我國秸稈飼料化利用技術(shù)研究綜述

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，發(fā)展以食草牲畜為主的“節(jié)糧型”畜牧業(yè)是我國畜牧業(yè)的發(fā)展重點。粗飼料短缺的現(xiàn)象日益嚴重，秸稈的飼料化利用越來越受到人們的關(guān)注。該文對秸稈飼料化利用技術(shù)研究現(xiàn)狀進行了闡述，并指出了今后的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：秸稈；飼料；利用

中圖分類號 S216.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）13-103-02

我國是一個人多地少的國家，土地資源緊張、耕地面積越來越小，發(fā)展以消耗精料為主的動物有一定困難，大力加速發(fā)展食草牲畜，逐步調(diào)整畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)“精料型”畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)向“節(jié)糧型”畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化是我國畜牧業(yè)發(fā)展的大方向。但是由于自然和人為兩方面因素，我國面臨草地面積逐漸縮小、草地因過度放牧導(dǎo)致退化、沙化和鹽堿化正在逐年增加，全國共有“三化”草地大約為0.9億km2，大致占可利用草地面積的1/3，而且每年還在以66.67萬km2的速度擴大。為了保護生態(tài)環(huán)境，近年來，中國實施了封山禁牧工程，食草牲畜已由自然放牧全面轉(zhuǎn)向舍飼圈養(yǎng)，正在向集約化、規(guī)?；l(fā)展，牧草資源遠遠滿足不了粗飼料的需求，必須開發(fā)新的粗飼料來源。

秸稈是最豐富的自然資源，中國是世界上的農(nóng)業(yè)大國，秸稈產(chǎn)量居世界第一。在禁牧、舍飼的條件下，秸稈是重要的粗飼料來源。但秸稈質(zhì)地粗硬，直接飼喂存在適口性差、采食量低、消化率低、營養(yǎng)價值不高等缺點，不能滿足食草牲畜的需要，嚴重制約了生產(chǎn)水平的提高，需要對其進行科學(xué)的加工處理。充分利用豐富的秸稈資源，進行秸稈飼料加工轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究，對我國畜牧業(yè)的發(fā)展具有重大意義。以下著重闡述我國秸稈飼料化利用的幾種加工處理技術(shù)與方法，以及未來的展望。

1 物理方法加工處理

物理方法只是對秸稈的外形及結(jié)構(gòu)進行改變，如切短和粉碎、浸泡、蒸煮、射線照射、熱噴、膨化、顆?；龋桓淖兘斩挼幕瘜W(xué)組成，不能提高秸稈的營養(yǎng)成分，而且對設(shè)備、能耗的要求較高，進而使得生產(chǎn)成本過高，不易推廣。

2 化學(xué)方法加工處理

化學(xué)方法包括堿化、酸化、氧化和氨化，前3種由于生產(chǎn)成本高、污染嚴重、有些原料如果用量控制不當可引起家畜中毒等問題未得到推廣。氨化用得較多，雖然可以部分改變秸稈的化學(xué)組成，提高秸稈的消化率，但液氨和氨水運輸很不方便，氨損失率高，而且還有一定的不安全性。

3 生物方法加工處理

生物方法處理（包括酶制劑處理和微生物處理），可提高秸稈質(zhì)量而不造成環(huán)境污染，有可能成為處理秸稈的最好方法。秸稈經(jīng)過生物處理后，能改善秸稈飼料的適口性，提高牲畜的采食量和采食速度，顯著增加營養(yǎng)成分，提高秸稈飼料的轉(zhuǎn)化率，可以增強牲畜機體的免疫能力，預(yù)防并治療腸道疾病，改善牲畜的肉、奶質(zhì)量。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者在利用生物方法對秸稈進行飼料化處理方面進行了很多研究，取得了顯著的效果。Zhang JG和Takayoshi M探討了微生物酶對秸稈發(fā)酵的影響[1-2]。宋穎琦等篩選出3種分解纖維素能力較強的霉，進行了產(chǎn)酶特性及其對玉米秸稈中粗纖維的利用率和玉米秸稈降解狀態(tài)的研究[3]，鄧桂蘭、王衛(wèi)國、宋向陽等探討了以秸稈為原料進行纖維素酶降解的工藝條件，得出較好的工藝參數(shù)[4-6]，陳慶森，、張功等對多菌種固體發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料進行了研究，優(yōu)選出最佳的發(fā)酵組合和工藝路線及條件，極大地提高了發(fā)酵終產(chǎn)物中粗蛋白的含量和總秸稈纖維的轉(zhuǎn)化率[7-8]。王占川發(fā)明了一種強力活性高效粗飼料微生物發(fā)酵劑，極大地提高了秸稈作為飼料的利用率，被授予國家專利[9]。陳合等利用菌酶共同降解處理玉米秸稈，發(fā)揮了酶、菌的相互作用，比單獨加入酶或菌對秸稈的纖維素降解轉(zhuǎn)化有更好的效果[10]。

隨著仿生學(xué)的快速發(fā)展，人們逐漸認識到，生物原型的存在有其本身的合理性，是長期生物進化的結(jié)果，這為人類探索未知領(lǐng)域提供了一個可行的模型，借鑒生物原型可以避免多次的試驗和設(shè)計的循環(huán)。自然界的秸稈處理原型中，反芻動物對秸稈的利用以其處理量大、高效堪稱自然界的典范，在反芻動物整個消化系統(tǒng)中，瘤胃對秸稈的作用最為重要，秸稈的降解和吸收主要在其中進行，所以可以應(yīng)用仿生學(xué)原理模擬瘤胃進行秸稈處理的研究。

這方面的研究也取得了一定的進展，云兆雪在瘤胃仿生學(xué)的指導(dǎo)下，已能利用特殊的工程菌，如在霉菌、擔子菌、細菌及相關(guān)的物理化學(xué)因素的綜合作用下，將農(nóng)作物秸稈所含的纖維素降解為動物易消化吸收、營養(yǎng)豐富的優(yōu)質(zhì)飼料，從而產(chǎn)生了人工瘤胃發(fā)酵劑[11]。該技術(shù)提高了秸稈飼料的消化率，起到了飼料機械和物理化學(xué)方法所起不到的深度生化作用，但也應(yīng)意識到，如果菌種選擇不當則會造成瘤胃微生物菌群紊亂[12]。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)在國家自然科學(xué)基金委的資助下，自行設(shè)計了一套雙外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)，其技術(shù)性能指標達到國外同類產(chǎn)品的先進水平，為定量研究瘤胃生理、發(fā)酵生物化學(xué)和微生物學(xué)等提供了一個較為理想的模型[13-14]。

4 綜合方法處理

我國目前推廣的一些飼料加工技術(shù)如青貯、微貯等，雖取得一定成效，但都有不同程度的弊端，最大的缺點是這些技術(shù)轉(zhuǎn)化周期長，貯存量有限且貯存占用空間大。而且這些技術(shù)沒有形成技術(shù)體系，仍然是處于粗加工階段。為解決目前秸稈飼料轉(zhuǎn)化技術(shù)周期長、占用空間大等問題，一些學(xué)者進行了秸稈飼料轉(zhuǎn)化設(shè)備的研究，以實現(xiàn)秸稈飼料的高效快速生產(chǎn)。師建芳[15]研制了一種適用于農(nóng)作物秸稈的連續(xù)式秸稈梯度發(fā)酵飼料制備機，該機可按照常溫（或適當加溫）下優(yōu)先分解半纖維素的工藝要求，加工發(fā)酵飼料，具有即用即制、操作簡單的特點，同時解決了秸稈儲藏的問題。吉林大學(xué)侯哲生運用仿生學(xué)的思想，以瘤胃及其微生態(tài)環(huán)境為生物原型，且考慮了瘤胃的蠕動作用，進行了蠕動式耦合發(fā)酵罐的設(shè)計研究[16]。

但這方面的研究只處于初級階段，至今還沒有在生產(chǎn)應(yīng)用中取得實質(zhì)性的應(yīng)用。

5 展望

我國現(xiàn)有秸稈飼料化加工技術(shù)與國外先進技術(shù)相比仍有一定差距，高效的秸稈飼料化設(shè)備和技術(shù)亟待開發(fā)，急需形成一個將生物學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、動植物學(xué)、工程技術(shù)綜合交叉的研究方式來提高秸稈飼料化生產(chǎn)水平。在對處理過的秸稈的利用過程中，要緊緊把握動物的生理、生化特點進行必要的營養(yǎng)調(diào)控，強化秸稈飼料化利用技術(shù)及關(guān)鍵設(shè)備的研究與開發(fā)，充分提高秸稈的利用價值，盡快使中國秸稈飼料加工技術(shù)及設(shè)備趕上世界先進水平，是有效實現(xiàn)中國養(yǎng)殖業(yè)從散放游牧向舍飼圈養(yǎng)、集約化、規(guī)?；l(fā)展，從以糧草為主向以秸稈為主，從傳統(tǒng)模式向現(xiàn)代模式轉(zhuǎn)變的有效途徑，對我國畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻

[1]Zhang JG，KumaiS，F(xiàn)ukumiR L，et al. Effects of additives of lactic acid bacteria and cellulases on the fermentation quality and chemieal composition of maked barley（Hordeum vulgareL. emand Lam）straw silage [J]. Grassland Science，1997，43（2）：88-94.

[2]Takayoshi M，Nozomi F，Saori T，e al. Effects of addition formic，acid，bactedlal inocula ormixture of bacterial inoculant and enzyme on fermentation quality of unwilted herbage silage[J]. Grassland Science，1997（43）：406-412.

[3]宋穎琦，劉睿倩，楊謙，等.纖維素降解菌的篩選及其降解特性的研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002，34（2）：197-200.

[4]鄧桂蘭，彭超英，盧峰.利用微生物和酶降解粗纖維的研究[J].飼料工業(yè)，2004，25（11）：49-51.

[5]王衛(wèi)國，趙永亮.酶法降解植物纖維素技術(shù)研究[J].生物技術(shù)，2002，12（2）：10.

[6]宋向陽，余世袁.植物纖維原料酶水解的工藝條件[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，28（6）：116-118.

[7]陳慶森，劉劍虹，潘建陽，等.利用多菌種共發(fā)酵技術(shù)轉(zhuǎn)化玉米秸稈的研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1999，25（5）：1-5.

[8]張功，崢嶸，王瑞君.多菌種發(fā)酵秸稈飼料的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報，2000，15（S）：175-177.

[9]王占川.強力活性高效粗飼料微生物發(fā)酵劑[P].中國：99121492.7，2001-05-23.

[10]陳合，張強.菌酶共降解玉米秸稈的工藝研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2008，24（3）：270-273.

[11]云兆雪.人工瘤胃發(fā)酵劑[P].中國：ZL200410100421.8，2005-06-01.

[12]馮仰廉.反芻動物營養(yǎng)[M].北京：科學(xué)出版社，2006：64-71.

[13]孟慶翔.一種模擬瘤胃發(fā)酵的雙外流型實驗室發(fā)酵罐[P].中國：01104466.7，2002-09-25.

[14]孟慶翔，雙外流連續(xù)培養(yǎng)系統(tǒng)用于瘤胃發(fā)酵的體外模擬：技術(shù)綜述[J].動物營養(yǎng)學(xué)報，1999，11（S）：45-50.

[15]師建芳，劉清，劉晶晶，等.連續(xù)式秸稈發(fā)酵飼料制備機的研制與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012，28（10）：33-38.

[16]侯哲生.蠕動發(fā)酵罐的仿生耦合設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2007，38（6）：100-102.