产品”已正式在各国组织实施。据悉，该项目在我国的山东省和陕西省建立示范区发展甜高粱生产。另外，国务院扶贫办也把甜高梁的开发作为重点扶持项目。如今我国甜高粱种植面积已超过1300hm²。2001年国家决定在全国推广使用车用乙醇汽油，将“甜高粱茎秆制取乙醇技术”列入国家“十五”期间高科技研究开发计划，大量开发生物乙醇，开创了甜高粱生产发展的新形势。以甜高粱为基础原料生产“汽油抗爆剂”新技术，被科技部列入2002年国家火炬计划项目。这种汽油抗爆剂可使乙醇的添加比例达19%，比国家标准提高近一倍。