農作物秸稈飼料化技術研究

摘要：秸稈經過適當加工可以轉化為高價值的飼料，不僅能有效節約成本，減少環境污染，還能促進資源的循環利用。然而，秸稈中的纖維素和木質素含量較高，在一定程度上限制了其在畜牧業中的應用。綜述秸稈飼料化利用的重要性，探討當前秸稈飼料化處理的主要方法，以期為提升秸稈飼料化的營養價值和利用率提供參考。

關鍵詞：農作物秸稈； 飼料化； 纖維素降解； 木質素降解

中圖分類號：S213 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）03-0071-02

我國每年產生的農作物秸稈數量龐大，以往通常以就地焚燒的方式處理秸稈，但這種做法在一定程度上造成了資源浪費，并對環境產生污染。近年來，部分秸稈被用于生物質能源、秸稈還田及畜禽粗飼料等領域。經過加工轉化的秸稈飼料不僅能夠滿足畜禽生長所需的營養，還能有效降低飼料成本。

1 秸稈飼料化利用的意義

目前，為適應不斷增長的市場需求，我國畜禽養殖業面臨轉型升級的迫切需求。飼料成本在畜禽養殖總成本中占比約50%，其營養價值和消化吸收率直接關系到肉、奶等畜禽產品的品質。據研究，通過優化飼料配方和提升飼料消化吸收率，不僅可以提高畜禽產品的蛋白質含量和營養價值，還可以降低飼料成本。此外，秸稈作為飼料的替代資源，其開發利用對于緩解飼料資源緊張、促進農業廢棄物資源化具有重要意義。

2 秸稈飼料化處理方法

秸稈富含碳水化合物、纖維素、糖類和有機酸，但脂肪和蛋白質含量相對較低。未經處理的秸稈若直接作為飼料使用，不僅營養不均衡，而且口感較差[1]。秸稈中的粗纖維含量較高，在動物消化過程中會妨礙植物細胞壁的分解，限制植物內部營養成分的有效吸收。為了提升秸稈的飼料價值，確保營養均衡，改善飼料口感，并提高飼料吸收利用率，需要對秸稈進行適當的調制處理[2]。

2.1 物理處理法

物理處理技術通過機械作用來改變秸稈的物理結構，分解秸稈中組成細胞壁的纖維素和木質素，以提升其營養價值和消化吸收率[2]。物理處理秸稈的方法主要包括粉碎法、膨化法和軟化法等。粉碎法通過破壞秸稈細胞壁、增加與消化酶的接觸面積，從而提高其營養價值[3]。主要工藝流程為將秸稈粉碎成粉末，加入營養添加劑、黏合劑，烘干、壓制成顆?；驂K狀。該方法能夠結合畜類不同生長階段的營養需求，通過添加特定營養添加劑來制成全價飼料，使飼料營養更均衡，成分均勻，口感好。粉碎法加工設備簡單，加工時間短，且成品密度大，便于儲存和運輸，包裝后的顆粒、塊狀飼料保質期可達1～3 a，適合大規模生產。膨化法通過高溫高壓對秸稈進行膨化處理，破壞細胞壁結構，使秸稈變得柔軟、蓬松，形成絮狀物，細胞內的營養直接被消化吸收。膨化法不僅可以提高秸稈飼料的利用率，還賦予其獨特的風味。膨化法對設備的要求較高，成本也相對較大，且需要精確控制工藝參數。軟化法通過高壓蒸煮或鹽水浸泡來有效軟化纖維素和木質素。經過軟化處理的秸稈飼料更易于被消化吸收，從而提高秸稈的消化吸收率。軟化法是一種成本較低且易于實施的處理方法。此外，秸稈飼料的物理處理方法還包括輻射法、熱噴法等，但這些方法目前仍處于研究和試驗階段。

2.2 化學降解法

纖維素和木質素的化學降解方法主要是通過酶催化的特異性氧化還原反應來破壞分子間的共價鍵，以實現破壞細胞壁、提高秸稈飼料利用率的目的?；瘜W降解法包括氨化、堿化、酸化和氧化處理法。氨化處理基于秸稈本身含氮量較低的特點，通過與氨發生反應來破壞纖維素和木質素的復雜結構，并形成營養價值較高的銨鹽。這一過程可以提高秸稈中的氮含量，有助于改善秸稈消化吸收率。氨化處理通常采用氨水或尿素作為氨源，通過堆垛法或土窖氨化法進行處理。這些方法簡單易行，成本低廉，適用于不同規模的農業生產。氨化處理產生的氫氧化銨會進一步促進秸稈中纖維素的分解，提高飼料消化率和營養價值。經過氨化處理的秸稈飼料，不僅營養價值得到提升，還因其獨特的香味和口感而更適合于喂養畜類。氨化處理還可以使氨化飼料喂養的畜類糞便中含有豐富的氮，氮作為有機肥料可以提高土壤肥力，促進農業可持續發展。但氨化處理也存在一定局限性，如氨化過程中可能會產生一些揮發性物質，對環境造成潛在影響。堿化處理是一種通過使用堿性溶液來促進秸稈中纖維素和木質素軟化與分離的化學方法，可以提高秸稈的消化率和營養價值。常用的堿溶液包括氫氧化鈉和生石灰，這些物質能夠迅速與秸稈中的纖維素和木質素發生反應，降低其結晶度，從而提高其在畜類消化系統中的可消化性。堿化處理具有操作簡單、成本低廉和反應時間短等優點，適用于大規模的秸稈處理。但堿化處理也存在一些潛在風險，特別是經過堿化處理的秸稈作為飼料后，畜類的代謝產物可能會改變土壤的pH值，導致土壤堿化，進而影響土壤結構和微生物活性。為減少堿化處理對土壤的潛在影響，應探索更為環保的堿化劑和開發綜合管理策略。此外，堿化處理的效果也受到堿溶液濃度、處理時間和溫度等因素的影響，因此，優化這些參數對于提高處理效率和減少環境風險至關重要。酸化處理利用酸性物質的腐蝕性來破壞纖維素和木質素的氫鍵結構。常用的酸溶劑包括鹽酸、硫酸和磷酸等。與堿化處理相似，酸化處理也能破壞秸稈細胞壁，提高秸稈飼料的消化利用率，適用于工業化生產。氧化處理利用臭氧、二氧化硫或過氧化氫對秸稈進行處理，利用氧化劑來破壞纖維素和木質素的分子共價鍵，以提高秸稈飼料的消化利用率。臭氧處理比堿化處理效果好，但處理成本高，且降解過程中會產生有毒的酚類物質；二氧化硫處理會破壞飼料中的B族維生素，且口感較差；過氧化氫處理可以使秸稈飼料中的葡萄糖含量增加，但成本較高，目前還處于研究和試驗階段。

2.3 生物降解法

生物降解法主要依靠微生物發酵，利用有益菌和生物酶使纖維素和木質素降解并產生糖類物質，有利于提高秸稈飼料的吸收利用率。秸稈飼料生物降解法包括青貯發酵法、微生物發酵法和生物酶處理法。青貯發酵法作為生物降解的常用技術，通過在密封環境中利用厭氧菌對青秸稈進行發酵來產生大量乳酸，不僅可以提升秸稈的營養價值，還賦予其獨特的乳酸香。但青貯發酵需要較長的處理時間，通常為2個月左右。青貯發酵法操作簡單，能有效改善飼料口感，已成為提升秸稈飼料品質的有效途徑。微生物發酵法是將酵母菌、白腐真菌等微生物添加到秸稈中，通過微生物的代謝來促進秸稈的降解，使其產生糖類、乳酸和脂肪酸，有利于提高飼料的營養價值和適口性。微生物發酵法適用于干秸稈的處理，是對青貯發酵法的重要補充。生物酶處理法利用纖維素酶、木聚糖酶和淀粉酶等特定生物酶來催化纖維素和木質素降解，有利于提高秸稈飼料的消化吸收率。生物酶處理法受環境影響較大，且成本相較高，目前仍處于研究和開發階段。

3 結語

當前，秸稈飼料降解技術領域呈現出多樣化的發展趨勢。綜合運用物理、化學及生物處理技術能夠充分發揮各方法的優勢，實現秸稈飼料高效降解的目標。未來，需要在現有技術的基礎上進一步開展試驗研究，探索更為科學、合理的秸稈飼料降解技術路徑。積極推廣秸稈飼料化利用模式，開展相關降解處理技術研究，可以為降低養殖成本、提高資源利用效率和保護生態環境作出積極貢獻。

參考文獻

[1] 趙鵬.作物秸稈飼料化利用若干問題討論[J].畜牧獸醫科技信息，2022（1）：144-146.

[2] 王佳.農作物秸稈飼料化利用技術研究[J].畜牧獸醫科技信息，2022（1）：147-149.

[3] 韋體，吳登宇，高丹丹，等.農作物秸稈飼料化加工技術研究進展[J].甘肅畜牧獸醫，2021，51（7）：61-64.

基金項目：遼寧省農業科學院學科建設計劃項目（2022DD289549）