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对甘肃省甜高梁产业发展的思考与探讨

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2024年3月23日发(作者:乐流婉)

第24卷第22期 

甘肃科技 

Vo1.24 D.22 

2008年11月 

Gansu Science and Teehnol 

Nov. 2o08 

对甘肃省甜高梁产业发展的思考与探讨 

董喜存 ,李文建 ,李 岩 ,冯亮英 ,何金玉 ,曲 颖‘ 

(1.中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州730000;2.中国科学院研究生院,北京100039; 

3.兰州大学,甘肃兰州730000) 

摘要:能源危机是当今社会发展面临的巨大挑战之一,开发生物质能源替代矿物质能源已成为世界各国和科学家 

研究的焦点。对甘肃省甜高粱产业的发展进行了思考,旨在探讨一种新的产业发展思路。 

关键词:甘肃省;甜高粱产业;发展思路 

中图分类号:Q691¥216.2 

在面临矿产资源枯竭的背景下,全世界都在谋 小麦为3 L,粒用高粱才9 L。由于甜高梁生长期 

求以循环经济、生态经济为指导,坚持可持续发展战 短,生长迅速,每公顷甜高梁每年酒精产量达 

略,从保护人类自然资源、生态环境出发,充分有效 

6 106 L,而甘蔗只有4 680L 。 

地利用可再生的、巨大的生物质资源…。自1970年 

爆发石油危机以来,乙醇作为一种可再生的能源受 

2甘肃省自然优势 

到了极大的关注 J。当务之急是挖掘低成本的原 

甘肃省东接陕西、宁夏;南临四川;西南和北部 

料来生产乙醇 】,目前制取乙醇的原料主要有玉 

毗邻青海、新疆;北靠内蒙古自治区。地形狭长,地 

米、小麦、木薯、甜高粱等,甜高粱以其抗旱、抗涝,耐 

势自西北向东南倾斜。由东南到西北全长 

盐碱等优势而成为我国制取乙醇的首选原料 J。 

1 655 km,南北最宽处530 km,最窄处仅25 km。境 

但是生物乙醇产业是一个新生事物,它既面临难得 内多高原与山地,占全省面积70%以上。东部和中 

的历史机遇,也面临更多的挑战。产业的推广、普及 

部为黄土高原,西部南、北地形呈现为两边高、中间 

和发展每向前迈出的一步,都可能遇到很多难以想 

低,其间形成一条狭长地带——“河西走廊”,这里 

象的艰辛 J o 

是东西陆地交通的必经之地。甜高粱产业最适宜布 

通过分析能源作物甜高粱特性,甘肃省自然优 

局的河西走廊,大部分海拔高度在1 000—1 600 m 

势,中国科学院近代物理研究所就甜高粱产业在甘 

之间,光能资源十分丰富,年日照时数可达2 800— 

肃省所做的工作及在产业推广过程中遇到的问题, 3 300 h,年太阳总辐射5 800—6 400 1Kl/m2;日平均 

旨在探讨一种新的产业发展思路。 

气温≥0℃和≥lO℃的积温分别为3 000—4 100 oC 

l甜高梁特性 

和2 500—3 600 a(=,但在区内的降水极为稀少,年降 

水量只有35—200 rlllll。因此将节水型能源作物甜 

甜高粱是C4植物,具有很高的光合效率。每 

高粱的育种基地,种植基地建在河西走廊不仅有最 

消耗一个单位的太阳能,可生产l6.7—20.9J的粮 

好的光热资源保障,而且种植甜高粱还可节约水资 

食和纤维,大约是C3作物的2倍。在自然条件下, 

源,充分利用盐碱地、沙荒地等边际性土壤,据估计 

C4作物达不到光饱和,CO:补偿点低,接近于零;光 

我省边际性土壤面积为1000万亩,为甜高粱大面积 

呼吸弱,而且最适温度为30—35c【=【o J。另外,甜高 种植提供广大的空间。 

粱具有耐旱、耐涝、耐盐碱、适应性强等特点,深受农 

民的欢迎"J。甜高粱的用途十分广泛,它不仅产粮 

3 中国科学院近代物理研究所围绕甜 

食,也产糖、糖浆,还可以做酒、酒精和味精,纤维还 

高梁产业所做的工作 

可以造纸-7 J。在生物量能源系统中,甜高粱是第一 

经过近几年的艰苦努力。中国科学院近代物理 

位的竞争者,许多国家都试图把甜高梁作为一种能 

研究所对适宜在甘肃省种植的甜高粱品种和种植技 

源作物栽培 J。经试验证明,每公顷甜高粱每天合 术作了深入细致的试验研究及推广工作,目前已在 

成的碳水化合物可产48 L酒精,而玉米只有15 L, 甜高粱品种引进、重离子诱变育种及甜高粱产业化 

第22期 董喜存等:对甘肃省甜高粱产业发展的思考与探讨 5 

开发方面做了大量的工作,取得了阶段性的进展。 

3。1甜高粱品种引进试验 

中科院近代物理研究所先后从国内外引进了十 

I 400元。作为一个科学研究的单位,在新产业推 

广的过程中,该充当何种角色呢? 

多个品种进行了品比试验,结果表明:雷伊、凯勒、 

Es一1及BJ一202等四个品种适宜在甘肃省产业化 

种植,其茎秆亩产量(包括叶、穗)和糖锤度分别为 

9.6,9.5、8.0、6.7t和14%、19ok、17%、19.5%。 

面对制约国家经济发展的两大瓶颈因素:能源 

短缺和环境污染问题,作为中国科学院布局在西部 

的一个研究所,有权利和责任承担这一光荣而神圣 

的使命。作为一个科研单位,其主要任务当然是以 

科学严谨的态度,不断攻克甜高粱产业运行过程中 

遇到的各个难题,并将研发的新思路和新技术加以 

3.2甜高梁重离子诱变育种 

离子束诱变育种技术,是育种方法学的重要创 推广,使企业少走弯路,提高经济效益。如果企业和 

新¨。。。甜高粱重离子辐照实验¨¨在兰州重离子加 

农民非要让研究所承担风险,甜高粱产业将陷人怪 

速器生物辐照终端进行,各品种均设不同的辐照剂 

量,剂量率为4Gy/min。结果表明:经过碳离子束辐 

圈而不能自拔。 

关于给农民补偿问题,我们应理性地对待。首 

先,研究所的经费是做科研用的,没有多余的经费专 

门用来给农民补偿。其次,研究所攻克一个难题,有 

可能要花费很大的人力、物力和财力。第三,应该明 

确的是,研究所推广甜高梁产业的目的是什么?其 

照后出现了株高、高糖、早熟及茎粗等突变类型的材 

料,突变频率的范围为2.00%一9.52%。在80Gy 

的辐照剂量下筛选出的一株早熟型材料,生育期比 

对照提前了2O天。2007年经过进一步系统选育, 

得到了95份不同类型的突变材料,为筛选出更多更 

好的甜高粱新品系奠定基础。 

3.3甜高梁示范种植 

近年来,中科院近代物理研究所在甘肃省定西 

目的是要带动更多有实力的企业参与到这件功在当 

代、利在千秋的事业中。最后,如果研究所破例给农 

民补偿,今后的工作怎么做,有些企业和农民有可能 

会提出更高的要求。 

市、白银市、武威市、张掖市、酒泉市、天水市等地进 

4.2政府在甜高粱产业中的作用 

行了甜高梁示范种植,种植面积累积达3000多亩, 北京六环美迪公司的总经理张明华¨ 认为,甜 

为甘肃省今后大规模发展甜高梁循环产业储备技 

术,积累经验,并对我国可再生能源政策及规划进行 

了宣传。 

3.4甜高梁产业化开发 

2007年,中科院近代物理研究所与白银中科天 

添生物科技有限公司利用民勤县已经倒闭的原玉米 

酒精厂大量闲置设备,采用全国首家甜高梁液态低 

温发酵技术,一次开车成功,得到了11.6%的酒份, 

经过进一步连续三塔蒸馏制造出了纯度高于95% 

高粱产业是一个系统工程,离开政府不行,全依靠政 

府而不按市场规律运作也不行。作为一个企业,如 

果离开了政府的组织协调,如何完成甜高粱大面积 

的订单种植?在订单实施的过程中,又如何切实保 

证企业和农民的利益?能源危机和环境污染是一个 

全社会共同面临的问题,需要全社会共同的参与,政 

府在其中要做好桥梁的作用,协调企业和农民组成 

利益共同体,保护参与双方的利益不受到损害。 

4.3企业在甜高粱产业中作用 

的酒精15t,发酵时间仅为l6个小时,生产成本大幅 

度降低,生产的食用酒精全部包销,利润空间扩大, 

这项工艺对节约能源、提高设备利用率和降低建设 

甜高粱产业是一个新型的朝阳产业,在其起步 

阶段肯定会遇到很多难以想象的难题。有些企业一 

开始或许雄心勃勃,但由于思路不流畅,无法持之以 

资金具有重要的现实意义。另外,中科院近代物理 

研究所在酵母抽提物及13一葡聚糖等高附加值产品 

的中试方面也取得了突破性进展。 

恒而中途夭折,只有那些有胆识、有远见的企业才能 

知难而进,不断克服重重困难,一步一个脚印走下 

去。甜高粱产业链包括甜高粱种植、收购、加工等环 

节,各个环节中的主体都是企业。因此,企业要做好 

整体规划,组建产业化联盟,在政府的指导和帮助下 

和农民共担风险、共享成果,真正达到双赢。 

4产业化推广中出现的问题及策略 

4.1甜高粱种植环节中的补偿问题 

在甜高粱种植面积落实中,有的企业提出研究 

所要给农民保证产量和含糖量,如果达不到预计产 

量和含糖量,研究所必须给农民补偿损失;有的企业 

甚至提出种植每亩甜高粱研究所要保证农民收入 

5结语 

目前我国的日均石油进口量约为200万桶,石 

油进口依赖度已接近40%;中国每年的粮食缺口达 

6 甘肃科技 第24卷 

16亿,粮食的年需求量将达到6.4亿t,远远超出目 

前的生产能力;环境污染、水土流失,严重威胁着人 

mobilized Saccharomyces cerevisiae・Bioresouree Teeh- 

nology,2008,99:847-854・ 

的力量寻找突破口

为了解决日益凸显的能源问题 

置璺 墨 

。 

壁銎 量 呈有共 要 

苎, : 

裳 集 

……一~一…一……… ~…一… 

蓄杀 

萎 

和环保问题,政府应制定完善的方针和政策调动企 [5] 马煜国

燃料乙醇:朝阳产业[J].中国石油企业。 

业和农民的积极性;科研院所针对问题,创新思维, 2005

7:36-37. 

确的流程推动产业的顺利实施,确保农民的利益,而 版社,1992・ 

农民作为甜高粱种植户,要按照丰产栽培技术的要 f8]黎大爵・甜高粱可持续农业生态系统研究[J]-中国农 

紊 供优质的原料

以抗旱节水型高能作物甜高梁为原 : ”一… 

Ⅲ.大自 

“”… 

料的循环产业链,潜力巨大,意义深远,对于确保生 [1o]余增亮

邱励俭,霍裕平.离子注入生物效应及育种 

物质能源发展,阻止污染环境,调整农业产业结构, 研究进展[J].安徽农业大学学报

1991,18(4):251. 

收入,建设现代化农业,均具有重大影响 ¨ 。 [11]董喜存,李文建,何金玉等.碳离子束对甜高粱诱变 

参考 

[1]孙永明,袁振宏,孙振钧・中国生物质能源与生物质利 [13]黎大爵

羹主嚣要 黼 

开发甜高粱产业,解决能源、粮食安全及三 

用现状与展望[J]・可再生能源,20o6,2:78-82・ 农问题[J]

中国农业科技导报,2004,6(5):55-58. 

[2]Ta。,F・J・Ethanol fe皿e“tation by aIl acid—tolera“t Zy‘ [14]仇立军

齐文智,赵连元.甜高粱燃料乙醇副产物综 

m0皿。nas mobili8 under n。n—stedlized c。ndition・ 合利用研究[C]

第三届全国甜高粱会议暨第一届甜 

Proce88 Bioehemistry,2005,40:183-187・ 高粱产业化发展论坛论文

2007,北京. 

参考文献: (自然科学版),20o4(2):47-50・ 

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知识发觋[M].北京:清华大学出版社,2002. 

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8] 李伟东,

[J]

倪志伟,刘晓.基于兴趣度的关联规则挖掘 

计算机技术与发展,2007(6):80-82 

earning(ICML-2002).San Francisco:M。rgan K [9] 王珊等

数据仓库技术与联机分析处理v-[,

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计算机工程与应用,2003( 9): 

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2024年3月23日发(作者:乐流婉)

第24卷第22期 

甘肃科技 

Vo1.24 D.22 

2008年11月 

Gansu Science and Teehnol 

Nov. 2o08 

对甘肃省甜高梁产业发展的思考与探讨 

董喜存 ,李文建 ,李 岩 ,冯亮英 ,何金玉 ,曲 颖‘ 

(1.中国科学院近代物理研究所,甘肃兰州730000;2.中国科学院研究生院,北京100039; 

3.兰州大学,甘肃兰州730000) 

摘要:能源危机是当今社会发展面临的巨大挑战之一,开发生物质能源替代矿物质能源已成为世界各国和科学家 

研究的焦点。对甘肃省甜高粱产业的发展进行了思考,旨在探讨一种新的产业发展思路。 

关键词:甘肃省;甜高粱产业;发展思路 

中图分类号:Q691¥216.2 

在面临矿产资源枯竭的背景下,全世界都在谋 小麦为3 L,粒用高粱才9 L。由于甜高梁生长期 

求以循环经济、生态经济为指导,坚持可持续发展战 短,生长迅速,每公顷甜高梁每年酒精产量达 

略,从保护人类自然资源、生态环境出发,充分有效 

6 106 L,而甘蔗只有4 680L 。 

地利用可再生的、巨大的生物质资源…。自1970年 

爆发石油危机以来,乙醇作为一种可再生的能源受 

2甘肃省自然优势 

到了极大的关注 J。当务之急是挖掘低成本的原 

甘肃省东接陕西、宁夏;南临四川;西南和北部 

料来生产乙醇 】,目前制取乙醇的原料主要有玉 

毗邻青海、新疆;北靠内蒙古自治区。地形狭长,地 

米、小麦、木薯、甜高粱等,甜高粱以其抗旱、抗涝,耐 

势自西北向东南倾斜。由东南到西北全长 

盐碱等优势而成为我国制取乙醇的首选原料 J。 

1 655 km,南北最宽处530 km,最窄处仅25 km。境 

但是生物乙醇产业是一个新生事物,它既面临难得 内多高原与山地,占全省面积70%以上。东部和中 

的历史机遇,也面临更多的挑战。产业的推广、普及 

部为黄土高原,西部南、北地形呈现为两边高、中间 

和发展每向前迈出的一步,都可能遇到很多难以想 

低,其间形成一条狭长地带——“河西走廊”,这里 

象的艰辛 J o 

是东西陆地交通的必经之地。甜高粱产业最适宜布 

通过分析能源作物甜高粱特性,甘肃省自然优 

局的河西走廊,大部分海拔高度在1 000—1 600 m 

势,中国科学院近代物理研究所就甜高粱产业在甘 

之间,光能资源十分丰富,年日照时数可达2 800— 

肃省所做的工作及在产业推广过程中遇到的问题, 3 300 h,年太阳总辐射5 800—6 400 1Kl/m2;日平均 

旨在探讨一种新的产业发展思路。 

气温≥0℃和≥lO℃的积温分别为3 000—4 100 oC 

l甜高梁特性 

和2 500—3 600 a(=,但在区内的降水极为稀少,年降 

水量只有35—200 rlllll。因此将节水型能源作物甜 

甜高粱是C4植物,具有很高的光合效率。每 

高粱的育种基地,种植基地建在河西走廊不仅有最 

消耗一个单位的太阳能,可生产l6.7—20.9J的粮 

好的光热资源保障,而且种植甜高粱还可节约水资 

食和纤维,大约是C3作物的2倍。在自然条件下, 

源,充分利用盐碱地、沙荒地等边际性土壤,据估计 

C4作物达不到光饱和,CO:补偿点低,接近于零;光 

我省边际性土壤面积为1000万亩,为甜高粱大面积 

呼吸弱,而且最适温度为30—35c【=【o J。另外,甜高 种植提供广大的空间。 

粱具有耐旱、耐涝、耐盐碱、适应性强等特点,深受农 

民的欢迎"J。甜高粱的用途十分广泛,它不仅产粮 

3 中国科学院近代物理研究所围绕甜 

食,也产糖、糖浆,还可以做酒、酒精和味精,纤维还 

高梁产业所做的工作 

可以造纸-7 J。在生物量能源系统中,甜高粱是第一 

经过近几年的艰苦努力。中国科学院近代物理 

位的竞争者,许多国家都试图把甜高梁作为一种能 

研究所对适宜在甘肃省种植的甜高粱品种和种植技 

源作物栽培 J。经试验证明,每公顷甜高粱每天合 术作了深入细致的试验研究及推广工作,目前已在 

成的碳水化合物可产48 L酒精,而玉米只有15 L, 甜高粱品种引进、重离子诱变育种及甜高粱产业化 

第22期 董喜存等:对甘肃省甜高粱产业发展的思考与探讨 5 

开发方面做了大量的工作,取得了阶段性的进展。 

3。1甜高粱品种引进试验 

中科院近代物理研究所先后从国内外引进了十 

I 400元。作为一个科学研究的单位,在新产业推 

广的过程中,该充当何种角色呢? 

多个品种进行了品比试验,结果表明:雷伊、凯勒、 

Es一1及BJ一202等四个品种适宜在甘肃省产业化 

种植,其茎秆亩产量(包括叶、穗)和糖锤度分别为 

9.6,9.5、8.0、6.7t和14%、19ok、17%、19.5%。 

面对制约国家经济发展的两大瓶颈因素:能源 

短缺和环境污染问题,作为中国科学院布局在西部 

的一个研究所,有权利和责任承担这一光荣而神圣 

的使命。作为一个科研单位,其主要任务当然是以 

科学严谨的态度,不断攻克甜高粱产业运行过程中 

遇到的各个难题,并将研发的新思路和新技术加以 

3.2甜高梁重离子诱变育种 

离子束诱变育种技术,是育种方法学的重要创 推广,使企业少走弯路,提高经济效益。如果企业和 

新¨。。。甜高粱重离子辐照实验¨¨在兰州重离子加 

农民非要让研究所承担风险,甜高粱产业将陷人怪 

速器生物辐照终端进行,各品种均设不同的辐照剂 

量,剂量率为4Gy/min。结果表明:经过碳离子束辐 

圈而不能自拔。 

关于给农民补偿问题,我们应理性地对待。首 

先,研究所的经费是做科研用的,没有多余的经费专 

门用来给农民补偿。其次,研究所攻克一个难题,有 

可能要花费很大的人力、物力和财力。第三,应该明 

确的是,研究所推广甜高梁产业的目的是什么?其 

照后出现了株高、高糖、早熟及茎粗等突变类型的材 

料,突变频率的范围为2.00%一9.52%。在80Gy 

的辐照剂量下筛选出的一株早熟型材料,生育期比 

对照提前了2O天。2007年经过进一步系统选育, 

得到了95份不同类型的突变材料,为筛选出更多更 

好的甜高粱新品系奠定基础。 

3.3甜高梁示范种植 

近年来,中科院近代物理研究所在甘肃省定西 

目的是要带动更多有实力的企业参与到这件功在当 

代、利在千秋的事业中。最后,如果研究所破例给农 

民补偿,今后的工作怎么做,有些企业和农民有可能 

会提出更高的要求。 

市、白银市、武威市、张掖市、酒泉市、天水市等地进 

4.2政府在甜高粱产业中的作用 

行了甜高梁示范种植,种植面积累积达3000多亩, 北京六环美迪公司的总经理张明华¨ 认为,甜 

为甘肃省今后大规模发展甜高梁循环产业储备技 

术,积累经验,并对我国可再生能源政策及规划进行 

了宣传。 

3.4甜高梁产业化开发 

2007年,中科院近代物理研究所与白银中科天 

添生物科技有限公司利用民勤县已经倒闭的原玉米 

酒精厂大量闲置设备,采用全国首家甜高梁液态低 

温发酵技术,一次开车成功,得到了11.6%的酒份, 

经过进一步连续三塔蒸馏制造出了纯度高于95% 

高粱产业是一个系统工程,离开政府不行,全依靠政 

府而不按市场规律运作也不行。作为一个企业,如 

果离开了政府的组织协调,如何完成甜高粱大面积 

的订单种植?在订单实施的过程中,又如何切实保 

证企业和农民的利益?能源危机和环境污染是一个 

全社会共同面临的问题,需要全社会共同的参与,政 

府在其中要做好桥梁的作用,协调企业和农民组成 

利益共同体,保护参与双方的利益不受到损害。 

4.3企业在甜高粱产业中作用 

的酒精15t,发酵时间仅为l6个小时,生产成本大幅 

度降低,生产的食用酒精全部包销,利润空间扩大, 

这项工艺对节约能源、提高设备利用率和降低建设 

甜高粱产业是一个新型的朝阳产业,在其起步 

阶段肯定会遇到很多难以想象的难题。有些企业一 

开始或许雄心勃勃,但由于思路不流畅,无法持之以 

资金具有重要的现实意义。另外,中科院近代物理 

研究所在酵母抽提物及13一葡聚糖等高附加值产品 

的中试方面也取得了突破性进展。 

恒而中途夭折,只有那些有胆识、有远见的企业才能 

知难而进,不断克服重重困难,一步一个脚印走下 

去。甜高粱产业链包括甜高粱种植、收购、加工等环 

节,各个环节中的主体都是企业。因此,企业要做好 

整体规划,组建产业化联盟,在政府的指导和帮助下 

和农民共担风险、共享成果,真正达到双赢。 

4产业化推广中出现的问题及策略 

4.1甜高粱种植环节中的补偿问题 

在甜高粱种植面积落实中,有的企业提出研究 

所要给农民保证产量和含糖量,如果达不到预计产 

量和含糖量,研究所必须给农民补偿损失;有的企业 

甚至提出种植每亩甜高粱研究所要保证农民收入 

5结语 

目前我国的日均石油进口量约为200万桶,石 

油进口依赖度已接近40%;中国每年的粮食缺口达 

6 甘肃科技 第24卷 

16亿,粮食的年需求量将达到6.4亿t,远远超出目 

前的生产能力;环境污染、水土流失,严重威胁着人 

mobilized Saccharomyces cerevisiae・Bioresouree Teeh- 

nology,2008,99:847-854・ 

的力量寻找突破口

为了解决日益凸显的能源问题 

置璺 墨 

。 

壁銎 量 呈有共 要 

苎, : 

裳 集 

……一~一…一……… ~…一… 

蓄杀 

萎 

和环保问题,政府应制定完善的方针和政策调动企 [5] 马煜国

燃料乙醇:朝阳产业[J].中国石油企业。 

业和农民的积极性;科研院所针对问题,创新思维, 2005

7:36-37. 

确的流程推动产业的顺利实施,确保农民的利益,而 版社,1992・ 

农民作为甜高粱种植户,要按照丰产栽培技术的要 f8]黎大爵・甜高粱可持续农业生态系统研究[J]-中国农 

紊 供优质的原料

以抗旱节水型高能作物甜高梁为原 : ”一… 

Ⅲ.大自 

“”… 

料的循环产业链,潜力巨大,意义深远,对于确保生 [1o]余增亮

邱励俭,霍裕平.离子注入生物效应及育种 

物质能源发展,阻止污染环境,调整农业产业结构, 研究进展[J].安徽农业大学学报

1991,18(4):251. 

收入,建设现代化农业,均具有重大影响 ¨ 。 [11]董喜存,李文建,何金玉等.碳离子束对甜高粱诱变 

参考 

[1]孙永明,袁振宏,孙振钧・中国生物质能源与生物质利 [13]黎大爵

羹主嚣要 黼 

开发甜高粱产业,解决能源、粮食安全及三 

用现状与展望[J]・可再生能源,20o6,2:78-82・ 农问题[J]

中国农业科技导报,2004,6(5):55-58. 

[2]Ta。,F・J・Ethanol fe皿e“tation by aIl acid—tolera“t Zy‘ [14]仇立军

齐文智,赵连元.甜高粱燃料乙醇副产物综 

m0皿。nas mobili8 under n。n—stedlized c。ndition・ 合利用研究[C]

第三届全国甜高粱会议暨第一届甜 

Proce88 Bioehemistry,2005,40:183-187・ 高粱产业化发展论坛论文

2007,北京. 

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