粗劣秸秆是怎样变成高蛋白优质饲草的——多功能复合菌剂发酵秸秆优化理论与展望

文│李毓堂（中国系统工程学会草业委员会名誉会长）

粗劣秸秆是怎样变成高蛋白优质饲草的
——多功能复合菌剂发酵秸秆优化理论与展望

文│李毓堂（中国系统工程学会草业委员会名誉会长）

一、秸秆优化饲用的生物技术革命

1.科研挑战不可能，秸秆优变梦成真。人们很早就梦想：如果能把每年产生七八亿吨常被焚烧丢弃的农作物秸秆变为高营养优质饲草该有多好，为此，人们早就在秸秆饲用中，采用了青贮、微贮、氨化等发酵技术，虽然使秸秆性状与营养成分略有提高，但都不能从根本上改变秸秆的质量。如今，梦想成真。由河北农大生命科学院教授朱宝成带领的科研团队经十几年的艰辛努力，研发出秸秆经特种多功能复合菌剂发酵转化为高蛋白饲草的创新技术。

从特种菌种分离筛选研究，菌种密集繁育实验到复合菌剂工厂化生产，从饲用试验、中试养殖到重点农户推广示范，都取得了突破性成果。这项技术使秸秆在喷洒一定比例的特种复合菌剂和无机氮（硫酸铵）的发酵过程中，通过菌种降解木质素、纤维素，将无机氮转化为菌丝蛋白，富集益生菌和增加各种氨基酸含量，最终成为高蛋白、富能量、多营养、易消化的优质饲草，不仅可用于草食家畜，还能饲用于猪禽养殖。并且菌剂具有密度高（每克含100亿个芽苞菌）、成本低（发酵1千克秸秆的菌费仅五六分钱）、保质期长（3～5年）等优点。2008年，此项创新科学技术在由资深微生物学家陈文新院士和卢良恕、任继周、魏春江院士等十一位专家组成的成果鉴定会上，被评为“国际先进水平”。多年来在许多省区试点实际应用中都取得显著成果，得到当地农牧民和地方政府的称赞。

2.用科学数据回答质疑。正如许多新生事物问世常遭质疑一样，秸秆多功能复合菌剂发酵优化技术诞生以来，经常有人提出质疑，问题焦聚于：特种菌剂在秸秆发酵中是否真能降解木质素、纤维素？秸秆发酵后的粗蛋白增量是真蛋白还是无机氮的反应，最终无机氮的含量还有多少？在特种菌剂发酵中，原秸秆中含有的益生菌和氨基酸有何变化，对提高秸秆营养成分起何作用，等等。无疑这些关键问题，如不能得到科学解答，就不能清除人们的质疑。

对此，河北农大生命科学院微生物学副教授李红亚在“木质素纤维素酶芽苞杆菌的分离筛选及其对秸秆的发酵作用》博士科研论文中，作了解答。科研以玉米秸秆为代表，在特种复合菌剂发酵中，经用现代精密科学仪器测出的数据，显示出以下四大功效;

一是发酵中通过菌种激活增强秸秆中木质素纤维素酶的活力，使木质素纤维素半纤维素分别降解31%、19.17%、18.8%，大幅增加可溶性糖和挥发性脂肪酸等能量物质。

二是发酵中通过菌种高效利用无机氮转化为菌丝生物蛋白，使粗蛋白含量由原4.94%提高到12.37%，真蛋白达到10.24%，原加无机氮（硫酸铵）的残留量仅为0.0043%，吸收转化率近100%。

三是特种菌剂发酵营造了有利环境，使秸秆中的益生菌群得到大量繁殖富集。发酵结束时，有益芽苞杆菌含量达到2.95X108CFUg-1，乳酸菌达到4.51X108CFUg-1，酵母菌达到1.49X108CFUg-1。同时，放线菌、霉菌等腐败菌被完全抑制。

四是特种菌剂发酵使秸秆中的氨基酸含量成倍增加。氨基酸总含量提高100.5%。其中富营养的赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、苏氨酸、异氨酸、铬氨酸、丙氨酸的增幅都达一倍以上。

以上科学数据，足以诠释答疑，也加深了我们对特种菌剂发酵秸秆多功能的理性认识。

二、秸秆优变意义深远

1.秸秆优变意义深，环保兴牧利民生。中央历来提倡对农作物秸秆综合高效利用，然而贯彻落实中由于缺乏科学有效的核心技术措施，因而进展缓慢，以致秸秆焚烧、养殖业成本高等问题不仅长期存在，且还有加重的趋势。

从国情剖析来看，秸秆焚烧的本质是效益问题，由于秸秆利用价值低，不值钱，农民不珍惜。优良饲草料不能快速发展的本质是条件问题，由于草原退化缺草，农田种草资源有限，人工种草须大量投资却无着落，所以优质饲草不能大幅增产。农牧民收入低的实质是产值问题，由于农畜产品（含秸秆）附加值不能大幅提高，所以财源不旺。由此看来，把资源丰富的秸秆变为高效益的优质饲草料，确是一项切合国情的战略性技术举措，因为：

把秸秆变废为宝，大幅提高利用价值和经济效益，就使农民从实际中珍惜秸秆，主动放弃焚烧。这就从根本上化解了秸秆焚烧问题，有利于生态环境保护。

秸秆优化的高蛋白饲草，具有资源广成本低的优势，因而是又好又快大量发展优质饲草的捷径。它同发展人工种植优良牧草相配合，就形成双轮驱动，大大缓解我国饲草料严重短缺依靠大量进口的压力，促进奶牛业、牛羊育肥业、猪业朝着少用粮、高质量、低成本、好效益方向转型升级。

秸秆变为高蛋白饲料，能大幅增加农民收入。以我国农村人均3亩年产1吨秸秆计算，优化后的优质饲草以每吨1000～1200元计，扣除发酵成本，人均收入可增加1000元左右。如能延长产业链到养殖和畜产品加工，收入更会几倍增加。

秸秆优化高蛋白饲草生产+机械化将形成一个新型的规模大、成本低、效益高的绿色优质饲草产业。目前，河北省的一家农机公司（金土地）同中国农机化院合作，已研制出专门用于秸秆特种菌剂发酵生产的移动式流水线机械设备。把秸秆就地收集——切碎加工——喷洒菌剂辅料——装袋青贮——运输贮存等作业组成一条生产线，并具有效率高成本低的特点。这为企业开辟新型的秸秆优化高蛋白绿色饲草产业创造了条件。

2.政府引领拓广深，兴农济世再创新。研发出好技术，就要关注普及并引领向广度深度拓展。为了推动秸秆多功能复合菌剂发酵优化技术全面实施并向广深发展，特建言献策如下：

建议主管部门，将这一战略技术举措列入农业、环保、科技、教育工作的推广实施计划。

建议农业部门制定《农作物秸秆特种复合菌剂发酵优化饲草质量分级标准与检验制度》、《农作物秸秆特种复合菌剂发酵优化饲草技术规程与监测制度》，并推动有关检验、检测设备的完善与应用。

建议教育、科技部门继续支持此项科研创新技术向深度广度延伸发展，并培养后续高端人才队伍。因为特种菌剂发酵秸草这一战略性基础创新技术，还有很大研发潜力和应用空间。诸如：深化发现筛选更多的功能菌种，开发更多的高效发酵菌种组合，深化研发菌剂发酵对瓜果蔬菜等特种作物枝藤叶蔓的优化作用与效益，深化研发特种菌剂发酵对天然草灌乔植物枝条叶秆的优化功能与效益，深化研究不同优化饲草用于不同畜禽养殖效果与最佳配方，以及这些不同因子交叉组合的相互效用等。

建议将这项创新科技列入国家援外农业科技项目。近些年来，印尼、印度等一些国家因秸秆焚烧烟雾波及邻国，引起强烈反应。可见许多发展中国家也存在秸秆焚烧严重污染环境问题。如果将特种菌剂发酵秸秆优化技术，援引给发展中国家，定会起到促进生态经济发展、农民增收和环境保护的作用。