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试论吉林省蓖麻产业发展前景

吉林省蓖麻产业最新动态及发展前景

张云万

(吉林省白城市农业科学院)

蓖麻是重要的油料作物和最有前景的能源作物,随着世界石油资源的日渐紧缺,蓖麻的重要性越来越受到人们的普遍关注。蓖麻油是航空业任何其它植物油所不能取代的高级润滑油,而且近年来从环保角度考虑,美国已颁布法规,限制并逐步禁止在与人有关的场所及物品中使用石油裂解成的单体原料聚合的合成树脂,使用蓖麻油生产的合成树脂更有益于人类健康,由此蓖麻油的需求量急剧上升,价格看好。吉林省蓖麻种植面积约占全国近30%,对全国的蓖麻形势有着举足轻重的战略地位。此文目的在于通过探讨吉林省蓖麻产业发展的相关问题,为吉林省蓖麻能够形成产业并能进入全国蓖麻产业先进行列提供科学依据。

一、吉林省蓖麻产业现状

1、蓖麻生产现状

吉林省种植蓖麻已有100多年的历史,最初是利用零星闲散土地种植少量蓖麻,用于润滑和照明。建国以来,吉林省蓖麻生产有所发展,1985年吉林省蓖麻种植达到鼎盛时期,种植面积达11万公顷,蓖麻籽产量达10万吨,比建国初期的种植面积和产量分别增长了6倍和14倍,分别占全国蓖麻总种植面积和蓖麻籽总产量的50%和57%。进入90年代后,由于国外受印度蓖麻油的冲击,国内受粮食作物特别是玉米价格的影响,吉林省农民种植蓖麻的积极性大受挫伤,种植面积逐年缩小,产量随之下降。1995年吉林省蓖麻种植面积减至2.3万公顷,蓖麻籽产量降至2.3万吨左右。种植面积和蓖麻籽产量为国内的30%弱。最近几年由于农业种植结构的调整,加之国

际市场对蓖麻油需求量的迅速上涨,吉林省的蓖麻种植面积和总产分别回升到6万公顷和6万余吨。作为中国蓖麻的著名主产区,吉林省的蓖麻主要集中在吉林省西部的白城市,近年来白城市蓖麻面积每年在4—6万公顷之间,种植面积占全省总面积的75%,松原市占20%,四平地区占2%,延边地区占1.4%,长春及通化地区占1.4% 其余为零星种植。

吉林省发展蓖麻生产有得天独厚的自然条件。农民有多年的种植习惯,而且盐碱化耕地面积大,仅白城、松原两市盐碱化耕地就达44万余公顷,其中,轻度盐碱化耕地8.3万公顷,中度耕地35.7万公顷,蓖麻耐盐碱,在盐碱化耕地上种植其它作物产量极低,而种植蓖麻比其它作物效益好。

90年代以前,生产上推广使用的品种以农家品种为主,1992年以来先后推广应用哲蓖1号、哲蓖3号、白蓖6号、白蓖12、白蓖19等新品种,目前我省生产上大面积应用的蓖麻品种主要有,“通蓖5号”和“白蓖20”,少部分使用杂交种“通蓖6号”、“春蓖1号”和“淄蓖5号,其中杂交种“通蓖6号”丰产性和适应性不十分理想,而“春蓖1号”和“淄蓖5号严重感病,所以生产上种植面积不大,现已纷纷西移新疆试种。白城蓖麻子实含油率在46—53%,南方其它省区的蓖麻子实含油率仅为39—45%。

2、蓖麻科研现状

吉林省的蓖麻育种研究工作,一直由白城市农业科学院独家承担,该院是全国仅有的几家蓖麻科研单位之一,也是吉林省唯一始终坚持从事蓖麻育种研究的科研单位。1988年以来,分别受到国家科技部、吉林省科技厅、吉林省农业厅和白城市科技局在科研经费上的支持,2010年12月5日,我院参加了国家公益性行业(农业)科技专项经费蓖麻产业技术研究与试验示范项目。现有从事蓖麻新品种选育

与开发的科技人员8名,其中研究员3名、副研究员2名、中级职称3名。早在80年代就开始对蓖麻进行品种资源收集、整理和引种试验,1988年正式开展蓖麻新品种选育工作。现用于蓖麻研究的试验地6公顷。中心化验室是80年代建成的全国9大农业测试中心之一,最近几年增添了一批先进的仪器设备。1990年白城市农业科学院的“引种蓖麻哲蓖1号”通过吉林省品种审定委员会审定,并获得吉林省农业技术改进成果3等奖。随之育成的白蓖6号、白蓖12、白蓖19等品种,在生产上发挥了很大的增产作用,深受广大农民喜欢。2007年育成白蓖20,在2008年获得白城市科技进步一等奖。这批蓖麻新品种在吉林省蓖麻产区推广应用后,使我省的蓖麻产量得以显著提高,特别是蓖麻新品种白蓖20,其产量、含油率、适应性和抗性均达到了国内同类成果水平,增产效果显著,目前已成为吉林省蓖麻生产上的首选品种,使全省蓖麻的平均单产水平提高了20%以上。

在育种研究工作中,我院已经由过去的常规育种转向了杂种优势利用研究,经过多年的艰辛努力,借助于海南的南繁加代,目前已经培育出一批成型的蓖麻亲本材料,特别是与国际市场接轨的蓖麻矮化基因筛选利用方面,取得了突破性进展;新品种的配套栽培技术研究方面也取得了显著成果,适宜的种植密度和施肥技术与前几年相比有了明显提高。

目前,白城市农业科学院选育的蓖麻杂交种白蓖21已经于2011年1月通过吉林省农作物品种审定委员会审定。一批优良的杂交亲本分别在转育和扩繁中,前景十分看好。

针对蓖麻枯萎病这个最大的全国性蓖麻病害,于1989年在我院试验田建立了蓖麻抗病育种圃,迄今已经连续重茬种植22年,成为全国唯一的蓖麻抗病育种材料筛选基地,目前已经开始为全国其它科研单位研究的最新蓖麻新品种及杂交种做田间自然抗病性鉴定。

3、蓖麻加工业现状

根据吉林省的蓖麻资源优势,早在1989年联合国开发计划署(UNDP)就资助吉林省石油化工设计研究院建立了蓖麻油研究与开发中心,该中心约有50名工程技术人员,从蓖麻油出发或以蓖麻油为原料先后开发六种产品:PVC聚合防粘釜涂料、聚氨酯泡沫材料、全塑通讯电缆气塞密封材料、蓖麻油磺基丁二酸酯、松锈防锈剂、高共轭二烯酸。

我省蓖麻油深加工产品主要有癸二酸、12—羟基硬脂酸、尼龙1010、氢化蓖麻油、甘油、太古油等10余种。其中,癸二酸年生产能力3000吨。12—羟基硬脂酸年生产能力1500吨。洮南有机化工集团用生产癸二酸的副产品仲辛醇作为原料,氧化制乙酸,具有年产200吨的加工能力。长春应用化学研究所和大安橡胶加工厂共同研制尼龙-11。吉林石井沟联化有国内最早的癸二酸生产装置;吉林市一化有生产氢化蓖麻油和12-羟基硬脂酸装置;还开发出蓖麻油基聚氨酯保温泡沫材料、蓖麻油基通讯电缆气塞密封材料、蓖麻油基磺基丁二酸酯表面活性剂,并开发蓖麻油制尼龙-11技术。

2007年以前,吉林省蓖麻油加工厂有大小20余家,2008年以来先后筹建了3家投资数亿元的大型蓖麻加工厂,分别是:吉林盛吉生物化工有限公司,投资1.6亿;吉林通榆向海油脂工业有限公司,投资1.5亿;吉林洮南元润粮油有限责任公司(洮南市植物油厂)投资1.5亿。

蓖麻的综合利用主要是把蓖麻籽榨出油,然后再把蓖麻油深加工成各种产品。蓖麻籽榨油后剩下的饼粕占整个蓖麻籽量的50%以上也就是说蓖麻籽加工,一半是油一半是饼。蓖麻饼粕中有丰富的蛋白质,粗蛋白含量30—40 %,是粮食作物的3倍,比豆饼、菜籽饼、棉仁饼中的粗蛋白质含量都高。蓖麻蛋白的蛋氨酸含量比大豆高出40%,比豆饼、菜籽饼和棉仁饼都高。而且其它多数氨基酸的含量也都比豆饼、菜籽饼和棉仁饼多。但是,由于蓖麻籽中含有蓖麻碱、毒蛋白、

血球凝集素和变应原四种毒素,在机榨法或预榨浸出法取油时,虽然高温能使毒蛋白和血球凝集素同时变性而失去毒性,但蓖麻碱、变应原仍留在饼粕中。因此,未经脱毒的不能直接用于配合饲料,只能作肥料,影响了饼粕的固有价值和经济效益。

蓖麻蚕的茧、茧皮、蛹有很高的经济价值。蓖麻在生长过程中,叶不断老化,每公顷蓖麻地可以采叶6000公斤,可供15盒蚕生长的需要。我省几次开展蓖麻蚕引进工作,但没形成规模。近年我省向海自然保护区进行了蓖麻蚕饲养试验,取得了初步成效。

二、吉林省蓖麻产业发展前景

吉林省蓖麻栽培面积和总产在国内所有蓖麻产区中名居前三位,蓖麻生产形势对全国影响甚大。科学地分析我省蓖麻产业包括种植、加工、蓖麻油深加工和蓖麻加工副产物利用的发展前景,为有关部门合理调整布局,制定蓖麻产业发展对策提供科学依据。

1、蓖麻种植业的发展前景

吉林省西部土地多为低产土壤,其中盐碱土和风沙土面积较大。年均气温4.6—5.6℃,≧10℃积温29000—3050℃,无霜期140—150天,年日照2800—3000小时,日照率60%以上。年均降雨量为450毫米,蒸发量大,风沙频繁,属半干旱生态区。这样的土壤和气候条件很适合种植蓖麻而不适合玉米、大豆等作物的生长。在这样的土地上蓖麻籽平均公顷单产可达1000—1500公斤,而玉米公顷产量只有4000公斤。如果30%的低产土地大约7万公顷发展种植蓖麻,按蓖麻籽公顷产1000公斤,按现在市场商品蓖麻价格每公斤7元人民币计,每年农民种植蓖麻收入可达4.9亿元,如果在蓖麻生长期间,合理采叶养殖蓖麻蚕,则农民的收益就更大。

2、蓖麻油加工业的发展前景

蓖麻油的生产与应用,在润滑油领域发挥着日益重要作用。与此

同时,蓖麻油由于其本身独特的性能,在化工、轻工、冶金、机电、纺织、印刷、染料等工业领域,应用前景广阔。目前,蓖麻油是生产高端人工合成塑料唯一的不可替代的添加剂。

(1)脱水蓖麻油:精制蓖麻油加入适当酸性催化剂,在减压下加热时,可将羟基和邻近的氢原子脱掉生成共轭或非共轭的十八碳二烯酸酯,即生成脱水蓖麻油。从脱水蓖麻油可进一步加工脱水蓖麻油聚合油与脱水蓖麻油脂肪酸。脱水蓖麻油聚合油多用于制造油漆、涂料、清漆。脱水蓖麻油脂肪酸多用于制造醇酸树脂和环氧树脂。

(2)蓖麻油酸:蓖麻油经过水解可以得到蓖麻油酸和甘油。蓖麻油酸可以制造增塑剂和润滑油添加剂,也是制造癸二酸、庚醛、仲辛醇、癸二腈、癸二胺、尼龙1010等产品的重要原料。

(3)蓖麻油酸甲酯:蓖麻油与甲醇进行酯交换反应可分解为蓖麻油酸甲酯和甘油。蓖麻油酸甲酯主要用于制造十一烯酸甲酯,十一烯酸甲酯是合成尼龙11、香料和药物等的原料。

(4)十一烯酸甲酯:蓖麻油酸或蓖麻油在高温下进行裂解反应,都可以直接得到十一烯酸。其主要成分是十一烯酸甲酯和庚醛,以及副反应的蓖麻油酸甲酯。

(5)十一烯酸:以十一烯酸甲酯为原料可生产十一烯酸,是合成香料、表面活性剂、医药中间体等的重要原料。

(6)氢化蓖麻油:蓖麻油分子中有3个双键,加氢后可以转变为三羟基硬脂酸三甘油脂,俗称氢化蓖麻油、硬化蓖麻油或蓖麻油合成蜡,其熔点为85 ℃~87 ℃,呈蜡状,不仅可代替川蜡和地蜡制造上光蜡、鞋油和润滑脂等,而且在制造化妆品和医药软膏中起特殊的作用。

(7)氧化蓖麻油:蓖麻油分子中有大量不同的不饱和脂肪酸甘油酯,都很容易发生化学加成反应,遇氧发生氧化反应。氧化蓖麻油含有过氧化物组分,分子结构不十分稳定,能继续与空气进行缓慢的

氧化反应或自身树脂化反应,成为真漆、喷漆良好的增塑剂,而且氧化蓖麻油制作的增塑剂还广泛用于人造革和混合胶黏剂等化工产品的生产。

(8)太古油:太古油是由蓖麻油与硫酸发生酯化反应后用烧碱中和的产物,是一种阴离子型表面活性剂,有优良的乳化性能。在农药工业中,用作配制乳化剂;在纺织工业中,用作印染润滑剂、人造纤维软化剂;在制革工业中,用作染色润湿剂,在造纸工业中,用作配料分散剂等等。太古油还有许多名称,如土耳其红油、磺化蓖麻油、硫酸化蓖麻油、莫诺皂、三蓖麻油酸甘油酯硫酸酯钠盐等。

(9)癸二酸:使用蓖麻油水解裂解法生产癸二酸是我国采用的最普遍的方法。以蓖麻油为主要原料,经水解、裂化、中和、脱色、酸化、水洗、脱水、干燥工序制成癸二酸。癸二酸广泛用于生产工程塑料,如尼龙1010、尼龙610、尼龙810、尼龙9、尼龙910等,也用作耐高温润滑油、环氧树脂固化剂、癸二酸酐、合成润滑脂及人造香料、医药等方面的原料,并用于耐寒增塑剂、溶剂、软化剂、添加剂、合成润滑油、醇酚树脂、香料、玻璃纤维增强剂、聚酯树脂、化妆品及表面活性剂多方面。

(10)尼龙11:尼龙11的生产工艺过程是将蓖麻油酯化生成蓖麻油酸甲酯裂解,制得十一烯酸甲酯,进一步加水解成十一烯酸。然后再将十一烯酸在催化剂作用下用HBr加成制得溴代十一烷酸。再把溴代十一烷酸用NH3氨化,制成11-胺基十一碳烷酸,并在N2气流中用间甲酸及催化剂,在210 ℃下缩聚制得聚合物即尼龙11树脂,该物质具有耐高低温度(-185 ℃~186 ℃的熔点)、吸水性非常小、抗拉强度非常强等特性;具有很好的耐浓碱、溶液、海水、油脂、石油、酚很多有机溶剂的性质;对无机酸则随浓度条件不同而有选择性的耐腐蚀,具有特殊的物理化学性质,这决定了其具有特殊的用途。尼龙11的纤维,在工业及家庭织布上可用于制袋、网、刷

子;尼龙11塑料管,主要应用汽车上的导油管、刹车管等,还可挤压成型制作各种机器加工件;尼龙11粉末涂料耐腐蚀性、耐摩耗性、电气绝缘性大,具有在平滑面上不黏附尘埃的特点。

吉林省的蓖麻加工业已初具规模。新建的吉林省盛吉生化有限责任公司以蓖麻籽为原料加工生产尼龙1010,年加工蓖麻籽能力5万吨;通榆向海油脂工业有限公司,年加工蓖麻籽能力为2.5万吨;洮南元润粮油有限责任公司年加工蓖麻籽能力1万吨。另外还有一些榨籽能力500—1000吨的小厂。总计我省蓖麻籽的加工能力在10万吨以上。如在技术上稍加改造,适当调整设备,就能生产出60—70%的巴西1#蓖麻油。

对蓖麻油及其深加工产品的应用性能研究表明,蓖麻油及其衍生产品具有品种多、性能优越的特点,在现代工业中具有广阔的应用前景。蓖麻深加工产业的不断发展,标志着蓖麻产业的前景十分广阔。

3、蓖麻药用市场发展前景

(1)蓖麻作为中草药的药用功能

蓖麻全株可入药。药用蓖麻有祛湿通络、消肿、拔毒之功效,用于治疗神经性耳聋、失音、鼻塞、烫伤、雀斑、子宫脱出等疾病以及妇科催生等。

(2)蓖麻毒素的药用功能

蓖麻饼粕中含有少量毒素,这些毒素是蓖麻碱、毒蛋白、血球凝集素、变应原,但毒性非常剧烈。蓖麻毒蛋白可用于研制对肿瘤细胞具有强烈杀伤导向药物及制成生物杀虫剂。

用蓖麻油制备的精炼蓖麻油、聚氧乙烯醚等是化妆品的重要组成部分,具有祛斑、护发的功效。化妆品市场是蓖麻油综合利用与开

发的又一新的领域。

(3)蓖麻可用于开发农药

蓖麻饼粕中除粕外尚含60%皮壳,蓖麻壳的主要成分是纤维、灰分、多缩聚糖、色素、植酸盐等。蓖麻壳可用于制颗粒农药载体,壳粉除具有吸附农药能力强、价格低廉、资源丰富且稳定、运输方便等特点外,蓖麻壳本身还含有少量毒素(蓖麻碱),加入到农药中加强了农药的灭菌杀虫作用,还起到了农家肥的功效,不造成二次污染。因此,蓖麻壳作为颗粒剂农药载体具有得天独厚的优点。蓖麻壳还可用于制压塑粉(模塑粉)填料和活性炭。

三、吉林省蓖麻产业发展设想

吉林省是我国蓖麻种植的三大主要产区之一,蓖麻种植和加工业的兴衰,对我国蓖麻产业有重大的影响。因此,从我国蓖麻产业的实际情况出发,制定出发展我省蓖麻产业的对策成为当务之急。

1、发展蓖麻种植业的设想

蓖麻种植业是蓖麻产业的基础,稳定种植面积、选育优良品种、推广科学种植技术、提高单位面积产量,是发展我省蓖麻产业的关键。稳定种植面积,应放在低产土壤地开发上,不能和粮食争地。我省这部分地约有23万公顷,发展蓖麻种植的潜力很大。为提高农民种植蓖麻的积极性,必须让他们看到在瘠薄的土地上比种植其它作物收效高。同时可以推广蓖麻叶养蚕,据资料介绍,每公顷蓖麻养蚕可收300公斤蚕茧,按每公斤茧10元计,扣除蚕种成本750元,每公顷蓖麻养蚕可增加农民收入2250元,加上蓖麻籽收入10000元,每公顷总收入12250元,在低产瘠薄土地上种其它作物是取不到如此经济效益的。

加强蓖麻优良品种的选育和推广工作,广泛引入品种资源,进行

远缘杂交及回交转育,培育出高产、高油、多抗的优良新品种及杂交种。白城市农科院新近培育的白蓖20品种,比普通蓖麻可增产近30%,每公顷增产蓖麻籽450公斤,每公斤按7.0元计算,每公顷增收3150元,现吉林省每年种植蓖麻6万公顷左右,推广该品种每年可增收1.89亿元人民币,如果进一步扩大种植面积,增收额将更加可观。

2、发展蓖麻加工业的设想

过去吉林省蓖麻榨油厂有二十余家,但规模都不大,存在的问题是资金短缺,经营管理粗放,生产成本高,产品质量差。国际贸易普通蓖麻油多是以巴西一号油作为标准,而我省蓖麻油质量达不到巴西一号油的标准,成本上比印度油售价还高,没有市场竞争力。发展蓖麻油的对策是加强企业管理,引进先进设备,完善生产工艺,提高产品质量,降低加工成本。

我省蓖麻饼粕作为肥料出售,利用价值低,可推广采用生物工程技术,进行蓖麻饼粕脱毒,开辟饲料蛋白新来源,提高饼粕利用价值,增加榨油厂的经济效益。

3、发展蓖麻油深加工的设想

随其蓖麻加工深度愈高,获取的效益就愈大。吉林省蓖麻油深加工方面,发展蓖麻油深加工的对策首先应巩固现有品种的生产,加强行业管理,不断改进产品质量,降低生产成本,积极推广应用,扩大市场销路,进而促进扩大生产能力,增加销售收入,占领国内市场,争取更多地打入国际市场。认真抓好新产品开发工作。针对蓖麻油独特的性质,结合行走机械工业、建筑材料工业、轻工化妆品工业、医药保健品工业等需求,研究开发出市场需求并具有经济效益的新产品,把科研成果不断工程化、生产化、规模化和效益化,从而走出一条具有吉林省特色的蓖麻产业化新路。这样就能把我省的蓖麻科技创新做到极致,做大做强。