高騰云， 傅 彤， 孫 宇， 廉紅霞， 王林楓， 李改英

(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，鄭州 450002)

我國(guó)以農(nóng)立國(guó)，既是糧食生產(chǎn)大國(guó)，又是秸稈生產(chǎn)大國(guó)，每年在生產(chǎn)6.5億t左右糧食(2018年全國(guó)糧食總產(chǎn)量6.58億t[1])的同時(shí)，也生產(chǎn)了8億t左右的農(nóng)作物秸稈，2015年中國(guó)主要農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量是8.09億t，排在前3位的是玉米、稻谷和小麥，分別為2.47億t、2.08億t和1.67億t，合占全國(guó)農(nóng)作物秸稈總產(chǎn)量的76.9%[2]。農(nóng)作物秸稈是一種可以再生的非競(jìng)爭(zhēng)性生物資源，具有數(shù)量大、分布廣、種類多、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。如何科學(xué)合理地對(duì)這些資源加以有效利用，是政府和社會(huì)普遍關(guān)注的一件大事，也是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，構(gòu)建資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會(huì)的戰(zhàn)略選擇。

面對(duì)年產(chǎn)量如此可觀的作物秸稈，傳統(tǒng)的做法是，除一部分直接用于養(yǎng)畜和漚肥之外，經(jīng)過(guò)處理利用的秸稈所占比例仍然很低。20世紀(jì)90年代，中央鑒于我國(guó)人多地少，糧食形勢(shì)嚴(yán)峻的國(guó)情，提出走節(jié)糧型畜牧業(yè)的道路，提出秸稈養(yǎng)牛、秸稈養(yǎng)羊的問(wèn)題[3]。河南省結(jié)合實(shí)際制定了許多扶持政策，建設(shè)了大批的永久性青貯、氨化池，同時(shí)購(gòu)進(jìn)鍘草機(jī)械，明顯提高了秸稈處理能力，逐步建立完善了秸稈養(yǎng)畜體系。通過(guò)青貯秸稈和氨化秸稈技術(shù)，使全省的秸稈飼用率提高30%以上。中國(guó)秸稈養(yǎng)牛、養(yǎng)羊的經(jīng)驗(yàn)，成為緩解糧食供求矛盾的有效途徑之一，在國(guó)際上已經(jīng)引起強(qiáng)烈的反響[4]。

在秸稈養(yǎng)畜的長(zhǎng)期實(shí)踐中，各地都針對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)——秸稈青貯和秸稈氨化，進(jìn)行大量的實(shí)踐與改進(jìn)，逐漸形成了一些綜合處理技術(shù)，同時(shí)還探討了一些新的處理方法。本文根據(jù)工作體會(huì)并結(jié)合國(guó)內(nèi)外的資料對(duì)秸稈飼料化綜合處理利用技術(shù)做一回顧。同時(shí)，在秸稈的處理利用中還存在諸多問(wèn)題，本文也從生產(chǎn)技術(shù)需求和研究開(kāi)發(fā)思路的角度進(jìn)行討論。

1 “秸稈過(guò)腹還田”養(yǎng)殖業(yè)是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇

1.1 降低反芻動(dòng)物飼料成本的主要途徑是利用作物秸稈

當(dāng)今世界全球化農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易比較活躍，來(lái)自畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的畜產(chǎn)品以其生產(chǎn)成本低而具有較強(qiáng)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。這些畜產(chǎn)品的生產(chǎn)成本低與產(chǎn)地農(nóng)場(chǎng)均擁有廉價(jià)的土地是分不開(kāi)的。在我國(guó)人多地少的情況下發(fā)展反芻動(dòng)物養(yǎng)殖，降低飼料成本的主要途徑是充分利用作物秸稈，只有這樣才能夠提高反芻動(dòng)物產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力[5]。

1.2 秸稈過(guò)腹還田是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的理想選擇

在一年兩熟制耕作地區(qū)實(shí)施秸稈還田，以秸稈媒介傳播的作物真菌病發(fā)病率明顯上升，既會(huì)影響下茬作物的產(chǎn)量，又影響了產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

而在每年收獲農(nóng)作物時(shí)收集作物秸稈，把作物秸稈經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理之后飼養(yǎng)反芻動(dòng)物，同時(shí)把這些家畜糞便堆積發(fā)酵，作為有機(jī)肥施用于農(nóng)田則是安全的，這是幾千年的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)已經(jīng)證實(shí)的經(jīng)驗(yàn)。因此，采用秸稈過(guò)腹還田當(dāng)是理想的選擇。

2 秸稈飼料化利用是一個(gè)系統(tǒng)工程問(wèn)題，不僅僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題

秸稈飼料化利用總量是與反芻動(dòng)物養(yǎng)殖數(shù)量相一致的，如果反芻動(dòng)物飼養(yǎng)數(shù)量持續(xù)下降，秸稈飼料化利用的數(shù)量不可能增加。近年來(lái)秸稈飼料化利用的總量在下降，盡管技術(shù)推廣部門(mén)做了很大的努力，但是利用數(shù)量仍然在下降，主要原因是反芻動(dòng)物飼養(yǎng)數(shù)量在連續(xù)下降。而反芻動(dòng)物的飼養(yǎng)數(shù)量是受多種因素影響。就一個(gè)特定地區(qū)的作物秸稈飼料化利用，必須考慮當(dāng)?shù)胤雌c動(dòng)物養(yǎng)殖總量和養(yǎng)殖場(chǎng)模式。

降低秸稈養(yǎng)畜的飼料成本是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。涉及到勞動(dòng)力成本、機(jī)械成本、養(yǎng)殖場(chǎng)規(guī)模、耕作農(nóng)時(shí)需要等問(wèn)題，需要按照系統(tǒng)工程的思想去研究，作為一個(gè)系統(tǒng)工程來(lái)解決問(wèn)題。

秸稈飼料化利用，首先需要考慮如何提高收獲、運(yùn)輸效率，那無(wú)外乎采用有關(guān)的機(jī)械；如何降低機(jī)械的折舊平攤費(fèi)用？最好的辦法是實(shí)行農(nóng)機(jī)補(bǔ)補(bǔ)，保證經(jīng)營(yíng)者既買(mǎi)到優(yōu)良的機(jī)械，同時(shí)又得到補(bǔ)貼。在作物種植經(jīng)營(yíng)中，農(nóng)民為了搶茬種植需要，需要在短期內(nèi)把農(nóng)田的秸稈處理掉，同時(shí)又不費(fèi)力氣，這就要求收獲運(yùn)輸農(nóng)作物秸稈必須高效率，需要以公司的形式來(lái)運(yùn)作。

秸稈養(yǎng)畜往往表現(xiàn)出長(zhǎng)周期，周轉(zhuǎn)時(shí)間比較長(zhǎng)，生產(chǎn)單位畜產(chǎn)品的勞動(dòng)力投入較高。在目前勞動(dòng)力成本日益上漲的情況下，為了降低生產(chǎn)單位畜產(chǎn)品的勞動(dòng)力成本，需要提高勞動(dòng)定額；提高勞動(dòng)定額要靠改進(jìn)生產(chǎn)工藝和機(jī)械化，要實(shí)行機(jī)械化就需要獲得有補(bǔ)貼的機(jī)械。秸稈養(yǎng)畜中為了降低固定資產(chǎn)成本，就需要在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中盡量節(jié)儉，減少不必要的設(shè)施建設(shè)經(jīng)濟(jì)支出，力求設(shè)施簡(jiǎn)單實(shí)用。

秸稈養(yǎng)畜技術(shù)是與中低產(chǎn)家畜生產(chǎn)系統(tǒng)相適應(yīng)的，而不是與高產(chǎn)家畜生產(chǎn)系統(tǒng)相匹配的。在大量使用作物秸稈的養(yǎng)畜模式中不可能有很高的生產(chǎn)水平，那些試圖追求很高生產(chǎn)水平的養(yǎng)殖場(chǎng)是不宜采用秸稈養(yǎng)殖模式的。在養(yǎng)殖中通過(guò)使用秸稈原料，試圖能夠降低飼料成本，秸稈養(yǎng)畜以提高生產(chǎn)效率為核心。

3 秸稈處理技術(shù)必須考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性和工廠化需要

經(jīng)過(guò)幾十年的研究與開(kāi)發(fā)，在作物秸稈飼料化利用方面已經(jīng)形成了諸多的技術(shù)。但是每一項(xiàng)技術(shù)都有一定的適用范圍，特定的技術(shù)是與特定的生產(chǎn)系統(tǒng)相匹配的，是與特定的生產(chǎn)模式相對(duì)應(yīng)的。如今反芻動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)非常明顯，生產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)生了巨大變化，于是有一些作物秸稈處理技術(shù)已經(jīng)不能夠與新的生產(chǎn)系統(tǒng)相匹配了，就難以在這些新生產(chǎn)系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。

在以往研發(fā)的眾多作物秸稈處理技術(shù)中，多數(shù)以小規(guī)模、勞動(dòng)密集型為特點(diǎn)，與產(chǎn)業(yè)化、工廠化生產(chǎn)的要求相去甚遠(yuǎn)。相反，能夠?qū)崿F(xiàn)批量化機(jī)械化的秸稈處理技術(shù)才能夠?yàn)橐?guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)所接受。例如，機(jī)械化秸稈堿化處理技術(shù)就是具有良好前景的秸稈處理技術(shù)。

在反芻動(dòng)物日糧中使用作物秸稈的一個(gè)重要原因就是看中了其廉價(jià)性。如果作物秸稈經(jīng)過(guò)了處理，在有關(guān)的環(huán)節(jié)中耗能過(guò)多，或者機(jī)械折舊平攤成本過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致秸稈加工費(fèi)用上漲，失去了使用作物秸稈養(yǎng)畜的本來(lái)優(yōu)勢(shì)。例如，秸稈揉搓技術(shù)就是因?yàn)楹哪芴叨绊懥似鋸V泛推廣。以往的很多技術(shù)往往注重于技術(shù)可行性，但是卻不注重于經(jīng)濟(jì)可行性。

4 要把秸稈利用置于整個(gè)日糧營(yíng)養(yǎng)體系中考慮

要把秸稈的利用置于整個(gè)日糧營(yíng)養(yǎng)體系中去考慮，而不僅僅是以秸稈飼養(yǎng)為核心的秸稈加補(bǔ)飼問(wèn)題。以往的試驗(yàn)表明，肉牛在單獨(dú)飼喂稻草時(shí)，其代謝能進(jìn)食量平均為63.47 kJ/kg體重，而代謝產(chǎn)熱量為90.55 kJ/kg體重，即能量平衡為-27.08 kJ/kg體重，該負(fù)平衡的能量主要來(lái)自體脂肪的消耗，導(dǎo)致體重下降[6]。盡管作物秸稈中能量、蛋白質(zhì)水平很低，但是卻為反芻動(dòng)物提供了足量的纖維素，有利于反芻動(dòng)物的反芻和瘤胃健康。

一些畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，雖然反芻動(dòng)物生產(chǎn)水平很高，但是在一些生產(chǎn)系統(tǒng)中仍然使用秸稈飼料。例如，日本為生產(chǎn)雪花牛肉飼養(yǎng)的和牛以稻草為主要粗飼料，育肥期還喂大量大麥及蛋白質(zhì)補(bǔ)料。曾經(jīng)有一個(gè)時(shí)期從中國(guó)大量進(jìn)口稻草。再如，以色列飼養(yǎng)奶牛，典型泌乳牛日糧配方(20 kg干物質(zhì))包含以下粗飼料：小麥青貯、玉米青貯、豌豆苗/三葉草、小麥草/燕麥草等，配方中粗飼料比例為33%。粗飼料實(shí)際飼喂量：小麥青貯10 kg、玉米青貯3 kg、豌豆苗/三葉草1 kg、小麥草/燕麥草1.5 kg[7]。這些例子都說(shuō)明了秸稈是很好的粗飼料資源，關(guān)鍵是如何在日糧營(yíng)養(yǎng)體系中應(yīng)用好。

5 秸稈利用需要研究開(kāi)發(fā)內(nèi)容

5.1 利用生物工程技術(shù)研發(fā)秸稈處理微生物菌種

通過(guò)微生物處理方法，改進(jìn)農(nóng)作物秸稈的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量，提高秸稈飼料的利用率。利用生物工程技術(shù)研發(fā)秸稈處理微生物菌種，例如，轉(zhuǎn)纖維素酶基因的微生物菌種的研發(fā)；篩選新型菌種和生產(chǎn)復(fù)合菌種。

5.2 物理、化學(xué)和生物學(xué)方法的綜合利用

研究開(kāi)發(fā)秸稈飼料化處理的化學(xué)物質(zhì)、材料和處理方法。

秸稈飼料化調(diào)制的設(shè)施及工程技術(shù)。研究在微貯樓中對(duì)秸稈噴以微生物菌種，集中發(fā)酵的工廠化處理途徑；在大型處理池中對(duì)作物秸稈的堿、鹽化處理方法；能夠適應(yīng)寒冷天氣的短周期秸稈氨化方法。

5.3 秸稈加工方法

形成適宜于大型和小型反芻動(dòng)物的秸稈處理技術(shù)，突出工程技術(shù)，以達(dá)到綜合性的產(chǎn)業(yè)化利用。

制作全營(yíng)養(yǎng)秸稈草塊。以玉米秸稈和小麥秸稈為主要對(duì)象，研究粗飼料全營(yíng)養(yǎng)調(diào)配技術(shù)及草塊成型技術(shù)，粗飼料草塊成型設(shè)備的選型。

以花生秧等秸稈為主要對(duì)象，研究小反芻動(dòng)物的秸稈型日糧的配合，研發(fā)秸稈顆粒飼料的工廠化生產(chǎn)技術(shù)。

5.4 秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)定

評(píng)定作物秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的生理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、化學(xué)新方法與實(shí)驗(yàn)方法，建立現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定作物秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的方法與程序。

5.5 秸稈利用配套技術(shù)

依據(jù)反芻動(dòng)物消化代謝原理與調(diào)控技術(shù)，改善秸稈飼料飼養(yǎng)家畜的適口性，改進(jìn)秸稈型日糧的集約化飼養(yǎng)技術(shù)。

探討農(nóng)區(qū)秸稈畜牧業(yè)的發(fā)展模式與農(nóng)牧結(jié)合技術(shù)。

農(nóng)作物秸稈的工程化處理技術(shù)和秸稈養(yǎng)畜產(chǎn)業(yè)化技術(shù)體系的構(gòu)建，可以促進(jìn)草食家畜飼養(yǎng)業(yè)的發(fā)展，提高畜牧業(yè)產(chǎn)值，同時(shí)又節(jié)約糧食；秸稈過(guò)腹還田，既能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，又能夠降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。預(yù)期具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益。