摘要:玉米秸稈經過一定的技術處理能夠提高其可利用性和營養價值。詳細介紹玉米秸稈飼料化常用的物理、化學、生物處理手段,分析玉米秸稈飼料化技術在畜牧生產中的應用效果及經濟效益。玉米秸稈飼料化技術的優化和創新,可以推動農業廢棄物的高效利用。
關鍵詞:玉米秸稈; 飼料化技術; 推廣; 應用
中圖分類號:S816 文獻標識碼:A 文章編號:1674-1161(2024)04-0071-03
以玉米秸稈作為畜禽飼料資源,在農業生產中具有廣闊的應用前景。玉米秸稈飼料化技術的應用潛力巨大,在降低飼料成本和提高農民收入方面的作用尤為顯著。推廣玉米秸稈飼料化技術不僅可以優化畜禽飼料資源的利用,還能提高農業生產效率和經濟效益,體現農業資源的綜合利用和循環經濟的發展趨勢。深入研究和實踐玉米秸稈飼料化技術可以為鄉村振興戰略提供支持,推動農業生產朝著環保和可持續的方向發展。
1 玉米秸稈飼料物理處理技術
對玉米秸稈進行物理處理能夠顯著提升其作為飼料的營養價值和消化利用率。物理處理包括機械粉碎、壓塊、制粒等多種方式,能夠有效改善飼料的適口性,提高動物對玉米秸稈飼料的接受度。物理處理可以降低玉米秸稈的纖維含量,增強蛋白質含量,提高飼料營養水平,促進消化吸收。對玉米秸稈進行粉碎和碾壓有利于飼料的儲存與運輸,進一步降低生產成本,使玉米秸稈飼料更具競爭力。物理處理技術的優化與創新將為改進玉米秸稈飼料的質量和消化利用率打下堅實基礎[1]。
1.1 粉碎和研磨技術
粉碎和研磨能夠提高玉米秸稈的可消化性,促進營養成分的釋放,為畜禽提供更優質的飼料。通過精細的粉碎和精密的研磨可以促使飼料混合更加均勻,提升飼料的口感和吸收效率。破碎處理有助于解決玉米秸稈纖維結構粗糙、難以降解的問題,提高飼料的綜合利用率,改善動物的生長表現。在實際生產中,切碎和研磨工藝已被廣泛應用于玉米秸稈的處理,為養殖戶提供一種便捷、高效的飼料制備方式。
1.2 制粒技術
制粒是一種將玉米秸稈加工制成顆粒狀飼料的方法,旨在提高玉米秸稈的利用價值。首先將秸稈切割至合適的尺寸,然后在高溫高壓條件下通過制粒機將切割后的秸稈壓制成顆粒。在制粒過程中,秸稈經一定程度的濕潤和加熱處理后軟化并增加黏結性,確保顆粒的緊密度和耐久性。制成的顆粒飼料形狀和尺寸均勻,便于儲存和運輸。這種飼料可以直接用于飼喂動物,不僅適合兔子、羊羔等小型食草動物,也適合牛、羊等大型動物。根據不同的制粒技術原理,玉米秸稈制粒機可以分為環模制粒機和平模制粒機。在適應玉米秸稈粉碎料的壓制方面,環模制粒機的應用范圍更廣,產品質量更優。實際應用中,可根據具體的生產需求選擇合適的制粒設備,以提高玉米秸稈制粒的效率和質量[2]。
1.3 蒸汽爆破技術
蒸汽爆破是一種利用高溫高壓蒸汽處理玉米秸稈的方法,其關鍵在于將秸稈置于密閉的反應器中,通入高溫高壓蒸汽進行處理。這一過程使得秸稈中的纖維素、半纖維素和木質素的結構被破壞,秸稈被粉碎成較小的顆粒或纖維。該技術可有效減少秸稈中的有害微生物和霉菌,延長其儲存期,提高飼料的安全性。整個過程未添加化學試劑,避免了化學處理過程中可能產生的環境污染問題,具有較高的環保性。蒸汽爆破技術能夠降低玉米秸稈中半纖維素和木質素的含量,提高纖維素和半纖維素轉化為糖類的速率。此外,該技術還能改變玉米秸稈的纖維組成和表面結構,促進瘤胃微生物附著在其表面,從而提高玉米秸稈的瘤胃降解率和消化率。這些改進有助于提高玉米秸稈作為飼料的營養價值和消化吸收效率[3]。
2 玉米秸稈飼料化學處理技術
2.1 堿化處理技術
堿化處理是一種利用堿性物質(如氫氧化鈉、氫氧化鈣等)對玉米秸稈進行處理的方法。該技術需要制備適當濃度的堿液,通常在1%~5%之間,根據實際需求確定具體濃度。將玉米秸稈浸入堿液中浸泡,在堿的作用下,秸稈中的纖維素、半纖維素等復雜碳水化合物部分被分解,結構變得更加松軟,有助于提高玉米秸稈飼料的消化率和適口性。堿化處理不僅能夠改善玉米秸稈的物理特性,還能增加其營養價值,使其成為更優質的飼料原料。該技術在提高飼料消化率的同時,也有助于減輕動物消化系統的負擔,從而提高整體的飼養效率。堿化處理經濟且環保,對于提升農業副產品的附加值具有重要意義。浸泡完成后,需要進行中和處理,其目的是去除秸稈中殘留的堿性成分。通常這一過程使用酸性溶液(如稀鹽酸)來實現,以確保處理后的秸稈不會對牲畜產生不良影響。中和處理是堿化處理后的一個重要步驟,能夠調節秸稈的pH值,減少堿性物質對動物消化系統的潛在刺激,確保秸稈作為飼料的安全性和適用性。堿化處理技術顯著提升了玉米秸稈的營養價值,尤其是增加了粗蛋白質含量,對于促進牲畜的生長和健康具有積極作用。
2.2 氨化處理技術
氨化處理是一種借助氨氣或氨化合物(如尿素)對玉米秸稈進行處理的方法。將尿素溶液均勻噴灑在玉米秸稈上,或將玉米秸稈置于含有氨氣的密封環境中進行氨化處理。氨化反應一般在密閉條件下進行,確保氨氣能夠完全滲透到秸稈的內部。處理結束后,打開密封環境進行通風,排除多余氨氣,經過適當中和處理后,方可投入使用。氨化處理通過提高秸稈的氮含量、改進粗蛋白水平,使其營養價值更為接近優質牧草。選擇不同的氨化劑(尿素、碳酸氫銨)進行氨化處理后,玉米秸稈中的還原糖含量可達216.55 mg/g;以碳酸氫銨作為氨化劑處理后,玉米秸稈的營養價值更高[4]。
2.3 復合化學處理技術
復合化學處理是一種將酸性和堿性物質結合應用于玉米秸稈的處理方法。該技術需要制備適當濃度的酸液(如1%~5% 的硫酸或鹽酸)和堿液(如1%~5%的氫氧化鈉或氫氧化鈣),按照特定的順序進行處理。首先進行酸化處理,以軟化秸稈的結構,解構纖維素與半纖維素。酸化處理完成后,進行中和處理,使用堿液中和殘留的酸性物質,確保處理后的秸稈對動物無害。中和處理完成后,為了進一步提高秸稈的營養價值和消化率,可以進行第二次堿化處理。堿液進一步分解秸稈中的復雜碳水化合物,從而提高其消化利用率。
3 玉米秸稈飼料生物處理技術
3.1 秸稈青黃貯技術
青貯是將切碎的玉米秸稈裝入青貯窖、青貯袋或其他密封容器中壓實并排除空氣,以促進厭氧環境的形成。在這種環境下,自然存在或額外添加的乳酸菌進行發酵并產生乳酸,從而降低飼料的pH值。這一過程能夠抑制有害微生物的生長,確保飼料在儲存過程中的穩定性及營養價值。發酵過程中產生的乳酸有助于保護飼料中的蛋白質和維生素等營養成分,并提高其消化率,因此青貯技術在提高玉米秸稈的營養價值和適口性方面效果顯著。青貯飼料具有較長的儲存期,在非生長季節也能為動物提供高質量的飼料,幫助養殖戶解決季節性飼料供應不足的問題。
3.2 微生物處理技術
微生物處理是通過特定的微生物菌種對玉米秸稈進行處理的方法,將秸稈中的纖維素和半纖維素降解成動物能夠消化吸收的營養成分。常用的微生物包括木霉、黑曲霉和白腐菌等。這些微生物能夠產生纖維素酶和半纖維素酶,而這些酶能夠分解秸稈中的復雜多糖,從而提高秸稈飼料的消化率。
3.3 酶解技術
酶解處理是通過添加外源酶如纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶,直接降解玉米秸稈中的纖維素、半纖維素和果膠。酶解技術能夠在相對較短的時間內顯著提高秸稈的營養價值和消化率。
4 玉米秸稈飼料的應用
4.1 玉米秸稈飼料在豬生產中的應用
豬的消化系統與反芻動物不同,玉米秸稈纖維素含量高,直接飼喂豬的效果不佳,需要通過特定的預處理方法如發酵、粉碎等,來提高玉米秸稈的消化率和營養價值。為確保豬能夠充分利用玉米秸稈飼料,必須科學制定飼料配比和飼喂方式。使用全株青綠玉米打漿后發酵飼料喂養豬時,需要根據生豬的不同生長和繁育階段確定適宜的飼喂添加比例。具體建議為:后備豬的添加比例為每日采食量的15%~25%;空懷期母豬的添加比例為每日采食量的30%;妊娠前期母豬的添加比例為每日采食量的30%~50%;妊娠中后期母豬的添加比例為每日采食量的20%~30%;泌乳期母豬的添加比例為每日采食量的10%;體質量30~60 kg育成期豬的添加比例為每日采食量的15%;育肥豬日常飼料中的添加比例不應超過每日采食量的40%;母豬的最高添加比例為每日采食量的50%。
4.2 玉米秸稈飼料在牛生產中的應用
經過青貯氨化處理后,玉米秸稈可轉變為一種經濟實惠的肉牛飼料。由于發酵的作用,這種飼料相比其他類型的飼料,能夠顯著提高肉牛對秸稈的消化率,改善飼喂效果,有效提升飼料的利用價值,降低飼養成本。玉米青貯飼料種類繁多,在肉牛生產中常用玉米秸稈青貯飼料[5]。
玉米秸稈的青貯氨化處理能夠在很大程度上保留其營養成分,延長儲存周期,并通過乳酸菌等有益微生物的發酵作用提高玉米秸稈的營養價值和適口性。飼喂經過青貯氨化處理的玉米秸稈后,肉牛生長狀況良好。通過觀察飼料攝入量和排便量,發現使用氨化飼料的肉牛攝食量較大,但其排便量相對較小,這是因為青貯氨化飼料的消化率較高。食用青貯氨化飼料的肉牛平均每日體質量可增加1.45 kg,比使用傳統秸稈飼料的肉牛多增加0.47 kg,增長率為47.96%,效果顯著[6]。
4.3 玉米秸稈飼料在肉羊生產中的應用
玉米秸稈作為一種優質的粗飼料,含有豐富的纖維素和半纖維素,能夠為肉羊提供生長所需的能量,并促進胃腸蠕動,提高飼料的利用率。此外,玉米秸稈也適合作為羊舍的墊料,具有良好的吸濕性和保溫性,有助于改善羊舍的衛生狀況和肉羊的舒適度,降低疾病風險。與傳統的整株鍘切玉米秸稈相比,使用玉米秸稈的穰葉部分作為粗飼料,可以顯著提高肉羊的生長性能。玉米秸稈的穰葉部分位于外皮內部,質地較為疏松;而外皮部分木質化程度較高,不適合作為飼料。相比之下,其葉和穰葉部分木質化程度較低,且富含糖類和蛋白質等營養物質,適合作為飼料[7]。使用玉米秸稈穰葉組成的粗飼料飼喂肉羊,與使用傳統整株鍘切的玉米秸稈作為粗飼料飼喂肉羊相比,肉羊平均每日體質量增加10.58%,平均每日干物質采食量增加1.01%,而飼料和體質量比下降8.66%。在肉羊的飼糧中,干物質、粗蛋白、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、鈣和磷等指標的表觀消化率均顯著提高 [7]。
5 結語
在現代農業生產中,玉米秸稈作為一種豐富且可再生的生物資源,通過飼料化處理可以轉化為經濟價值較高的畜禽飼料。傳統的秸稈處理方式如焚燒,往往會導致嚴重的環境污染。相比之下,飼料化處理不僅能夠將玉米秸稈轉化為高效的畜禽飼料,減少資源浪費和污染物排放,還能顯著降低飼料成本。在畜禽飼養中,秸稈飼料可以部分替代傳統飼料,既降低了養殖成本,又提高了飼料轉化率和經濟效益。隨著科學技術的不斷進步,玉米秸稈飼料化處理在現代農業和畜牧業中具有更加廣闊的應用前景。
參考文獻
[1] 李岫峰,王奕晟,孫旸,等.我國玉米秸稈資源現狀及其飼料化研究進展[J].飼料研究,2022,45(18):129-132.
[2] 丁建華.玉米秸稈機械化飼料制粒技術及環模壓輥技術優化[J].農機使用與維修,2020(9):42-43.
[3] 聶德超,張卓,趙琛,等.蒸汽爆破技術在玉米秸稈飼料化利用中的研究進展[J].中國畜牧獸醫,2021,48(12):4488-4496.
[4] 宋振華,朱瀟靜,姜文廷,等.不同氨處理對玉米秸稈糖化效果的影響[J].江西農業學報,2019,31(6):107-110.
[5] 薛宵,牛巖,蔡阿敏,等.不同類型玉米青貯的粗飼料組合對肉牛生長性能、營養物質表觀消化率及血清生化指標的影響[J].動物營養學報,2019,31(9):4070-4079.
[6] 和積典.玉米秸稈青貯氨化飼喂肉牛技術研究[J].獸醫導刊,2020(2):248.
[7] 劉海燕,李雪龍,王彥靖,等.玉米秸稈穰葉對肉羊生長性能、養分表觀消化率、血清生化指標及免疫指標的影響[J].飼料研究,2024,47(1):1-4.