玉米秸稈生物發酵轉化與利用研究

馬勝輝

1 玉米秸稈生物發酵技術

相比其他飼料化利用技術，玉米秸稈生物發酵技術具備以下優勢：采用生物發酵方式可以保留玉米秸稈中大量的蛋白質；營養價值高，生產出的飼料更加適口；投入成本小，生產過程中環境的影響較小；玉米秸稈經過發酵處理后，飼料中富含發酵代謝產物，如酶類、蛋白類、抑菌因子、維生素和促進生長因子等，這些均對動物生長具有有益作用[1]。鑒于上述優點，相關專家和學者對玉米秸稈生物發酵的研究給予了足夠的重視，在長期的努力下，玉米秸稈生物發酵技術得到了完善。

相關學者在眾多玉米秸稈中篩選出一株纖維分解能力較強的芽孢桿菌菌株，通過對玉米秸稈組織結構的研究，分析出適合酶產生的特定條件，通過人工干預的方式來營造條件，有效提升了玉米秸稈資源的利用率。部分學者在對17種天然發酵的玉米秸稈飼料進行篩選時，得出了一株產生酸副干酪乳桿菌的秸稈飼料，通過多種試驗手段驗證得出發酵玉米秸稈的最佳條件，適應此種條件發酵之后的玉米秸稈中蛋白質含量最高可達14．35%。另外，玉米秸稈厭氧發酵產物中的菌群構成呈現出多樣性的特征，數據顯示，其中共存在69種系型，主要分布如下：硬壁菌占48．3%，綠彎菌占20．1%，放線菌占9．1%，擬桿菌占7．7%，蛋白菌占7．2%。由此可見，其中的水解型和發酵型為菌群的主導。

相關學者針對玉米秸稈專用發酵劑的降解工藝條件進行研究時，所采用的是二次通用旋轉回歸技術，得出的發酵工藝條件為：最佳發酵溫度在31．4 ℃，最佳發酵時間在5．3 d，接種量和含水量分別為1．87%和62．00%，滿足上述所有條件之后的玉米秸稈降解率最高可達44．69%。目前，專家和學者針對玉米秸稈生物發酵技術中的分離、鑒定、工藝及產生的菌群構成均進行了研究，這些研究為玉米秸稈發酵飼料的生產和玉米秸稈的利用價值提供了技術保障。

有學者研發了一種秸稈微生物飼料及其生產方法，其利用復合生物發酵劑降解秸稈，提高秸稈消化率和營養價值，復合生物發酵劑由嗜酸乳桿菌、綠色木霉、白腐真菌、產朊假絲酵母及枯草芽孢桿菌等菌株組成。以玉米秸稈和啤酒糟為主要原料，輔以豆粕、麩皮、玉米漿、尿素和硫酸銨等配制固體飼料，飼料經復合微生物發酵后蛋白含量提高了10%以上，而且改善了適口性。

另外，有研究針對全株玉米秸稈青貯飼料、去穗玉米秸稈青貯飼料及牧草青貯飼料對荷斯坦奶牛瘤胃發酵、生產性能及乳成分的影響進行了研究，結果表明，去穗玉米秸稈青貯飼料會降低乳產量，減緩瘤胃發酵作用，但并不影響乳脂濃度和產量。還有利用褐色葉中脈基因型青貯玉米對干奶期荷斯坦奶牛采食量和乳固體產量的影響進行了研究，結果表明，飼喂褐色葉中脈基因型青貯玉米提高了奶牛干物質采食量、產奶量及乳固體中蛋白質和乳糖的含量。目前玉米秸稈生物發酵技術主要應用于牛、羊等反芻動物青貯和微貯飼料研發和生產方面，上述相關研究重點分析了秸稈發酵飼料生產方法及其對動物生長性能的影響，為玉米秸稈生物發酵飼料的產業化開發和應用提供了科學依據。

2 玉米秸稈利用技術

2.1 有機肥化利用技術 由于玉米秸稈中含有豐富的氮、磷、鉀元素，經過處理之后形成肥料應用到田地內，可以起到改良土壤的作用，為作物生長提供多種有益于生長的營養成分。當前，玉米秸稈在肥化利用方面是以堆肥處理還田和覆蓋還田為主，在條件允許的情況下還可以利用大型粉碎機械粉碎之后直接還田。

2.2 能源化利用技術 玉米秸稈屬于一種可再生資源，秸稈資源的充分利用對于我國的可持續發展和環保問題意義重大，利用秸稈這種可再生資源代替工業生產中的不可再生資源，有效緩解了我國資源緊張的問題。秸稈在能源化利用中的應用主要有秸稈沼氣化利用、秸稈固化燃料、秸稈熱解氣化及秸稈液化燃料等。

2.3 飼料化利用技術 由于我國屬于農業大國，玉米作物的覆蓋面較廣，產生了大量的秸稈資源，由于秸稈中的纖維含量較高，可以作為飼料的主要原料。僅2010年秸稈在飼料中的使用量就高達2．18億t，占據秸稈利用化的主導地位。相關數據顯示，秸稈飼料化的利用率占據總數的31．9%。未經處理的秸稈質地過于粗糙，很難消化，為此不適宜直接作為飼料食用。現階段，對秸稈利用技術的研究已經逐漸深入，秸稈利用的價值得到了充分體現。在未來的發展中，秸稈利用技術必然會發揮出很大作用。目前，所使用的秸稈飼料化利用技術有壓塊、絲化、制粒處理技術及生物發酵處理技術等，其中生物發酵處理技術是應用較為廣泛的飼料化利用技術[2]。

[1]劉宇，史同瑞，朱丹丹，等．玉米秸稈利用現狀及其生物發酵技術研究進展[J]．中國畜牧雜志，2014（6）：61-64．

[2]盧珍蘭，李致寶，俸祥仁，等．微生物發酵玉米秸稈飼料在生長育肥豬養殖中的應用[J]．安徽農業科學，2014（33）：11743-11745．