油菜秸稈的無公害處理研究

陳麗園,夏倫志,吳 東

(安徽省農業科學院畜牧獸醫研究所,合肥 230031)

湖北、湖南、貴州、江西、安徽等長江流域省份是中國油菜主產區,油菜面積和總產量占世界的四分之一。隨著國際油價大漲,生物燃料(如油菜、玉米)的大面積種植將是必然趨勢。然而相對于油菜的大面積種植而言,國內對油菜秸稈的利用率卻很低,每到油菜收割季節,農民焚燒秸稈的現象仍屢禁不絕,由此引發的環境污染、火災和交通事故等給國民經濟帶來了重大損失。為此,油菜秸稈的無公害處理成為一個急需解決的熱點問題。

本研究基于油菜秸稈的無公害處理的思想,首先采用改良氨化、混合青貯及添加微生物的方法對油菜秸稈進行飼用化處理。試驗采用的改良氨化方法是添加沸石粉以減少氨氮流失,提高氨化效果;而混合青貯則是充分利用當地河道、魚塘、水田中泛濫成災的水花生與油菜秸稈混合碾青變廢為寶的過程;同時試驗還采用添加微貯菌劑“海星王”及篩選的纖維素分解菌進行微生物處理。通過以上4種飼用化處理后,本試驗測定了各處理組中油菜秸稈的粗纖維等含量的變化,進一步評定其營養價值。并采用后備母羊進行飼喂試驗,以測定改良氨化秸稈及混合青貯在替代青貯玉米上的可能性。

據研究表明,油菜秸稈中全碳占 42.6%,全氮0.52%,全磷0.08%,全鉀0.48%[1]。油菜秸稈的碳氮比值大,在畜禽糞便的堆肥過程中,若添加油菜秸稈作為調理劑則可有效地減少氨氣的排放[2],由此不僅可減少臭氣的產生,同時可減少農家肥中氮的損失,增加磷、鉀的含量,對于農業生產有重要的應用價值。本研究采用篩選所得的纖維素分解菌進行發酵試驗,也是進行自篩菌種對油菜秸稈減量化試驗的一個測定,為后期油菜秸稈與豬糞進行聯合堆肥研究進行指導性試驗。

1 材料與方法

1.1 油菜秸稈的前處理 選取保存較好、不霉變的油菜秸稈,將其用粉碎機剪切到3～5 cm長。

1.2 青貯池的筑建 選擇地勢較高處,建成池長約6 m,寬約1 m,高約1 m的長方形大池,中間用磚等分成4個小池,4周用磚砌牢,并用水泥將底部和四周內壁糊刷致密,建成約1.5 m3的四聯池。

1.3 油菜秸稈飼用化制作方法

1.3.1 改良氨化處理組的制作 將粉碎后的油菜秸稈按每100 kg秸稈加入4 kg尿素、4.5 kg沸石粉、100 kg清水的比例[3],在青貯池中填入秸稈粉,每層秸稈厚15 cm,踩實,均勻地灑入尿素溶液和沸石粉。按以上方法逐層添加,踩實,蓋上雙層加厚塑料薄膜,上壓水泥磚。

1.3.2 混合青貯處理組的制作 將水花生撈起,晾曬2 h后,用粉碎機粉碎至3～5 cm長。每100 kg油菜秸稈加入80 kg水草,3 kg麩皮,40 kg清水。逐層加入,壓實,方法同改良氨化處理組。

1.3.3 商用微貯處理組的制作 將海星牌“微貯王”秸稈發酵活干菌1袋3 g,倒入200 mL含1%白糖水中充分溶解,在常溫下放置1～2 h使菌種復活。按菌種說明書,每100 kg油菜秸稈加入1.3 kg食鹽,0.5 kg麩皮,108 kg清水。

1.3.4 自篩菌種BF14實驗組的制作 菌種BF14采用PDA培養基劃線培養,28℃培養5 d。使用前用清水將培養皿表面的孢子洗下,制成菌懸液。每100 kg油菜秸稈加入2 kg的尿素,10 kg麩皮及100 kg清水。

1.4 樣品分析[4]中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)按Van Soest法進行,半纖維素=NDFADF,纖維素=ADF-ADL。

1.5 試驗動物 選擇24只后備波爾山羊母羊,母羊發育正常、精神良好、體重相近。隨機分成3組,每組8只,組間體重差異不明顯。

1.6 飼養管理 3組試驗羊在單列式棚舍飼條件下飼養。飼喂方法:先喂油菜秸稈,再喂混合料(由青貯玉米及麩皮組成),自由飲水。對照組所用青貯玉米減量20%,分別替換成各處理組油菜秸稈。

1.7 數據處理 本試驗數據采用DPS軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 秸稈飼用化處理后感官測定 感官測定結果見表1,結果表明兩個微生物處理組都具有霉味,考慮到其適口性較差,所以不考慮對微生物處理組進行后期的飼喂試驗。而混合青貯組和改良氨化組從感官測定而言符合飼養的條件,其青貯效果明顯優于微生物處理組。

表1 各處理組的感官測定評價表

2.2 秸稈成分分析 4個處理組與未作任何處理油菜秸稈的各項化學成分見表2。由表3可得改良氨化組纖維素降解率44.96%;BF14菌種組和商用微貯組的纖維素降解率66.27%和72.77%;而混合青貯組的纖維素降解率遠高于其他3組,為84.50%。綜合各項化學成化的變化所示,混合青貯組對于油菜秸稈的降解率與其他各組間有顯著差異,而采用額外添加微生物的兩個處理組其效果較為相近,但與改良氨化組在纖維素的分解上也有顯著差異,對于半纖維素的分解差異不明顯。4個處理組的纖維降解效果為:混合青貯組＞商用微貯組＞BF14菌種組＞改良氨化組。

表2 各處理組油菜秸稈主要化學成分變化 %

表3 各處理組對于各化學成分的降解率 %

2.3 飼喂試驗 將改良氨化及混合青貯的油菜秸稈以一定的比例添入后備母羊的日糧中,飼喂35 d后記錄各羊只體重變化,通過方差分析(DPS)結果如表4所示,改良氨化組和混合青貯組的后備母羊與對照組的后備母羊在體重上并無顯著差異,因此采用氨化及混合青貯法可替代20%的后備母羊日糧,在實踐中具有明顯的經濟價值,可有效地節約飼養成本。

表4 試驗羊體重變化

3 小結與討論

在前期實驗中[3]課題組通過分離篩選最終得到3株分解能力較好的菌株,并對3株菌株在發酵過程中CMC酶、濾紙酶、木質素酶及淀粉酶的產量進行了測定,最終得出BF14菌株的產酶活性優于其他兩株菌株。本試驗通過BF14菌株對油菜秸稈的發酵與油菜秸稈進行改良氨化、混合青貯及添加“海星牌”商用微生物等處理進行比較試驗,結果表明4個處理組對油菜秸稈的降解效果排序為:混合青貯組＞商用微貯組＞BF14菌種組＞改良氨化組。雖然BF14菌株對于油菜秸稈的分解非最佳效果,但是該菌株對于油菜秸稈纖維素的降解率可達66.27%,效果極為顯著,因此該菌雖然對于油菜秸稈的飼用化處理中不具優勢,但是在油菜秸稈與畜禽糞便的聯合堆肥中仍具有重要的研究價值。

通過油菜秸稈混合青貯及飼喂試驗表明,采用油菜秸稈與如今農村水塘泛濫成災的水花生等水草進行混合青貯,對于油菜秸稈中的纖維素、木質素等降解顯著,同時青貯后的秸稈可在不影響生長的情況下替代一部分備用母羊的日糧,真正做達到變廢為寶的目的。

[1]陳尚洪,朱鐘麟,吳婕,等.紫色土丘陵區秸稈還田的腐解特征及土壤肥力的影響[J].水土保持學報,2006,20(6):141-144.

[2]Liang Y,Leonard J J,Feddes J J,et al.A simulation model of ammonia volatilization in composting[J].American society of Agricultural Engineers,2004,47(5):1667-1680.

[3]呂貞龍,陳后慶,尹召華,等.小麥秸稈氨化中尿素氮水平對其品質的影響[J].飼料工業,2007,28(23):26-28.

[4]楊勝.飼料分析及飼料質量檢測技術[M].北京:中國農業大學出版社,2002.

[5]陳麗園,夏倫志,吳東,等.油菜秸稈分解菌的篩選與產酶特性初探[J].中國草食動物,2007,27(5):9-12.