利用生物技術(shù)，加快秸稈“高值飼料化”轉(zhuǎn)化，促進(jìn)草食畜牧業(yè)發(fā)展

■梁運(yùn)祥 胡寶娥 陳宏聲 劉洋洋 李英俊 頓耀豪

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，微生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢 430070；2.漢川市生態(tài)能源站，湖北漢川 432300）

我國(guó)居民日常膳食中動(dòng)物性食品占比逐年增加，由此帶來(lái)飼料用糧比例不斷提高，成為我國(guó)糧食安全的主要壓力。牛羊肉蛋白質(zhì)含量高，富含必需氨基酸及礦物質(zhì)、脂肪和膽固醇含量低，易于被人體吸收，相較于豬肉、雞肉更利于健康。生產(chǎn)牛羊肉和奶等畜產(chǎn)品的草食畜牧業(yè)是節(jié)糧型畜牧業(yè)，發(fā)展牛羊肉產(chǎn)業(yè)有利于減緩我國(guó)人畜爭(zhēng)糧的局面，對(duì)保障我國(guó)糧食安全具有重要的戰(zhàn)略作用[1]。然而，我國(guó)飼草產(chǎn)量難以滿足逐年增長(zhǎng)的草食畜牧業(yè)需求，飼草供給出現(xiàn)了嚴(yán)重短缺，亟需開(kāi)發(fā)新的粗飼料資源支撐草食畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)有豐富的秸稈資源，雖然不是草食動(dòng)物優(yōu)質(zhì)飼料，但通過(guò)合適的技術(shù)加工，有望替代飼草成為草食動(dòng)物的“主糧”。

1 我國(guó)肉食消費(fèi)結(jié)構(gòu)和變化

1.1 我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模與結(jié)構(gòu)

我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)從改革開(kāi)放以來(lái)持續(xù)快速增長(zhǎng)，隨著專業(yè)化生產(chǎn)水平的不斷提高，各種畜禽養(yǎng)殖規(guī)模也不斷擴(kuò)大。如圖1所示，肉類產(chǎn)量由1980年的1 205.4萬(wàn)噸快速增加至2014 年的8 817.9 萬(wàn)噸，增加了6.315 倍，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)5.38%，其中豬肉和牛羊肉產(chǎn)量分別增加了5.13 倍和14.63 倍；此后的5 年間肉類產(chǎn)量又緩慢下降至2018 年的8 624.6 萬(wàn)噸，這主要源于豬肉產(chǎn)量的小幅降低；2018—2020 年間，由于非洲豬瘟使豬肉產(chǎn)量下降23.88%，導(dǎo)致肉類總產(chǎn)量下降至7 748.38萬(wàn)噸，降幅達(dá)10.16%；而在此期間，其他畜產(chǎn)品產(chǎn)量仍維持增長(zhǎng)趨勢(shì)。

圖1 1980—2020年我國(guó)肉蛋奶產(chǎn)量變化

2020年，我國(guó)的豬肉、牛肉、羊肉、牛奶、禽蛋和禽肉的年產(chǎn)量分別為4 113.33、672.45、492.31、3 440.14、3 467.76 萬(wàn)噸和2 370.29 萬(wàn)噸。2021 年預(yù)計(jì)豬肉年產(chǎn)量將恢復(fù)至非瘟前的5 400 萬(wàn)噸水平。以此來(lái)看，現(xiàn)階段我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)以食糧畜種（豬雞等單胃動(dòng)物）為主，肉類年產(chǎn)量達(dá)7 700 萬(wàn)噸，約占肉類總產(chǎn)量的86%，以食草畜種（牛羊等反芻動(dòng)物）為輔，牛羊肉年產(chǎn)量約1 160 萬(wàn)噸，約占肉類總產(chǎn)量的13%。單胃動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)消耗工業(yè)飼料約2.3 億噸，約占工業(yè)飼料總產(chǎn)量的86%；草食畜牧業(yè)消耗工業(yè)飼料約0.13 億噸，占工業(yè)飼料總產(chǎn)量約5%。我國(guó)飼料用糧已超過(guò)了糧食總產(chǎn)量的50%。整體上我國(guó)目前糧食安全度較高，口糧（稻谷和小麥）的自給率為98.7%以上[2]，進(jìn)口約1億噸大豆，主要用途是作為飼料原料。

1.2 我國(guó)肉類消費(fèi)發(fā)展趨勢(shì)分析

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著收入增加，人民的膳食結(jié)構(gòu)中植物性飲食比例逐漸減少，動(dòng)物性產(chǎn)品比例逐漸增加。近10 年來(lái)，我國(guó)人均肉類年消費(fèi)量總體基本穩(wěn)定，維持在60～63 kg，而牛羊肉的人均消費(fèi)量從7.5 kg增加至9.8 kg，提高了30%。2010—2019 年我國(guó)牛羊肉的產(chǎn)量?jī)H增長(zhǎng)9.8%，遠(yuǎn)低于30%的牛羊肉消費(fèi)增長(zhǎng)速率，其間巨大的缺口主要由進(jìn)口滿足。因?yàn)榉侵挢i瘟疫情引起豬肉消費(fèi)量下降和牛羊肉等消費(fèi)量的替代性增長(zhǎng)，2020 年我國(guó)進(jìn)口牛羊肉248 萬(wàn)噸，較2019 年增加了21%，進(jìn)口量相當(dāng)于我國(guó)牛羊肉產(chǎn)量的21.3%，使牛羊肉在肉類消費(fèi)中的比重從11.7%提高到17%（見(jiàn)圖2）。我國(guó)奶業(yè)情況與此類似，10年間人均牛奶的消費(fèi)量增加了42.7%，而牛奶產(chǎn)量?jī)H增長(zhǎng)了5.3%，遠(yuǎn)低于消費(fèi)需求的增長(zhǎng)。2020年，我國(guó)進(jìn)口乳制品（折合生鮮乳）1 875萬(wàn)噸，較2019年增加了8.3%，進(jìn)口量相當(dāng)于我國(guó)牛奶產(chǎn)量的54.5%[2]。2020年9月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)[2020]31號(hào)），在發(fā)展目標(biāo)中明確提出“牛羊肉自給率保持在85%左右，奶源自給率保持在70%以上”，這對(duì)我國(guó)草食畜牧業(yè)提出了明確的發(fā)展要求，同時(shí)也意味著草食畜牧業(yè)還有巨大的發(fā)展空間。

圖2 2020年我國(guó)人均肉類消費(fèi)量及比例

目前我國(guó)牛羊肉呈現(xiàn)戶外消費(fèi)比重大、城鄉(xiāng)差異大、正向全民消費(fèi)轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)，但隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化進(jìn)程與消費(fèi)觀念轉(zhuǎn)變等因素的促進(jìn)，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)我國(guó)牛羊肉和牛奶等高品質(zhì)食草動(dòng)物畜產(chǎn)品的需求將持續(xù)快速增加，而禽肉和豬肉的消費(fèi)量會(huì)趨穩(wěn)[3]。此外，在牛羊肉消費(fèi)中，我國(guó)與世界的消費(fèi)差距以牛肉消費(fèi)量差距為主，羊肉在肉類消費(fèi)量中的占比已與世界羊肉消費(fèi)比重的平均水平一致，未來(lái)增長(zhǎng)空間要小于牛肉的增長(zhǎng)空間。綜上所述，今后我國(guó)草食畜牧業(yè)的發(fā)展將以奶業(yè)和肉牛產(chǎn)業(yè)發(fā)展為主[4-5]。

2 食草動(dòng)物養(yǎng)殖和消化特點(diǎn)

豬雞等單胃動(dòng)物自身及消化道內(nèi)微生物不產(chǎn)生纖維素酶，所以單胃動(dòng)物無(wú)法利用干草及秸稈等粗飼料。牛羊等食草的反芻動(dòng)物不同于單胃動(dòng)物的最大特點(diǎn)在于反芻動(dòng)物擁有消化功能強(qiáng)大的瘤胃，使其能夠消化利用粗飼料中的木質(zhì)纖維素獲取生產(chǎn)凈能，供反芻動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育。此外，反芻動(dòng)物獨(dú)特的瘤胃還具有如下幾個(gè)特點(diǎn)和功能。

①瘤胃容積大，采食量大，粗飼料在瘤胃中消化時(shí)間長(zhǎng)，消化率高。反芻動(dòng)物具有瘤胃、網(wǎng)胃、瓣胃、皺胃4 個(gè)胃，成年牛瘤胃可占胃總?cè)莘e的近80%，一頭600 kg 重的牛的瘤胃體積可達(dá)80 L。反芻動(dòng)物每日采食的干物質(zhì)量可達(dá)體重的3%～5%，大量采食的粗飼料大都未經(jīng)充分咀嚼就進(jìn)入瘤胃，經(jīng)過(guò)瘤胃液浸泡軟化后再逆嘔回口腔緩慢咀嚼，并再次混入唾液進(jìn)入瘤胃中消化。瘤胃食糜小于1 mm 才能通過(guò)網(wǎng)胃-瓣胃出口流入后部消化道，有些物料在瘤胃內(nèi)停留時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)72 h，流出網(wǎng)胃的食糜依次進(jìn)入瓣胃、皺胃、小腸和大腸進(jìn)行消化，故粗飼料在消化道停留時(shí)間長(zhǎng)，粗飼料消化率高[6]。

②瘤胃中微生物種類多且數(shù)量龐大，瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。瘤胃是一個(gè)精巧復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，內(nèi)部棲息著復(fù)雜多樣的微生物群，主要包括細(xì)菌、古菌、瘤胃原蟲(chóng)、厭氧真菌及少量噬菌體，每毫升瘤胃液含1.0×1010～1.0×1011個(gè)細(xì)菌、1.0×108～1.0×109個(gè)古菌、1.0×105～1.0×106個(gè)瘤胃原蟲(chóng)，厭氧真菌數(shù)量較少，約1.0×103～1.0×104個(gè)。其中絕大多數(shù)微生物都專性厭氧，彼此間既有協(xié)同又有競(jìng)爭(zhēng)，共同承擔(dān)分解復(fù)雜有機(jī)物的工作，為微生物自身和宿主提供營(yíng)養(yǎng)[7]。但瘤胃內(nèi)微生物的種類和數(shù)量會(huì)受包括年齡、季節(jié)、添加劑使用以及日糧結(jié)構(gòu)在內(nèi)的多種因素影響而發(fā)生明顯變化。瘤胃又像一個(gè)厭氧發(fā)酵罐，給微生物提供穩(wěn)定的pH（5.3～6.7）、滲透壓（260～340 mmol/L）、溫度（38～41 ℃）和氧化還原電位（-450～-250 mV）等條件，使內(nèi)部的微生物可以持續(xù)降解纖維等各種飼料成分[5]。

③粗飼料在瘤胃內(nèi)被微生物代謝成揮發(fā)性脂肪酸并吸收。食草動(dòng)物采食粗飼料后通過(guò)反芻過(guò)程將秸稈顆粒進(jìn)一步縮小并混入唾液調(diào)節(jié)瘤胃環(huán)境，再次進(jìn)入瘤胃后多種微生物會(huì)附著在秸稈表面。這些細(xì)胞表面分泌的纖維素酶復(fù)合體將木質(zhì)纖維素降解，降解產(chǎn)物被產(chǎn)纖維素酶微生物及其他微生物進(jìn)一步分解利用變成小分子，產(chǎn)物不是糖而是短鏈揮發(fā)性脂肪酸（以乙酸、丙酸和丁酸為主，約占總量95%）、CH4和CO2[8]。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化，復(fù)雜的瘤胃微生物系統(tǒng)可以消化除了木質(zhì)素外的所有木質(zhì)纖維素組分。產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸通過(guò)瘤胃壁細(xì)胞吸收后氧化供能或者在肝臟內(nèi)通過(guò)糖異生合成葡萄糖或脂肪。

④瘤胃微生物可利用氨合成微生物蛋白。飼料中的蛋白質(zhì)進(jìn)入瘤胃后大部分經(jīng)過(guò)微生物的代謝降解成小肽和氨基酸，剩余20%～40%的過(guò)瘤胃蛋白和微生物蛋白一起進(jìn)入后部的消化道被消化吸收。還有部分小肽和氨基酸會(huì)被瘤胃細(xì)菌進(jìn)一步降解成氨，小部分被直接吸收并形成尿素排出，大部分氨被瘤胃微生物同化合成微生物蛋白。瘤胃細(xì)菌所需總氮量的60%以上為氨，當(dāng)氨態(tài)氮濃度為60～90 mg/L時(shí)，瘤胃微生物生長(zhǎng)最快，當(dāng)濃度低于60 mg/L時(shí)，微生物蛋白合成受限。因?yàn)榱鑫肝⑸锞哂欣冒钡哪芰Γ谌馀Ｈ占Z中可以添加尿素或無(wú)機(jī)氮以增加氮源供應(yīng)，減少蛋白飼料消耗，同時(shí)還能顯著提高秸稈的消化率[6]。

⑤瘤胃會(huì)發(fā)生酸中毒現(xiàn)象。粗纖維等結(jié)構(gòu)性碳水化合物的消化凈能低于玉米等非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，為增加能量供應(yīng)以保證快速育肥，反芻動(dòng)物飼養(yǎng)時(shí)日糧中會(huì)添加大量玉米等精飼料。但如果精飼料添加量高，淀粉易被瘤胃微生物快速分解產(chǎn)生大量揮發(fā)性脂肪酸以及乳酸，使瘤胃pH迅速降低，而且粗纖維攝入不足會(huì)導(dǎo)致反芻減少，使調(diào)節(jié)瘤胃pH 的唾液分泌減少，從而導(dǎo)致瘤胃酸中毒。瘤胃長(zhǎng)期處于低pH狀態(tài)，內(nèi)部的生態(tài)系統(tǒng)崩潰，微生物不能發(fā)揮正常功能，對(duì)飼料的分解轉(zhuǎn)化能力下降，導(dǎo)致動(dòng)物生產(chǎn)水平降低，甚至?xí)绊懻Ｉ砉δ埽霈F(xiàn)中毒癥狀。所以反芻動(dòng)物日糧中需一定比例的粗飼料以維持瘤胃的正常生理功能，另外添加碳酸氫鈉等添加劑也可以一定程度緩解瘤胃酸中毒現(xiàn)象。

得益于瘤胃的獨(dú)特生理作用和強(qiáng)大的粗飼料消化能力，反芻動(dòng)物日糧中粗飼料占比可超過(guò)50%。瘤胃內(nèi)的微生物系統(tǒng)具有強(qiáng)大的纖維降解能力和合成微生物蛋白的能力，能夠消化利用粗飼料中的木質(zhì)纖維素獲取生產(chǎn)凈能，也能在低蛋白日糧（補(bǔ)充無(wú)機(jī)氮）飼喂時(shí)生長(zhǎng)，這使得反芻動(dòng)物具有耐粗飼料和蛋白飼料需求低的特點(diǎn)。

3 我國(guó)飼草生產(chǎn)和草食畜牧業(yè)現(xiàn)狀

我國(guó)是世界羊肉生產(chǎn)第一大國(guó)，牛肉生產(chǎn)第三大國(guó)，2020年底牛存欄量9 562萬(wàn)頭，羊存欄量30 654萬(wàn)只，2019年牛出欄量4 565萬(wàn)頭，羊出欄量約3.2億只。我國(guó)牛羊肉產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值近6 000 億元、約占畜牧業(yè)總產(chǎn)值的20%，已成為增加農(nóng)民收入，繁榮農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)。但由于我國(guó)草場(chǎng)不足，人工牧草產(chǎn)量低，草食畜牧業(yè)發(fā)展面臨優(yōu)質(zhì)粗飼料資源短缺的制約，發(fā)展受限，產(chǎn)量難以滿足國(guó)內(nèi)日益增長(zhǎng)的消費(fèi)需求。

3.1 我國(guó)草場(chǎng)、草地面積和飼草生產(chǎn)能力

飼草是草食畜牧業(yè)發(fā)展的前提，是反芻動(dòng)物生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)保障。優(yōu)質(zhì)的飼草可以滿足動(dòng)物生產(chǎn)的營(yíng)養(yǎng)需求，進(jìn)而產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的畜產(chǎn)品供人類使用。我國(guó)是草地資源大國(guó)，草原面積廣闊，自然資源豐富，草地面積近4億公頃，占國(guó)土總面積41.7%，但大部分是天然草地，牧草生產(chǎn)能力低，每公頃草地年產(chǎn)草量?jī)H為0.9～3.0 t，不適于放牧和收集，無(wú)法用于草食畜牧業(yè)。20世紀(jì)90年代中后期我國(guó)飼草產(chǎn)業(yè)興起，其資源包括天然草場(chǎng)、人工草地、林間草場(chǎng)、飼用作物及農(nóng)作物秸稈等，其中天然和人工草地的總產(chǎn)草量約3.7 億噸，2018年，全國(guó)食草家畜動(dòng)物飼養(yǎng)量39 339.0萬(wàn)頭（只），折合羊單位約77 942.2萬(wàn)頭（只），按每只羊所需飼草量400 kg 計(jì)，年飼草需求量約3.2 億噸。現(xiàn)在天然草地大部分禁牧，但所產(chǎn)牧草產(chǎn)量低，難以收集利用，所以我國(guó)飼草有巨大缺口[9]。受氣候和生態(tài)變化影響，我國(guó)的草地面積受自然因素和人為破壞兩方面的影響而逐年減少，其中過(guò)度放牧導(dǎo)致每年約67 萬(wàn)公頃的草地發(fā)生退化、沙化及鹽堿化，而我國(guó)草地總的“三化”面積已達(dá)9 000萬(wàn)公頃。

人工草地牧草產(chǎn)量和質(zhì)量均遠(yuǎn)高于天然草場(chǎng)，可較大程度促進(jìn)草食畜牧業(yè)的發(fā)展，苜蓿人工草的年產(chǎn)量可達(dá)22.5 t/hm2，是天然草地的11倍；青貯玉米的干物質(zhì)年產(chǎn)量可達(dá)45 t/hm2，是天然草地的23倍。據(jù)測(cè)算每增加1%人工草地面積，可提高4%食草動(dòng)物生產(chǎn)水平[10]。因此，大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)人工草地生產(chǎn)牧草對(duì)緩解我國(guó)飼草資源短缺、發(fā)展草食畜牧業(yè)和通過(guò)“以小保大”對(duì)草原進(jìn)行生態(tài)保護(hù)都具有重要作用[2]。近些年，我國(guó)大力推進(jìn)“糧改飼”政策，通過(guò)推廣青貯玉米、苜蓿草和燕麥草等飼草作物品種的種植，提高飼草產(chǎn)量，按照《全國(guó)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃（2016—2020年）》要求，我國(guó)青貯玉米種植面積達(dá)到167 萬(wàn)公頃，在一定程度上可加大農(nóng)區(qū)食草動(dòng)物優(yōu)質(zhì)粗飼料供給，提高生產(chǎn)水平。然而養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展導(dǎo)致牧草需求仍舊旺盛，國(guó)內(nèi)商品牧草自給率還不到1/3，每年進(jìn)口大量的苜蓿草、燕麥草等優(yōu)質(zhì)牧草以滿足需求[11]。

3.2 “耗糧”型中國(guó)草食畜牧業(yè)

我國(guó)北方的多數(shù)牧區(qū)僅依靠天然草地的飼草進(jìn)行畜牧生產(chǎn)，這導(dǎo)致夏秋季飼草供應(yīng)充足時(shí)牛羊膘肥體壯，而冬春季草枯時(shí)牛羊瘦弱甚至死亡，食草家畜陷入“夏肥、秋壯、冬瘦、春亡”的循環(huán)，畜牧業(yè)生產(chǎn)效率還有很大的提升空間。而在西南和中原產(chǎn)區(qū)以及廣大的北方農(nóng)區(qū)，牛羊?qū)?yōu)質(zhì)飼草的需求較難得到滿足，通常以“秸稈+精料”的模式進(jìn)行飼養(yǎng)，小型化粗放式的養(yǎng)殖方式常使用高比例纖維含量高的秸稈等粗飼料和低質(zhì)量蛋白飼料的錯(cuò)位日糧結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致牛羊無(wú)法得到均衡營(yíng)養(yǎng)，嚴(yán)重影響了養(yǎng)殖業(yè)的效益[12]。而由于秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低，提供的營(yíng)養(yǎng)有限，動(dòng)物生產(chǎn)主要靠精料維持，使我國(guó)形成了大規(guī)?！昂募Z”型的草食畜牧業(yè)。為解決草地“三化”問(wèn)題，我國(guó)實(shí)施了退耕還林還草以及封山禁牧等政策保護(hù)生態(tài)環(huán)境，將自然放牧轉(zhuǎn)成圈養(yǎng)舍飼，我國(guó)的草食畜牧業(yè)因此正向集約化、規(guī)?；同F(xiàn)代化方向邁進(jìn)，更是提高了“耗糧”型草食畜牧業(yè)比例。

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)自然稟賦相對(duì)不足的國(guó)家，人均耕地面積不足0.1 hm2，人均年糧食產(chǎn)量470 kg，僅略高于國(guó)際安全水平的400 kg。在現(xiàn)今保證糧食供應(yīng)及生態(tài)環(huán)境的前提下，一方面沒(méi)有更多土地可供發(fā)展草食畜牧業(yè)，另一方面以糧食消耗為主的畜牧業(yè)在發(fā)展中勢(shì)必會(huì)因“人畜爭(zhēng)糧”的矛盾而陷入發(fā)展瓶頸。因此，調(diào)整畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)并開(kāi)發(fā)新的粗飼料資源，加速發(fā)展草食畜牧業(yè)，走“耗糧型”與“節(jié)糧型”并重的發(fā)展道路，這對(duì)我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。

4 秸稈飼料利用現(xiàn)狀

在長(zhǎng)期的禁牧政策下，圈養(yǎng)舍飼將是草食畜牧業(yè)的主要生產(chǎn)方式，秸稈將是滿足粗飼料缺口的主要來(lái)源之一。如此將一方面緩解我國(guó)草食畜牧業(yè)發(fā)展受粗飼料原料不足的限制，另一方面將促進(jìn)我國(guó)廢棄秸稈的資源化利用。農(nóng)作物光合作用產(chǎn)物一半以上存在于秸稈中，因此秸稈是最豐富的可再生農(nóng)業(yè)資源。我國(guó)是世界上的農(nóng)業(yè)大國(guó)，秸稈產(chǎn)量居世界第一，年產(chǎn)量超9億噸。目前秸稈飼料化利用率不足20%，秸稈飼料化的利用方式主要是干秸稈直接飼喂，青貯秸稈和黃貯秸稈占比較少，主要在妊娠牛羊和哺乳牛羊以及奶牛中使用。

4.1 秸稈的營(yíng)養(yǎng)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

秸稈等木質(zhì)纖維素主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)和灰分組成，其中大多數(shù)秸稈的纖維素含量30%～45%，半纖維素含量20%～30%，木質(zhì)素含量15%～30%，灰分等其他物質(zhì)含量15%～20%[13]。對(duì)秸稈的利用受限于其惰性的木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)主要特征是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素相互鑲嵌，三者共占秸稈干重60%～70%，其中木質(zhì)素與半纖維素通過(guò)氫鍵和共價(jià)鍵結(jié)合形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將纖維素包埋在內(nèi)部，纖維素和半纖維素及木質(zhì)素通過(guò)氫鍵結(jié)合[14]。木質(zhì)素化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有非水溶性、難被分解的特點(diǎn)，纖維素被這種天然屏障包裹，無(wú)論高溫高壓、酸堿處理或生物酶作用，其都保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，難以被降解。

秸稈含有反芻動(dòng)物所需的多種養(yǎng)分，如玉米秸稈含碳水化合物50%以上，蛋白質(zhì)3%～5%，脂肪0.5%～1.0%，為飼料化利用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。但是干秸稈適口性差、采食量低、消化率也低，無(wú)法作為反芻動(dòng)物單一能量來(lái)源，原因主要有以下5個(gè)方面。①營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低，粗蛋白僅含3%～5%，遠(yuǎn)低于反芻動(dòng)物生長(zhǎng)需求，不足以為瘤胃微生物提供足夠氮源，瘤胃微生物活力差，對(duì)秸稈的消化利用能力減弱[15]；消化能凈能低，消化能僅為2～4 MJ/kg，只相當(dāng)于牧草的一半；維生素缺乏，維生素含量?jī)H2～5 mg/kg；鈣磷含量低而硅酸鹽含量高，其中高硅酸鹽會(huì)降低其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，而鈣磷比例失調(diào)也會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)代謝病。②木質(zhì)素和半纖維素以酯鍵、醚鍵、糖苷鍵和醛縮鍵等共價(jià)鍵連接形成的鑲嵌結(jié)構(gòu)復(fù)合體對(duì)纖維素形成“保護(hù)”屏障，阻礙瘤胃微生物和消化酶對(duì)秸稈中纖維組分及其他細(xì)胞內(nèi)容物的利用[16]。③秸稈中纖維素分子有“結(jié)晶型”和“不定型”兩種?！安欢ㄐ汀崩w維排列散亂，酶解位點(diǎn)多且暴露在外，易被纖維素酶水解。“結(jié)晶型”纖維排列規(guī)整，分子間依靠相互作用形成穩(wěn)定抗蝕結(jié)構(gòu)，酶解位點(diǎn)包裹在內(nèi)部，纖維素酶難以接觸發(fā)揮水解功能，而秸稈中的纖維素多為“結(jié)晶型”。④秸稈在瘤胃內(nèi)消化時(shí)附著的菌群易受秸稈中酚醛類化合物的影響，這些分解纖維素能力較強(qiáng)的微生物含量的減少致使秸稈消化速率減慢，整體消化率降低。⑤秸稈表皮外覆蓋有一層難降解的蠟質(zhì)，限制了瘤胃微生物對(duì)秸稈內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解，降低了秸稈利用率。

4.2 瘤胃對(duì)秸稈的消化能力

秸稈在瘤胃中的消化率一般都不到50%，木質(zhì)化程度高的秸稈消化率甚至不足30%。經(jīng)測(cè)算稻草秸稈、小麥秸稈和玉米秸稈對(duì)肉牛的綜合凈能分別為2.68、2.29、3.61 MJ/kg，而苜蓿干草的綜合凈能為4.51 MJ/kg，遠(yuǎn)高于秸稈；玉米等谷物籽實(shí)的綜合凈能為7～8 MJ/kg，反芻動(dòng)物采食2～3.5 kg 秸稈才可獲得相當(dāng)于1 kg 谷物籽實(shí)的消化能。秸稈蓬松且消化速率慢，在瘤胃內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，如僅飼喂秸稈，反芻動(dòng)物獲得的消化凈能嚴(yán)重不足，從飼料中獲得的能量和其他營(yíng)養(yǎng)都難以滿足快速生長(zhǎng)的需求，畜產(chǎn)品生產(chǎn)能力低下。

反芻動(dòng)物采食的飼料顆粒大小降至1 mm以下才能離開(kāi)瘤胃，秸稈本身消化速率慢、體積大，在瘤胃內(nèi)滯留時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)物持續(xù)存在飽腹感，導(dǎo)致采食量降低，生產(chǎn)效率上不去。通常中性洗滌纖維含量越高，纖維成分比例就越大，在瘤胃中占的體積就越大。

4.3 青貯秸稈

青貯秸稈是將新鮮的秸稈壓實(shí)堆積密封厭氧發(fā)酵，利用乳酸菌將原料所含糖分轉(zhuǎn)化為以乳酸為主的有機(jī)酸，使秸稈pH降低至4.2以下抑制包括乳酸菌在內(nèi)所有微生物活動(dòng)，達(dá)到長(zhǎng)期保存和提高適口性及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的目的[17]。青貯發(fā)酵時(shí)必須含有較高的水分（70%左右）和充足的可溶性碳水化合物（2%以上），否則pH無(wú)法快速降至足夠低（4.2以下），可能導(dǎo)致耐酸能力較強(qiáng)的梭菌等微生物生長(zhǎng)，引起碳水化合物和蛋白質(zhì)水解，產(chǎn)生丁酸、氨態(tài)氮及胺，降低青貯秸稈品質(zhì)甚至導(dǎo)致秸稈腐敗無(wú)法使用[16]。為提高青貯秸稈品質(zhì)，秸稈青貯時(shí)可添加微生物菌劑、酶制劑、無(wú)機(jī)鹽和防霉劑等添加劑以縮短青貯時(shí)間，增加乳酸含量，降低pH，減小丁酸菌生長(zhǎng)概率，提高青貯品質(zhì)以及有氧穩(wěn)定性[18]。用于青貯的乳酸菌有兩類：同型發(fā)酵乳酸菌，其碳水化合物的分解產(chǎn)物主要為乳酸，如植物乳桿菌、干酪乳桿菌、糞腸球菌、乳酸片球菌等；異型發(fā)酵乳酸菌，如布氏乳桿菌，其分解產(chǎn)物除乳酸外還有乙酸、乙醇、丙二醇和CO2[19]。

青貯所用秸稈為未完全成熟的農(nóng)作物秸稈，其木質(zhì)化程度低，水溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高，實(shí)際上是保鮮的青綠飼料，可看作是種植的青貯飼草。青貯玉米秸稈的原料為專門種植用于全株青貯的品種，籽粒未完全成熟就收割青貯。而對(duì)于普通的糧食玉米籽粒收獲后的秸稈，木質(zhì)化程度高，水溶性物質(zhì)低，無(wú)法作為青貯原料。

4.4 黃貯秸稈

黃貯秸稈即微貯秸稈，指在密閉的適宜條件下，通過(guò)微生物發(fā)酵將秸稈轉(zhuǎn)變?yōu)槿彳浂嘀馕端嵯?、適口性好的粗飼料。黃貯秸稈發(fā)酵過(guò)程及原理與青貯秸稈相似，但因?yàn)楦山斩捒扇苄蕴呛康?，所以需要加入糖蜜等可溶性碳水化合物或纖維素酶以保證有足夠多可生成乳酸的碳源，否則物料pH 難以降低至足夠抑菌程度，同時(shí)也需添加乳酸菌為保證快速發(fā)酵營(yíng)造酸性環(huán)境。稻草黃貯時(shí)添加乳酸菌可以提高乳酸、乙酸和粗蛋白含量，降低pH 并減少丁酸產(chǎn)生，同時(shí)還能降低酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維的含量，并提高干物質(zhì)和中性洗滌纖維的消化率[20]。秸稈黃貯時(shí)還可以添加其他農(nóng)產(chǎn)品加工副產(chǎn)物（如豆腐渣、土豆渣、果渣、果皮、爛菜葉等）和其他飼料原料（如莧菜、構(gòu)樹(shù)枝葉、甜菜渣、甘蔗渣等）混合發(fā)酵以增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并達(dá)到長(zhǎng)期保存目的。如將鮮莧菜和水稻干秸稈按干重2∶9混合后接種植物乳桿菌并添加纖維素酶厭氧發(fā)酵，較自然發(fā)酵后pH 更低，乳酸含量更高，氨態(tài)氮含量更低，且發(fā)酵后的有氧穩(wěn)定性提高，甚至還可以降低發(fā)酵物料中腸桿菌含量[21]。黃貯秸稈所用原料為作物收獲籽實(shí)后的干秸稈，經(jīng)發(fā)酵后秸稈吸水軟化并產(chǎn)生誘食香味，能提高采食量，但秸稈結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有變化，即使添加纖維素酶，也不能明顯提高瘤胃消化率[22]。

4.5 轉(zhuǎn)化率低限制了秸稈的飼料化利用

秸稈作為飼料原料，從營(yíng)養(yǎng)和消化角度看，存在明顯不足：蛋白質(zhì)含量低、粗纖維含量高、單胃基本不能轉(zhuǎn)化利用，即便反芻動(dòng)物消化利用率也不高，一般只有30%～50%。因此，以秸稈飼喂牛羊，養(yǎng)殖周期長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)效益差。

適當(dāng)?shù)念A(yù)處理（酸堿處理、高溫高壓蒸煮、熱噴爆破等）能夠打破秸稈纖維素、半纖維素和木質(zhì)素之間的交聯(lián)狀態(tài)，使纖維素外部的木質(zhì)素和半纖維素分解成小片段，破壞纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，增大表面積，暴露并溶脹內(nèi)部的纖維素分子，使纖維素酶的可及性增強(qiáng)，從而提高木質(zhì)纖維素的水解利用率，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后的秸稈在瘤胃內(nèi)的消化降解率可以提高到70%以上。一些預(yù)處理方法能夠取得較好的效果，但較高的經(jīng)濟(jì)成本和實(shí)施過(guò)程中存在的安全、工程化問(wèn)題使其難以推廣應(yīng)用。

5 利用生物技術(shù)推動(dòng)秸稈飼料化

自然界中秸稈等有機(jī)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化主要靠微生物完成，在溫和條件下，微生物可以將秸稈分解殆盡，但需要較長(zhǎng)的分解周期。以生物技術(shù)為主，結(jié)合一定的預(yù)處理技術(shù)，通過(guò)在菌種、酶制劑及發(fā)酵工藝等諸多方面優(yōu)化組合，是可以達(dá)成將秸稈轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)飼料原料目的的。

5.1 苜蓿草的價(jià)值與秸稈“苜?；?/h3>

苜蓿草被稱為“牧草之王”，其適口性好，蛋白質(zhì)含量高（16%～22%），氨基酸種類豐富且平衡性好，粗纖維含量適宜，富含維生素、微量元素、胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及消化率高。苜蓿草是豆科植物，可以和根瘤菌互利共生，因此可以減少肥料施用，其中紫花苜蓿是種植最廣泛的栽培品種，每公頃鮮草產(chǎn)量60～140 t，干草產(chǎn)量15～32 t[23]。優(yōu)質(zhì)苜蓿草中必需氨基酸占粗蛋白比例達(dá)40%以上，中性洗滌纖維含量低于40%，可消化養(yǎng)分含量高于60%，是奶牛最好的粗飼料，也是實(shí)現(xiàn)奶牛高效產(chǎn)奶的必要條件。研究和生產(chǎn)已證實(shí)，奶牛飼喂苜蓿青干草可改善瘤胃健康狀況，增強(qiáng)瘤胃微生物活力，減少奶牛疾病和淘汰率，促進(jìn)對(duì)飼料的轉(zhuǎn)化和利用，最終提高產(chǎn)奶量和乳品質(zhì)量[24]。苜蓿草粉在妊娠母豬飼料中添加可以顯著提高胰島素樣生長(zhǎng)因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）水平，提高初乳的乳脂率和乳固形物含量，還可以使初生頭數(shù)、產(chǎn)仔數(shù)和活仔率上升[25]。苜蓿中的黃酮具有提高家禽抗氧化的能力[26]，苜蓿皂苷有降低動(dòng)物血壓和促進(jìn)免疫的效果[27]。苜蓿干草粉等量替代肉牛精料15%～20%，可以提高增重2.4%～3.3%并降低飼養(yǎng)成本[28]；在家禽日糧中添加苜蓿草粉可顯著提高其消化吸收率，減少脂肪和膽固醇含量，提高瘦肉率[29]。

不同氣候地區(qū)根據(jù)實(shí)際情況在苜蓿草集中收獲后選擇青貯或干草方式加工貯藏，然后在舍飼條件下作為奶牛粗飼料與精飼料混合進(jìn)行飼喂。目前我國(guó)自產(chǎn)苜蓿草在產(chǎn)量和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足奶業(yè)的發(fā)展需求，需求量的1/3依賴進(jìn)口，且缺口仍在逐年加大，優(yōu)質(zhì)粗飼料資源匱乏嚴(yán)重制約我國(guó)奶業(yè)發(fā)展。

秸稈“苜?；痹O(shè)想是利用生物技術(shù)將秸稈加工成秸稈單細(xì)胞蛋白（發(fā)酵秸稈），主要通過(guò)酵母等微生物為菌種，利用秸稈自身化學(xué)能，將外加無(wú)機(jī)氮同化成菌體蛋白。發(fā)酵過(guò)程中秸稈纖維中的纖維素和半纖維素被分解利用（可降低至原來(lái)的一半），酵母細(xì)胞大量增殖的同時(shí)，合成多種B 族維生素、甘露聚糖及未知生長(zhǎng)因子等益生物質(zhì)。最終，可以生產(chǎn)出真蛋白含量16%以上、物質(zhì)組成和飼喂效果與苜蓿草接近的“苜?；斩挕?。

5.2 秸稈“高值飼料化”實(shí)施路徑

秸稈“高值飼料化”產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展緩慢，但其產(chǎn)業(yè)前景吸引了不少研究。秸稈單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)方式有液態(tài)發(fā)酵和固態(tài)發(fā)酵兩種，液態(tài)發(fā)酵利用秸稈等處理后的水解液培養(yǎng)菌體然后再回收干燥制成飼料原料或添加劑，Rao等[30]和Wu等[31]的研究都是用秸稈預(yù)處理后的酶解液發(fā)酵產(chǎn)菌體蛋白，但相較而言，固態(tài)發(fā)酵更適合秸稈飼料化。固態(tài)發(fā)酵直接在固態(tài)秸稈基質(zhì)上培養(yǎng)菌體，發(fā)酵后的菌體與秸稈基質(zhì)共同作為飼料。如在2%氫氧化鈉處理后的麥秸固態(tài)基質(zhì)中培養(yǎng)平菇，可收獲蛋白含量62.8%的菌體，其必需氨基酸含量達(dá)65.6%[32]；潘峰[33]用多種霉菌和酵母混合固態(tài)發(fā)酵5%氨處理的稻草96 h，分解了33.23%的纖維素和21.63%的半纖維素，將產(chǎn)物粗蛋白含量由5.96%提高至11.32%；王儀明[8]研究發(fā)現(xiàn)啤酒酵母∶產(chǎn)朊假絲酵母∶白地霉為1∶1∶1時(shí)混合發(fā)酵小麥秸稈，纖維素和半纖維素降解率分別可達(dá)28.2%和27.5%，粗蛋白含量可提高到15.43%。

從上述案例可以看出秸稈好氧發(fā)酵飼料的研究思路是利用秸稈中的纖維素和半纖維素為碳源，同化無(wú)機(jī)氮生成菌體蛋白，提高秸稈中蛋白含量。為有效降解木質(zhì)纖維素組分，一般先用霉菌（木霉、曲霉或擔(dān)子菌等產(chǎn)纖維素酶和漆酶能力較強(qiáng)的菌種）處理秸稈，降解木質(zhì)素并破壞木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)，然后再接種酵母等菌種發(fā)酵，或者添加纖維素酶進(jìn)行分步或同步糖化發(fā)酵，將無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化為菌體蛋白，提高秸稈飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

秸稈“高值飼料化”的工藝流程如圖3所示，收集的秸稈需先粉碎，然后經(jīng)物理、化學(xué)或者生物法進(jìn)行預(yù)處理，之后對(duì)預(yù)處理產(chǎn)生的發(fā)酵抑制物進(jìn)行脫毒處理，接下來(lái)添加輔料、酶制劑并接種微生物進(jìn)行發(fā)酵，最后將發(fā)酵飼料干燥成商品或者直接進(jìn)行飼喂。

圖3 秸稈“高值飼料化”加工流程

為提高秸稈生物轉(zhuǎn)化效率，往往需對(duì)秸稈進(jìn)行有效預(yù)處理，釋放木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)中的纖維素和半纖維素，使纖維素酶高效水解纖維素和半纖維素成小分子糖，微生物能夠利用這些降解產(chǎn)物作為碳源進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。在秸稈預(yù)處理方法中，物理處理方法簡(jiǎn)單易行，切短、揉搓、加熱軟化等已經(jīng)廣泛使用，這些方法可以有效解決動(dòng)物口感問(wèn)題，但對(duì)秸稈利用率低的問(wèn)題改善有限。化學(xué)處理可以動(dòng)搖秸稈纖維素的結(jié)晶狀態(tài)，斷裂纖維素與半纖維素和木質(zhì)素之間的部分化學(xué)鍵，從而破解了秸稈中纖維素分解轉(zhuǎn)化的難題。但化學(xué)處理帶來(lái)的酸堿性需要中和，且化學(xué)處理往往產(chǎn)生有機(jī)酸及酚醛等副產(chǎn)物，阻礙后續(xù)的生物利用。通常越好的預(yù)處理效果，處理?xiàng)l件越苛刻，酚醛等抑制物產(chǎn)生越多，這又極大制約了化學(xué)方法的應(yīng)用。

預(yù)處理抑制物含量高會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生細(xì)胞毒性，也會(huì)降低纖維素酶的酶活，需進(jìn)行脫毒處理。水洗、萃取、化學(xué)試劑中和減毒、增大接種量、篩選耐性強(qiáng)的菌種以及微生物脫毒都是提高發(fā)酵效率的可行策略，但也都各有利弊[34]。水洗可以有效去除各種抑制物但會(huì)產(chǎn)生污染廢水；萃取試劑及設(shè)備費(fèi)用高，也會(huì)產(chǎn)生處理廢液；增大接種量時(shí)，如果不能對(duì)菌種回收利用，會(huì)導(dǎo)致成本上升；生物脫毒效果好但是速度慢且營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗多，有時(shí)還需滅菌發(fā)酵，增加工藝復(fù)雜度；化學(xué)試劑速度快且效果好，但不太適用于固態(tài)物料。

單一物理處理、化學(xué)處理或生物處理都難以達(dá)到處理效果與經(jīng)濟(jì)可行的兼顧，物理、化學(xué)、生物方法的結(jié)合則能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短。物理法推動(dòng)秸稈的質(zhì)地變化，化學(xué)法推動(dòng)秸稈結(jié)構(gòu)變化，生物法推動(dòng)秸稈針對(duì)性物質(zhì)轉(zhuǎn)化。將物理方法的簡(jiǎn)、化學(xué)處理方法的快和生物方法的專一融合在一起，即可形成技術(shù)與經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的高效處理方法。因此，物理-化學(xué)-生物聯(lián)合方法是秸稈飼料技術(shù)的主要發(fā)展方向。

5.3 秸稈“高值飼料化”的前景和意義

豆科植物和反芻動(dòng)物是大自然給予人類的兩大恩賜，前者為人類生產(chǎn)豐富的植物蛋白，后者將人類不能直接食用的植物纖維轉(zhuǎn)化為動(dòng)物蛋白。隨著我國(guó)全面脫貧的實(shí)現(xiàn)和數(shù)億國(guó)人收入的持續(xù)增長(zhǎng)，食草動(dòng)物畜產(chǎn)品消費(fèi)需求還有巨大的增長(zhǎng)空間。面對(duì)地少人多、資源稟賦的先天不足，如何在保障糧食安全和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的前提下，發(fā)展草食畜牧業(yè)，彌補(bǔ)我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展的短板，增加牛羊肉和牛奶等優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品供給，是畜牧業(yè)需要解決的一個(gè)主要矛盾。而充分且高效地利用各種糟渣和農(nóng)業(yè)廢棄物將是緩解這種矛盾主要且有效的方式，通過(guò)提升秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和消化利用率，將廢棄秸稈變?yōu)閮?yōu)質(zhì)粗飼料，甚至達(dá)到媲美苜蓿草的效果，將有望跨越優(yōu)質(zhì)牧草對(duì)草食畜牧業(yè)造成的巨大障礙，助力我國(guó)反芻動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展。秸稈高值飼料化的推進(jìn)，勢(shì)必會(huì)在秸稈預(yù)處理、纖維素酶生產(chǎn)、微生物菌種等方面獲得技術(shù)進(jìn)步，其技術(shù)溢出效應(yīng)，還將推動(dòng)纖維素乙醇、秸稈生物煉制等方面的發(fā)展，帶動(dòng)秸稈資源化綜合利用。

6 有關(guān)秸稈“高值飼料化”政策建議

①增加“高值飼料化”秸稈利用補(bǔ)貼等政策，引導(dǎo)企業(yè)前期投入開(kāi)發(fā)，待技術(shù)和市場(chǎng)成熟，具備盈利水平后逐漸市場(chǎng)化。關(guān)于秸稈飼料化利用的研究有很多，但至今還沒(méi)有成熟方案在兼顧技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)可行的同時(shí)提高秸稈消化利用率，主要原因是沒(méi)有找到一種適合規(guī)?；a(chǎn)的秸稈預(yù)處理方式及配套的后續(xù)處理工藝，而酶制劑和發(fā)酵菌種上高成本也限制“高值飼料化”秸稈的產(chǎn)業(yè)化。通過(guò)政策扶持，將秸稈綜合利用和糧改飼的補(bǔ)貼轉(zhuǎn)移給當(dāng)前秸稈飼料化利用企業(yè)，并進(jìn)一步給予一定獎(jiǎng)勵(lì)，引導(dǎo)企業(yè)從將秸稈簡(jiǎn)單粉碎加工向“高值飼料化”方向發(fā)展，通過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展和技術(shù)積累，在全國(guó)扶植起一批技術(shù)成熟，具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的秸稈“高值飼料化”企業(yè)，如星星之火一樣，帶動(dòng)我國(guó)秸稈飼料高技術(shù)轉(zhuǎn)化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

②加大“高值飼料化”秸稈生物轉(zhuǎn)化研發(fā)支持，加快秸稈綠色高效預(yù)處理技術(shù)、發(fā)酵菌種選育、纖維素酶等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。秸稈“高值飼料化”的生產(chǎn)技術(shù)涉及秸稈預(yù)處理、抑制物去除、發(fā)酵菌種選育、酶制劑研發(fā)、發(fā)酵工藝研發(fā)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的諸多技術(shù)問(wèn)題，加大技術(shù)研發(fā)的支持力度，可以在預(yù)處理、酶制劑和發(fā)酵菌種等主要環(huán)節(jié)取得重大技術(shù)進(jìn)步，能大大提升生產(chǎn)效率并降低生產(chǎn)成本，使發(fā)酵秸稈與牧草相比，在同樣飼喂效果下，具備成本優(yōu)勢(shì)。

③加快配套裝備技術(shù)研制及反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究，給發(fā)酵秸稈提供使用指導(dǎo)。秸稈“高值飼料化”是一個(gè)系統(tǒng)性工程，規(guī)?；a(chǎn)還需要配套裝備研制，以實(shí)現(xiàn)秸稈收儲(chǔ)、預(yù)處理、發(fā)酵等環(huán)節(jié)的連續(xù)自動(dòng)化和智能化，同時(shí)還要著力解決秸稈流動(dòng)性差、傳質(zhì)不均勻、生產(chǎn)速率低等問(wèn)題，為產(chǎn)業(yè)化提供裝備支撐。針對(duì)秸稈高值化飼料在反芻動(dòng)物中的使用，還需進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究，以指導(dǎo)食草動(dòng)物不同品種和不同生長(zhǎng)階段的合理飼喂，實(shí)現(xiàn)畜產(chǎn)品的高效產(chǎn)出。

④鼓勵(lì)科技人才深入大企業(yè)，以實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題為研究課題，以技術(shù)促發(fā)展。由政府或大型科研機(jī)構(gòu)主導(dǎo)，以飼料龍頭企業(yè)需求為中心，匯聚多學(xué)科專業(yè)人才，尤其是發(fā)酵工程、酶工程、基因工程、微生物學(xué)、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化和信息化管理等多學(xué)科人才，建設(shè)一支“有知識(shí)、有技術(shù)、有抱負(fù)、有拼勁”的科技隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的緊密結(jié)合，大力解決阻遏秸稈“高值飼料化”的一系列技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)新技術(shù)促進(jìn)企業(yè)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。