粗飼料營養價值改進技術及配套設備的研究

馮源

摘要：我國農作物秸稈數量大、分布廣，是一項巨大的飼料資源，合理開發利用是實現節糧型畜牧業的必由之路。為適應北方氣候條件及生產需要，研究粗飼料營養價值改進技術及關鍵設備，提出了秸稈快速處理工藝及秸稈快速處理設備，為我省開發秸稈資源提供了依據及配套設備，以滿足畜牧業發展的需要。設計了灶式加熱裝置，利用蒸氣與物料、藥劑邊加熱邊混合的工藝，處理周期短，運行成本低，處理效果好，節約能源。

關鍵詞：粗飼料；營養價值；改進技術；配套設備

中圖分類號：$816

文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.05.005

0.引言

我國農作物秸稈數量大、分布廣，是一項巨大的飼料資源。合理開發利用秸稈飼料資源，減少畜牧業生產對糧食的依賴，是實現節糧型畜牧業的必由之路。我市每年農作物秸稈的產量約588萬t，飼草產量約為2293t。每畝按200kg到2000年我市肉牛及奶牛總計存欄將達到250萬，需粗飼料625萬t，僅用飼草是不能滿足需要的，必須研究開發農作物秸稈的營養價值的改進技術及配套設備。農作物秸稈在自然狀態下是一種劣質粗飼料。其特點是粗蛋白含量低，一般為3%～5%，而且品質不佳；粗纖維含量高，達35%～40%，消化率低，適口性差。單純飼喂這種秸稈，不能滿足牲畜需要，這就制約了我國草食家畜生產水平的提高。本課題的研究應用將使農作物秸稈的營養價值提高到相當于中等飼草的水平，為我市的畜牧業發展打下堅實的基礎。

國內外多年來一直進行這方面的研究，并提出了很多方法和設備，如氨化、堿化、鹽化等方法。在設備方面有氨化池、氨化爐等設備。微生物處理方面，如青貯、黃貯、微貯等形式。目前上述多種方法在實踐應用中存在如下幾方面的問題：

（1）我省秸稈擁有量最大的為玉米秸稈，約占全部秸稈總量的57%，該作物收獲期為10-11月，在此期間氣溫低不適于氨化、黃貯。

（2）由于我省年降雨量低于500mL，不適于堿化。

（3）由于氨化池占地面積大，需要專用舍且處理，周期長不適應需要。

（4）氨化爐體積大、耗能高、投資大、不適應目前經濟狀況和飼養規模需要。冬季不能在高寒地區使用。

（5）鹽化雖然解決了適口性問題，但其品質無明顯改變。

為適應北方氣候條件及生產需要，研究粗飼料營養價值改進技術及關鍵設備，解決不能長年粗飼料處理難題，為此提出了秸稈快速處理工藝及秸稈快速處理設備，為我省開發秸稈資源提供了依據及配套設備，以滿足畜牧業發展的需要。

1.項目研究對社會、經濟發展和科技進步的意義

秸稈快速處理工藝就是將農作物秸稈，經過物理、化學等方法處理，提高農作物秸稈的營養價值水平。采用的設備，吸取了現有同類機型氨化優點和總結了多年推廣的垛法、窯法、塑料袋法等氨化經驗，研究設計了功能齊全、工藝銜接合理，適合當前養牛戶需要的中小型設備，其主要特點，生產周期短，從進料到出料只需要6min；生產氨化飼料，不受外界環境溫度影響，可常年進行生產。解決了養牛戶在枯草期的飼草供給，改變半舍半牧飼養模式為全舍式飼養，提高了養牛戶的經濟效益。

該項研究對提高農作物秸稈的營養價值水平的工藝參數進行了試驗，并對提高處理速度的關鍵參數進行優化選擇，確定了生產所需要的主要參數，對處理后的結果進行了分析檢驗、喂食試驗、消化試驗。通過試驗證實，秸稈快速處理工藝可將秸稈的粗蛋白水平，由原來4%提高到8%；粗纖維由原來的28.34%降到26.82%；粗纖維消化率由原來的30.19%提高到47.35%；干物質消化率由25.55%提高到35.47%（24 h尼龍袋法測試），通過喂食試驗在2 kg精料的情況飼喂處理秸稈比未處理秸稈相比日增加0.5kg，得到了快速秸稈處理工藝的理想結果。

2.本項目研究解決的關鍵問題，所采取的技術措施

本項研究需解決的關鍵問題是：加熱形式、加熱工藝、處理液的配比。

2.1加熱形式的確定

經過認真的研究和對比分析，電加熱運行成本高，溫升慢。因此，我們選擇了灶式加熱，利用蒸氣與物料、藥劑邊加熱邊混合，其優點是處理周期短，運行成本低，處理效果好，節約能源。

2.2加熱試驗

經過多輪實驗得出：物料的溫度隨時問變化分三個階段，第一階段在2min前為降溫階段，即物料與處理液混合時處理液溫度由70℃降至42℃，及物料溫度由23℃上升至42℃時處理液與物料溫度平衡。由該階段可得到，此時物料升溫時所需的熱量為1.47千卡/kg·℃；第二階段為升溫階段，這個階段的溫升隨時間的變化其升溫速率是不同的，隨著物料溫度的上升，其升溫速率下降；當達到107℃時，所需要的時間為6min。

2.3氨源的確定

在快速秸稈處理技術中，處理液的配比占有十分重要的地位，它對秸稈營養價值水平的改進起著促進作用。秸稈快速處理技術采用碳酸氫銨作為氨源，因為碳酸氫銨價格低廉，且易貯運，用作氨源不僅可以降低氨化成本，而且有利于提高氨化生產的安全性和可靠性。

3.技術原理與工藝流程

3.1技術原理

灶式處理設備技術原理為：秸稈裝入混合箱在攪拌器作用下發生運動，同時藥液經加熱增加了活化能力，促進秸稈快速發生物理化學變化，使秸稈質地柔軟，細胞壁膨脹，增加與瘤胃微生物接觸面積，使纖維素、半纖維素等多糖類物質被降解為單糖，并轉化為脂肪酸，提高了消化率。堿作用破壞了木質素與半纖維素之間鍵連接，使之更好的與水解酶接觸，經分解纖維素提高秸稈的營養成分。

3.2工藝流程

秸稈一物理處理一預處理一仿生處理一熟化處理一成品。

（1）秸稈：玉米秸、豆秸、麥秸、稻草。

（2）物理處理：改變秸稈的物理狀態，以適應反芻動物需要。

（3）預處理：將必須的營養源處理液及微量元素混合到秸稈中。

（4）仿生處理：制造仿生物生長的條件，包括溫度、濕度蠕動。

（5）熟化處理：改變PH值。

（6）成品：合乎要求的已提高營養水平的秸稈。

4.項目效益分析與應用前景

秸稈快速處理裝置是通過機械設備對秸稈進行化學處理，提高其營養價值的綜合技術，與現有同類設備（氨化爐）相比較，具有體積小、設備投資少、生產周期短等優點。現將秸稈快速處理裝置與氨化爐綜合比較，見下表。

從上表可知，快速處理機每處理1kg秸稈費用O.074元，電爐O.11元，蒸汽爐為0.086元。分別降低32.7%和13.9%；其他對比項目，該裝置投資費用小，運行成本低，升溫速度快，處理周期短等。

5.結論

（1）結構簡單、堅固，設計新穎，維修、保養、檢視方便，進出料方便，尤其液體添加部分適用合理。

（2）動力配套合理，經濟性較好，能夠滿足全部落下啟動的要求，尤其是配備的單相電容起動電動機，特別適用于農戶家庭應用。

（3）混合均勻度滿足國家要求。

（4）生產效率高，實際飼用效果好。