陳玉水
(福建省農科院甘蔗研究所,漳州 363005)
種植甘蔗是為了服務于人類。隨著人們對甘蔗的逐步認識、深入研究、不斷發掘以及人們物質需求形式的改變,福建省甘蔗的利用方式也在不斷地增加,有集中連片種植用于制糖的糖蔗;有小面積栽培用來嚼食的果蔗;有專門種植用于飼養動物的牧草蔗;目前正在研究準備專門種植用于生產燃料酒精的能源蔗;也曾經對幾個常規甘蔗剝取嫩筍,試圖找到其嫩筍可以作為蔬菜食用的菜蔗。無論如何,這些甘蔗已經一起組成了一個植株特性各異、生理功能有別以及利用方式多樣的甘蔗業。除了糖蔗仍繼續在發展外,其余這些甘蔗都正在逐步引起人們的重視。因此,今后在制定甘蔗研究發展策略時,一定要把糖蔗、果蔗、牧草蔗、能源蔗以及菜蔗等都擺在一起考慮,根據各地區各時期的人們生活需求和經濟建設需要,以高效利用為準則,確定各類甘蔗的發展比重和進程,總的目標是把這個甘蔗業扶持壯大,確保福建省甘蔗業的可持續發展,充分發揮各類甘蔗為我省多行業經濟建設多做貢獻。
糖廠都以生產蔗糖為主要經營收入。實踐證明,單純煮制蔗糖的經營效益是很有限的。我省糖蔗業的不景氣、產糖利潤低是原因之一,糖制品成本價格比較高,銷路自然就成問題。希望今后糖業界人士總結經驗,認真學習國內、國外糖業加工經營的成功經驗,提高制糖工藝水平,適當開展一些蔗糖深加工研發,再就是利用人力、設備、時間和場地等資源對制糖過程中產生的大約25%蔗渣、3%糖蜜和3%濾泥等副產物充分合理地加工利用,并做好污水的二次利用和達標排放工作,進一步提高糖業經營效益,促使我省蔗糖業再現輝煌。
蔗糖是食品、化工和醫藥等行業的重要原料。國內外已經開發了不同晶粒大小、不同顏色、不同形狀、用不同材料包裝以及不同數量級別包裝的蔗糖產品,還把蔗糖深加工為黃原膠、結晶葡萄糖、結晶果糖、糖酯、糖醇、糖醚等一系列糖化學制品和生物制品。我們要據此根據實際需要進行效益評估,選擇適宜的項目進行加工經營。
蔗渣產生量大,大約含有45%纖維、27%半纖維、25%木質素以及少量的水分和礦物質等,有粗、細之分,各占大約70%和30%,可以替代日益緊缺的木材和竹子等森林資源用于制漿造紙,生產纖維板、碎粒板、綠色餐具和包裝材料等,用來制備羧甲基纖維素、微晶纖維素、木糖、糠醛、糠氯酸和活性炭等,用于水解發酵乙醇,用作反芻動物的食料,用作食用菌培養料,堆制有機肥以及直接當作燃料等。對蔗渣的利用要進行效益分析,盡量做到高效利用。由于數量很大,在有利可圖的前提下,可以采取多種利用并舉。
糖蜜大約含有30%蔗糖分、20%還原糖分、10%有機非糖分以及10%無機物等,可以用來生產酒精、飲料、味精、賴氨酸、酵母、檸檬酸、乳酸、醋酸、抗生素、焦糖色素、蔗糖酯、單核苷酸、口香糖、木糖、右旋糖酐以及維生素B2等幾十種產品,也可以從中分離提糖以及用做飼料等。我們要根據這些情況合理選擇利用方式。就糖蜜用做飼料而言,利用方式有好幾種,有直接發酵成單細胞蛋白飼料的,有添加尿素、食鹽用做牛飼料的,有添加蔗渣、尿素生產牛飼料的,也有與蔗渣、濾泥一起配制飼料的,等等,所有這些都要根據實際需要和利潤大小而定。另外,糖廠還可以學習國內外的成功做法,利用廠內多種副產物資源以及人力、場地、時間和設備等資源增辦牛、羊養殖廠,達到深度利用資源,創造更多產品的目的。
從濾泥中可以提取蔗蠟,用濾泥可以燒制水泥,改良土壤,生產飼料或食用菌培養料,等等。亞硫酸法濾泥大約含16%粗蛋白,10%粗脂肪,14%纖維,5%CaO,2.5%P2O5和5%灰分以及其它物質,可作為食用菌培養料,可與蔗渣、酒精廢液一起堆制有機肥料,可以與蔗渣和糖蜜一起合成牛飼料,可與糖蜜酒精廢液制成飼料,等等,如果先從中提取蔗蠟,再利用殘渣按照企業行得通的方式進行飼料、肥料或食用菌培養料加工,經濟效益會更高。碳酸法濾泥大約含40%~51%CaO、13%有機質以及其它成分,為堿性物質,可用于改良土壤或燒制水泥,可與粉煤灰以及濃縮酒精廢液一起制成復合肥,建議先從中提取蔗蠟,再利用殘渣燒制水泥或作為酸性土壤改良劑或摻雜其它原料生產肥料。
糖廠廢水主要是洗蔗水和酒精廢液,前者含有蔗葉、蔗根以及泥沙等,可以采用靜置方法使泥沙沉淀,把沉渣分離,并把漂浮物撈出用做飼料、食用菌培養料或有機肥料等,后者含有有機質和以鉀素為主的礦物質,目前比較理想的處理辦法有沼氣法、兼性好氧處理法、生物堆肥法、蒸發水分后灰化處理法、蒸發水分后干燥法以及生產飼料法等。如今環境保護已經成為全球性的話題,我們要有生態農業建設的思想,最好是把酒精廢液加以濃縮,然后用在肥料加工或飼料加工上,最終使棘手的廢物回歸自然。
蔗梢是在糖蔗、果蔗砍收時余留的,一次性數量大,一般被用做飼料,若短時間內沒有辦法全部飼喂動物,就要考慮適當進行青貯。在甘蔗全生育期中伴隨各種田間操作陸續采摘的蔗葉,通常都把它們當作燃料使用或直接回田,這種利用效果不高。蔗葉含有35%左右的粗纖維,還有一定數量的粗蛋白、粗脂肪以及礦物質等,最好的利用方式是集中堆制成食用菌培養料替代常規的稻草用于培植多種食用菌,然后把培養廢料用做肥料或飼料,從而一改常規的低效燃燒為多級利用,創造更多效益,這是符合生態農業觀點的。
糖廠有現成的壓榨、蒸煮設備,只要適當延長榨季時間以及增加一些飲料罐瓶裝、消毒以及封口設備,多安排種植一些糖蔗或果蔗,就可以按照蔗汁飲料生產技術進行各種處理和加工。如果再增加一項甘蔗濃縮汁生產,則蔗汁的保質期可能更長,人們可以隨配隨飲,甘蔗的周年供應也許就更加有可能了。
目前蔗農植蔗積極性不是很高。因為甘蔗單產提高不大,肥料和農藥的費用大,砍收甘蔗時又要請工幫忙,工錢也不菲,而甘蔗的售價總是提不上來,種蔗的效益就很低了。為此,農業研究部門除了要繼續選育一些高產高糖的甘蔗品種外,還要有針對性地選育一些耐粗放栽培、抗倒伏、抗病蟲草、宿根性好的甘蔗品種供蔗農選用,特別強調的是要研究一些密植技術、套種新方法以及宿根蔗高產栽培等技術。我們已經有一、二十年沒有開展栽培技術研究了,良種還需良法,這是提高甘蔗產量的法寶。
果蔗也是一種果品,其特點是蔗皮薄,纖維少、短,蔗肉嫩脆,適于嚼食,汁多,蔗汁清甜可口,含有大量的氨基酸、維生素和礦物質等,營養豐富,具有清涼解毒,生津潤燥,助脾和中,解渴充饑以及消除疲勞等功效,深受人們喜好。
我省果蔗種植面積從1991年的大約4000hm2增加到2001年的大約10000hm2,如此強的發展勢頭,可以說是基于現代人們生活水平提高,對果品花樣需求增多的結果,而更大的原因應該是多年的糧食生產效益低導致部分農戶為增加收入轉種果蔗?,F在全省已經形成了果蔗與糖蔗基本上齊頭并進的局面。我們要乘著這一發展良機,充分利用自身的種質資源、研究技術以及儀器設備設施等優勢,根據目前我省果蔗生產、貯藏以及銷售上存在的問題,盡快加強新品種選育,及早投入栽培管理技術研究,并根據所掌握的知識和果蔗種質協助政府部門對我省果蔗產區進行合理布局,促進我省果蔗栽培與經營向健康的方向發展。
我們開展果蔗育種才剛剛起步,比起兄弟研究所,我們的最大優勢就是已經收集保存了幾十個地方和省外果蔗品種,我們要以這些種質為基礎,根據全省各地的氣候和地理條件,當地或銷售地對品質和外觀等的食用要求,盡快按照常規程序或采用高新生物技術選育高產優質適應性廣的新品種,配合政府部門做好優良果蔗品種在全省各地的推廣,并注意選育一些具有特殊保健功效的品種。
早期的果蔗都是零星種植,面積小,沒有引起重視,當時所有研究工作都集中在糖蔗上,因此,至今人們談論起果蔗栽培幾乎都是一些果農的經驗技術。在我省果蔗栽培面積快速增加的今天,為了填補這方面的研究空白,我們應該盡快研究果蔗的各種合理栽培技術,特別是針對果蔗前期生長極為緩慢的問題,有必要組織研究力量探討其中原因,研究出一套促進果蔗前期生長的有效技術。另外,針對每年6~10月夏秋炎熱季節果蔗剛好處于淡季的不協調情況我們應該開展果蔗周年供應研究,比如可以從錯開植期,合理布置冬植、早春植時間爭取9、10月供蔗,布置夏植、秋植時間便于翌年5~8月供蔗或應用溫室大棚設施等途徑加以研究。當然,有些非常規的植期要么天氣寒冷不適宜下種,要么果蔗經歷越冬期致使蔗莖節間短細影響外觀和食用而導致商品價值降低,就要綜合考慮采用一些地膜、肥料、水分或設置屏障等措施來解決這些問題。
農業研究、行政和推廣部門要組成決策小組,根據已有各種果蔗的生長發育特性及其對地理、氣候條件的要求,分析全省各地果蔗生產現狀的合理性,考慮我省果蔗內、外銷的可能形勢,對全省各地的果蔗進行重新布局,分別考慮本省、我國北方各省以及國外不能植蔗國家對果蔗的需求情況,貿易和經濟可行性,在省內宜蔗區,鐵路、公路和高速公路沿線附近的宜蔗區布置果蔗種植;協助各地安排適宜的種植面積;指導各地果農采用適宜品種、栽培管理技術以及采收包裝保鮮技術等;推薦一些有關產、銷聯合的方式供農戶參考,以保證所產果蔗產品賣得出去,賣個好價錢。
這是果蔗周年供應的第二個較好方式。目前已經陸續有果蔗保鮮技術方面的研究報告,甚至連技術專利都已經出臺了。我們要抓緊時間在參考這些研究方法的基礎上,開拓新思路,分別對整捆果蔗、切段袋裝果蔗或切段削皮袋裝果蔗加以研究,力爭研究出更有效,商業價值更顯著的果蔗保鮮技術。
這是果蔗周年供應的第三個較好方式。果蔗加工成為蔗汁飲料是為了隨時方便人們對甘蔗的喜好,遺憾的是至今在市場上基本上還沒有這類產品供應,因此,有必要組織力量加以研究生產。同時,還可以根據蔗汁的品味和性能,研究一些蔗汁果汁、蔗汁菜汁以及蔗汁藥草汁等復合飲料,達到協同保健功效的目的,以便迎合各類人群的食用需要。
我所研究人員在我省強調發展畜牧業而牧草資源又十分緊缺的背景下,考慮到甘蔗是一種高生物產量植物,終于采用雜交技術選育出可用來飼養動物的牧草蔗新品種。目前選育投放市場的牧草蔗品種閩牧42,年產量為150t/hm2左右,在不同季節的主要營養含量為粗纖維30.90%~36.10%,粗蛋白6.04%~10.40%,粗脂肪1.75%%~3.55%,粗灰分8.60%~13.46%,磷0.12%~0.32%和鈣0.40%~0.81%等,一年四季常青并刈割多次用做草食動物的飼料,對牛、羊、兔、鵝和魚等的適口性都很好,可以替代天然牧草,特別是在冬春枯草期仍可以供應鮮綠甘蔗莖葉。據研究,奶牛對閩牧42的干物質消化率為69.5%;飼養閩南黃牛6個月每頭增重150kg;種植66.7m2閩牧42,年收割1100kg鮮莖葉,可以飼養100只家兔,增加收入1500元,而且兔糞施用于香蕉和柚子等果樹,可以節約化肥成本2800元。
王水琦等研究報道選育過單產267t/hm2的能源飼料甘蔗品種閩蔗92-117,而甘蔗的理論年產量可以達到600t/hm2,因此,選育更加高產的牧草蔗品種是完全有可能的,對于飼養戶而言,也是迫切需要的。
牧草蔗的生長規律和采收方式都與糖蔗不同,其栽培技術應該有其特色,希望改變思路進一步加以研究,以利更加高產。飼養戶種植牧草蔗的目的是為了經常,最好是每天早晚都能采收到足夠數量的甘蔗莖葉來飼養動物。因此,可以考慮研究逐步輪番采收,即先采收適宜高度的植株,留住其它植株繼續生長,這樣,從首次采收起,可以保證以后每天都有牧草蔗飼喂動物。還要從經濟角度研究牧草蔗的連續宿根年限。另外,牧草蔗屬于低蛋白、少磷和少鈣飼料,動物長期單一食用這種飼料會出現營養不平衡,增重效果差等現象,因此,研究蔗園間套種一些高蛋白植物的技術就可以方便飼養戶隨時采收兩種具有互補性質的不同飼料同時喂養動物。
通過研究和示范,已經表明牛、羊、兔、鵝、魚等草食動物是喜食牧草蔗的,但這只是初步工作,要使牧草蔗盡快在全省各地推廣應用,還必須進行牧草蔗的合理利用研究和飼用經濟效果分析。既然牧草蔗是用來替代常規牧草使用的,我們就有必要按照一種普通牧草的標準來做實際飼養實驗,全面地研究它對某種特定動物的日供量,從而確定該種動物養殖數量與牧草蔗種植量之間的關系;進行特定動物必須搭配日常飼用精料與礦物質等添加劑的種類和數量以及全面分析牧草蔗飼養各種動物的經濟效益等,特別是要分析一下利用耕地專門種植牧草蔗飼養動物的經濟效益,與種植糖蔗或水稻等作物進行效益比較??梢钥紤]利用幼齡果園套種牧草蔗,利用荒雜地或風沙地等閑地種植牧草蔗,這樣既不占用良田,又可以達到利用牧草蔗的目的。有了這些研究結果,農戶才能有根據地決定采納與否,才懂得管理、利用牧草蔗。
我們已經采用牧草蔗草粉培養成功多種珍稀食用菌,希望把這種技術通過示范推廣應用到生產中產生實際效益。還有必要進一步研究利用這種草粉培養我省以蘑菇為主的幾大食用菌的可行性,一旦成功,經濟效益將是巨大的。要分析一下利用耕地專門種植牧草蔗培養食用菌的經濟效益。有條件利用幼齡果園套種,利用荒雜地或風沙地等閑地種植牧草蔗的,采用這一技術的效益將更大。
這是一種嘗試。甘蔗嫩筍早就被臺灣埔里人當成蔬菜食用,但在我省至今還沒有開發利用此類蔬菜食品。而牧草蔗如果增加這一利用方式,雖然產量并不怎么樣,操作工序也復雜,但畢竟可以豐富蔬菜市場內容,為飼養戶額外增加一些收入。
開發能源甘蔗是在國際能源危機的情況下提出來的,因為甘蔗產量非常高,所含可發酵性糖分多,生產酒精容易,這種酒精可以替代汽油用作發動機燃料,而且是可以再生的,這樣可以減少國際石油供應對本地經濟建設的沖擊。雖然我省還沒有出臺發展能源甘蔗政策,但我們要做好品種儲備。
菜蔗是一類專門用來采收幼嫩蔗筍供食用的甘蔗,是我省尚待開發的一大資源。我國臺灣埔里人已經食用了幾十年,我們可以借鑒他們的經驗加以探討,一旦得到充分肯定,就要立即投入高產優質菜蔗品種選育,栽培管理技術研究及其產品的烹調技術研究等,讓蔗筍這種新式蔬菜早日出現在平常百姓的餐桌上。
總之,我省甘蔗已經處于多種類型甘蔗并存的時代,這些甘蔗各具特殊功能,所含能量有別,服務對象也不同。我們要分門別類地對待這些甘蔗,再也不能只局限于某一、二個種類甘蔗,特別是不要老是為一個蔗糖業的不景氣而嘆氣,而是應該全盤考慮,根據各地的不同需要,合理安排各種類型甘蔗的深入研究、生產布局以及合理利用等,突顯甘蔗的生物產量高、資源豐富這一特色,讓具有多種功能的甘蔗業最大限度地為我省經濟建設作出貢獻。