稻麥草綜合利用可行性分析

葉健蓉

（湖北輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢 430070）

我國農(nóng)業(yè)秸稈資源豐富，每年可生成數(shù)億噸秸稈，稻麥草造紙用漿占非木材纖維原料中的比例達60%?？删徑鈬鴥?nèi)造紙行業(yè)纖維資源供需矛盾，也有助于物理法或生物法制作稻草飼料，提高采食量和改善飼料消化率及其營養(yǎng)價值。本文以全稈化學(xué)成分和纖維形態(tài)為依據(jù)，闡述飼料加工改良和造紙稻草原料資源化優(yōu)化設(shè)想。

1 稻草化學(xué)性質(zhì)對飼料加工的影響

稻草的主要化學(xué)成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。食草類動物主要依靠植物中的纖維素和半纖維素提供營養(yǎng)，木質(zhì)素(又稱木素)則是抗?fàn)I養(yǎng)因子，木素含量越高，動物消化率越低。與纖維素和半纖維素的鏈狀分子結(jié)構(gòu)相比較，木素的立體三維剛性結(jié)構(gòu)也影響動物的進食速度和飼料適口性。因此，整根稻草直接用作飼料時，存在營養(yǎng)浪費嚴重和適口性差的問題，為此，傳統(tǒng)的做法是將稻草切斷后作為飼料；現(xiàn)代生物飼料加工，首先需要將稻草粉碎成為草粉。

2 稻草化學(xué)性質(zhì)對造紙的影響

紙是纖維相互交織形成的薄片，稻草能用于造紙在于其草稈結(jié)構(gòu)中含有足夠的纖維細胞，細胞壁主要由纖維素和半纖維素組成，纖維細胞之間的胞間層化學(xué)成分主要為木素，因此造紙生產(chǎn)過程是采用化學(xué)處理去除木素，同時保留纖維素和半纖維素以分離出單根纖維，然而生產(chǎn)過程中稻草所含的灰分將溶入廢液里，造成造紙廢液回收的“硅干擾”，該問題在世界范圍內(nèi)尚未能得到解決。

2.1 稻草莖部含硅量最低，最適合作為造紙原料。稻草含粗蛋白3%～5%，粗脂肪1%，粗灰粉較高，約為15%，灰分中硅酸鹽的比例較大。整棵稻草高度方向可以分為穗須、草節(jié)、草衣、草莖、草根5大部分，其化學(xué)成分各有差異，全稈稻草化學(xué)成分以草莖灰分含量最低，纖維素含量最高，木素含量最低，是稻草全稈中最適合用于造紙的部分。

2.2 稻麥草纖維形態(tài)特點與造紙原料的關(guān)系。造紙植物原料中所含纖維的長度、寬度和長寬比(纖維自身長度與寬度之比值)是判斷原料優(yōu)劣的主要依據(jù)，一般來說，長寬比大的纖維生產(chǎn)的紙強度高。故對于造紙而言，稻麥草纖維形態(tài)特點優(yōu)勢也集中在莖部。

3 稻草分段使用的可行性分析

3.1 物理法或生物法制作飼料均需要將稻草切碎。秸稈作為飼料最簡單最常用的方法是進行切短或粉碎，做成草料或草粉，便于牛羊采食、咀嚼，以減少動物采食能量消耗，提高采食量及營養(yǎng)吸收率，經(jīng)測算，切短和粉碎后動物的采食量能增加20%～30%。稻麥草作為牛羊飼料切斷長度以適合進食為準(zhǔn)，適宜牛的稻草料長度是4～6 cm，適宜羊的稻草料長度是2～3 cm。目前秸稈生物飼料在國內(nèi)很多機構(gòu)作為飼料研究發(fā)展方向，制作稻麥草生物飼料，首先，需要將稻草粉碎成為草粉，以增加稻草的比表面積，利于抗?fàn)I養(yǎng)因子木質(zhì)素和二氧化硅的溶出，同時有利于生物法處理時微生物菌絲的穿插，提高酶解效率。其次，需要培養(yǎng)微生物，使原本難消化或者不能消化的物質(zhì)降解成單糖、雙糖、氨基酸、小肽等動物容易吸收的物質(zhì)，從而大幅度提高了稻草的消化率和營養(yǎng)價值。

3.2 現(xiàn)代收割技術(shù)助力“一草兩用”。按稻草的生長方向可以將其分為2段：葉穗集中的上段和主要為草莖的下段。稻草上段是稻穗和草葉聚集的部位，是整顆稻草結(jié)構(gòu)最為柔軟的草段，物理法制作飼料易于切碎成為草料草粉，生物法制作飼料有利于抗?fàn)I養(yǎng)因子溶出。因此，稻麥草按其高度分成2段，分別用于飼料制作和造紙原料，能使稻麥草發(fā)揮更大價值。隨著農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化、機械化發(fā)展，農(nóng)作物收割越來越多使用收割機，秸稈打包機得到廣泛應(yīng)用，收割機和打包機能將整捆稻草頭尾一致打包壓縮成捆，使整捆分切成為可能，稻草全稈分段使用成為可能。即整捆稻草可以被切分成2段：葉穗集中的上段和主要為草莖的下段。只用稻草下段作為造紙原料，纖維形態(tài)和化學(xué)成分都優(yōu)于目前造紙使用的稻草全稈原料。