美国蔗糖产业特点及对我国蔗糖业的借鉴

徐超华，邓玉龙，刘新龙，吴才文，应雄美*

(1云南省农业科学院甘蔗研究所 云南省甘蔗遗传改良重点实验室，云南开远661699；2云南省土壤肥料工作站，云南昆明650034)

0 引言

食糖是关系到我国国计民生的重要农产品，历年来，党中央、国务院高度重视食糖产业的发展，而甘蔗是我国食糖的主要制糖原料。近年来，国际食糖市场价格波动较大，巴西、泰国、澳大利亚、美国等产糖大国户均规模大、机械化自动化程度高，国际竞争能力强，周边的印度、巴基斯坦等产糖大国由于劳动力成本低，在国际糖市上也具有较强的竞争力。相较之下，“十二五”以来，我国蔗区劳动力成本和土地成本双重上升，以致国内外糖业形势严峻，严重影响了我国糖料蔗的生产和食糖产业的发展。

同时，我国制糖生产成本高。以云南为例，云南甘蔗主产区原料收购价约420元/t，2017/18年榨季吨糖(含税)成本约5400元/t左右(数据来源：云南省糖业协会)，原料收购成本占吨制糖成本70%左右，“天花板”效应明显，甘蔗原料价格和吨糖成本均高于其它甘蔗主要生产国，如巴西、印度、泰国、澳大利亚、美国等。据国际金融中心(IFC)-英国评估显示，云南蔗糖产业发展综合竞争力在全球排名第4(前 3名分别为巴西圣保罗、澳大利亚昆士兰、泰国东北部)，但对标竞争力较强的蔗糖主要生产国，打造世界一流甘蔗产业技术体系，云南在种植规模化、生产机械化、加工智能化、产品多元化等方面，对标世界一流还有很大差距[1]。

美国是世界上最大的食糖生产国和消费国之一，2018/19年榨季美国食糖产量约为814万t左右(数据来源：美国农业部)。美国甘蔗种植历史悠久，已基本实现甘蔗生产全程机械化，其选育的良种对世界甘蔗品种改良具有重要的作用。本文通过对美国蔗糖产业有关甘蔗耕作栽培、病虫害管理、生产机械化、深加工、食糖贸易、政策等方面进行总结，找出我国制糖产业，尤其是云南与国内外同行存在的差距，找准云南蔗糖产业的问题，助推云南蔗糖产业发展。

1 美国蔗糖产业发展状况

美国位于北半球北纬 29˚～49˚之间，属温带和亚热带地区。国土面积 937万km2，可耕地土地面积约占 1.97亿 hm2(数据来源：公开数据)，人口数量约 3.27亿(2018年)，人均可耕地土地面积约 0.6 hm2。美国是世界食糖主要生产国之一，既生产甜菜糖又生产甘蔗糖，其中，甜菜糖主要产自明尼苏达州、爱达荷州、北达科他州和密执安州；甘蔗糖主要产自路易斯安那州、佛罗里达州、得克萨斯州和夏威夷州。佛罗里达州自1960年美国联邦政府禁止进口古巴食糖开始，甘蔗种植面积逐渐增加，成为美国最大的甘蔗原料生产基地[2]。由于人工费上升、甘蔗食糖价格竞争力下降、自然气候特殊、烧蔗污染和耗水量大等多种原因，2015/16年榨季结束后夏威夷州停止了已有145年历史的制糖业。

总体来说，美国甘蔗种植面积呈先增加，后有所下降，近年又逐步平稳的趋势[3]。上世纪80年代中期，美国甘蔗种植面积约28.5万hm2左右，2000年增加到42万hm2，随后逐渐下降到2008年的35万 hm2。最近，2016/17、2017/18、2018/19年连续3个榨季甘蔗种植面积分别为36.5万hm2、36.6万hm2和 36.8万 hm2，目前，美国甘蔗种植面积稳定在 37万hm2左右(数据来源：2020 Statista)。20世纪中期以来，美国甘蔗平均单产基本在85 t/hm2上下波动，总的趋势是稳中有所趋降，近年又逐步平稳。主要原因是美国单产最高的夏威夷甘蔗糖产业滑坡，并逐步退出了制糖产业。美国食糖生产，甘蔗糖约占 40%～50%，甜菜糖约占 55%～60%。自上世纪八十年代早期以来，美国年产糖量从600万t增长到2018/19年榨季以来的812万t。2017/18年榨季，食糖产量达到843万t，较2016/17年榨季的814万t，增长3.23%。虽然美国各州甘蔗制糖生产起步时间不同，发展水平相异，但就全美而言，美国甘蔗糖产业呈波浪式发展之中。

2 甘蔗种植管理、机械化生产与原料收购

2.1 耕作栽培

夏威夷甘蔗种植一般采用2年生栽培制度，甘蔗种苗通常不直接用来做种苗，种苗需统一经过48～50℃的温水脱毒处理或用杀菌剂处理，确保健康种苗质量。夏威夷蔗区没有轮作习惯，主要依靠轮换优良甘蔗品种和深耕松土，保障连作甘蔗稳产和增产。夏威夷蔗区由于常年使用农业机械而压实土壤，造成蔗区土壤板结问题非常严重。据统计，土壤容重远超过 1.2 g/cm3，一般土壤容重维持在1.0～1.2 g/cm3时，有利于甘蔗正常生长，因此需经常使用深耕犁松土而不翻动土层。夏威夷曾采用蔗渣、蔗叶、废糖蜜等方法来改良土壤的物理性状，但由于人工价格昂贵，在2016年夏威夷停止制糖前均未能得到推广[3]。

美国本土甘蔗生产周期通常采用 1年新植、2年宿根的种植模式，有些蔗区宿根年限长达4年，但主要视其蔗芽发株率而定。美国已基本实现甘蔗生产全程机械化，机械种植行距约1.7～1.8 m左右，播种量约12 t/hm2，机械栽种2～3条种茎并列，头尾重叠，覆土 7～8 cm。为减少蔗区土壤板结度，一般在甘蔗下种前3个月采用深耕犁深耕、翻耕，再用蔗渣改良土壤物理性状。佛罗里达州蔗区土壤为富含有机质的腐殖土和泥炭土，腐殖土含有机质达60%以上，土壤中缺乏铜、锌等微量元素，但含氮量极高。

在美国本土许多蔗区常伴有低温霜冻发生，如路易斯安那州年平均气温3～13℃，每年11月初霜，翌年3月底晚霜结束，常伴有霜冻结冰，极易冻死幼苗、冻坏蔗茎。路易斯安那州甘蔗生长周期短，大多只有7个月或稍多一点，机械收获时甘蔗还不够成熟，以致产蔗量较低。为了尽量延长甘蔗生长周期，美国本土蔗区一般采用秋植栽培制度，即在9月中旬至10月中旬栽种，在冬季来临之前蔗苗长好长壮抵御霜冻，在冬季甘蔗地上部分虽有部分被冰霜冻死、冻伤，但留在土壤中的蔗头翌年春天到来之际迅速生长起来，因此，秋植栽种有利于延长甘蔗生长周期，提高甘蔗产量[4]。

在甘蔗收获时，一般在甘蔗收获之前的 4～5周喷施催熟剂，如增甘膦(Polaris)、宝拿到(Polado)，以便提高甘蔗蔗糖分。催熟剂的主要目的是让未成熟的甘蔗种茎蔗糖分含量达到成熟种茎的高度，一般可提高甘蔗糖分1%(绝对值)以上，但对甘蔗产量几乎没有影响。

2.2 病虫害管理

美国蔗区病害主要有黑穗病、嵌纹病、波条病、宿根矮化病、赤腐病、梢腐病、茎腐病和眼点病等。虫害主要有美洲条螟、金龟子、金针虫、棉蚜虫、黄蚜虫、粉蚧、甘蔗象虫、玉米茎螟、长稻虱和老鼠等。病虫害管理主要通过如下几种方式：

一是重视高抗品种的培育。如培育和推广抗黑穗病、锈病、梢腐病和嵌纹病优良品种；如路易斯安那州积极选育和推广抗虫级别中等以上的甘蔗良种。

二是通过种苗检疫、脱毒和健康种苗良繁技术阻断病虫害的传播。如健康种苗圃专育二代可以有效遏制病虫害的发生与传播；宿根矮化病防控主要采用的方法包括：①热空气处理，54℃，8 h；②热蒸汽处理，54℃，4 h；③热水处理，50℃，2.5～3 h。以上3种防治方式效果均较好。

三是建立比较全面的病虫害监测体系和防控体系，实时跟踪病虫害的发生情况和做好安全防控措施。如美国已建立功能完善的病虫害诊断预警与综合治理网络体系、远程互动视频系统和信息制作与发布系统，具有操作规范化、系统化、专业化、定点化等特点，在甘蔗重大病虫害监测预警监控中发挥着重要作用[5-6]。

四是研发生物防治体系、生物防治技术，确保蔗区生态环境友好型的可持续发展战略。如保护当地有益昆虫和节肢动物，螟天敌如蚂蚁、蟬蝮等几种食虫性昆虫，对防治蔗螟可以有 25%的效果。针对综合防治和生物防治效果不理想时，也可采用化学防治为主的综合防治。

2.3 生产机械化

美国甘蔗种植以农场主经营为主，土地连成片、经营规模大，已基本实现甘蔗生产全程机械化，佛罗里达州由于土壤有机质丰富土壤疏松，导致机械化收获程度不高，但整地、深翻、开沟、种植、施肥、培土已全部机械化。我国甘蔗机械化主要体现在机械化深翻开沟、中耕培土，甘蔗机械化种植快速发展，收获还是以人工为主，据统计我国机械化联合收获率不足5%[1]，与巴西、澳大利亚和美国等甘蔗主产国相比较还存在较大差距。

2.4 原料价格

以美国2014/15、2015/16年2个榨季为例，夏威夷甘蔗原料收购价每吨均为40.7美元；佛罗里达州为36.8美元、38.7美元；路易斯安那州为24.7美元、24.6美元；得克萨斯州为21.1美元、20.5美元(数据来源：美国农业部)。自 2009/10年榨季以来，美国各州甘蔗原料收购价逐步稳定下降，近几年趋于稳定。而我国甘蔗主产区，以云南省为例，2017/18年榨季原料收购吨蔗价约为420元/t，吨糖平均含税成本达 5400元/t(数据来源：云南省糖业协会)，甘蔗原料价和吨糖成本双双高于美国(数据来源：云南省糖协)。

3 制糖工艺

相比中国，美国制糖工艺分工精细、自动化程度高，其产业链长、附加值高、副产物综合利用强，其特点包括：

一是美国主要采用两步法生产精制糖。首先生产原糖，然后对原糖进行集中精炼，而我国普遍采用一步法直接生产白糖，产品相对单一，一级白砂糖(150 IU)占据所有产品的90%以上，缺乏高附加值产品。美国市面上出售的甘蔗糖绝大部分都是精炼糖，如精糖、粉糖、颗粒糖、咖啡用糖、方糖、赤砂糖、高级液体糖、酿酒用液体糖、金色糖浆、棕色糖浆、精糖糖蜜等产品。近年来，因高纯果糖热值较低，比较受美国人欢迎，果糖产量逐渐增加。同时，红糖因其含有独特的甘蔗风味和人体所需的某些矿物质元素而在美国比较受大众喜爱。

二是全程实行全网络自动化管理。美国精炼糖厂大多设在大城市，从原糖卸船至成品包装运出，几乎全部采用机械化和自动化控制，大幅度提高工作效率，减少工厂生产成本。以美国东海岸波士顿市郊的 Domino精炼糖厂为例，场内工人不足 100人，每班值班工人仅20余人，其中控制整个精炼过程，即从原料糖入场至成品输送至包装工段为止，仅需6名工人值班，化验检测分析每班2人，原料糖卸船到仓库仅需2～3人[7]。

三是副产物多元化、高值化。美国糖厂利用制糖副产物生产酵母、酒精、朗姆酒、蔗渣碎粒板、造纸、饲料、蔗蜡、葡聚糖等高值化副产品，实现糖品多元化、副产物高值化；我国副产物综合利用包含：蔗梢饲用、蔗渣机制炭、糖蜜酵母、蔗渣包装纸、发电、滤泥有机肥等方面，由于技术创新不足，还未形成高附加值加工技术体系和产业链。

4 美国食糖需求与贸易

4.1 需求

美国国民食糖消费总量是继印度、欧盟和中国之后的第4大食糖消费国(数据来源：美国农业部)，年人均食糖消费量约为 30 kg。21世纪以来，美国年人均食糖消费总量呈波浪式上升过程中，2018/19年榨季美国食糖消费总量为 1111万 t，与 2017/18年榨季持平[8]。而据农业部预测，我国年均食糖消费总量约1500万t，年人均食糖消费量为11 kg左右。

4.2 贸易

美国食糖进口方面，由于国内食糖产量无法满足国内市场需求，一直以来美国是世界上重要的食糖进口国。自 2009/10年榨季以来，美国年均食糖进口总量约300万t。食糖进口来源国家主要有巴西、泰国、澳大利亚、多米尼加、菲律宾、危地马拉、阿根廷等国。2018/19年榨季美国食糖进口总量280万 t，较 2017/18年榨季食糖进口 303万 t减少 23万t，减幅达7.72%。由于美国食糖进口需求量较大，美国政府对蔗糖产业的发展高度重视，把对食糖的政策干预与粮食放在同样重要的高度[8]。

出口方面，2018/19年榨季美国食糖出口量为4.5万t，较2017/18年榨季的15.09万t，下降70.20%。预计2019/20年榨季出口量或将仍然保持在4.5万t水平[8]。

库存方面，2018/19年榨季美国期末库存量仅为139万t，较2017/18年榨季的164万t，下降25万t；库存消费比为12.53%，较2017/18年榨季下降了2.25个百分点。2019/20年榨季期末库存或将升至146万t；库存消费比回升至13.15[8]。

5 美国蔗糖产业政策

5.1 国内金融贷款政策支持

2014年美国农业法案规定，允许食糖加工商以贷款利率的80%获得制糖和糖浆的贷款，以支持食糖生产者发展生产。贷款的最长期限一般为9个月，当贷款到期时，连同利息一起清偿，允许食糖作为抵押品全额偿还贷款[2,9]。

5.2 市场分配政策

美国联邦政府为了确保以零成本实施食糖贷款计划，避免发生以糖抵贷现象，国内食糖销售采用市场分配政策。食糖分配数量主要由以下2个因素共同决定：一是国内销售糖价高于以糖抵贷的价格；二是食糖整体分配数量占到当年国内居民食糖消费总量的85%以上。为了避免产生以糖抵贷的现象发生，美国联邦政府需要适当调整分配数量[2,9]。

5.3 食糖再处理计划

食糖再处理计划主要是通过将未销售完的食用食糖卖给乙醇加工商，转向乙醇生产，以避免发生以糖抵贷[2,9]。

5.4 关税配额政策

为了防止糖企发生以糖抵贷现象，稳定国内食糖市场正常运转，美国一律对进口的原糖及精制糖，也包括其它糖、糖浆及糖蜜施行关税配额政策，通过实施关税配额政策，可以有效地稳定和保护国内市场糖价，防止低廉糖价冲击国内食糖市场。在新的财政年度开始之前，美国农业部会公布当年的食糖进口数量以及进口配额的优惠关税税率，超过进口配额数量的需支付较高的关税税率[2,9]。

5.5 食糖再出口计划

为了提高食糖精炼商和加工商在国际市场上的竞争力，防止部分企业以国际市场低廉价格进口的原糖进行精炼和出售，来替代国内市场上出口的精制糖或者含糖食品，美国联邦政府出台了精制糖出口许可证。此外，食糖的再出口计划允许美国加工商以世界市场价格购买食糖，再出口到世界市场。此计划下的原糖进口不受食糖关税配额影响[2,9]。

5.6 多米尼加共和国-中美洲自由贸易协定(DR-CAFTA)

根据贸易协定，美国对多米尼加共和国食糖关税配额自 2006年(第 1年)的 10.7万 t增加到 2020年(第 15年)的15.114万t，每年增加2640 t，而对哥斯达黎加关税配额食糖一直稳定在2000 t[2,9]。

6 美国蔗糖产业发展总体特点

6.1 土地经营规模化程度高、交通运输发达

美国甘蔗种植主要依靠大农场经营，如路易斯安那州、佛罗里达州，蔗区土地规划整齐、方方正正，非常适合机械化。同时，美国甘蔗铁路运输系统十分发达，如佛罗里达州以蔗区约450 km的铁轨作为主干线进行原料和农资运输。而我国以散户种植为主体、规模小，以云南省为例，土地规模3.3 hm2以下占全省的85.34%，甘蔗原料运输主要靠卡车运输，部分蔗区环境恶劣仍然靠牛车运输。近年来，在党中央、国务院和地方政府的支持下，实施糖料蔗核心基地建设项目，我国蔗区环境得到了较大改善。

6.2 灌溉设施系统完善

美国蔗区降雨量充沛，如美国路易斯安那州年降水量约1270～1524 mm，雨量分布均匀，一般不用灌溉，基本不会受干旱影响导致产量减产。同时，蔗区地表水资源非常丰富，甚至到了过剩的地步，如佛罗里达州蔗区位于佛罗里达半岛奥基乔比湖(Lake Okeechobee)南部沿岸，年降水量约1500 mm。佛罗里达州蔗区地势低洼、平坦，属于沼泽地，地下水位很高，该蔗区拥有完善的排水系统，能使地下水位和地面的距离不少于 60 cm。各排水沟之间的距离通常保持在400 m左右，蔗区蔗园大多为每户16 hm2[10]。由于我国新兴作物、新兴特色农业快速发展，作物之间土地竞争加剧，蔗区逐步向次适宜区域扩展，不断边缘化山地化，我国蔗区80%以上受干旱影响[12]，缺乏良好的灌溉条件，干旱已成为制约我国甘蔗产业发展的重要限制因子之一。

6.3 生产全程机械化程度高

美国甘蔗主产区在耕、种、管、收4个环节已基本实现全程机械化[11]。在植物病理防治方面，如佛罗里达州蔗区基本采用无人飞机喷施农药和除草剂。而我国甘蔗生产综合机械化率大约48%，甘蔗机械化种植快速发展，但收获仍以人工为主，机械化收获率不足5%[1]。

6.4 重视早熟、高糖、耐寒、抗病优良品种选育

在美国本土许多蔗区常有低温霜冻发生，不少地区甘蔗霜冻灾害易发，甘蔗生长周期相对较短，因此，美国本土除了重视高产、高糖品种选育，还重视早熟、抗寒品种选育[3]。

6.5 建立完善的病虫害监测预警和防控系统

美国已建立功能完善的病虫害诊断预警与综合治理网络体系、远程互动视频系统和信息制作与发布系统，具有监测预警系统装备水平高、监控网点布局完善、自动化水平高、信息化强等特点，在重大病虫害防控方面发挥着重要作用。

6.6 食糖工艺自动化控制水平高

美国大部分糖厂自动化控制水平高，基本已全程实行网络智能化管理，大幅提高糖厂工作效率，减少工厂生产成本，而我国设备基本为人工操作，信息化程度低。

6.7 完善的蔗糖产业政策

为了促进本国食糖产业的稳定发展，美国出台了一系列相关政策，包括：金融贷款政策、市场分配政策、食糖再处理计划、关税配额政策、食糖再出口计划和多米尼加共和国-中美洲自由贸易协定等。

7 思考与借鉴

7.1 加强糖料核心基地高标准农田建设，土地经营规模化

美国蔗区土地规划整齐、方方正正，公路网络运输十分发达，非常适合甘蔗生产机械化。我国蔗区水利设施条件差、山地多，以耕种自有土地的小散户为绝对主力、集约化规模化程度低、户均种植规模小的特征。建议加强高标准糖料核心基地建设，改善蔗区道路环境，鼓励糖企以自发的形式改善蔗区环境。推进蔗区土地整治，提高坡地蔗园的保土、保水、保肥能力。平地蔗区和缓坡蔗区，按规模化经营的理念，按“田成片、路相连、渠相通”要求，建设现代高产稳产糖料基地[13]。

7.2 推进突破性甘蔗新品种的选育与推广应用

世界蔗糖主要生产国，如美国、巴西和澳大利亚，均高度重视新品种的选育和推广应用。但我国蔗区仍存在品种单一，老旧品种多，优良品种选育和推广力度不足等情况。以云南为例，2018/19年榨季，云南省甘蔗种植面积28.99万hm2，其中，第三代老品种ROC22和粤糖93-159等种植面积高达11余万 hm2，占比超达 40%[1]，这些品种对黑穗病、花叶病、宿根矮化病、褐条病和锈病等抗性还不够完美。目前生产上推广的良种，没有在质的方面取得大的突破，产量和蔗糖分依然与原有的主栽品种接近。用于甘蔗良种选育的花穗杂交组合，主要以商业品种杂交为主，杂交亲本常常以 ROC22或与ROC22具有血缘关系的品种为父本或母本，遗传基础狭窄，始终没有走出ROC22的圈子，选育出的良种在综合性状方面也没有绝对超过ROC22。云南糖业迫切需要进行新一代品种更新，大力推广应用高产高糖抗病的甘蔗新良种[14]。

7.3 重视甘蔗生产机械化和复合人才的培养

甘蔗收获机械化一直是我国甘蔗全程机械化的瓶颈，要突破这个问题，需要从机械、生产模式和人才等多方面入手：一是加快研制、重点突破适合我国丘陵山地蔗区的中小型甘蔗收获机，重点解决我国甘蔗生产过程中机械化使用率低下等原因，实现从“有机可用”向“有好机用”的转变。二是以机械收获为核心，协同推广应用与收获机械相配套的糖料蔗栽植、中耕培土、装运转运机具及糖厂前处理设施设备(卸蔗平台和蔗槽等设备升级改造)，形成协同、配套、无缝对接的全程机械一体化发展模式。三是组织政府食糖有关部门、种植大户、推广技术人员、专业技术人员、育种单位和糖厂相关负责人到巴西、澳大利亚、美国等甘蔗机械化水平较高的国家去考察和学习，了解和掌握它们先进的管理经验、理论知识和专业技术水平，转变传统、陈旧、落后的思想观念，让这些人成为推动我国现代化机械化水平的骨干力量和主力军[11]。

7.4 建立有效的蔗糖产业发展政策

美国政府高度重视食糖产业的发展，将食糖生产和国家粮食安全放到同等重要的地位，建立了完善的产业政策支持美国糖业发展。我国甘蔗生产成本常年居高不下，“天花板”效应明显，企业利润压缩，经营举步维艰。如何通过政策引导作用统筹处理好政府与市场、建立好农民与糖企之间的关系，既能保障蔗农收益，又能保持糖企经营有活力的产业发展新机制，推动我国食糖产业高质量发展，需要我们继续探索。

7.5 蔗糖高值化及副产物综合利用

借鉴美国两步法生产精炼糖，生产工艺自动化高，重视副产品的高值化开发的工艺特点，我国制糖要积极开展制糖工艺创新，利用高新技术、先进适用技术改进传统制糖工艺，以一步法或两步法生产精制糖工艺为发展重点，鼓励企业开展制糖工艺改造提升为核心的技术创新。围绕多产融合、多元开发、绿色发展的理念，借鉴耿马县蔗糖产业链延伸经验，积极探索“公司+示范基地+专业合作社+养殖户”、“蔗渣＋纸浆板+环保餐具”、“酒精＋食用高端酒”、“黄腐酸钾＋液态水溶肥＋有机肥料”等蔗糖产业加工模式，实现糖品多元化、副产物高值化，实现蔗糖产业链的延伸。