秸秆饲料化处理技术

赵楚琦，王喜成，姜 涛，安 冬，王欣宇，邵洪泽*

1.吉林省畜牧兽医科学研究院，吉林长春 130062；2.农安县农业综合执法大队，吉林农安 1302002

1 秸秆

1.1 秸秆的结构

秸秆中含有丰富的有机质、少量矿物质和水分，其中以碳水化合物为主。另外，秸秆中的粗蛋白、粗脂肪含量也不高。秸秆中碳水化合物主要包括纤维素、半纤维素、木质素等，通常用细胞壁组分体现。秸秆中的纤维成分以粗纤维为代表，而可溶性糖是以无氮提取液为代表，矿物质则是以粗灰分为代表。秸秆中的微量元素含量极低，例如玉米秸秆是一种由纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质和硅酸盐组成的农作物饲料原料。其中纤维素、半纤维素、木质素占玉米秸秆的比例为35.0%，纤维素为15.0%，半纤维素为15.0%。纤维素的化学结构主要是由葡萄糖单元聚合而成，而其内部的微纤维之间具有强烈的氢键作用，从而导致不同的消化酶溶解性下降。半纤维素是由戊糖、己糖、多糖醛酸和甲基酯类化合物构成的。半纤维素和纤维素一样，其结构很稳定，在高温中溶解性小，所以不易消化。木质素与纤维素、半纤维素紧密结合，相互缠绕，共同组成粗纤维，并能阻止纤维素与其他物质的接触。木质素是最难被生物降解的物质，动物难以利用。

1.2 秸秆的营养价值

农作物秸秆是一种很常见的反刍动物饲料，其中包括氮、磷、钾、钙、镁等矿物质以及纤维素、半纤维素、木质素等。纤维素的化学结构以葡萄糖聚合体为主，纤维之间有很强的氢键，不容易被消化酶所溶解。秸秆经技术加工处理后，可提高其养分利用率，是优质的牛羊粗饲料。秸秆经粉碎或氨化后，可使秸秆中的粗纤维含量减少，粗蛋白含量提高，经生物处理后，有利于提高营养物质含量，提高其消化能力。不同种类秸秆中粗蛋白含量也不径相同，其中稻草秸秆粗蛋白含量是5.3%，小麦秸秆是4.12%，玉米秸秆是9.8%。同一作物秸秆的不同部分含有的养分和成分也各不相同，其中以茎皮中的木质素含量最高，而植物叶片中的木质素、纤维素含量最低，而粗蛋白、半纤维素含量则相对较高。由于单胃动物的肠道很难直接消化和吸收，只能通过简单的酶分解，所以大部分的玉米秸秆被用作反刍动物的饲料。从营养成分分析可知，玉米秸秆中的蛋白质含量偏低，钙、磷比例也不平衡，不宜直接用作饲料。

2 秸秆饲料化利用处理技术

2.1 物理处理

2.1.1 秸秆颗粒化处理技术

秸秆通过铡草机切短或揉搓机粉碎后，得到短条状秸秆饲料，与其他营养原料适合比例进行混合，最后利用颗粒机制成高密度的秸秆颗粒饲料。秸秆通过纵向和横向破碎处理增加表面积，与瘤胃微生物充分接触，利于细菌聚集消化，有效提高消化利用率。通过使用配套的设备，可以减少秸秆原料的损耗、能耗和经济损失，延长储存期，保证营养成分稳定，提高饲料产量。这种处理技术能有效地缩短原材料的运送时间，节约生产成本。该技术要求采用高温转化工艺，便于动物消化和吸收。如将秸秆压缩成饼状，不改变秸秆中的营养成分，利于贮藏、运输，便于饲养使用。此技术过程操作简便不会造成过多的粉尘污染，秸秆颗粒饲料具有良好的适口性和高饲喂率，而且成本较低，并且具有很好的使用价值。

2.1.2 秸秆加压膨化处理技术

加压膨化技术指利用膨化机对秸秆进行加工处理，将切短的秸秆（约30～50 mm）倒入螺旋输送机料斗内，通过螺旋输送机将秸秆送到主机的给料仓内，通过螺旋给料机将秸秆定量地送到主机的大箱体内。由于螺旋杆与秸秆、秸秆与机筒以及秸秆内部的机械摩擦，秸秆被强烈挤压、搅拌。在高温、高压、高剪切作用力的条件下，秸秆的物理特性发生变化，变成糊状秸秆。当糊状秸秆从模孔喷出的瞬间，强大的压力得到释放，秸秆被膨化、失水、降温，秸秆纤维结构发生变化，产生出结构疏松、多孔、酥脆的膨化秸秆饲料。此过程中高温可以杀菌、灭活秸秆中有害因子，延长秸秆的保质期。

2.1.3 秸秆汽爆化处理技术

秸秆气爆技术是利用气爆罐内高温高压作用通过破坏秸秆的纤维素结构从而提高秸秆消化率，将切短秸秆放入压力仓中，向内充入高温水蒸气并逐渐加压，待秸秆中的纤维素被降解，原有纤维结构改变，瞬间泄压时由于压力变化对秸秆产生剪切作用。处理时应严格按照技术操作的流程进行，将秸秆粉碎后，使用输送机输送，并添加营养物质，常用的设备有搅拌机、除铁器、压块机，通过搅拌机将秸秆中的有害物质进行祛除，在搅拌后进行挤压作业，并使用冷却系统进行输出，并做好后期晾晒。处理后的秸秆在经过风冷后，根据设备规定的数量，进行包装储存，方便使用。此技术使秸秆安全性提高，改善适口性。

2.2 化学处理

2.2.1 秸秆碱化处理技术

碱化处理法其机制就是改变秸秆细胞壁结构以及组织细胞间的镶嵌物,主要用碱性物质中的氢氧根离子破坏秸秆中纤维素结构，使纤维素膨胀、秸秆软化，增大瘤胃微生物的面积，有利于纤维素的分解。该技术常用的试剂有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等，用氢氧化钠溶液，与秸秆等比例浸泡24～36 h，效果最佳，完成浸泡后需要将其清洗，但使用过程中要注意清洗作业的步骤和时间，通过加强控制，减少污水的数量。碱化后的秸秆，破坏了秸秆的内部结构，将木素转变为羟基木素，使秸秆变得疏松，饲喂牛羊后，瘤胃中的微生物附着面积增加，有利于高纤维素的降解。可以用4.5%的氢氧化钠，将其配成35%的碱溶液，喷洒到秸秆上，这种加工和处理方式，减少污染和破坏，实现保护环境的目标，也方便后续工作的开展。

2.2.2 秸秆氨化处理技术

秸秆氨化是碱化处理的一种，氨化处理可以将秸秆中的有机物质，经过一系列的反应，生成铵盐、水溶氨和氢氧化铵。通过改变秸秆的纤维组织形态，提高了秸秆中的氮含量。利用反刍动物可以利用非蛋白质氮的性质，将氨基物质如尿素、氨气、液氨等，按照一定的比例喷洒到剪短后的秸秆上，经过混合后，放入密闭环境内。氨化后的秸秆被软化，产生糊香味，增加了适口性，提高秸秆饲料消化吸收，增加非蛋白氮的利用。使用时注意氨化秸秆要在氨气完全挥发后再喂食，防止氨中毒。

2.2.3 秸秆酸化处理技术

选择相应的酸性物质，对秸秆进行均匀喷洒，并添加少量的芒硝，含硫化合物总量大幅增加，以保证乳酸菌活性，得到高营养价值的饲料，从而防止杂菌的侵害影响。该处理方法操作简单，可有效抵抗二次发酵，回收方便。

2.3 生物方面

2.3.1 秸秆青黄贮处理技术

秸秆青黄贮是一种常见的秸秆饲料加工技术，秸秆中含有大量的有益菌，通过发酵可以产生乳酸。乳酸的浓度在一定范围内，能有效抑制其他细菌的生长，保证了饲料的长期储存。青贮饲料以高粱、玉米等秸秆为主，采用切碎的方式进行处理，然后用密闭的容器或在封闭的环境储存，经过发酵后可以直接喂食。操作时将秸秆切短后置于青贮池、青贮窖、密封袋等密闭环境中压实，秸秆中的有益菌通过乳酸菌等厌氧发酵反应产生乳酸，在pH 4.0左右条件下，能够抑制有害菌、腐败菌生长繁殖，提高秸秆营养价值，延长秸秆饲料保存期。经发酵之后的秸秆具有特有的芳香气味，适口性好，可直接饲喂，对牛羊饲喂效果良好。

2.3.2 秸秆微贮处理技术

微贮一般分袋装和窖藏两种，秸秆微贮是将微生物（酶）用于生物处理的一项技术。秸秆微贮技术原理与秸秆青黄贮原理相似，在密闭适宜环境下，按比例添加一种或一种以上的微生物菌剂，有益微生物通过繁殖发酵作用，使秸秆中难以利用消化的物质被降解，秸秆变得柔软、适口性好，增强畜禽采食量，提高饲料利用率。采用微生物发酵剂进行发酵，使其口感松软，散发出酸、香味，可显著改善牛羊的食欲，有利于牛、羊等食草动物的生长和繁殖。微生物菌种对玉米秸秆经微贮发酵处理后，可使纤维素、木素发生降解，同时破坏纤维素和木质素的复合结构。

2.3.3 秸秆酶解处理技术

秸秆酶解是利用多种可降解秸秆中纤维素、木质素等难以吸收物质的酶制剂，例如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶等。纤维素酶主要降解秸秆中的纤维素和细胞壁，半纤维素酶和木聚糖酶降解秸秆中的半纤维素；果胶酶为其他酶的酶解反应提供作用底物，分解秸秆中的果胶质。酶解技术通过合理使用饲料中的酶，将大分子物质分解成更多的小分子物质，这样既能提高利用率，又能提高饲喂质量。

2.3.4 秸秆复合菌种发酵技术

多维复合菌种发酵技术，其特征是有数百种不同的有益微生物，如耐热芽孢杆菌和其他数百种有益微生物结合而形成的微生态发酵池，可使农作物秸秆得到更有效的发酵，具有很好的营养价值和适口性。不过，生物处理技术虽然可以提高饲料的营养成分，但其中含有的微生物种类太多，对人类和动物的健康都有很大的影响。

3 小结

秸秆处理技术应用广泛，一般可选择单一处理技术应用也可多种技术联合应用，根据具体情况来进行。在进行饲喂时，不仅需要关注反刍动物的生理特性以使作物秸秆得到高效利用，还要深入研究和开发秸秆饲料化技术，确保秸秆生产质量，促进畜牧业可持续发展。总之，秸秆饲料化利用是吉林省发展千万头肉牛工程的基石，需扬长补短，共同促进发展，使秸秆的利用效率最大化。