付曉晶
(遼寧省彰武縣林草發展服務中心,遼寧阜新 123200)
我國近年來不斷進行農牧業產業結構調整,草食家畜的飼養數量穩步提升。隨著退耕還林還草和生態建設工程等政策的逐步實施,草食家畜的飼養方式已經由放牧飼養向舍飼養殖轉變。草食家畜的主要飼料為粗飼料,天然草場難以完全滿足草食家畜的飼養需求。我國每年產生的農作物秸稈總量占全球農作物秸稈總量的四分之一,玉米秸稈是我國主要的農副產品之一[1],約占全國農作物秸稈的三分之一,可以作為草食家畜的粗飼料來源,將秸稈充分利用,能夠很好地促進我國草食家畜養殖業的發展。因此,將玉米秸稈運用于草食動物養殖,一方面解決了秸稈就地焚燒對環境產生問題污染,另一方面還解決了資源浪費問題。本文就玉米秸稈的特點和優勢、在草食家畜中的應用以及玉米秸稈的處理方法進行了闡述,以期為玉米秸稈在草食家畜生產中的應用提供理論依據和技術支持。
在我國北方,主要的糧食作物就是玉米,種植面積可達2000 萬平方公頃。秸稈的產量可達到2 億t 以上,這部分秸稈如果不能及時處理容易在干燥后引發火災,或因堆放在田間影響下一茬的種植。部分地區為了解決這一問題,將玉米秸稈在田間進行焚燒,產生了大量的空氣污染物,危害周圍民眾的身體健康,相對焚燒更科學的做法是將玉米秸稈還田、秸稈發電、秸稈制沼氣或制成飼料飼喂給草食家畜,這樣可以解決種植業、養殖業以及大氣污染之間的矛盾,也能很好地將秸稈資源化利用。成熟的玉米秸稈含35%的粗纖維、70%的中性洗滌纖維、44%的酸性洗滌纖維、5%的粗蛋白質、1%的粗脂肪以及7%的粗灰分。粗纖維是反芻動物日常所需營養的重要組成部分,因此,玉米秸稈可以作為草食家畜的粗飼料來源。
玉米秸稈含量中占比最大的是纖維,纖維是由纖維素、半纖維素和木質素聚合而成的。纖維素是組成植物細胞壁的重要物質,其本質為葡萄糖單位以β-1,4糖苷鍵鏈接而形成的直鏈聚合物[2],β-1,4 糖苷鍵的性質比較穩定,不容易被消化酶消化,但可以通過微生物發酵來進行分解。半纖維素是由多種類型的己糖、戊糖組成的直鏈雜聚多糖,最主要的是木聚糖。半纖維素位于纖維素和木質素中間,聯合纖維素和木質素形成植物的骨架。半纖維素在酸性和堿性環境中均可以被分解,對熱化學因素也比較敏感。木質素則是由香豆醇、芥子醇、松柏醇以及愈傷木基醇聚合而成的苯基丙烷類聚合物,在植物細胞壁中起到支撐作用和保持細胞壁的不通透性,以抵御病原微生物和氧自由基的攻擊,木質素是植物細胞壁內最不易降解的成分,因此,盡可能多地去除木質素,能夠很大程度上提高玉米秸稈的資源利用效果。
由于玉米秸稈的粗纖維含量豐富,在反芻動物飼養中大量使用。但由于玉米秸稈中蛋白質含量較低,鈣磷比例也無法達到草食家畜的生長發育需要,因此,在配制日糧時,在玉米秸稈中添加動物蛋白或非蛋白氮物質以均衡營養。
有學者就玉米秸稈對牛的作用進行了研究,結果表明,將玉米秸稈揉絲微貯后能提升飼料品質,將處理后的玉米秸稈飼喂給奶牛,能夠顯著提升奶牛的生產性能和對飼料的消化利用率,且使用揉絲微貯的處理方法營養品質要高于傳統青貯飼料[3]。飼喂使用1%纖維素酶發酵的玉米秸稈能夠提升肉牛瘤胃發酵效果,降低了肉牛呼吸等活動產生的甲烷、氮氣等溫室氣體,不僅提高了肉牛的生產性能,還滿足了可持續發展的要求。對于肥胖的干乳期奶牛和后備牛來講,玉米秸稈也是比較理想的飼料來源,使用玉米秸稈代替日糧中的羊草能夠糾正體內脂肪的異常堆積,同時還可以滿足牛只的營養需要,且玉米秸稈的價格比羊草等牧草低,降低了牛只飼養過程中的飼料成本,提升養殖效益。就玉米秸稈在牛只日糧中的添加量這一問題,有學者進行了進一步的探究,研究發現,當小麥秸稈、青貯玉米秸稈以及精飼料的比例達到32:48:20時,試驗牛瘤胃液中的微生物蛋白質產量、揮發性脂肪酸含量最高,這也證明了在牛只飼養過程中適量的添加玉米秸稈,能夠影響瘤胃功能,當瘤胃中揮發性脂肪酸含量較高時對能量代謝有一定的促進作用,奶牛的產奶量和乳脂含量也都會有所提升。
很多地區也已經將玉米秸稈應用于養羊產業中。發酵后的玉米秸稈不僅可以促進育肥羊的生長發育,還可以提高羊只對于干物質的消化利用率,通過改善羊只瘤胃總揮發性脂肪酸的濃度以起到改變瘤胃發酵類型的目的。對玉米秸稈進行爆破處理后可以將羊只對玉米秸稈的利用率提高25%,對玉米秸稈進行加堿處理后,羊只對秸稈的利用率也能提高9%。玉米秸稈顆粒化后可以降低綿羊瘤胃內的原蟲數量,改善綿羊的營養代謝,妊娠母羊的采食量、消化率和羔羊的初生體重
馬、驢等草食動物是單胃動物,其消化系統與反芻動物有較大的差別,對于玉米秸稈的利用率較低,因此,玉米秸稈尚未在單胃動物生產中獲得同樣廣泛的應用。
將玉米秸稈進行處理不僅可以豐富飼料的營養成分,還能夠提升適口性,使草食動物的采食量大大提高,加大玉米秸稈的吸收利用率。目前對玉米秸稈的處理方法可以分為物理處理法、化學處理法和生物處理法。
物理處理法包括切斷、浸泡、碾壓、粉碎和顆粒化等,這樣的處理方式雖然不能改變玉米秸稈的營養成分,但能提高飼料適口性,增加動物的采食量,同時對玉米秸稈進行物理處理后,能夠破壞其細胞壁結構,增加秸稈組織的損傷面積,使得微生物和消化酶能夠更好起到硝化作用,提升了飼料利用率。在實際生產過程中,物理處理法僅作為前處理使用,仍需要配合其他處理方式才能達到較為理想的效果。
化學處理法主要包括酸化、堿化、氧化或復合處理等,其中最早應用于玉米秸稈的處理方法是堿化,其原理是使用一定濃度的氫氧化鈉、氫氧化鈣或氨水等堿溶液能夠打破鏈接纖維素、半纖維素和木質素的酯鍵,溶解和細胞壁多聚糖結合的乙酰基、酚醛酸以及糖醛酸等,增加纖維素之間的孔隙度,保證半纖維素的溶解效率。將玉米秸稈加堿處理后,粗纖維的含量降低,但營養價值顯著升高。使用氨水進行玉米秸稈的化學處理時,氨水能夠起到氨化和堿化的雙重效果,經氨水處理后的秸稈粗蛋白含量會有所提升,反芻動物瘤胃中48h 的消化率也有一定程度的提高。
生物處理法是利用微生物對玉米秸稈中的大分子聚合物進行降解,從而提高秸稈的利用率,且不會對環境造成污染。在自然界中有很多具有降解纖維素功能的微生物,常應用于玉米秸稈處理的有曲霉屬、青霉屬和木霉屬的微生物,使用米曲霉對玉米秸稈粉進行發酵5d 后,玉米秸稈內的木質素降解率可達34.95%,粗纖維的降解率約為20%。白腐菌、褐腐菌以及軟腐菌是能將木質素降解為二氧化碳和水的真菌,也可應用于對玉米秸稈的處理。
目前應用于玉米秸稈處理方法最多的是青貯法。玉米秸稈經過青貯后粗蛋白質含量會顯著升高,粗纖維含量下降。玉米秸稈進行青貯之后營養成分被很好地保存,營養損失較小,相較于未處理的玉米秸稈有更高的飼用價值。根據青貯設施的不同可以將青貯分為窖貯、裹包青貯和袋裝青貯。窖貯的操作相對簡單,成本低廉,使用也比較方便,是目前生產過程中最普遍的方式之一。在進行窖貯時,應當正確運用青貯新鮮玉米秸稈的發酵處理手段,將青貯窖設置在通風、向陽的場地,保證土層干燥、堅硬,可以選擇圓形或長方形的外形,確保青貯窖不會滲入空氣和雨水,制作青貯時要全面壓實,可借助塑料薄膜等材料均勻的覆蓋在青貯上。裹包青貯是利用機械設備將玉米秸稈進行青貯的方法,這一方法需要依靠專業拉伸膜、揉切機或玉米秸稈收獲機、打捆機以及裹包機等專業設備。由于裹包青貯每一包的量比較小,不容易發生因取用不合理造成的飼料發霉變質的情況,更適合中小型養殖場使用。袋裝青貯則是將收獲后的玉米秸稈進行切碎或揉碎,在使用灌裝機裝入青貯塑料袋內,該方法制作的玉米秸稈青貯也能夠達到優良級別。有學者使用玉米秸稈袋裝青貯進行肉羊的飼喂實驗,結果顯示,玉米秸稈經過袋裝青貯后肉羊的采食量和消化利用率得到明顯提升,平均日增重也顯著提高,且袋裝青貯飼料的品質與窖貯青貯飼料的品質沒有明顯的差異,而袋裝青貯飼料所需要的生產設備相對簡單,前期投入比較小,因此,袋裝青貯飼料的經濟效益要比窖貯更高。當然,選擇何種青貯方式不僅要考慮前期投入,還要結合養殖規模和青貯飼料在日糧中所占比例等諸多因素。
綜上所述,玉米秸稈在草食家畜的養殖中發揮了巨大的作用,飼用優勢明顯。雖然玉米秸稈中所含的纖維素不利于消化,但是可以通過物理、化學、生物等方法進行處理來降解纖維素并提高玉米秸稈的適口性,增加采食量,從而促進玉米秸稈在草食動物養殖中的高效利用,進而有助于草食家畜的健康發展,最終實現我國農業的可持續發展。