秸稈飼料化處理技術

趙楚琦，王喜成，姜 濤，安 冬，王欣宇，邵洪澤*

1.吉林省畜牧獸醫科學研究院，吉林長春 130062；2.農安縣農業綜合執法大隊，吉林農安 1302002

1 秸稈

1.1 秸稈的結構

秸稈中含有豐富的有機質、少量礦物質和水分，其中以碳水化合物為主。另外，秸稈中的粗蛋白、粗脂肪含量也不高。秸稈中碳水化合物主要包括纖維素、半纖維素、木質素等，通常用細胞壁組分體現。秸稈中的纖維成分以粗纖維為代表，而可溶性糖是以無氮提取液為代表，礦物質則是以粗灰分為代表。秸稈中的微量元素含量極低，例如玉米秸稈是一種由纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質和硅酸鹽組成的農作物飼料原料。其中纖維素、半纖維素、木質素占玉米秸稈的比例為35.0%，纖維素為15.0%，半纖維素為15.0%。纖維素的化學結構主要是由葡萄糖單元聚合而成，而其內部的微纖維之間具有強烈的氫鍵作用，從而導致不同的消化酶溶解性下降。半纖維素是由戊糖、己糖、多糖醛酸和甲基酯類化合物構成的。半纖維素和纖維素一樣，其結構很穩定，在高溫中溶解性小，所以不易消化。木質素與纖維素、半纖維素緊密結合，相互纏繞，共同組成粗纖維，并能阻止纖維素與其他物質的接觸。木質素是最難被生物降解的物質，動物難以利用。

1.2 秸稈的營養價值

農作物秸稈是一種很常見的反芻動物飼料，其中包括氮、磷、鉀、鈣、鎂等礦物質以及纖維素、半纖維素、木質素等。纖維素的化學結構以葡萄糖聚合體為主，纖維之間有很強的氫鍵，不容易被消化酶所溶解。秸稈經技術加工處理后，可提高其養分利用率，是優質的牛羊粗飼料。秸稈經粉碎或氨化后，可使秸稈中的粗纖維含量減少，粗蛋白含量提高，經生物處理后，有利于提高營養物質含量，提高其消化能力。不同種類秸稈中粗蛋白含量也不徑相同，其中稻草秸稈粗蛋白含量是5.3%，小麥秸稈是4.12%，玉米秸稈是9.8%。同一作物秸稈的不同部分含有的養分和成分也各不相同，其中以莖皮中的木質素含量最高，而植物葉片中的木質素、纖維素含量最低，而粗蛋白、半纖維素含量則相對較高。由于單胃動物的腸道很難直接消化和吸收，只能通過簡單的酶分解，所以大部分的玉米秸稈被用作反芻動物的飼料。從營養成分分析可知，玉米秸稈中的蛋白質含量偏低，鈣、磷比例也不平衡，不宜直接用作飼料。

2 秸稈飼料化利用處理技術

2.1 物理處理

2.1.1 秸稈顆粒化處理技術

秸稈通過鍘草機切短或揉搓機粉碎后，得到短條狀秸稈飼料，與其他營養原料適合比例進行混合，最后利用顆粒機制成高密度的秸稈顆粒飼料。秸稈通過縱向和橫向破碎處理增加表面積，與瘤胃微生物充分接觸，利于細菌聚集消化，有效提高消化利用率。通過使用配套的設備，可以減少秸稈原料的損耗、能耗和經濟損失，延長儲存期，保證營養成分穩定，提高飼料產量。這種處理技術能有效地縮短原材料的運送時間，節約生產成本。該技術要求采用高溫轉化工藝，便于動物消化和吸收。如將秸稈壓縮成餅狀，不改變秸稈中的營養成分，利于貯藏、運輸，便于飼養使用。此技術過程操作簡便不會造成過多的粉塵污染，秸稈顆粒飼料具有良好的適口性和高飼喂率，而且成本較低，并且具有很好的使用價值。

2.1.2 秸稈加壓膨化處理技術

加壓膨化技術指利用膨化機對秸稈進行加工處理，將切短的秸稈（約30～50 mm）倒入螺旋輸送機料斗內，通過螺旋輸送機將秸稈送到主機的給料倉內，通過螺旋給料機將秸稈定量地送到主機的大箱體內。由于螺旋桿與秸稈、秸稈與機筒以及秸稈內部的機械摩擦，秸稈被強烈擠壓、攪拌。在高溫、高壓、高剪切作用力的條件下，秸稈的物理特性發生變化，變成糊狀秸稈。當糊狀秸稈從模孔噴出的瞬間，強大的壓力得到釋放，秸稈被膨化、失水、降溫，秸稈纖維結構發生變化，產生出結構疏松、多孔、酥脆的膨化秸稈飼料。此過程中高溫可以殺菌、滅活秸稈中有害因子，延長秸稈的保質期。

2.1.3 秸稈汽爆化處理技術

秸稈氣爆技術是利用氣爆罐內高溫高壓作用通過破壞秸稈的纖維素結構從而提高秸稈消化率，將切短秸稈放入壓力倉中，向內充入高溫水蒸氣并逐漸加壓，待秸稈中的纖維素被降解，原有纖維結構改變，瞬間泄壓時由于壓力變化對秸稈產生剪切作用。處理時應嚴格按照技術操作的流程進行，將秸稈粉碎后，使用輸送機輸送，并添加營養物質，常用的設備有攪拌機、除鐵器、壓塊機，通過攪拌機將秸稈中的有害物質進行祛除，在攪拌后進行擠壓作業，并使用冷卻系統進行輸出，并做好后期晾曬。處理后的秸稈在經過風冷后，根據設備規定的數量，進行包裝儲存，方便使用。此技術使秸稈安全性提高，改善適口性。

2.2 化學處理

2.2.1 秸稈堿化處理技術

堿化處理法其機制就是改變秸稈細胞壁結構以及組織細胞間的鑲嵌物,主要用堿性物質中的氫氧根離子破壞秸稈中纖維素結構，使纖維素膨脹、秸稈軟化，增大瘤胃微生物的面積，有利于纖維素的分解。該技術常用的試劑有氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣等，用氫氧化鈉溶液，與秸稈等比例浸泡24～36 h，效果最佳，完成浸泡后需要將其清洗，但使用過程中要注意清洗作業的步驟和時間，通過加強控制，減少污水的數量。堿化后的秸稈，破壞了秸稈的內部結構，將木素轉變為羥基木素，使秸稈變得疏松，飼喂牛羊后，瘤胃中的微生物附著面積增加，有利于高纖維素的降解。可以用4.5%的氫氧化鈉，將其配成35%的堿溶液，噴灑到秸稈上，這種加工和處理方式，減少污染和破壞，實現保護環境的目標，也方便后續工作的開展。

2.2.2 秸稈氨化處理技術

秸稈氨化是堿化處理的一種，氨化處理可以將秸稈中的有機物質，經過一系列的反應，生成銨鹽、水溶氨和氫氧化銨。通過改變秸稈的纖維組織形態，提高了秸稈中的氮含量。利用反芻動物可以利用非蛋白質氮的性質，將氨基物質如尿素、氨氣、液氨等，按照一定的比例噴灑到剪短后的秸稈上，經過混合后，放入密閉環境內。氨化后的秸稈被軟化，產生糊香味，增加了適口性，提高秸稈飼料消化吸收，增加非蛋白氮的利用。使用時注意氨化秸稈要在氨氣完全揮發后再喂食，防止氨中毒。

2.2.3 秸稈酸化處理技術

選擇相應的酸性物質，對秸稈進行均勻噴灑，并添加少量的芒硝，含硫化合物總量大幅增加，以保證乳酸菌活性，得到高營養價值的飼料，從而防止雜菌的侵害影響。該處理方法操作簡單，可有效抵抗二次發酵，回收方便。

2.3 生物方面

2.3.1 秸稈青黃貯處理技術

秸稈青黃貯是一種常見的秸稈飼料加工技術，秸稈中含有大量的有益菌，通過發酵可以產生乳酸。乳酸的濃度在一定范圍內，能有效抑制其他細菌的生長，保證了飼料的長期儲存。青貯飼料以高粱、玉米等秸稈為主，采用切碎的方式進行處理，然后用密閉的容器或在封閉的環境儲存，經過發酵后可以直接喂食。操作時將秸稈切短后置于青貯池、青貯窖、密封袋等密閉環境中壓實，秸稈中的有益菌通過乳酸菌等厭氧發酵反應產生乳酸，在pH 4.0左右條件下，能夠抑制有害菌、腐敗菌生長繁殖，提高秸稈營養價值，延長秸稈飼料保存期。經發酵之后的秸稈具有特有的芳香氣味，適口性好，可直接飼喂，對牛羊飼喂效果良好。

2.3.2 秸稈微貯處理技術

微貯一般分袋裝和窖藏兩種，秸稈微貯是將微生物（酶）用于生物處理的一項技術。秸稈微貯技術原理與秸稈青黃貯原理相似，在密閉適宜環境下，按比例添加一種或一種以上的微生物菌劑，有益微生物通過繁殖發酵作用，使秸稈中難以利用消化的物質被降解，秸稈變得柔軟、適口性好，增強畜禽采食量，提高飼料利用率。采用微生物發酵劑進行發酵，使其口感松軟，散發出酸、香味，可顯著改善牛羊的食欲，有利于牛、羊等食草動物的生長和繁殖。微生物菌種對玉米秸稈經微貯發酵處理后，可使纖維素、木素發生降解，同時破壞纖維素和木質素的復合結構。

2.3.3 秸稈酶解處理技術

秸稈酶解是利用多種可降解秸稈中纖維素、木質素等難以吸收物質的酶制劑，例如纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶、果膠酶等。纖維素酶主要降解秸稈中的纖維素和細胞壁，半纖維素酶和木聚糖酶降解秸稈中的半纖維素；果膠酶為其他酶的酶解反應提供作用底物，分解秸稈中的果膠質。酶解技術通過合理使用飼料中的酶，將大分子物質分解成更多的小分子物質，這樣既能提高利用率，又能提高飼喂質量。

2.3.4 秸稈復合菌種發酵技術

多維復合菌種發酵技術，其特征是有數百種不同的有益微生物，如耐熱芽孢桿菌和其他數百種有益微生物結合而形成的微生態發酵池，可使農作物秸稈得到更有效的發酵，具有很好的營養價值和適口性。不過，生物處理技術雖然可以提高飼料的營養成分，但其中含有的微生物種類太多，對人類和動物的健康都有很大的影響。

3 小結

秸稈處理技術應用廣泛，一般可選擇單一處理技術應用也可多種技術聯合應用，根據具體情況來進行。在進行飼喂時，不僅需要關注反芻動物的生理特性以使作物秸稈得到高效利用，還要深入研究和開發秸稈飼料化技術，確保秸稈生產質量，促進畜牧業可持續發展。總之，秸稈飼料化利用是吉林省發展千萬頭肉牛工程的基石，需揚長補短，共同促進發展，使秸稈的利用效率最大化。