秸稈飼料的研究進(jìn)展

金三俊，董佳琦，宋建樓，刁新平

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱　50030）

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秸稈飼料的研究進(jìn)展

金三俊，董佳琦，宋建樓，刁新平*

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱50030）

摘要：近年來，隨著畜牧業(yè)集約化養(yǎng)殖的發(fā)展，作物秸稈作為粗飼料使用倍受人們關(guān)注。秸稈飼料具有高纖維的特點(diǎn)，因此，提高反芻動(dòng)物對(duì)纖維物質(zhì)的利用率是秸稈飼料利用的關(guān)鍵。文章主要闡述近年國內(nèi)外作物秸稈作為粗飼料的研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：反芻動(dòng)物；作物秸稈；粗飼料；研究現(xiàn)狀

1　秸稈飼料

農(nóng)作物秸稈是各類農(nóng)業(yè)類的作物在收獲完農(nóng)產(chǎn)品果實(shí)后所留下來的作物枝葉、莖蔓等，主要是禾本科作物秸稈和豆科作物秸稈[ 1 ]。中國每年生產(chǎn)的各類秸稈約7億t，僅有3%～5%的作物秸稈被用于飼喂反芻動(dòng)物，絕大部分秸稈被燃燒，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

秸稈中粗纖維含量高達(dá)20%～45%，粗蛋白質(zhì)僅2%～5%。盡管秸稈具有難消化和適口性差等缺點(diǎn)，但是經(jīng)過加工處理后，也可飼喂反芻動(dòng)物[ 2-3 ]。農(nóng)作物秸稈作為粗飼料不僅滿足了反芻動(dòng)物飼糧的需求，也能緩解我國農(nóng)產(chǎn)品的供需矛盾。提高粗飼料的營養(yǎng)價(jià)值，減少精料的使用，可降低養(yǎng)殖業(yè)的成本，而且還可以減少泌乳奶牛患乳房炎的幾率。

養(yǎng)殖場經(jīng)常采取將秸稈切短、壓粒、浸泡等物理方法來改善其適口性，增加反芻動(dòng)物的日采食量。但反芻動(dòng)瘤胃內(nèi)各微生物的種類及分解性能是不變的，上述方法既不能提高飼糧的利用率又使生產(chǎn)成本升高。包括物理和化學(xué)方法在內(nèi)的粗飼料加工均對(duì)其營養(yǎng)品質(zhì)改善有限，而通過適宜的營養(yǎng)素添加，優(yōu)化瘤胃環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)物對(duì)粗飼料的最佳利用才是開發(fā)粗飼料營養(yǎng)潛力的根本途徑[ 4 ]。隨著科技的發(fā)展、研究的深入，研究人員試圖采用蒸煮、射線照射等方法，這在一定程度上破壞了粗飼料中相應(yīng)的酯鍵，這項(xiàng)技術(shù)雖然提高了反芻動(dòng)物的采食量和消化率，但成本的增加使其在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用受到了限制。近年來粗飼料的使用更加廣泛，大型養(yǎng)牛場采用青貯、堿貯及微貯等規(guī)模化的處理方法對(duì)飼料進(jìn)行處理，以提高粗飼料的利用率。反芻動(dòng)物粗飼料的使用也備受養(yǎng)殖者的關(guān)注。

2　秸稈飼料使用的限制性因素

我國低質(zhì)粗飼料來源非常廣泛，作物秸稈等農(nóng)副產(chǎn)品是低質(zhì)粗飼料的主要來源，這些低質(zhì)的粗飼料僅能供給反芻動(dòng)物維持需要的部分能量，因此，飼喂低質(zhì)粗飼料的同時(shí)必須有精料相輔，并按反芻動(dòng)物的不同階段營養(yǎng)需要配制成轉(zhuǎn)化效率較高的飼糧。秸稈飼料開發(fā)利用主要受下列因素限制[ 5 ]。

2.1低質(zhì)粗飼料的成分及可消化性

纖維物質(zhì)是低質(zhì)粗飼料的主要成分，在粗飼料的各纖維物質(zhì)中含有非常豐富的中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維（ADF），粗蛋白質(zhì)等營養(yǎng)含量較高的物質(zhì)則含量較少。NDF是植物細(xì)胞壁的主要組成部分，包含木質(zhì)素、纖維素、半纖維素，如果酯鍵沒有在構(gòu)成植物細(xì)胞壁的纖維素和半纖維素之間形成，暴露的纖維素就較易被瘤胃微生物降解。

2.2低質(zhì)粗飼料的能量利用效率

粗飼料經(jīng)瘤胃微生物降解而形成揮發(fā)性脂肪酸（VFA），VFA主要包括乙酸、丙酸、丁酸，其中乙酸的含量直接影響甚至決定粗飼料的消化率。反芻動(dòng)物粗飼料是不能直接供給機(jī)體能量的，而是通過利用揮發(fā)性脂肪酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)將粗飼料中能量供給機(jī)體使用。粗飼料在瘤胃中發(fā)酵后所產(chǎn)生的乙酸與丙酸的比值較大時(shí)，乙酸只能在代謝反應(yīng)過程中以產(chǎn)生熱量的形式供給維持動(dòng)物生命活動(dòng)所需要的能量，不能合成機(jī)體脂肪，即乙酸在合成動(dòng)物體脂肪方面非常困難。

3　秸稈飼料的加工方式

目前中國將作物秸稈用作飼料的量不足秸稈總量的10%，大部分農(nóng)作物秸稈被直接還田或燃燒，不僅造成資源浪費(fèi)，而且污染環(huán)境。將秸稈進(jìn)行理化處理，酶解及發(fā)酵可提高其利用價(jià)值[ 6-9 ]。

3.1周公草飼草加工技術(shù)

目前，我國存欄奶牛存在亞健康和單頭奶牛產(chǎn)奶量過低等問題。提高奶牛的產(chǎn)奶量及牛奶的品質(zhì)，增強(qiáng)奶牛的體質(zhì)都迫在眉睫。提高奶牛產(chǎn)奶量、牛奶品質(zhì)不僅需要奶牛攝入精料而且還要飼喂?fàn)I養(yǎng)價(jià)值高的粗飼料。精料的使用能滿足奶牛高產(chǎn)的營養(yǎng)需要，但長時(shí)間大量的使用精料又會(huì)使奶?；妓嶂卸?、蹄變形及酮病的幾率增加，使奶牛處于亞健康的狀態(tài)，縮短了奶牛的壽命，無形中增加了乳制品的成本。提高低質(zhì)粗飼料的營養(yǎng)價(jià)值是解決反芻動(dòng)物飼糧問題的關(guān)鍵，可以通過破壞、消化、降解木質(zhì)素的方法提高粗飼料的消化率。周公草加工技術(shù)的引用為突破這一瓶頸提供了方向，其可以破壞植物細(xì)胞壁以消除微生物對(duì)秸稈中木質(zhì)素的消化障礙，從而提高飼料的適口性及飼料中有機(jī)物的含量。溫宏春利用農(nóng)作物秸稈周公草加工技術(shù)生產(chǎn)高能量的粗飼料，加工后的農(nóng)作物秸稈經(jīng)化學(xué)測(cè)定、消化實(shí)驗(yàn)、飼喂驗(yàn)證等綜合分析，飼料的營養(yǎng)價(jià)值都有所提高[10]。

3.2秸稈的氨化

瘤胃內(nèi)微生物可以利用游離的氮源合成菌體蛋白供給反芻動(dòng)物自身利用。添加尿素是提高粗飼料氮源的方法之一，秸稈的氨化是在秸稈中加入一定比例的氨水、液氮、尿素等，添加這些物質(zhì)可以改變粗飼料秸稈的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)形態(tài)。張曉衛(wèi)等研究結(jié)果表明，氨化小麥秸稈能提高飼料消化率，增加小麥秸稈中的粗蛋白質(zhì)含量，降低粗纖維含量，粗脂肪也有升高趨勢(shì)，從而提高了小麥秸稈的營養(yǎng)價(jià)值[11]。尿素處理農(nóng)作物秸稈雖然可以廉價(jià)又安全的提高粗飼料營養(yǎng)價(jià)值，但是這種方法使大多數(shù)尿素氮以NH3的形式揮發(fā)，微生物不能有效利用尿素中的氮源。

3.3秸稈的微貯

秸稈微貯是指在農(nóng)作物中加入高效活性的微生物菌種，將其在密封的容器中貯藏發(fā)酵。微生物以秸稈作為能源物質(zhì)形成菌體蛋白，可以通過活性菌種的降解作用破壞植物細(xì)胞壁中纖維素結(jié)晶體等結(jié)構(gòu)性碳水化合物。微生物發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)在于使飼料質(zhì)地柔軟、擁有獨(dú)特的酸香口味、增加反芻動(dòng)物飼料的適口性。研究表明，玉米秸稈經(jīng)微貯處理后能夠顯著改善玉米秸稈的適口性，家畜表現(xiàn)為喜食、采食量及秸稈的利用率顯著提高。微貯方法發(fā)酵飼料飼喂牛，牛日增重可以提高30%。通過提高粗飼料中蛋白質(zhì)含量，增加纖維素和半纖維素的降解率，充分裂解木質(zhì)素，可以有效提高粗飼料營養(yǎng)價(jià)值。

3.3.1酵母菌的使用

酵母菌以植物水解物為原料來合成自身蛋白質(zhì)，是世界上最早發(fā)現(xiàn)能利用飼料合成菌體蛋白的菌種。大量研究表明，飼料中添加酵母菌有利于瘤胃pH的穩(wěn)定，使瘤胃中酶的活性達(dá)到最高值[12]。熊智輝等研究表明，酵母蛋白作為單細(xì)胞蛋白用于蛋白飼料的生產(chǎn)中，酵母蛋白中含有多種必需氨基酸和多種維生素，其屬于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料，比較接近魚粉[13]。Lila等研究結(jié)果表明，酵母可以提高瘤胃丙酸含量，但總揮發(fā)性脂肪酸含量差異并不顯著（P>0.05）[14]。研究表明，假絲酵母能將尿素和硝酸鹽中的N作為氮源，假絲酵母蛋白質(zhì)和VB的含量都比較高?？莶菅挎邨U菌能分泌蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶、淀粉酶等多種酶類，各種酶之間相互協(xié)同降解粗飼料中的纖維素，并將纖維素降解的產(chǎn)物作為原料合成自身菌體蛋白。產(chǎn)朊假絲酵母是在粗飼料的發(fā)酵中應(yīng)用最為廣泛的菌種之一，產(chǎn)朊假絲酵母發(fā)酵粗飼料時(shí)能產(chǎn)生一定量的降解半纖維素的半纖維素酶，并將自身所產(chǎn)生的木糖和游離的單糖轉(zhuǎn)化為粗蛋白質(zhì)。酵母菌、產(chǎn)朊假絲單胞菌及乳酸菌都能改善牧草和秸稈的理化性質(zhì)。但植物中木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的特性，使得這些細(xì)菌不能將其完全解離，供菌體利用合成菌體蛋白從而提高飼料的利用率。

3.3.2白腐真菌的使用

白腐真菌是一類可以使木質(zhì)素變白腐敗的真菌，其分泌的胞外氧化酶可以將木質(zhì)素降解，其在秸稈飼料中得到了廣泛的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，白腐真菌能夠改善粗飼料的適口性，大幅提高秸稈的消化率及飼料在瘤胃中干物質(zhì)的消化率。在許多微生物中，白腐真菌是粗飼料中纖維素、半纖維素及木質(zhì)素的重要降解者。白腐真菌能分泌半纖維素酶、漆酶、錳過氧化物酶及木質(zhì)素過氧化物酶，這些酶可破壞細(xì)胞壁使細(xì)胞中的物質(zhì)游離出來增大與消化液接觸的面積，使得秸稈的消化率提高，在降解秸稈中起到重要的作用。白腐真菌微貯飼料可降低其pH，為有益菌的生長及提高酶活性提供了較好的環(huán)境，并抑制了有害菌（大腸桿菌）的生長，白腐真菌將木質(zhì)素降解，使秸稈變得香甜可口、易于消化吸收[15-17]。

4　小結(jié)

目前，農(nóng)作物秸稈作為粗飼料使用的研究受到了全世界的關(guān)注。周公草、飼料氨化、堿貯及微貯都能在不同程度上提高粗飼料的營養(yǎng)價(jià)值。其中，粗飼料微貯在畜牧業(yè)養(yǎng)殖中具有更廣闊的應(yīng)用前景。

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Research Progress on Straw Forage

JIN Sanjun, DONG Jiaqi, SONG Jianlou, DIAO Xinping*

（College of Animal Science and Technology, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China）

Abstract:In recent years, with the development of intensive livestock farming, straw forage residues as rough?age has been a great concerned. Straw feed with low protein, high-fiber characteristics, it is the key for the research to improve the utilization of high fabric. This articles described the research status of straw forage at home and abroad in recent years.

Key words:ruminant; straw forage; forage; research status

*通訊作者：副教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: diaoxp63@163.com。

作者簡介：金三?。?991-），女，河南蘭考人，碩士研究生，研究方向?yàn)閯?dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。

基金項(xiàng)目：黑龍江省科技廳對(duì)外合作攻關(guān)項(xiàng)目（WB13B101）

收稿日期：2015-12-31

中圖分類號(hào)：S816.5；S823

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-0084（2016）02-0008-03