我国秸秆饲料化利用技术研究综述

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摘 要：随着我国经济的发展，发展以食草牲畜为主的“节粮型”畜牧业是我国畜牧业的发展重点。粗饲料短缺的现象日益严重，秸秆的饲料化利用越来越受到人们的关注。该文对秸秆饲料化利用技术研究现状进行了阐述，并指出了今后的发展方向。

关键词：秸秆；饲料；利用

中图分类号 S216.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）13-103-02

我国是一个人多地少的国家，土地资源紧张、耕地面积越来越小，发展以消耗精料为主的动物有一定困难，大力加速发展食草牲畜，逐步调整畜牧业结构，实现“精料型”畜牧业结构向“节粮型”畜牧业结构转化是我国畜牧业发展的大方向。但是由于自然和人为两方面因素，我国面临草地面积逐渐缩小、草地因过度放牧导致退化、沙化和盐碱化正在逐年增加，全国共有“三化”草地大约为0.9亿km2，大致占可利用草地面积的1/3，而且每年还在以66.67万km2的速度扩大。为了保护生态环境，近年来，中国实施了封山禁牧工程，食草牲畜已由自然放牧全面转向舍饲圈养，正在向集约化、规模化发展，牧草资源远远满足不了粗饲料的需求，必须开发新的粗饲料来源。

秸秆是最丰富的自然资源，中国是世界上的农业大国，秸秆产量居世界第一。在禁牧、舍饲的条件下，秸秆是重要的粗饲料来源。但秸秆质地粗硬，直接饲喂存在适口性差、采食量低、消化率低、营养价值不高等缺点，不能满足食草牲畜的需要，严重制约了生产水平的提高，需要对其进行科学的加工处理。充分利用丰富的秸秆资源，进行秸秆饲料加工转化技术的研究，对我国畜牧业的发展具有重大意义。以下着重阐述我国秸秆饲料化利用的几种加工处理技术与方法，以及未来的展望。

1 物理方法加工处理

物理方法只是对秸秆的外形及结构进行改变，如切短和粉碎、浸泡、蒸煮、射线照射、热喷、膨化、颗粒化等，不改变秸秆的化学组成，不能提高秸秆的营养成分，而且对设备、能耗的要求较高，进而使得生产成本过高，不易推广。

2 化学方法加工处理

化学方法包括碱化、酸化、氧化和氨化，前3种由于生产成本高、污染严重、有些原料如果用量控制不当可引起家畜中毒等问题未得到推广。氨化用得较多，虽然可以部分改变秸秆的化学组成，提高秸秆的消化率，但液氨和氨水运输很不方便，氨损失率高，而且还有一定的不安全性。

3 生物方法加工处理

生物方法处理（包括酶制剂处理和微生物处理），可提高秸秆质量而不造成环境污染，有可能成为处理秸秆的最好方法。秸秆经过生物处理后，能改善秸秆饲料的适口性，提高牲畜的采食量和采食速度，显著增加营养成分，提高秸秆饲料的转化率，可以增强牲畜机体的免疫能力，预防并治疗肠道疾病，改善牲畜的肉、奶质量。

近年来，国内外学者在利用生物方法对秸秆进行饲料化处理方面进行了很多研究，取得了显著的效果。Zhang JG和Takayoshi M探讨了微生物酶对秸秆发酵的影响[1-2]。宋颖琦等筛选出3种分解纤维素能力较强的霉，进行了产酶特性及其对玉米秸秆中粗纤维的利用率和玉米秸秆降解状态的研究[3]，邓桂兰、王卫国、宋向阳等探讨了以秸秆为原料进行纤维素酶降解的工艺条件，得出较好的工艺参数[4-6]，陈庆森，、张功等对多菌种固体发酵生产蛋白质饲料进行了研究，优选出最佳的发酵组合和工艺路线及条件，极大地提高了发酵终产物中粗蛋白的含量和总秸秆纤维的转化率[7-8]。王占川发明了一种强力活性高效粗饲料微生物发酵剂，极大地提高了秸秆作为饲料的利用率，被授予国家专利[9]。陈合等利用菌酶共同降解处理玉米秸秆，发挥了酶、菌的相互作用，比单独加入酶或菌对秸秆的纤维素降解转化有更好的效果[10]。

随着仿生学的快速发展，人们逐渐认识到，生物原型的存在有其本身的合理性，是长期生物进化的结果，这为人类探索未知领域提供了一个可行的模型，借鉴生物原型可以避免多次的试验和设计的循环。自然界的秸秆处理原型中，反刍动物对秸秆的利用以其处理量大、高效堪称自然界的典范，在反刍动物整个消化系统中，瘤胃对秸秆的作用最为重要，秸秆的降解和吸收主要在其中进行，所以可以应用仿生学原理模拟瘤胃进行秸秆处理的研究。

这方面的研究也取得了一定的进展，云兆雪在瘤胃仿生学的指导下，已能利用特殊的工程菌，如在霉菌、担子菌、细菌及相关的物理化学因素的综合作用下，将农作物秸秆所含的纤维素降解为动物易消化吸收、营养丰富的优质饲料，从而产生了人工瘤胃发酵剂[11]。该技术提高了秸秆饲料的消化率，起到了饲料机械和物理化学方法所起不到的深度生化作用，但也应意识到，如果菌种选择不当则会造成瘤胃微生物菌群紊乱[12]。中国农业大学在国家自然科学基金委的资助下，自行设计了一套双外流连续培养系统，其技术性能指标达到国外同类产品的先进水平，为定量研究瘤胃生理、发酵生物化学和微生物学等提供了一个较为理想的模型[13-14]。

4 综合方法处理

我国目前推广的一些饲料加工技术如青贮、微贮等，虽取得一定成效，但都有不同程度的弊端，最大的缺点是这些技术转化周期长，贮存量有限且贮存占用空间大。而且这些技术没有形成技术体系，仍然是处于粗加工阶段。为解决目前秸秆饲料转化技术周期长、占用空间大等问题，一些学者进行了秸秆饲料转化设备的研究，以实现秸秆饲料的高效快速生产。师建芳[15]研制了一种适用于农作物秸秆的连续式秸秆梯度发酵饲料制备机，该机可按照常温（或适当加温）下优先分解半纤维素的工艺要求，加工发酵饲料，具有即用即制、操作简单的特点，同时解决了秸秆储藏的问题。吉林大学侯哲生运用仿生学的思想，以瘤胃及其微生态环境为生物原型，且考虑了瘤胃的蠕动作用，进行了蠕动式耦合发酵罐的设计研究[16]。

但这方面的研究只处于初级阶段，至今还没有在生产应用中取得实质性的应用。

5 展望

我国现有秸秆饲料化加工技术与国外先进技术相比仍有一定差距，高效的秸秆饲料化设备和技术亟待开发，急需形成一个将生物学、营养学、动植物学、工程技术综合交叉的研究方式来提高秸秆饲料化生产水平。在对处理过的秸秆的利用过程中，要紧紧把握动物的生理、生化特点进行必要的营养调控，强化秸秆饲料化利用技术及关键设备的研究与开发，充分提高秸秆的利用价值，尽快使中国秸秆饲料加工技术及设备赶上世界先进水平，是有效实现中国养殖业从散放游牧向舍饲圈养、集约化、规模化发展，从以粮草为主向以秸秆为主，从传统模式向现代模式转变的有效途径，对我国畜牧业的可持续发展具有重要的现实意义。

参考文献

[1]Zhang JG，KumaiS，FukumiR L，et al. Effects of additives of lactic acid bacteria and cellulases on the fermentation quality and chemieal composition of maked barley（Hordeum vulgareL. emand Lam）straw silage [J]. Grassland Science，1997，43（2）：88-94.

[2]Takayoshi M，Nozomi F，Saori T，e al. Effects of addition formic，acid，bactedlal inocula ormixture of bacterial inoculant and enzyme on fermentation quality of unwilted herbage silage[J]. Grassland Science，1997（43）：406-412.

[3]宋颖琦，刘睿倩，杨谦，等.纤维素降解菌的筛选及其降解特性的研究[J].哈尔滨工业大学学报，2002，34（2）：197-200.

[4]邓桂兰，彭超英，卢峰.利用微生物和酶降解粗纤维的研究[J].饲料工业，2004，25（11）：49-51.

[5]王卫国，赵永亮.酶法降解植物纤维素技术研究[J].生物技术，2002，12（2）：10.

[6]宋向阳，余世袁.植物纤维原料酶水解的工艺条件[J].东北林业大学学报，2000，28（6）：116-118.

[7]陈庆森，刘剑虹，潘建阳，等.利用多菌种共发酵技术转化玉米秸秆的研究[J].食品与发酵工业，1999，25（5）：1-5.

[8]张功，峥嵘，王瑞君.多菌种发酵秸秆饲料的研究[J].华北农学报，2000，15（S）：175-177.

[9]王占川.强力活性高效粗饲料微生物发酵剂[P].中国：99121492.7，2001-05-23.

[10]陈合，张强.菌酶共降解玉米秸秆的工艺研究[J].农业工程学报，2008，24（3）：270-273.

[11]云兆雪.人工瘤胃发酵剂[P].中国：ZL200410100421.8，2005-06-01.

[12]冯仰廉.反刍动物营养[M].北京：科学出版社，2006：64-71.

[13]孟庆翔.一种模拟瘤胃发酵的双外流型实验室发酵罐[P].中国：01104466.7，2002-09-25.

[14]孟庆翔，双外流连续培养系统用于瘤胃发酵的体外模拟：技术综述[J].动物营养学报，1999，11（S）：45-50.

[15]师建芳，刘清，刘晶晶，等.连续式秸秆发酵饲料制备机的研制与试验[J].农业工程学报，2012，28（10）：33-38.

[16]侯哲生.蠕动发酵罐的仿生耦合设计[J].农业机械学报，2007，38（6）：100-102.