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随着中国淀粉工业的发展,对淀粉的需求正在增长,而淀粉加工业中玉米淀粉所占比重也在不断增加,行业高层人士估计未来五年内,中国玉米淀粉产量料平均年增5-10%,因食品添加剂需求增加。
淀粉糖是我国食品工业的重要原料,是人们日常消费食糖的有益补充。进入2000年以来,淀粉糖发展形势看好,攀升很快。1999年蔗糖产量880万吨,而淀粉糖仅60多万吨。市场放开后,蔗糖连年亏损局面越来越重,全国糖业连续4年亏损累计人民币100亿元。
由此国家制定一些措施,促使淀粉糖大幅度增长,我国淀粉糖2000年度约67万吨,主要是液体葡萄糖浆和麦芽糖占到60%以上,果葡糖浆产量很少,实际产量不到1万吨,而且产品都为淀粉糖的初级产品。但是到了2005年,淀粉糖的产量达到了420万吨,而国家农业部预计2006年淀粉糖产量达到520万吨,将替代食糖消费量50万吨左右。目前淀粉糖甜度和生产成本相对较低,属于国家鼓励发展的行业,其产能正不断扩大,低价淀粉糖产量不断增加。
变性淀粉是在淀粉具有的固有特性基础上,为改善其性能和扩大其应用范围,而利用物理方法、化学方法和酶法改变淀粉的天然性质,增加其性能或引进新的特性而制备的淀粉衍生物。
变性淀粉是近几年新发展起来的产品,用途广泛,国外已开发出3000多个品种,而中国只开发出50多个品种。它广泛应用于造纸、纺织、食品、饲料、医药、日化、石油等工业使用量最大的是造纸、食品和纺织品等行业,前景很好。
变性淀粉的最大用户是造纸,最有发展前途的是食品。美国是世界变性淀粉最大的生产国,年产约200万吨,主要用于造纸。美国年产纸及纸板7000万吨,使用150万吨的变性淀粉,占纸及纸板重量的2.1%,占美国变性淀粉总产量的3/4。
中国有丰富的淀粉原料资源,目前中国已有生产40余万吨变性淀粉的能力,但实际生产只有20余万吨,此外每年还从国外进口几千吨。国内迄今最大的用户是造纸行业,每年用8万多吨变性淀粉,1997年中国纸及纸板年产量已达2700万吨,变性淀粉用量只及纸及纸板的千分之3。
近几年,国家重点组织了多项玉米变性淀粉技术产业化开发,实现了关键设备国产化,逐步解决中国变性淀粉品种少、系列化程度低,部分产品还需进口的状况。部分产品可替代国外同类产品。2004年,中国变性淀粉实际产量在50万吨左右。中国各业变性淀粉需求量年平均递增速度达到27%,远远高于中国经济发展速度。玉米变性淀粉加工产业化示范项目使玉米生产变性淀粉产品的附加值显著提高,是玉米原值的几十倍,发展变性淀粉产业潜力巨大。随着技术的不断进步与发展创新,变性淀粉是淀粉深加工的必然趋势。
二、玉米化工醇
玉米化工醇的地位相当于石油化工中的乙烯。有了玉米化工醇,就能衍生出石油化工醇所能生产的一切产品,比如合成纤维、工程塑料、特种树脂、聚氨酯,几乎无所不能。玉米化工醇与石油化工醇具有同样的分子式,同样的用途,唯一的差别就在于原料不同。
玉米化工醇用在纺织上,着色度更好。玉米化工醇的投产和应用,使玉米深加工的发展空间更加广阔。生产1吨化工醇,需要消耗石油8吨,如用玉米取代石油,仅消耗玉米1.76吨。用石油生产的吨成本是7000元左右,而用玉米生产的吨成本是4200元左右。玉米产业的资源和成本优势由此可见。玉米化工醇生产使玉米深加工科技含量提高,石油化工醇能够生产的产品,玉米化工醇同样能生产出来。
在国际能源价格居高不下的情况下,玉米作为重要可再生能源的属性更加突出,其市场前景和开发潜力将非常广阔。
三、玉米深加工的其他产物
1、玉米油
玉米油是玉米深加工的产品之一,我国的玉米含油率一般在3.5%~4%左右,国外培育出的高含油玉米的含油率可达7.2%~7.5%,我国培育出的高油玉米可达8%~10%。在玉米深加工过程中生产的玉米油,可再进一步加工成玉米色拉油,可以使玉米增值。
玉米油是一种值得大力推广的食用保健植物油,它的不饱和脂肪酸含量高达85%以上,主要有油酸和亚油酸,吸收18达97%以上,是一种很好的功能性保健食品。长期食用不仅供给人体热量,也是人体营养所必需。玉米油中含有的谷固醇,具有抑制胆固醇增加,减轻动脉硬化,治疗冠心病,促进人体健康的作用。随着人们生活水平的提高,玉米油的市场需求将会越来越大。
2、玉米粕
玉米粕是玉米油生产的副产品,是一种以蛋白质为主要成分的营养物质,是较好的营养强化剂。目前国内供不应求,市场潜力大,经济效益高,有关方兴未艾的发展前途和远景。
3、玉米糖化、发酵
玉米糖化、发酵精馏后的废渣经脱水干燥得到的粉状或加工成颗粒状可制成DDGS蛋白饲料。玉米原料在发酵过程中只消耗淀粉,其它营养成分不仅未减少,而且相对增加,如增加蛋白质,使氨基酸的组成更加合理。DDGS产品经测试表明,它含有18种动物生长所需要的氨基酸,亦有作食品添加剂之用的。国内外大量实验和实际应用表明,DDGS作用牛、鸡、鱼的混配饲料,增重快、产出高、成本低、效益好。我国DDGS生产是近十年发展起来的新型产业,其生产能力较小,据行业协会统计,DDGS年生产能力约25万吨,还没有形成大的生产能力,因此根本满足不了国内饲料业对蛋白饲料的需要。2001年,蛋白饲料的总需求量只满足了50%,市场潜力巨大。
4、水溶性蛋白
(黑龙江省龙江县龙江镇畜牧兽医综合服务站161100)
玉米秸秆是来源丰富、价格低廉的牛羊等反刍家畜主要粗饲料,传统是将玉米秸秆直接饲喂,结果是由于收获后的玉米秸秆已经失去大部分水分和青绿的气味,秸秆逐渐变干,牛羊适口性下降,消化利用率不高,饲喂效果降低,影响其生产性能,另外损失较多,利用的较少。因此,人们开始研究改变其适口性和增加其营养问题,以提高牛羊应用玉米秸秆的利用率。目前在生产中最常见、最多用的主要有以下几种加工制作方法。
1青贮
玉米秸秆的青贮是借助温度、水分将玉米秸秆自然发酵的方法。玉米果实快速收获后趁湿及早收割,用揉碎机铡成3~5厘米,填入青贮窖,每25~30厘米为一层,用人踩踏或四轮拖拉机进行碾压,每层必须填满、压实,不留空隙,然后填装另一层,同时,随时检查玉米秸秆的水份含量,玉米秸秆湿度为 65%~75%最优。简单方法是用手抓起碾压后的玉米秸秆,双手扭拧,手指缝间有水分溢出但不滴水,湿度为正好;手指缝间滴水呈线状,说明玉米秸秆水分太大,湿度偏高,需去除水分,降低湿度;手指缝间无水分溢出,说明玉米秸秆太干,湿度偏低,需添加水分,增加湿度。青贮窖不能填的太少,玉米秸秆要超过青贮窖沿半米左右,在上面均匀抛撒一层食盐,然后覆盖塑料薄膜,周围用湿土压严、不通空气,上面再覆盖一层无纺布,周围也同样用湿土压严、不通空气。玉米秸秆装填后在室温16~20℃,45~60天即可开窖使用;在室温25~30℃,15~20天即可开窖使用。使用时首先要鉴别青贮的好坏,青贮的好玉米秸秆为青绿色或者黄绿色,质地紧密,黄叶保持原状,有酸香味;青贮的不好,玉米秸秆变墨绿色或黑色,发粘,没有形状,呈腐烂状态,有臭味,这种青贮玉米秸秆发生变质,不可利用。
2微贮
玉米秸秆的微贮是微生物利用玉米秸秆的某些营养物质生长繁殖,并分解玉米秸秆纤维、蛋白等,提供给牛羊。将玉米秸秆用揉碎机铡成2 ~3 厘米大小,堆放在水泥地上或垫有塑料布的地上,用水充分搅拌,使含水量在40%~ 50%;将微生物制剂、玉米面按1:10比例混合,充分搅拌均匀,再按2%的比例均匀撒入揉碎的玉米秸秆上,充分搅拌均匀,用锹拍实,不能留有空隙,上面覆盖塑料薄膜,四周用东西压紧、密封。微贮的玉米秸秆在室温16~20℃,20~25 天即可使用;在室温25~ 30 ℃,10~15天即可使用。质量好的微贮玉米秸秆气味清香,秸秆变柔变软,可提高粗蛋白含量 30%~40%。
3酶贮
玉米秸秆酶贮是利用多种消化分解酶,将干玉米秸秆中的蛋白、糖类、纤维等营养成分分解,既能提高玉米秸秆适口性,又能增加牛羊使用的利用率。具体方法是将玉米秸秆用揉碎机铡成 3 ~ 5 厘米长短,堆放在水泥地上或垫有塑料布的地上,用水充分搅拌,使含水量在65~ 75%;将酶贮复合酶、玉米面、盐按1∶10∶2比例混合,充分搅拌均匀,再按1%的比例均匀撒入揉碎的玉米秸秆上,充分搅拌均匀,用锹拍实,不能留有空隙,上面覆盖塑料薄膜,四周用东西压紧、密封。酶贮的玉米秸秆在室温16~20℃,10~15 天即可使用;在室温25~ 30 ℃, 5~7 天即可使用。质量好的酶贮饲料色泽鲜艳呈原有的青玉米秸的颜色,秸秆变柔变软,具有醇香的果品味,粗蛋白含量50%~60%、粗纤维利用率提高80%~90%。
近几年来,我国玉米深加工业发展迅速,对引导农业结构调整,推动产业化经营,实现工业反哺农业,促进农民增收发挥了积极的作用。但是,一些地区也出现了玉米深加工能力扩张过快、低水平盲目建设严重、资源加工转化利用效率低等问题。为避免玉米深加工项目继续盲目建设,控制过快发展,实现饲料加工业和玉米深加工业的协调发展,保障国家食物安全,国家了《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》(以下称《指导意见》)。
一、国内玉米生产与消费状况
(一)生产状况
我国玉米生产一直保持波动增长的态势。“十五”期间玉米产量从2000年的1.06亿吨增长到2005年的1.39亿吨,年均增长5.6%。2006年国内玉米产量达到1.45亿吨的历史最高水平,比2005年增长3.6%,产量增长中单产增长贡献率占58%。从“十五”期间播种面积和单产对产量增长的贡献率来看,单产的比重在继续提高。
我国玉米生产具有产区相对集中的特征。东北地区常年玉米产量占全国的35%左右,华北黄淮地区占34%左右。尽管东北和华北黄淮两个地区都是玉米产区,但在全国的购销地位不同。东北地区是国内最大的商品玉米调出区,常年均可调出玉米,年调出量为1700万-2000万吨。而华北黄淮海地区则是季节性玉米调出地区,即当地新产玉米上市后的半年时间内可以实现玉米自给,并有一定外运,而其后的半年则供给不足,需从东北调入。
(二)消费状况
国内玉米消费保持刚性增长态势。“十五”期间我国玉米消费量从2000年的1.12亿吨增长到2005年的1.27亿吨,年均增长2.5%。2006年国内玉米消费量(不含出口)为1.34亿吨,比2005年增长5.5%。从玉米的消费结构看,2006年饲用消费玉米数量为8400万吨,占国内玉米消费总量的64.2%;深加工消费玉米3589万吨,占26.8%左右,比重呈增长趋势;种用和食用消费相对稳定。
1.国内饲料加工业对玉米的消费需求
玉米是公认的“饲料之王”,在生猪和肉禽、蛋禽饲料生产中,需要添加60%的玉米作为能量饲料原料,才能最佳发挥饲料效力。豆粕、玉米蛋白粉等蛋白类原料不能替代玉米单独作为饲料。以水稻、小麦等其他能量饲料粮来替代玉米,在可供量和效率比等方面都不具备条件。
随着经济社会的发展,对动物性食品的需求不断增加,饲用玉米需求也同步增长。2006年全国工业饲料总产量1.11亿吨,较2003年的8711万吨增长27.4%,年均增长8.4%。饲料产品中猪饲料占总量的33%左右,肉禽饲料占30%左右,蛋禽饲料占20%左右,水产饲料和反刍类饲料占17%左右。东部沿海十省市和中部六省是饲料主要生产地区,产量约占全国的64%,东北三省的份额约为14%。2006年全国用于饲料养殖业的玉米用量为8400万吨,较2003年的7520万吨增长11.7%,年均增长3.8%。
2.国内深加工业对玉米的消费需求
2003年以来,以玉米淀粉、乙醇及其衍生产品为代表的玉米深加工业发展迅速。2006年深加工业消耗玉米数量达到3589万吨,比2003年的1650万吨增长117.5%,年均增幅高达29.6%。
二、全球玉米生产消费总体情况
(一)生产状况
全球每年玉米种植面积1.40亿~1.45亿公顷,总产量6.5亿~7.0亿吨,占全球谷物总量的35%,美国、中国、巴西、阿根廷等四国玉米总产量约占全球总产量的70%,其中美国40%以上,中国20%,巴西7%,阿根廷3%。2006年全球玉米产量约为6.9亿吨,预计2010年将增长到8.2亿吨,增长18.8%。
(二)消费状况
全球玉米消费量从1999年开始就保持在6亿吨以上,并呈刚性增长之势。美国、中国、巴西、日本等四国总消费量占全球的63%左右。2006年全球玉米消费量约7.2亿吨,预计2010年将达到8亿吨左右,累计增长11.1%。
(三)全球贸易状况
玉米贸易量在世界上仅次于小麦居第2位,占世界农产品贸易总量的四分之一以上。2006年全球玉米贸易量为7891万吨,预计2010将增至8390万吨,累计增长6.3%。近年美国国内以玉米为原料生产乙醇等加工业发展消费更多的玉米,预计将影响其出口增长,从而影响玉米全球贸易量的增长。
(四)全球玉米库存状况
2006年全球玉米库存为9300万吨,比2001年的1.5亿吨降低38%,为过去20年来的最低水平,预计2010年全球玉米库存约为9471万吨,仍将是历史较低水平。同期,我国国有粮食企业玉米库存分别从2000年的1203万吨和2005年的736万吨减少到2006年的629万吨,减幅分比为47.7%和14.5%。
(五)全球玉米供需与贸易前景
从供给看,玉米产量有继续增长的潜力,但短期内空间有限。全球玉米增产主要依靠巴西、阿根廷和美国,由于我国耕地资源有限,玉米增长潜力主要在东北改造低产田。从需求看,全球养殖业和深加工业对玉米需求将继续提高。预计未来5年全球玉米供求将处于紧平衡的格局,全球玉米贸易增长有限,低库存将成为一种常态。
三、我国玉米深加工业发展现状
玉米深加工产业链长、产品附加值高、应用领域广,深加工产品可广泛应用于纺织、汽车、食品、医药、材料、环保、能源、航空、航天等多个领域,市场前景广阔。近年来,随着化石能源在全球范围内的供需关系趋紧和国家对农产品加工业的高度重视,玉米主产区依托资源优势,玉米深加工业得到快速发展。主要有以下几个特点:
(一)玉米深加工业高速增长,产量大幅度提高
“十五”期间,我国玉米深加工业得到了快速发展,“十五”期间平均增长率保持在15%以上,主要产品的产量分别增加了2~7倍。2006年深加工消耗玉米数量达到3589万吨,深加工消耗玉米数量占国内玉米产量的比重从2003年的14.0%提高到2006年的24.7%。一是玉米酒精产量急剧增加,二是以淀粉和淀粉糖为主的深加工业高速发展。
(二)企业规模和产业集中度不断提高,产业竞争力有所增强
“十五”时期,通过新建、兼并和重组等方式,培育了一批驰名中外的大型和特大型加工企业,整个玉米深加工产业向着集团化、规模化、集约化的方向发展,产业结构得到有效调整,集中度逐步提高,如2006年度全国20强淀粉糖企业产量占全国淀粉糖总产量的90%。同时一部分行业涌现了一批龙头企业,如长春大成集团目前已成为玉米综合加工能力亚洲第一、世界第三且拥有化工醇核心技术的大型企业集团;山东西王集团公司年加工玉米达到100万吨,年产淀粉糖70万吨,居世界前列。
(三)产业布局向原料产地转移,集群式发展格局初显
围绕玉米主产区,已形成了东北和黄淮海两个玉米加工业密集带,集群式发展的格局初步显现。2006年,东北三省、内蒙古、山东、河北、河南和安徽等8个玉米产区深加工消耗玉米合计2791万元,比2000年增长了31.9倍,占全国深加工消耗玉米总量的82.6%。新增能力最快的省区是内蒙古、吉林、黑龙江和辽宁。
(四)技术水平不断提高,产品结构进一步优化
近10多年来,随着高新技术的研发和推广应用,我国玉米加工业传统工艺的改造步伐加快,玉米深加工业利用现代化的技术和装备对生产技术进行了创新和改革,促进了产业的技术进步和水平不断提高,无论是在吨产品原料消耗、能耗、综合利用、污染治理,还是在新产品开发方面都取得了长足进步。同时,产品结构也进一步优化。目前,我国玉米加工产品由传统的初级产品淀粉、乙醇向精深加工扩展,玉米生化制品、化工醇、淀粉糖、有机酸等产品所占比重不断扩大,产业链不断延长,资源利用效率逐步提高。
(五)对种植业结构调整和农民增收的带动作用日益增强
2006年我国玉米种植面积达到2705万公顷,占谷物面积的32.7%,比2003年提高了2.2个百分点。其中,深加工专用玉米播种面积也较快增长。以玉米深加工转化为主导的农产品加工业发展成为玉米主产省区的支柱产业和新的经济增长点,有效缓解了农民卖粮难问题,促进了农民增收。
四、我国玉米深加工业存在的主要问题
(一)玉米深加工产能扩张过快,盲目投资、低水平重复建设问题突出
2001年我国深加工消耗玉米仅为1250万吨,2006年上涨到3589万吨,比2001年增长1.87倍,年均增长高达23.5%,而同期玉米产量仅增长了26.2%,平均仅增长4.8%,已经出现深加工能力扩张过快,原料供应紧张,价格持续上涨的局面。以酒精为例,我国酒精年消费量为300~400万吨,而东北地区和内蒙、山东、河北、河南、安徽等8省的酒精加工能力已超过1000万吨,产能严重过剩。
(二)部分企业粗放型加工,初级产品多,玉米转化利用效率不高
与发达国家相比,我国相当部分玉米深加工企业多为初加工或一次性加工,初级产品多,产品结构不合理,深加工转化率低,资源综合利用率。目前,我国玉米淀粉行业原料平均利用率为95%,比国际先进水平的99%低4个百分点;淀粉得率大型企业为68~69%,小型企业在65%以下;谷氨酸行业部分产品吨产品耗水量为100吨,大大高于20吨的国际先进水平。
此外,我国玉米深加工产业能耗和水耗还较高,与国际先进水平相比,差距还较大。如味精行业大多数企业吨耗原煤高达2吨以上,柠檬酸行业吨耗水高达50吨以上,味精行业吨耗水高达200吨以上,因此,节能、节水的任务仍相当艰巨。
(三)部分企业不搞循环经济,污染比较严重
现阶段,我国玉米深加工企业成品收率普遍较低,如味精总收率只有90%左右,柠檬酸80%左右,玉米发酵行业尚有10~20%的有机物质在生产过程中流失而成为污染源。玉米深加工生产过程中会产生大量高浓度的有机废水,如果未经有效处理就直接排放,会对环境造成污染。目前,我国年产3万吨或以下的小型玉米淀粉加工企业占20%左右,很多企业工艺技术水平不高,又不搞循环经济、环保工程,全年直接排放的高浓度有机废水超过400万吨,成为新的污染源。
(四)专用玉米生产基地不足,产业化经营格局尚未最终形成
我国不乏高淀粉玉米、高蛋白玉米、高油玉米品种,但我国玉米种植缺乏专用基地,混种混收现象严重,玉米种植标准化水平低,贸工农一体化的产业化经营格局尚未真正形成,导致原料质量参差不齐,不仅未体现优质优价,影响了农民种植专用原料的积极性,也使加工产品质量不一致,增加了企业的加工成本,影响了玉米深加工企业的效益,制约了玉米深加工业的健康发展。
适度发展玉米深加工产业,对调动农民种粮积极性、稳定玉米生产、保障粮食安全、促进农民增收、推动地方经济发展具有积极的促进作用。但我国人多地少的基本国情,以及耕地和水资源减少趋势的不可逆转性,决定了在今后一个相当长的时期内,我国粮食产需关系处于紧平衡的态势不会改变。因此,如果玉米深加工产业发展不考虑国内的资源情况而盲目扩张,将会对国家食物安全产生一系列负面影响,不仅不利于农业结构的调整,也不利于玉米深加工业本身的健康发展。
一是可能会打破国内玉米供求格局。东北地区是国内最大的商品玉米调出区,如玉米深加工业健康有序增长,常年均可调出玉米,年均调出量在1700-2000万吨,满足国内需求,实现国内玉米自平衡。如果玉米深加工业增长过快,盲目扩张,将会打破目前国内玉米供应格局,东北地区调出玉米量将大大减少,出现无粮可调的局面,使南方主销区的饲料原料从依靠国内供给转为依靠进口,增加国家食物安全风险。
二是影响饲料工业的健康发展。玉米是最主要的饲料原料,饲用玉米消费在消费总量中将长期占据主导地位,且消费数量呈现刚性增长的态势。若盲目发展玉米深加工业,将会挤占饲料玉米的供应总量,影响饲料工业、畜牧业的健康发展,进而影响到肉禽蛋奶等人民生活必需品的正常供应,使人民食物安全得不到保证。
三是影响玉米深加工业的健康发展。玉米深加工业盲目过快发展,将导致市场竞争更加激烈,加工企业会面临更大的风险,不仅影响玉米深加工业的健康发展,而且会造成玉米供求关系变化和价格波动,直接影响农民收入的稳定增长。
四是引发主要粮食品种生产格局的调整。玉米深加工业的过快发展,将导致玉米需求量的上升和供求关系的紧张,推动国内玉米价格持续上扬,进而改变玉米和大豆、稻谷、小麦等主要粮食作物的正常比价关系,刺激玉米生产的过度扩张,导致挤压大豆、稻谷、小麦生产的发展空间,引发粮食品种结构的失衡。
五是引发国际粮价的波动。随着我国东北玉米供应量的减少,我国南方饲料等加工企业有可能依靠进口玉米弥补国内缺口,一方面国际上不能提供足够的货源,另一方面中国一旦开始大量进口玉米,将改变全球玉米供求格局,不可避免带来国际玉米价格的大幅波动,进而影响我国粮食安全。
五、玉米加工业发展的基本原则和总体目标
(一)基本原则
一是控制规模,协调发展。严格控制玉米深加工项目盲目投资和低水平重复建设,坚决遏制过快发展的势头,使其发展与国内玉米生产能力相适应。
二是饲料优先,统筹兼顾。在充分保证饲料养殖业、食用和生产用种对玉米需求的基础上,根据剩余可用玉米数量适度发展深加工业,确保饲用、食用和生产用种玉米供应安全。
三是合理布局,优化结构。优化饲料加工业和玉米深加工业布局,在确保东北地区及内蒙古作为商品玉米产区地位不动摇的前提下,积极发展饲料加工业,适度发展深加工业。
四是立足国内,加强引导。玉米加工产业发展应以满足国内市场需求为基本思想,加强对玉米初加工及部分深加工产品出口的必要控制,避免加剧国内玉米资源的短缺局面。同时,鼓励适度进口一定数量的玉米,以满足国内市场需求。
五是循环经济,综合利用。坚持循环经济的理念,加快玉米深加工业的结构调整,坚持上规模上水平,提高资源利用水平和效益,减少污染物排放,降低单位产品能耗、物耗。
(二)总体目标
通过政策引导与市场竞争相结合,加快产业结构、产品结构和企业布局的调整,淘汰一批落后生产力,提高自主创新能力,提升行业的技术和装备水平,形成结构优化、布局合理、资源节约、环境友好、技术进步和可持续发展的玉米加工业体系。“十一五”时期主要目标如下。
――保持协调发展。“十一五”时期饲料玉米用量的年增长率保持4.7%左右;控制深加工玉米用量的增长,保持基本稳定。
――用粮规模控制在合理水平。玉米深加工业用粮规模占玉米消费总量的比例控制在26%以内。
――区域布局更加合理。以东北和华北黄淮海玉米主产区为重点,加强玉米生产基地和加工业基地建设。到2010年东北三省及内蒙古玉米输出总量(不含出口)力争不低于1700万吨,输出总量占当地玉米产量的比重不低于30%。
――产业结构不断优化。企业规模化、集团化进程加快,资源进一步向优势企业集中,骨干企业的国际竞争力明显增强。
――基本建立起安全、优质、高效的玉米深加工技术支撑体系和监管体系,可持续发展能力增强。
――玉米利用效率显著提高,副产物得以综合利用,产业链不断延长。到2010年,深加工单位产品原料利用率达到97%以上,玉米消耗量比目前下降8%以上。
――资源消耗逐步降低,污染物全部达标排放。单位产值能耗降低20%,单位工业增加值用水量降低30%,玉米加工副产品及工业固体废物综合利用率达到95%以上,主要污染物排放总量减少10%。
(四)需要说明的几个问题
第一,关于基本原则
《指导意见》指出,未来玉米深加工业发展需要坚持控制规模、协调发展,饲料优先、统筹兼顾,合理布局、优化结构,立足国内、加强引导,循环经济、综合利用的原则。确定这些原则的基本出发点:一是玉米是公认“饲料之王”,在我国饲料养殖业中具有无可替代的地位。玉米是我国饲料养殖业中最重要的能量饲料,国内饲料养殖业消费玉米数量占玉米消费总量65%-70%。豆粕、玉米蛋白粉(玉米深加工的副产品)等蛋白类原料必须与能量饲料混合后才能饲喂畜禽,而不能单独作为饲料来使用。但是,随着玉米深加工业的快速发展,深加工业与饲料养殖业争玉米原料的矛盾开始显现,然而饲料养殖业的产品附加值一般低于玉米深加工业,在原料竞争中往往处于劣势。为满足人民生活水平不断提高对肉蛋奶等畜产品的需求,必须优先保证饲料发展对玉米需求。二是玉米深加工业对平衡市场供求关系具有重要作用,有利于稳定和提高玉米市场价格,调动农民种粮积极性,推动地方经济发展。但是,如果玉米加工过快发展乃至超过国内玉米供给能力,东北及内蒙古地区调出玉米量将大大减少,使南方主销区的饲料原料从依靠国内供给转为依靠进口,增加国家食物安全风险。因此,必须合理控制深加工业消耗玉米的规模,保持适度发展。三是受耕地减少、水资源短缺等因素制约,粮食生产持续保持较大幅度增产的可能性不大,粮食供求将处于紧平衡状态,玉米中长期也将存在供给缺口。因此,从供求平衡的角度出发,玉米深加工业发展应坚持满足国内市场需求为基本原则,不鼓励发展出口导向型玉米加工业。
第二,关于发展目标
1.饲料玉米需求的增长速度。《指导意见》提出,“十一五”时期饲料玉米将保持2.8%的速度增长。主要是根据当前国内肉蛋奶的消费现状与未来发展趋势推算得到。预测表明,2010年我国肉类、禽蛋和奶类总产量将分别达到9194万吨、3447万吨和4492万吨,超过《全国畜牧业发展第十一个五年规划》设定的目标;据此预测,2010年养殖业对饲用玉米的需求量将达到1.01亿吨,“十一五”期间年均增长预计为4.7%。
2.深加工玉米用量的增长速度。《指导意见》提出,深加工玉米用量保持稳定,主要基于以下考虑:国内玉米生产首先要保证饲料加工业、食品工业发展对玉米的需求,在此基础上,剩余的玉米可用于发展深加工业;只有这样,才能实现饲料加工业和玉米深加工业的协调发展,才能实现玉米加工业发展与玉米生产能力相适应。根据前述关于2010年养殖业对饲用玉米需求的预测,加上食品工业和种子用粮的需求,预计2010年这三项需求合计将达1.12亿吨,而2010年国内玉米产量预计为1.5亿吨左右。在不考虑到进出口和库存因素的情况下,这就意味着2010年国内可用于深加工的玉米数量为3800万吨,占同期国内玉米产量的比例为25.3%左右。据此推算,“十一五”后4年深加工玉米用量的年增长率为1.4%左右。可见,未来玉米深加工业发展主要是加强产业结构调整和升级,提高发展质量,而不是产能的盲目扩张。
3.东北三省和内蒙古的玉米输出总量。《指导意见》提出,到2010年时东北三省及内蒙古玉米输出总量(不含出口)力争不低于1700万吨,输出总量占当地玉米产量的比重不低于30%。这个指标主要基于以下预测:从需求方面看,南方地区作为国内最发达的猪、禽养殖业地区的地位不会改变,对能量饲料的需求将继续保持稳定增长,尽管目前南方部分饲料企业因玉米价格上涨尝试用稻谷或小麦替代部分玉米作为能量饲料,但由于猪、禽对这些替代品的消化能力较低,因此,南方地区饲料加工业对玉米的需求将继续保持在一个比较高水平,需要从玉米主产区调入一定数量的饲料玉米;从供给方面看,2010年东北三省和内蒙古的玉米生产在满足当地饲料和深加工需求后,仍然有能力向国内其他省区外调不低于1700万吨玉米余粮。一是“十一五”期间东北地区玉米产量将保持年均2.0%的趋势增长,预计2010年玉米总产量达到5550万吨。二是“十一五”期间东北和内蒙古地区饲用玉米需求将以1.8%的趋势增长,预计2010年饲用玉米需求为1430万吨;玉米深加工业受市场需求、原料供应和宏观调控等因素的影响,预测2010年东北和内蒙古地区深加工玉米需求量达到1700万吨,加上食用等其他需求约700万吨, 需求总量预计为3830万吨。预计到2010年东北和内蒙古地区有超过1700万吨的玉米余粮。而过去几年东北和内蒙古地区正常年玉米调出量为1700万-2000万吨。
4.资源节约和环境保护。《指导意见》要求,“十一五”时期玉米深加工业单位产值能耗降低20%、单位工业增加值用水量降低30%、工业固体废物综合利用率达到95%以上、主要污染物排放总量减少10%等的目标。这是参考《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》的目标确定的。同时,考虑到玉米加工业的固体废物综合利用率目前虽然已处于较高水平,但很有很大的利用空间,因此把工业固体废物综合利用率的目标提高到95%,比《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》的目标高35个百分点。
六、产业布局及产业准入
(一)关于产业准入
由于十一五时期,未出台过玉米深加工方面的产业政策,对地方发展玉米深加工业缺乏科学引导和宏观调控。特别是国家投资体制改革后,玉米深加工业项目投资管理权限已经下发到地方,且都是采用备案制,不少省区已将备案权下放到县。由于缺乏国家监管和宏观调控,各地在利益的驱动下,为争夺资源,竞相上马玉米深加工业项目,从而导致一些地方玉米加工能力快速扩张和无序发展。为规范企业的投资行为,防止一哄而上、盲目建设和投资浪费,需要区别不同情况,调整玉米加工项目的管理方式,从项目建设规模、企业资格、资源节约和环境保护等方面,对进入玉米深加工产业的企业制定严格的产业准入条件。一是调整项目的管理方式,对新建或改扩建玉米深加工项目,改备案制为核准制。基于目前玉米深加工业发展的状况,“十一五”时期基本停止核准新建或扩建玉米深加工项目;二是明确行业发展导向;三是对进入玉米深加工的企业提出资格要求,明确了从事玉米深加工企业的资本金、总资产、资产负债率、省级金融机构信用等级标准,提高行业的整体综合素质和竞争实力;四是设立最低的资源节约和环境保护门槛,如玉米、能源、水资源消耗标准等。
(二)关于产业布局
玉米加工业发展的布局依据:一是靠近原料产地,尽可能发挥玉米主产区的比较优势;二是达到合理经济规模;三是形成集聚效应;四是水资源、环境容量、交通运输等条件优越。
七、政策措施
一是加强对新建、扩建项目宏观调控,全面清理在建、拟建项目。
二是保持玉米食用消费、饲料和深加工的协调发展。
三是加快产业结构调整。
四是适当调整玉米及加工产品进出口政策。
五是推进行业技术进步。
六是提高资源综合利用效率。
七是大力开发饲料资源,提高保障能力。
八是增强扶持力度,鼓励玉米生产。
一、加工机理
首先通过蒸汽热处理,使谷物(玉米)淀粉得到凝胶糊化,而后经机械压力,破坏细胞内淀粉结合的氢键,使淀粉从蛋白质的包被中释放出来,同时也使谷物(玉米)中蛋白质的化学结构发生改变,有利于动物机体对谷物(玉米)中淀粉和蛋白质的消化利用。
二、加工流程
首先,将收购的谷物(玉米)用筛选和磁选设备清除杂物;其次,将清理干净的谷物(玉米)用提升机输送到蒸汽加热调质罐,通过蒸汽蒸煮,使谷物(玉米)淀粉得到充分糊化;再次,将糊化好的谷物(玉米)输送到预先加热的轧辊压片机,轧成需要密度的薄片;最后,将轧好的谷物(玉米)薄片输送到干燥冷却机,当温度降至常温、水分达到要求时,即可计量、包装。
加工流程图如下:
三、主要技术参数
1. 蒸汽温度:100~110℃。
2. 蒸汽调质时间:35~60分钟,以40分钟最佳。
3. 轧辊挤压压力:定压法3.5兆帕,定距法6兆帕。
4. 压片密度:320~360克/升。
5. 成品含水量:10%以下,以8%最佳。
四、技术的先进性
1. 与干式压片饲料加工技术相比,该技术可使谷物(玉米)中的淀粉糊化度提高30%,瘤胃淀粉消化率提高15%,小肠淀粉消化率提高25%,全消化道淀粉消化率提高7%。
2. 与干式压片饲料加工技术相比,该技术可使谷物(玉米)中的饲料蛋白质向微生物蛋白质的转化效率提高10%以上,小肠氮消化率提高10%,总肠道氮消化率提高8%。
3. 与干式压片饲料加工技术相比,该技术可杀灭谷物(玉米)中的有害微生物、病原体、霉菌毒素、大肠杆菌、沙门氏菌等,杜绝了病原的传播,有利于提高动物产品质量。
4. 与干式压片饲料加工技术相比,该技术可使谷物(玉米)的消化利用率从70%提高到100%,由此可节约谷物(玉米)饲料40%以上。
5. 与干式压片饲料加工技术相比,该技术可使动物排粪量减少15%以上,粪便中氮排放量从145克/天下降到129克/天,从而减轻了对环境的污染,有利于畜牧业健康可持续发展。
关键词:青贮玉米;栽培;加工;技术
中图分类号:S513 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2012)-11-0136-2
0 前言
玉米是世界上主要的粮饲兼用作物,青贮玉米具有生物产量高、营养丰富、耐存储、易消化等特点[1,2],对当今玉米产业发展乃至农牧业协调发展越来越具有导向作用。据报道,截止到2010年,美国青贮玉米种植面积约40.0×104hm2,而法国青贮玉米种植面积达150×104hm2,占玉米播种总面积近82.1%[3]。青贮玉米单位面积生物产量高,营养品质好,是奶牛、肉牛和其他食草牲畜的优质饲料[6]。在保证牲畜营养和健康的同时,饲喂青贮玉米饲料明显降低了其日粮成本,增加收益[3]。近几年,随着畜牧产业的飞速发展,对饲料玉米需求量逐渐增加,玉米生产将从单纯利用籽粒的普通玉米生产转为饲用玉米生产。
1 不同类型高产优质青贮玉米
1.1 青贮玉米与普通籽实玉米区别
1.1.1 外部形态不同 青贮玉米一般表现为植株高大,多数在2.2~3.6m,有的品种甚至可高达4m,叶片数较多,在生产中多以新鲜秸秆饲用,而籽实玉米则主要为籽实生产。
1.1.2 收获期不同 青贮玉米收获时要求生物产量高,营养品种较好,当籽粒生长至乳熟末期至蜡熟前期时,为最佳收获期[4]。而籽实玉米的最佳收获期必须在完熟期以后。特别要注意的是,为提高复种青贮玉米的产量和品种,在生产中应做到早播、晚收获。
1.1.3 用途不同 青贮玉米在生产中主要用于奶牛、肉牛和其他食草牲畜的饲料,而籽实玉米除用作饲料外,还是重要的粮食及轻工业原料[5]。
1.2 青贮玉米的种类
1.2.1 优质型青贮玉米 该类型玉米主要表现为蛋白质、脂肪、赖氨酸含量较高,适口性较好,容易消化[6]。高油玉米是典型的优质青贮玉米,虽优点很多,但由于不耐密植、产量偏低,在推广应用的过程中受到限制。
1.2.2 高产型青贮玉米 该类型玉米在生产中主要表现为植株高大、生长速度快、群体生物产量较高等特点,群体生物鲜产量可达150000kg/hm2以上。其代表品种包括两种:一种是单秆耐密型,另一种是多穗型。单秆耐密型青贮玉米在美国、法国等发达国家被广泛推广,而多秆多穗型青贮玉米是我国选育的特色品种。
1.2.3 兼用型青贮玉米 该类型玉米在生产中主要表现为籽粒产量较高、鲜生物(秸秆)产量较高的特点。一般植株较高,晚熟。同时种植该类型青贮玉米可根据粮用玉米和其他饲料作物的市场需求,适时调整应用方式,获得较高的经济收益。
1.3 青贮玉米的评价指标
建立青贮玉米产量与品质的评价指标体系,可以正确指导鉴定品种优劣、制定合理的栽培管理措施。青贮玉米复种栽培时应充分考虑生物产量和品质两方面因素,由于多数采用全株青贮,籽粒没有完全成熟,所以籽粒的营养物质对于青贮品质的优劣影响较大。
青贮玉米品质标准主要从营养成分、纤维素含量及类型和动物离体试验指标来衡量。在生产中通过测定全株粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、粗灰分和无氮浸出物含量,参照青贮玉米国家标准(GB/T25882-2010)定级衡量。
2 青贮玉米复种的栽培技术
2.1 关于品种
我国青贮玉米种植面积较普通玉米小很多,并且多选择生育期较长青贮品种,主要适用于光热条件较好、春播一季的地区种植。作为复种青贮玉米种植品质选择级加工要求,要考虑以下几点:品种的生物产量高;生育期适中,在收获时最好能够达到乳熟期;品种适应能力强,生产中抗病性强,抗倒伏。
在复种栽培时应多选用生长速度较快、籽粒灌浆程度较好、群体生物(秸秆)产量较高、保绿性好,符合国标要求,籽粒饱满无病害、整齐度较高,有药剂包衣的早熟优良玉米种子。
2.2 关于播期、播量及播种方式
2.2.1 播期 光热资源不足是复种青贮玉米的主要限制因子,因此必须在一定的时间范围内及时播种才能确保复种成功。如果播期过迟,青贮玉米的生物产量和品质要求都将无法保证,导致种植失败。以宁夏为例,尽可能在7月初播种,在条件允许情况下,适时早播是保证生物产量和品种要求的关键[7]。
2.2.2 播量 播量37.5~45kg/hm2,群播密度控制在7.3~10.0万株/hm2。
2.2.3 播种方式 播种时可采用宽、窄行种植,窄行30~40cm,宽行70cm左右,株距30cm左右[7]。如用人工播种,保证籽粒播种均匀,开沟深浅一致,播后踩实覆土。机械播种后要及时镇压保墒。
2.3 关于田间管理、施肥以及灌水
2.3.1 间苗与定株 出苗后4至6叶期一次性间苗、定株,确保出苗长势一致,如若缺苗,则在旁边留双株,确保苗齐。出苗至拔节前中耕2~3次,深中耕可除去田间杂草同时促进玉米根系生长[7]。
2.3.2 施肥 青贮玉米种植密度较普通籽粒玉米大,群体生物产量较高,在生长发育过程中需肥较多,因此,要适当增施化肥,以获得较高的饲草产量。施足底肥和追肥,其中是追肥以拔节肥为主。在8至9叶时,结合中耕追施尿素300kg/hm2,磷酸二铵150 kg/hm2。
2.3.3 灌水 在播种前,要确保播种墒情,一般在幼苗期不灌水。在拔节期灌水并结合追肥。在抽雄期、灌浆期是玉米的需水高峰期,可根据降雨和田间湿度情况及时灌水,保绿防早衰。
3 复种青贮玉米的青贮加工利用技术
3.1 青贮的原理
青贮就是要抑制微生物的生长,保存青饲料的营养价值。在青贮过程中,利用乳酸菌能够在厌氧条件下发酵从而产生乳酸,贮藏环境的pH值则会下降到4.2以下,其他的细菌生长被抑制或死亡,进而实现青贮目的。
3.2 青贮发酵的阶段
第一阶段为玉米收获后,植物细胞维持在正常的生活状态,可进行呼吸,此过程温度不断上升,可达30℃;第二阶段为在短暂的好氧细菌产生醋酸后进入厌氧乳酸菌糖酵解过程;第三阶段为乳酸菌在厌氧条件下迅速繁殖,形成大量乳酸,贮藏环境的p H值迅速降低至4.2以下,其他细菌死亡。至此,以上阶段共需25天左右;第四阶段转入稳定状态,青贮饲料发酵阶段基本完成,可长期保存或取出饲喂牲畜。
3.3 复种青贮玉米的利用方法
第一,可以将收获后的茎、叶和鲜穗一起青贮(全株青贮);第二,可以将复种青贮玉米与其他青贮饲草混贮[8];第三,可将能够食用的鲜穗摘下,只将茎叶进行青贮;第四,可以将复种青贮玉米与干秸秆混贮。
3.4 青贮玉米的加工工艺
青贮玉米的加工在生产中要求很高,一般包括青收获、装填、密封贮存和取用。在整个过程中要注意密封、水分、温度和菌种等问题。
3.4.1 收获与切碎 做青贮饲料首先作物秸秆要适时收割,确保青贮饲料的水分和营养物质最优水平。玉米秸秆一般在进入完熟期前(果穗成熟、有叶片枯黄)立即收割青贮。复种青贮玉米力争早播,进入乳熟后期,适当晚收获,以便使营养水平处在较高阶段。收割后用铡草机将秸秆切碎窖铡,最好在半天内完成,以减少氧化产热过程。为了保证乳酸菌的前期正常生活,在切碎过程中适当加糖青贮,含水量控制在65%~75%为宜。
3.4.2 填装 青贮玉米切碎后应及时装填,通常做法15~20cm为一层,逐层填装、踩实后继续装填。在此过程中一定注意将贮藏池周边踩实,防止漏气。一种新的青贮方式——大型袋式玉米青贮技术,在填装过程中用到灌装机和新型复合材料袋。这套设备可完美实现填装、压实的工艺流程。操作过程中使用到螺旋式的喂料装置,青贮袋套住螺旋式运送装置,边运送边后退,直至青贮袋填满,然后封存起来。
3.4.3 封存 封存设施要求建在干燥、地势较高、容易开展机械操作的空地,注意远离水源和粪坑。贮存设施内部表面要求必须光滑平坦,尽可能做到密封。为取用方便,应尽量选择靠近圈舍的地方。
3.4.4 取用 青贮饲料封存后完成发酵过程,一般需要45天左右。在霜降、立冬后,就可以进行取用。取用过程中应做到随取随喂,取后盖好封口。
4 建议与展望
随着畜牧业的发展,粗饲料短缺很大程度制约着草食畜禽发展。然而,由于我国的基本国情决定我们不能依靠大面积种植青贮玉米,来满足市场对粗饲料的需求,培育高产品种是青饲玉米发展的主要方向。然而,我国青饲玉米品种繁育工作刚刚起步,尚有很长的发展道路要走。当前就应在品种选育、栽培技术、种植模式、推广方式等方面加强投入,尽快选育出适合我国国情的青饲玉米杂交种。同时要在更深层次加强农牧协调发展,大胆研究符合畜禽产业发展的新模式、新技术;发展适合我国国情的青贮玉米生产链条,确保农牧产业的健康发展。
参考文献
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[2] 魏笑笑,王宝维,等.青贮饲料加工工艺与设备的研究与应用[J].养殖与饲料,2007,(12):70-72.
[3] 熊元忠,李斌,陈士荣,等.青贮玉米的发展前景与栽培技术[J].南京农专学报,2000,3,16,(1):25-29.
[4] 王永宏,赵健.青贮玉米的品种筛选及高产栽培技术研究[J].安徽农学通报,2007,13(13):124-126.
[5] 李永刚,王婷.青贮玉米的特点及栽培技术[J].中国草食动物,2003:28.
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[7] 王永宏,等.引黄灌区冬麦后复种青贮玉米栽培技术规程[J].宁夏农林科技,2010,(2):81-83.
[8] 于春明,等.黑龙江垦区青贮玉米现状及发展方向[J].现代化农业,1999,(11):28-29.