体外产气法评定复合化学处理玉米秸和油菜杆的调制效果

徐清华，张文举，赵新伟，马广英

（石河子大学动物科技学院，新疆 832000）

体外产气法评定复合化学处理玉米秸和油菜杆的调制效果

徐清华，张文举，赵新伟，马广英

（石河子大学动物科技学院，新疆 832000）

试验用尿素-氧化钙-氯化钠复合处理玉米秸和油菜杆，测定其营养成分含量的变化，并利用体外产气法进行了复合化学处理玉米秸和油菜杆的降解率测定。试验中氧化钙按秸秆风干重的2%、3%和4%添加，尿素按秸秆风干重的4%添加，氯化钠按秸秆风干重的1%添加。结果表明:与原料组相比，复合化学处理各组可显著提高秸秆中CP和Ash含量（P<0.05），并显著降低NDF、ADF含量（P<0.05）。复合化学处理组的玉米秸和油菜杆干物质降解率 (DMD)和有机物降解率(OMD)均显著高于原料组（P<0.05）。综合分析试验结果说明：在该试验条件下，3%氧化钙+4%尿素+ 1%氯化钠是玉米秸复合化学处理的最佳添加量；4%氧化钙+4%尿素+1%氯化钠是油菜杆复合化学处理的最佳添加量。

体外产气法；复合化学处理；玉米秸；油菜杆；瘤胃降解率

我国是农业大国，农作物副产品资源极其丰富，有着世界上最为丰富的秸秆资源，其中玉米秸占35%，小麦秸占21%，稻草占19%，大麦秸占10%，谷草占5%，高粱占5%，还有部分其他秸秆［1］。农作物秸秆饲喂反刍动物，1 kg秸秆的营养价值约与0.25 kg精料相当［2］，但由于其具有适口性差、消化利用率低、粗蛋白质含量低、矿物质和微量元素严重不足等特点，用其直接饲喂动物时往往效果不佳［3］。在我国北方地区，尤其是新疆等西北地区，有着广阔的土地资源，畜牧业长期发展的方向是大力发展牛羊等反刍动物，因而对粗饲料的需求量很大，北方地区养殖业主要的基础饲料是大面积草场提供的优质草料。但由于近几年天然草原沙漠化状况加剧、草场面积缩减以及养殖业急速扩张，优质粗饲料资源供应不足的矛盾变得日益加剧，尤其是在冬季寒冷季节，某些偏远地区牛羊过冬变得异常困难。因此，如何有效地开发和利用农作物秸秆资源，加大对秸秆加工处理以增加其利用效率，将是缓解反刍动物优质饲草资源不足的重要途径。秸秆经氨化、碱化、盐化（三化）复合化学处理，能够发挥氨化、碱化、盐化的综合作用，弥补单一处理的缺陷［4］。有研究指出，秸秆经复合化学处理后不仅能够改善适口性，也能提高秸秆的粗蛋白水平，进而提高动物对秸秆的采食量和消化率［5-6］。复合化学处理法也是目前研究较多，在生产中比较实用的一种方法［7］。

本试验采用氧化钙、尿素和氯化钠对玉米秸和油菜杆进行复合化学处理，通过短期人工瘤胃产气法［8-10］测定复合处理秸秆的产气量和降解率，旨在选出适宜的复合化学试剂添加量，从而提高秸秆对反刍动物的饲用价值和饲喂效果。

1 材料与方法

1.1 材料

玉米秸和油菜杆:选用当年新鲜风干玉米秸（产地为新疆石河子市），采自石河子大学试验田；油菜杆采自新疆伊犁昭苏县76团。选择清洁、无污染及无霉变的优质玉米秸和油菜杆,切碎成2 cm左右长。氧化钙（化学纯），尿素（分析纯），氯化钠（化学纯），尼龙塑料袋。

1.2 方法

将玉米秸和油菜杆按表1进行不同化学试剂的添加量处理，共设6个不同处理组，A、B原料组分别为A、B组内对照组。每个处理组称取玉米秸或油菜杆200 g，将按试验各组比例准确称量的尿素、氧化钙和氯化钠先后溶于100 mL水中，然后将混合的尿素-氧化钙-氯化钠溶液均匀喷洒到秸秆上，边喷洒边搅拌，最终将秸秆水分调成50%左右。每个处理3个重复。将处理好的样品盛放在密封塑料袋中，挤掉袋内的空气压实后封口。在20～25℃的室温下放置1个月，每天检查封口袋密

封情况以及样品的处理情况，1个月后开封，将取出的秸秆在65℃的烘箱中烘干，粉碎并过40目筛制成样品，放入密封样品袋中保存待用。

表1 不同比例尿素-氧化钙-氯化钠复合处理秸秆试验设计%

1.3 测定项目及方法

常规营养成分。参考杨胜［11］的方法进行测定。中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）的含量用Van Soest（1992）的方法测定。体外产气量及OMD、DMD按照Menke（1988）提出的人工瘤胃产气试验程序进行秸秆处理前后的体外产气法测定。

1.3.1 人工唾液的制备 人工唾液的制备参照Menke的培养液配制法［12］配制。

1.3.2 瘤胃液采集 瘤胃液采集于石河子市肉羊屠宰场，采集刚屠宰的哈萨克羊肉羯羊的瘤胃，剖开瘤胃后迅速挤出瘤胃液，用4层纱布过滤，迅速拿回实验室用CO2饱和，待用。

1.3.3 培养液的制备 将瘤胃液与人工唾液按1∶2配制成混合培养液，用CO2饱和混合培养液，待用。

1.3.4 产气量测定 采用Menke的体外产气法测定。在每一个培养管（100 mL玻璃注射器，国产）中精确称取待测秸秆样品约200 mg（DM），置于培养管底部。加入始终用CO2气体饱和的混合培养液30 mL，排出培养器中气泡，密封，记录培养管初始刻度后，同时做3个空白（只有培养液而没有底物），将其置于39℃的水浴摇床中培养。培养24、48、72 h时，记录产气管的刻度读数。每次试验均有空白对照做校正用，每个处理样品3个重复。

式中，GPt为样品在t时刻的产气量（mL）；Vt为样品发酵t小时后，产气管刻度读数（mL）；V0为样品在开始培养时产气管刻度读数（mL）；W为样品取样重（mg）；GP空白为空白对照组产气量（mL）。

1.3.5 有机物降解率和干物质降解率的计算 根据Menke（1979）的回归公式，由秸秆处理的24 h体外产气量，算出有机物降解率（OMD）。OMD（%）=0.7602×GV＋0.6365×CP%＋22.5。

由培养72 h后的样品残留量计算72 h干物质降解率（DMD）。

1.4 数据统计分析

试验数据处理及统计分析用SPSS19.0统计软件的ANOVA进行单因素方差分析和LSD多重比较。以P< 0.05作为差异显著性判断标准，试验数据均以平均数±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 复合化学处理对秸秆营养成分含量的影响

从表2可知，玉米秸原料组DM含量明显高于处理后的玉米秸（P<0.05），各处理组间差异不显著（P>0.05）；各处理组中玉米秸中Ash含量明显高于原料组（P< 0.05），且随着氧化钙含量的增加，玉米秸中Ash的含量呈上升趋势，各处理组间差异显著（P<0.05），其中A3组Ash含量最高，达到14.52%；各处理组中玉米秸CP含量明显高于原料组（P<0.05），各处理组间CP含量差异显著（P<0.05），A3组CP水平最高，为9.34%；玉米秸原料组NDF和ADF含量明显高于处理组（P<0.05），处理各组之间差异显著（P<0.05），A3组最低，分别为57.03%和36.05%。

表2 复合化学处理对秸秆营养成分含量的影响%

油菜杆原料组DM含量明显高于处理组（P<0.05），各处理组间差异不显著（P>0.05）；处理后的玉米秸中Ash含量明显高于原料组（P<0.05），B2、B3与B1间差异显著（P<0.05），B2、B3间差异不显著（P>0.05）；处理组油菜杆中CP含量明显高于原料组（P<0.05），各处理组间差异显著（P<0.05），B3组CP水平最高，为8.17%；油菜杆原料组中NDF含量明显高于处理组（P<0.05），B2、B3与B1间差异显著（P<0.05），B2、B3间差异不显著（P>0.05）；油菜杆原料组ADF含量明显高于处理组（P<0.05），B2、B3与B1间差异显著（P<0.05），B2与B3间差异不显著（P> 0.05）。

2.2 复合化学处理对秸秆降解率的影响

从表3可以看出，玉米秸各处理组OMD显著高于玉米秸原料组（P<0.05），A2、A3与A1间差异显著（P<0.05），A2与A3间差异不显著（P>0.05），A3组OMD最高，为47.67%；玉米秸各处理组DMD显著高于玉米秸原料组（P<0.05），各处理组间差异显著（P<0.05），A3组DMD最高，为56.25%；与玉米秸原料组相比，各处理组OMD和DMD提高幅度分别为8.60%～15.87%和3.67%～10.88%。

油菜杆各处理组OMD显著高于油菜杆原料组，（P< 0.05），各处理组间差异显著（P<0.05），B3组OMD最高，为43.29%；油菜杆各处理组DMD显著高于油菜杆原料组（P<0.05），各处理组间差异显著（P<0.05），B2组DMD最低，为42.06%，B3组DMD最高，为44.10%；与油菜杆原料组相比，各处理组OMD和DMD提高幅度分别为17.90%～22.39%和29.57%～35.86%。

表3 复合化学处理对秸秆OMD和DMD的影响 %

3 讨论与小结

在本试验条件下，4%尿素、1%氯化钠、氧化钙复合处理玉米秸和油菜杆，当氧化钙添加量为4%时，玉米秸的CP含量可达9.34%，比用2%氧化钙、3%氧化钙处理时的CP水平分别提高46.39%、7.60%；当氧化钙为4%时，油菜杆的CP含量可达8.17%，比用2%氧化钙、3%氧化钙处理分别提高21.40%、6.52%。复合化学处理后玉米秸和油菜杆的NDF和ADF含量也均显著降低（P< 0.05）。由于氧化钙中含有较多钙元素，用其处理可间接提高Ash含量；尿素中含有丰富的氮元素，因此用其处理可提高秸秆中CP的含量。曹玉凤等［13］报道，复合化学处理（三化）的麦秸与原料组相比，NDF和ADF分别降低11.60%、5.78%，与本试验结果一致。

孙永强等［14］报道，用4%尿素与4%氢氧化钙处理的玉米秸DM 72 h瘤胃降解率比玉米秸原料提高21.4%；曹玉凤等［13］报道，复合化学处理（三化）的麦秸与原料组相比，干物质瘤胃降解率提高了22.4%。本试验中用3%氧化钙+4%尿素+1%氯化钠处理玉米秸的有机物瘤胃降解率比玉米秸原料提高了15.87%，考虑到原料之间以及DM和OM的差异，本试验结果与孙永强［14］、曹玉凤［13］试验结果一致。

综合营养成分和降解率两方面因素考虑，在本试验条件下，3%氧化钙+4%尿素+1%氯化钠是玉米秸复合化学处理的最佳添加量；4%氧化钙+4%尿素+1%氯化钠是油菜杆复合化学处理的最佳添加量。

玉米秸与油菜杆相比，玉米秸的营养成分优于油菜杆，玉米秸的OMD和DMD也均显著高于油菜杆。油菜杆的营养成分及其利用效率低，复合化学处理能够适当提高其营养成分及其利用效率，但提升幅度不大，还远达不到理想优质粗饲料的标准，因此对于如何进一步提高油菜秸秆的营养价值还有待研究。

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S816.9

A

2095-3887（2014）02-0028-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.02.009

2013-12-02

公益性行业（农业）科研专项经费项目实施方案（201303062）

徐清华（1988-），男，硕士研究生。

张文举（1966-），男，教授，博士生导师。研究方向:饲料资源开发与利用。