復(fù)合化學(xué)方法對玉米秸稈的處理效果研究

王芳等

摘要 ?{目的]研究復(fù)合化學(xué)方法對玉米秸稈的處理效果。{結(jié)果]玉米秸稈復(fù)合處理的最佳條件如下：Ca（OH）24%，尿素8%，水40%，在此條件下處理7d效果最佳。{結(jié)論]該研究可為生產(chǎn)中更合理地利用秸稈飼喂家畜提供理論依據(jù)和方法。

關(guān)鍵詞 ??玉米秸稈;化學(xué)方法;粗蛋白;酸性洗滌纖維

中圖分類號S??816.5文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2018）36-0074-04

玉米秸稈作為農(nóng)作物副產(chǎn)品，可用做肥料、飼料、能源及工業(yè)生產(chǎn)的原料，玉米秸稈含粗蛋白質(zhì)3.5%，粗脂肪1.9%，粗纖維23.9%，無氮浸出物49.1%，鈣0.39%，磷0.23%，纖維素含量高，消化率較低{1-2]。目前常用的秸稈處理方法有物理、化學(xué)及微生物方法等。物理、化學(xué)方法具有投入少、易處理等優(yōu)點，可以廣泛推廣。復(fù)合化學(xué)方法是指使用幾種化學(xué)試劑同時處理粉碎秸稈。該試驗選擇Ca（OH）2和尿素作為試驗試劑，且生產(chǎn)中影響因素較多，很難把握處理時水分添加量和處理時間。為此，筆者將秸稈含水量和處理時間也作為研究因素開展了此項試驗，旨在為生產(chǎn)中更合理地利用秸稈飼喂家畜提供理論依據(jù)和方法。

1材料與方法

1.1試驗材料

2015年4月2—15日，采集齊齊哈爾市郊當(dāng)年新鮮枯黃期玉米秸稈，將秸稈切割成2～3cm長，烘干后保存。

1.2試驗方法

1.2.1預(yù)處理秸稈。

稱取100g玉米秸稈，將準(zhǔn)確稱量的尿素和Ca（OH）2先后溶入不同重量的水中，然后在搪瓷盆中將尿素、Ca（OH）2溶液均勻噴灑到玉米秸稈上，邊噴灑邊攪拌，每個處理3個重復(fù)，每個重復(fù)30g，盛在封口塑料袋中，擠掉袋內(nèi)的空氣后封口。在20～25℃室溫下放置不同時間，每天檢查封口袋的密封情況。試驗期結(jié)束后開封，取出處理的玉米秸稈在65℃烘箱中烘干，制成風(fēng)干樣品，過0.45mm篩，放入密封袋中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2復(fù)合處理秸稈試驗設(shè)計。

復(fù)合處理效果受秸稈含水量、試劑用量、處理溫度和時間等因素的影響。試驗采用4因素4水平正交試驗設(shè)計L16（45），具體設(shè)計見表1，試驗組有16個處理組，對照組秸稈不處理。

1.2.3秸稈理化指標(biāo)的測定。

1.2.3.1粗蛋白含量的測定。采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6432—1994測定秸稈中粗蛋白含量。

1.2.3.2

中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量的測定。采用范氏（VanSoest）的洗滌纖維分析法測定中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的含量。

1.2.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

試驗數(shù)據(jù)使用SPSS統(tǒng)計軟件中ANOVA過程進行方差分析，并進行Duncans多重比較，P<0.05表示差異顯著。

2結(jié)果與分析

2.1復(fù)合化學(xué)處理后秸稈主要成分的變化

由表2可知，樣品17為對照未處理組。生產(chǎn)中一般認(rèn)為，秸稈經(jīng)處理后有效提高了秸稈的粗蛋白含量，降低了粗纖維含量，降低了中性洗滌纖維含量，提高了酸性洗滌纖維含量，說明處理效果好。第8組粗蛋白含量最高（18.38%），比對照高15.35%，第10組粗纖維含量最低（30.01%），第9組中性洗滌纖維含量最低（48.12%），第15組酸性洗滌纖維含量最高（43.84%）。

2.2復(fù)合化學(xué)處理對秸稈粗蛋白含量的影響

為了進一步分析4個因素對秸稈粗纖維含量的影響，采用因變量為粗纖維的主體間效應(yīng)檢驗方法。從圖1可以看出，4個因素中，只有尿素添加量（B）對粗蛋白含量的影響顯著（P<0.05），其他因素對粗蛋白含量的影響均不顯著。

根據(jù)4種因素對粗蛋白含量影響的估算邊際均值可以看出，A4B4D1E1處理對粗蛋白含量的影響效果最佳。

2.3復(fù)合化學(xué)處理對秸稈粗纖維含量的影響

為了進一步分析4個因素對秸稈粗纖維含量的影響，采用因變量為粗纖維的主體間效應(yīng)檢驗方法。從圖2可以看出，4個因素對秸稈粗纖維含量的影響均不顯著（P>0.05）。但影響程度略有差異，影響程度從大到小依次為A、D、E、B。

根據(jù)4種因素對粗纖維含量影響的估算邊際均值可以看出，A4B4D2E4組合對粗纖維含量的影響效果最佳。

2.4復(fù)合化學(xué)處理對秸稈中性洗滌纖維含量的影響

為了進一步分析4個因素對秸稈中性洗滌纖維含量的影響，采用因變量為中性洗滌纖維的主體間效應(yīng)檢驗方法。從圖3可以看出，4個因素中B、D、E因素對中性洗滌纖維含量的影響顯著（P<0.05），A因素對中性洗滌纖維含量的影響極顯著（P<0.01）。

根據(jù)4種因素對粗纖維質(zhì)影響的估算邊際均值可以看出，A1B3D2E3組合對粗纖維的影響效果最佳。

3討論

粗飼料普遍應(yīng)用于反芻動物日糧中，其碳水化合物豐富，主要是粗纖維，能夠反映動物對飼料的咀嚼和消化等特性。與粗纖維相比，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量反映日糧中纖維物質(zhì)營養(yǎng)更為準(zhǔn)確。粗纖維包括部分半纖維素、木質(zhì)素和纖維素等，而中性洗滌纖維包含纖維素、木質(zhì)素和半纖維素和不溶性灰分，酸性洗滌纖維包括纖維素、木質(zhì)素和酸不溶灰分。因此，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的測定值高于粗纖維含量。酸性洗滌纖維（ADF）與NDF的不同之處在于NDF含有大量的半纖維素和少量蛋白質(zhì)，而ADF則不含這些物質(zhì)，因此ADF是飼料中最難消化的部分。

3.1復(fù)合化學(xué)處理對秸稈粗蛋白含量的影響

經(jīng)氨化后，秸稈中蛋白質(zhì)含量顯著提高。利用尿素氨化秸稈是一個簡單而有效的技術(shù)。由于秸稈上含有尿酶，在加入尿素后呈堿性，尿素被分解為氨，氨與秸稈中的水結(jié)合生成氨水，氨水電離出銨離子和氫氧根離子，從而達到氨化處理的效果，且使用方便、安全。雖然尿素處理農(nóng)作物秸稈是一種既廉價又安全的提高其營養(yǎng)價值的方法，但只有一部分氮在秸稈中被保留下來，大多數(shù)尿素氮以NH3的形式被揮發(fā)掉，因此利用復(fù)合化學(xué)法處安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2018年

理秸稈可以大大降低氮的浪費。斯日古楞等{3]研究發(fā)現(xiàn)添加尿素l%、2%、3%、4%處理的蛋白質(zhì)增加率分別為9.8%、40.6%、49.8%、78.5%，氨化效率分別為26%、64%、35%和64%。黃金華等{4]認(rèn)為尿素氨化能顯著提高玉米秸稈的蛋白質(zhì)含量。在各期試驗中處理組秸稈的粗蛋白質(zhì)（CP）含量的提高幅度較大，主要是因為氫化處理秸稈時添加尿素而使其粗蛋白含量提高。這與該試驗結(jié)果相一致，在4個因素中尿素對粗蛋白具有顯著影響。該試驗結(jié)果表明，秸稈復(fù)合處理的最佳條件如下：Ca（OH）28%、尿素8%、水30%，在此條件下處理7d對秸稈粗蛋質(zhì)白含量的影響最大，顯著提高了秸稈可利用粗蛋白水平。

3.2復(fù)合化學(xué)處理對秸稈粗纖維含量的影響

尿素和氫氧化鈣是處理秸稈的常用方法，此種方法不僅可以使沉積的氨轉(zhuǎn)化成非蛋白含氮物，增加秸稈中粗蛋白質(zhì)含量，而且可以提高秸稈中粗纖維的消化率。此時，粗纖維素含量下降，酸性洗滌纖維的含量也有所下降。玉米秸稈經(jīng)氨化處理后，木質(zhì)素含量呈下降的趨勢，這是因為氨化處理破壞了秸稈細(xì)胞壁中的木質(zhì)素-半纖維素-纖維素的復(fù)合結(jié)果，使得半纖維素和木質(zhì)素從細(xì)胞比中游離出來{5-6]，這也是氮化處理能夠提高秸稈粗纖維消化率的根本原因。由于尿素在低溫下分解速度較慢，影響氮化秸稈的效率。毛華明等{7]試驗表明加過量氫氧化鈣的條件下，可以提高尿素的氫化效果，加快尿素氯化秸稈的效率。Zaman等{8]試驗結(jié)果表明，每千克秸稈用30%尿素、60%Ca（OH）2和0.8L水的組合處理秸稈能獲得良好的效果。綜合各方面因素，該研究中Ca（OH）2為8%，尿素為8%，水為40%，在此條件下處理秸稈28d對粗纖維含量的影響最大。

3.3復(fù)合化學(xué)處理對秸稈中性洗滌纖維含量的影響

秸稈經(jīng)氨化處理后，其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)被破壞，表現(xiàn)為玉米秸稈經(jīng)氮化處理后中性洗滌纖維含量下降，提高了秸稈的消化率和營養(yǎng)價值。曹玉鳳等{9]報道，經(jīng)尿素、氫氧化鈣和食鹽復(fù)合化學(xué)處理秸稈（麥秸、稻秸），其中性洗滌纖維（NDF）降低11.6%～12.0%（P<0.05）。莫放等{10]用尿素（4%）和氫氧化鈣（4%）處理玉米秸稈，其NDF含量可降低0.7%，酸性洗滌纖維（ADF）含量可降低12.1%。該試驗中利用Ca（OH）2和尿素處理后有效降低了秸稈的NDF含量，在Ca（OH）28%、尿素6%、水40%的條件下處理21d對中性洗滌纖維含量的影響最大。

3.4復(fù)合化學(xué)處理對秸稈酸性洗滌纖維含量的影響

曹春梅等{11]利用酸、堿及過氧化氫等不同化學(xué)物質(zhì)處理玉米秸稈，結(jié)果表明過氧化氫對NDF含量無影響，強酸、強堿是降低秸稈纖維性物質(zhì)最有效，其中堿比酸更有效。Flachowsky等{12]認(rèn)為秸稈濕度與尿素降解有關(guān)，所以在處理秸稈時必須考慮水分問題，當(dāng)秸稈濕度為60%時，尿素分解成氨的速度最快。該試驗中在Ca（OH）28%、尿素8%、水65%的條件下處理28d對酸性洗滌纖維含量的影響最大。

4結(jié)論

復(fù)合化學(xué)處理后，秸稈中蛋白質(zhì)含量得到顯著提高。玉米秸稈經(jīng)復(fù)合化學(xué)方法處理后中性洗滌纖維含量下降，提高了秸稈的消化率和營養(yǎng)價值。綜合比較各指標(biāo)，復(fù)合化學(xué)方法處理以Ca（OH）24%、尿素8%、水40%條件下處理7d效果最佳。

參考文獻

{1]李浩波.秸稈飼料學(xué){M].西安：西安地圖出版社，2002.

{2]畢云霞.飼料作物種植及加工調(diào)制技術(shù){M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004.

{3]斯日古楞，高麗娟，楊曉松，等.玉米秸稈氨化中不同尿素水平對其品質(zhì)的影響{J].飼料博覽，2014（6）：50-53.

{4]黃金華，王士長，周貞兵，等.氨化及青貯秸稈的營養(yǎng)價值研究{J].飼料研究，2009（10）：65-68.

{5]HARTLEYRD，JONESEC.Effectofaqueousammoniaandotheralkalisontheinvitrodigestibilityofbarleystraw{J].JSciFoodAgric，1978，29（2）：92-98.

{6]BUETTNERMR，LECHTENBERGVL，HENDRIXKS，etal.Compositionanddigestionofammoniatedtallfescue（FestucaarundinaceaSchreb.）hay{J].JAnimSci，1982，54（1）：173-178.

{7]毛華明，朱仁俊，馮仰廉.飼喂復(fù)合化學(xué)處理大麥秸顆粒對泌乳牛生產(chǎn)性能的影響{J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1999，14（2）：167-170.

{8]ZAMANMS，OWENE.Theeffectofcalciumhydroxideandureatreatmentofbarleystrawonchemicalcompositionanddigestibilityinvitro{J].Animalfeedscienceandtechnology，1995，51（1/2）：165-171.

{9]曹玉鳳，李英，劉榮昌，等.復(fù)合化學(xué)處理秸稈對肉牛生產(chǎn)性能的影響{J].中國草食動物，2000，2（1）：13-16.

{10]莫放，馮仰廉，楊雅芳，等.化學(xué)處理對秸稈秕殼的瘤胃有機物降解率的影響{J].動物營養(yǎng)學(xué)報，1996，8（1）：22-27.

{11]曹春梅，閆貴龍，屈振華，等.適宜化學(xué)制劑降低秸稈纖維性物質(zhì)的研究{J].河北北方學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2006，22（1）：53-57.

{12]FLACHOWSKYG，OCHRIMENKOWI，SCHNEIDERM，etal.Evaluationofstrawtreatmentwithammoniasourcesongrowingbulls{J].Animalfeedseienceandtechnology，1996，60（1/2）：117-130.