秸秆饲料的研究进展

金三俊，董佳琦，宋建楼，刁新平

（东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨　50030）



秸秆饲料的研究进展

金三俊，董佳琦，宋建楼，刁新平*

（东北农业大学动物科学技术学院，哈尔滨50030）

摘要：近年来，随着畜牧业集约化养殖的发展，作物秸秆作为粗饲料使用倍受人们关注。秸秆饲料具有高纤维的特点，因此，提高反刍动物对纤维物质的利用率是秸秆饲料利用的关键。文章主要阐述近年国内外作物秸秆作为粗饲料的研究现状。

关键词：反刍动物；作物秸秆；粗饲料；研究现状

1　秸秆饲料

农作物秸秆是各类农业类的作物在收获完农产品果实后所留下来的作物枝叶、茎蔓等，主要是禾本科作物秸秆和豆科作物秸秆[ 1 ]。中国每年生产的各类秸秆约7亿t，仅有3%～5%的作物秸秆被用于饲喂反刍动物，绝大部分秸秆被燃烧，造成资源浪费和环境污染。

秸秆中粗纤维含量高达20%～45%，粗蛋白质仅2%～5%。尽管秸秆具有难消化和适口性差等缺点，但是经过加工处理后，也可饲喂反刍动物[ 2-3 ]。农作物秸秆作为粗饲料不仅满足了反刍动物饲粮的需求，也能缓解我国农产品的供需矛盾。提高粗饲料的营养价值，减少精料的使用，可降低养殖业的成本，而且还可以减少泌乳奶牛患乳房炎的几率。

养殖场经常采取将秸秆切短、压粒、浸泡等物理方法来改善其适口性，增加反刍动物的日采食量。但反刍动瘤胃内各微生物的种类及分解性能是不变的，上述方法既不能提高饲粮的利用率又使生产成本升高。包括物理和化学方法在内的粗饲料加工均对其营养品质改善有限，而通过适宜的营养素添加，优化瘤胃环境，从而实现动物对粗饲料的最佳利用才是开发粗饲料营养潜力的根本途径[ 4 ]。随着科技的发展、研究的深入，研究人员试图采用蒸煮、射线照射等方法，这在一定程度上破坏了粗饲料中相应的酯键，这项技术虽然提高了反刍动物的采食量和消化率，但成本的增加使其在生产实践中的应用受到了限制。近年来粗饲料的使用更加广泛，大型养牛场采用青贮、碱贮及微贮等规模化的处理方法对饲料进行处理，以提高粗饲料的利用率。反刍动物粗饲料的使用也备受养殖者的关注。

2　秸秆饲料使用的限制性因素

我国低质粗饲料来源非常广泛，作物秸秆等农副产品是低质粗饲料的主要来源，这些低质的粗饲料仅能供给反刍动物维持需要的部分能量，因此，饲喂低质粗饲料的同时必须有精料相辅，并按反刍动物的不同阶段营养需要配制成转化效率较高的饲粮。秸秆饲料开发利用主要受下列因素限制[ 5 ]。

2.1低质粗饲料的成分及可消化性

纤维物质是低质粗饲料的主要成分，在粗饲料的各纤维物质中含有非常丰富的中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF），粗蛋白质等营养含量较高的物质则含量较少。NDF是植物细胞壁的主要组成部分，包含木质素、纤维素、半纤维素，如果酯键没有在构成植物细胞壁的纤维素和半纤维素之间形成，暴露的纤维素就较易被瘤胃微生物降解。

2.2低质粗饲料的能量利用效率

粗饲料经瘤胃微生物降解而形成挥发性脂肪酸（VFA），VFA主要包括乙酸、丙酸、丁酸，其中乙酸的含量直接影响甚至决定粗饲料的消化率。反刍动物粗饲料是不能直接供给机体能量的，而是通过利用挥发性脂肪酸进入三羧酸循环将粗饲料中能量供给机体使用。粗饲料在瘤胃中发酵后所产生的乙酸与丙酸的比值较大时，乙酸只能在代谢反应过程中以产生热量的形式供给维持动物生命活动所需要的能量，不能合成机体脂肪，即乙酸在合成动物体脂肪方面非常困难。

3　秸秆饲料的加工方式

目前中国将作物秸秆用作饲料的量不足秸秆总量的10%，大部分农作物秸秆被直接还田或燃烧，不仅造成资源浪费，而且污染环境。将秸秆进行理化处理，酶解及发酵可提高其利用价值[ 6-9 ]。

3.1周公草饲草加工技术

目前，我国存栏奶牛存在亚健康和单头奶牛产奶量过低等问题。提高奶牛的产奶量及牛奶的品质，增强奶牛的体质都迫在眉睫。提高奶牛产奶量、牛奶品质不仅需要奶牛摄入精料而且还要饲喂营养价值高的粗饲料。精料的使用能满足奶牛高产的营养需要，但长时间大量的使用精料又会使奶牛患酸中毒、蹄变形及酮病的几率增加，使奶牛处于亚健康的状态，缩短了奶牛的寿命，无形中增加了乳制品的成本。提高低质粗饲料的营养价值是解决反刍动物饲粮问题的关键，可以通过破坏、消化、降解木质素的方法提高粗饲料的消化率。周公草加工技术的引用为突破这一瓶颈提供了方向，其可以破坏植物细胞壁以消除微生物对秸秆中木质素的消化障碍，从而提高饲料的适口性及饲料中有机物的含量。温宏春利用农作物秸秆周公草加工技术生产高能量的粗饲料，加工后的农作物秸秆经化学测定、消化实验、饲喂验证等综合分析，饲料的营养价值都有所提高[10]。

3.2秸秆的氨化

瘤胃内微生物可以利用游离的氮源合成菌体蛋白供给反刍动物自身利用。添加尿素是提高粗饲料氮源的方法之一，秸秆的氨化是在秸秆中加入一定比例的氨水、液氮、尿素等，添加这些物质可以改变粗饲料秸秆的理化性质、结构形态。张晓卫等研究结果表明，氨化小麦秸秆能提高饲料消化率，增加小麦秸秆中的粗蛋白质含量，降低粗纤维含量，粗脂肪也有升高趋势，从而提高了小麦秸秆的营养价值[11]。尿素处理农作物秸秆虽然可以廉价又安全的提高粗饲料营养价值，但是这种方法使大多数尿素氮以NH3的形式挥发，微生物不能有效利用尿素中的氮源。

3.3秸秆的微贮

秸秆微贮是指在农作物中加入高效活性的微生物菌种，将其在密封的容器中贮藏发酵。微生物以秸秆作为能源物质形成菌体蛋白，可以通过活性菌种的降解作用破坏植物细胞壁中纤维素结晶体等结构性碳水化合物。微生物发酵的优势在于使饲料质地柔软、拥有独特的酸香口味、增加反刍动物饲料的适口性。研究表明，玉米秸秆经微贮处理后能够显著改善玉米秸秆的适口性，家畜表现为喜食、采食量及秸秆的利用率显著提高。微贮方法发酵饲料饲喂牛，牛日增重可以提高30%。通过提高粗饲料中蛋白质含量，增加纤维素和半纤维素的降解率，充分裂解木质素，可以有效提高粗饲料营养价值。

3.3.1酵母菌的使用

酵母菌以植物水解物为原料来合成自身蛋白质，是世界上最早发现能利用饲料合成菌体蛋白的菌种。大量研究表明，饲料中添加酵母菌有利于瘤胃pH的稳定，使瘤胃中酶的活性达到最高值[12]。熊智辉等研究表明，酵母蛋白作为单细胞蛋白用于蛋白饲料的生产中，酵母蛋白中含有多种必需氨基酸和多种维生素，其属于优质蛋白质饲料，比较接近鱼粉[13]。Lila等研究结果表明，酵母可以提高瘤胃丙酸含量，但总挥发性脂肪酸含量差异并不显著（P>0.05）[14]。研究表明，假丝酵母能将尿素和硝酸盐中的N作为氮源，假丝酵母蛋白质和VB的含量都比较高。枯草芽孢杆菌能分泌蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、淀粉酶等多种酶类，各种酶之间相互协同降解粗饲料中的纤维素，并将纤维素降解的产物作为原料合成自身菌体蛋白。产朊假丝酵母是在粗饲料的发酵中应用最为广泛的菌种之一，产朊假丝酵母发酵粗饲料时能产生一定量的降解半纤维素的半纤维素酶，并将自身所产生的木糖和游离的单糖转化为粗蛋白质。酵母菌、产朊假丝单胞菌及乳酸菌都能改善牧草和秸秆的理化性质。但植物中木质素结构的特性，使得这些细菌不能将其完全解离，供菌体利用合成菌体蛋白从而提高饲料的利用率。

3.3.2白腐真菌的使用

白腐真菌是一类可以使木质素变白腐败的真菌，其分泌的胞外氧化酶可以将木质素降解，其在秸秆饲料中得到了广泛的应用。研究发现，白腐真菌能够改善粗饲料的适口性，大幅提高秸秆的消化率及饲料在瘤胃中干物质的消化率。在许多微生物中，白腐真菌是粗饲料中纤维素、半纤维素及木质素的重要降解者。白腐真菌能分泌半纤维素酶、漆酶、锰过氧化物酶及木质素过氧化物酶，这些酶可破坏细胞壁使细胞中的物质游离出来增大与消化液接触的面积，使得秸秆的消化率提高，在降解秸秆中起到重要的作用。白腐真菌微贮饲料可降低其pH，为有益菌的生长及提高酶活性提供了较好的环境，并抑制了有害菌（大肠杆菌）的生长，白腐真菌将木质素降解，使秸秆变得香甜可口、易于消化吸收[15-17]。

4　小结

目前，农作物秸秆作为粗饲料使用的研究受到了全世界的关注。周公草、饲料氨化、碱贮及微贮都能在不同程度上提高粗饲料的营养价值。其中，粗饲料微贮在畜牧业养殖中具有更广阔的应用前景。

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Research Progress on Straw Forage

JIN Sanjun, DONG Jiaqi, SONG Jianlou, DIAO Xinping*

（College of Animal Science and Technology, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China）

Abstract:In recent years, with the development of intensive livestock farming, straw forage residues as rough⁃age has been a great concerned. Straw feed with low protein, high-fiber characteristics, it is the key for the research to improve the utilization of high fabric. This articles described the research status of straw forage at home and abroad in recent years.

Key words:ruminant; straw forage; forage; research status

*通讯作者：副教授，硕士生导师，E-mail: diaoxp63@163.com。

作者简介：金三俊（1991-），女，河南兰考人，硕士研究生，研究方向为动物营养与饲料科学。

基金项目：黑龙江省科技厅对外合作攻关项目（WB13B101）

收稿日期：2015-12-31

中图分类号：S816.5；S823

文献标志码：A

文章编号：1001-0084（2016）02-0008-03