劉道春

(湖北十堰市，湖北 十堰 442001)

玉米是我國主要的糧食作物，隨著種植面積的擴(kuò)大，其秸稈產(chǎn)量也在逐年增多，秸稈青貯飼料化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對玉米秸稈資源的循環(huán)利用，對社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。近年來,玉米秸稈在飼料產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用受到養(yǎng)殖戶的廣泛關(guān)注。

1 具有良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益

作為一種資源，玉米秸稈含有豐富的營養(yǎng)和可利用的化學(xué)成分，可用作畜牧業(yè)飼料的原料。有關(guān)化驗(yàn)結(jié)果表明,玉米秸稈含有30%以上的碳水化合物、2%～4%的蛋白質(zhì)和0.5%～1%的脂肪，既可青貯，也可直接飼喂。就食草動物而言，2 kg的玉米秸稈增重凈能相當(dāng)于1 kg的玉米籽粒，特別是經(jīng)青貯、黃貯、氨化及糖化等處理后可提高利用率，效益將更可觀。

玉米秸稈是一種重要的生物資源，資源量大且分布廣泛。但由于其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)較難分解，限制了其資源化利用。秸稈的不合理處置，如廢棄或焚燒等，不僅造成了資源浪費(fèi)，而且產(chǎn)生大量大氣污染、土壤板結(jié)、土地肥力下降等結(jié)果。秸稈處理的方法有物理法、化學(xué)法和生物法。而生物法較物理和化學(xué)法有更多的優(yōu)勢。然而，由于秸稈質(zhì)地粗糙、適口性差、營養(yǎng)價(jià)值和消化利用率低等性質(zhì)，有很多的限制性。單胃動物一般不能利用秸稈，反芻動物對秸稈的消化率也只有20%～30%，如何提高秸稈飼料利用率是國內(nèi)外學(xué)者長期以來研究的重要課題。

養(yǎng)殖牛、羊等反芻動物，在天氣冷過冬的時(shí)候，是個(gè)飼料需求激增的時(shí)段，由于青草等青飼料的缺少，一般都會考慮購買糧食作物或者成品飼料來喂養(yǎng)。通過發(fā)酵玉米秸稈制作青貯飼料的技術(shù)，可有效解決冬天飼料缺乏的難題。長期以來，玉米秸稈就是牲畜的主要粗飼料的原料之一，農(nóng)作物秸稈屬于農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中一種十分寶貴的生物質(zhì)能資源。

2 青貯玉米秸稈的理化性質(zhì)

生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，即一切有生命的可以生長的有機(jī)物質(zhì)通稱為生物質(zhì)，其特點(diǎn)是可再生性，低污染性，廣泛分布性。生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產(chǎn)的廢棄物。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。生物質(zhì)主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食、果實(shí)以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素(簡稱木質(zhì)素)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量超過6億t，其中玉米秸稈占很大部分，但利用率較低，僅有少部分用作飼料或作為造紙和生產(chǎn)化工產(chǎn)品的原料，大量秸稈被用于薪柴或腐爛廢棄，既浪費(fèi)了資源，又污染了大氣。

玉米秸稈中細(xì)胞壁所占的比例一般在80%以上。細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)和木質(zhì)素組成。玉米秸稈飼料的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其含量分別為32%、27.8%和15.4%。細(xì)胞內(nèi)容物主要是一些可溶性的碳水化合物、部分蛋白質(zhì)等。纖維素由葡萄糖單位之間以糖苷鍵連接而成的無數(shù)分支聚合體，以反式連接成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的扁帶狀的微纖維狀。其在高溫高壓和酸性的條件下，可以水解為葡萄糖。半纖維素在細(xì)胞壁中含量僅次于纖維素，其主要成分是聚木聚糖類，通過β-1,4木糖殘基連接而成的木聚糖骨架和支鏈形成。典型木質(zhì)素是由松柏醇、芥子醇和對香豆醇作為纖體物質(zhì)組成基本結(jié)構(gòu)。它與半纖維素分子通過共價(jià)鍵緊密交聯(lián)形成疏水的網(wǎng)狀，增加了細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度和病原體的抵抗力。而纖維素與半纖維素通過氫鍵相連。

牛羊類反芻動物瘤胃是一個(gè)特殊的消化器官，其內(nèi)部微生物分泌纖維素酶和半纖維素酶，可以降解纖維素和半纖維素，但是沒有直接降解木質(zhì)素的微生物。其三者的結(jié)合明顯地阻礙了反芻動物瘤胃微生物水解酶與細(xì)胞壁中纖維素和半纖維素接觸，降低了纖維多糖的有效降解率。因此，木質(zhì)素被認(rèn)為是抑制秸稈利用的主要因素，直接影響玉米秸稈中營養(yǎng)物質(zhì)的利用。

3 玉米秸稈青貯技術(shù)

青貯飼料只要掌握好水分、糖分、密度及壓實(shí)就能制作成功。根據(jù)飼養(yǎng)家畜頭數(shù)的多少設(shè)計(jì)青貯窖的大小，一般每立方米青貯窖可容650～700 kg原料。青貯窖應(yīng)建在離畜禽較近，地勢高燥，土質(zhì)堅(jiān)實(shí)，地下水位低，背風(fēng)向陽，便于運(yùn)送原料的地方，要堅(jiān)固牢實(shí)，不透氣，不漏水。把新鮮的玉米秸稈鍘成3～5 cm的長度，然后將切碎的原料填入窖中，邊入料，邊壓實(shí)，創(chuàng)造無氧條件。在填入的過程中根據(jù)秸稈的水分含量，每填入30 cm時(shí)，用噴霧器或手工加入適當(dāng)?shù)那鍧嵥?，使青貯的秸稈濕度達(dá)到60%～75%。裝填的原料應(yīng)高出窖面1 m左右，表面覆蓋一層塑料布，并立即用土嚴(yán)密封埋。青貯飼料經(jīng)過40～50 d封存后可開窖飼喂。開窖后首先要判定青貯料品質(zhì)的好壞,若呈綠色或黃綠色，有酸香味，質(zhì)地軟，略帶濕潤，莖葉仍保持原狀，窖內(nèi)壓得非常緊密，拿到手里卻松散，均為品質(zhì)優(yōu)良，即可飼用。如已變質(zhì)腐敗會有臭味，質(zhì)地粘軟等表現(xiàn)，切勿飼喂，以防中毒。開封后不可將青貯飼料全部暴露在空氣中，取完后立即封口壓實(shí)。取出的青貯飼料應(yīng)盡快喂完，切勿放置時(shí)間過長，以免變質(zhì)。

利用飼料壓塊機(jī)可將秸稈壓制成高密度餅塊，壓縮可達(dá)1∶15～1∶5，能大大減少運(yùn)輸與貯藏空間。若與烘干設(shè)備配合使用，可壓制新鮮玉米秸稈，保證其營養(yǎng)成分不變，并能防止霉變。目前也有加轉(zhuǎn)化劑后再壓縮，利用壓縮時(shí)產(chǎn)生的溫度和壓力，使秸稈氨化、堿化、熟化，提高其粗蛋白含量和消化率，經(jīng)加工處理后的玉米秸稈成為截面30 mm×30 mm、長度20～100 mm的塊狀飼料，密度達(dá)0.6～0.8 kg/cm3,便于運(yùn)輸貯存，適用于公司加農(nóng)戶模式，生產(chǎn)成本低。

制作青貯料的技術(shù)關(guān)鍵是為乳酸菌的繁衍提供必要條件：一是在調(diào)制過程中，原料要盡量鍘短，裝窖時(shí)踩緊壓實(shí)，以盡量排除窖內(nèi)的空氣，二是原料中的含水量在75%左右(即用手剛能擰出水而不能下滴時(shí))，最適于乳酸菌的繁殖。青貯時(shí)應(yīng)根據(jù)玉米秸的青綠程度決定是否需要灑水，三是原料要含有一定量的糖分，一般玉米秸稈的含糖量符合要求。

4 玉米秸稈微貯技術(shù)

玉米秸稈微貯是指利用發(fā)酵微生物(酶)進(jìn)行生物處理的一種技術(shù)。經(jīng)微貯微生物發(fā)酵劑發(fā)酵后，質(zhì)地會變得柔軟，并具有酸香酒氣味，適口性明顯提高，增強(qiáng)了牛、羊的食欲。與未經(jīng)過處理的秸稈相比，一般采食速度可提高43%，采食量可增加20%以上，加快牛羊等草食動物生長育肥。微貯微生物秸稈發(fā)酵劑作用后，玉米秸稈中的纖維素和木質(zhì)素部分被降解，同時(shí)纖維素、木質(zhì)素的復(fù)合結(jié)構(gòu)被打破。這樣，發(fā)酵劑能夠與秸稈纖維充分接觸，促進(jìn)了發(fā)酵劑中活菌的活動，從而增加了微生物菌體蛋白和揮發(fā)性脂肪酸的合成量，提高了秸稈的營養(yǎng)價(jià)值和消化率，生產(chǎn)實(shí)踐表明，通過發(fā)酵，玉米秸稈的消化率可提高61.2%。

資料顯示，國內(nèi)外研究的酶品種已有1700多種，其用于飼料的酶有20多種，而降解秸稈的單酶制劑主要是纖維素酶、半纖維素酶(包括木聚糖酶、甘露聚糖酶等)、木質(zhì)素酶和木聚糖酶。纖維素酶主要是降解纖維素生成葡萄糖的酶，它不是單酶，而是由多種酶組成的具有協(xié)同作用的酶系。纖維素酶存在非常廣泛，真菌、細(xì)菌和動物體內(nèi)均能產(chǎn)生纖維素酶，選育活性很高的纖維素酶菌株對纖維素資源的開發(fā)利用具有重要的意義。

半纖維素酶是降解半纖維素的一類酶，主要作用是降解動物消化道內(nèi)的非淀粉多糖，使腸道內(nèi)容物的黏性降低，加強(qiáng)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，促進(jìn)動物生長并提高飼料轉(zhuǎn)化率。半纖維素酶主要是由木霉、曲霉和桿菌屬類微生物產(chǎn)生的，且β-葡聚糖酶在飼料工業(yè)中應(yīng)用較多。

木質(zhì)素酶的體系非常復(fù)雜，主要的木質(zhì)素酶有木質(zhì)素過氧化物酶、錳過氧化物酶和漆酶，此外還有芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶、葡萄糖氧化酶等均參與了木質(zhì)素的降解。

秸稈微貯加工首先建造微貯窖，秸稈微貯建窖與氨化、青貯相似，也可選用氨化、青貯窖，選擇潔凈、無霉變的秸稈，稻草、麥秸鍘成2～5 cm，玉米秸最好在1 cm左右，或用2 cm孔徑篩片粉碎。菌劑的復(fù)活,微貯活性菌每袋3 g，可處理麥秸、稻秸、干玉米秸1 t或青綠玉米秸稈2 t，要根據(jù)當(dāng)天預(yù)計(jì)處理秸稈的量，計(jì)算出所需菌種的數(shù)量，在處理玉米秸稈前，先將發(fā)酵活性菌每袋3 g倒入200 mL水中充分溶解在常溫下放置1～2 h，使菌種復(fù)活。復(fù)活好的菌劑一定要在當(dāng)天用完，不可隔夜使用。菌液的配制方法是將復(fù)活的菌劑倒入充分溶解的0.8%～1.0%食鹽溶液中拌勻。貯料的最終含水量要在60%～70%，秸稈入窖，土窖應(yīng)先在窖底和四周鋪上塑料薄膜，然后在窖底鋪20～30 cm厚的秸稈，均勻噴灑菌液壓實(shí)后再鋪20～30 cm厚的秸稈，然后再噴灑菌液、壓實(shí)，直到高于窖口40 cm，再封口。如果窖內(nèi)當(dāng)天未裝滿，可蓋上塑料薄膜，第二天壓窖時(shí)揭開薄膜繼續(xù)工作。壓實(shí)機(jī)械一般用拖拉機(jī)，大型窖應(yīng)選用鏈?zhǔn)交虼篑R力輪式拖拉機(jī)，中小型窖可用小四輪拖拉機(jī)。壓窖的拖拉機(jī)要保證不漏油，行走部分不帶泥土，家庭養(yǎng)牛羊的小窖可用人力踩實(shí)。

當(dāng)玉米秸稈分層壓實(shí)到高出窖口40 cm時(shí)，再充分壓實(shí)后，在最上面一層均勻?yàn)⑸鲜雏}粉，再壓實(shí)后蓋上塑料薄膜。食鹽的用量為每平方米250 g，是確保微貯飼料上部不發(fā)生霉?fàn)€變質(zhì)。蓋上塑料薄膜后，在上面撒20～30 cm厚的稻、麥玉米秸稈，覆土15～20 cm封窖，密封是為了隔絕空氣與秸稈接觸，保證微貯窖內(nèi)呈厭氧狀態(tài)。秸稈微貯后，窖池內(nèi)貯料會漫漫下沉，應(yīng)及時(shí)加蓋土使之高出地面，并在周圍挖好排水溝，以防雨水滲入。

秸稈微貯飼料的質(zhì)量鑒定可根據(jù)微貯飼料的外部特征，用看、嗅和手感的方法，鑒定微貯飼料的好壞。優(yōu)質(zhì)微貯青玉米秸稈飼料的色澤呈橄欖綠，稻、麥、黃玉米秸稈呈金黃褐色。如果變成褐色或墨綠色則質(zhì)量較差，優(yōu)質(zhì)微貯秸稈飼料具有醇、果香氣味和弱酸味。若有強(qiáng)酸味，表明醋酸較多，這是由于水分過多和高溫發(fā)酵造成的。若有腐臭味、發(fā)霉味則不能飼喂，優(yōu)質(zhì)微貯秸稈飼料拿在手中感到很松散、質(zhì)地柔軟濕潤。若拿在手中感到發(fā)粘，或粘到一起，則質(zhì)量較差。有的雖然松散，但干燥粗硬，亦屬不良飼料。

5 應(yīng)用前景

秸稈飼料在替代糧食、降低飼養(yǎng)成本方面起著非常重要的作用，秸稈飼料資源的進(jìn)一步開發(fā)，無論從經(jīng)濟(jì)效益還是社會效益方面來看，潛力都是巨大的。

秸稈微貯即農(nóng)作物秸稈微生物發(fā)酵貯存技術(shù)，是農(nóng)作物秸稈提高其營養(yǎng)價(jià)值的秸稈處理方法，包括秸稈氨化、堿化、青貯等。但青貯對秸稈的要求較高，季節(jié)性較強(qiáng)：而氨化的液氨和氨水運(yùn)輸又很不方便，而且還有一定的不安全性。秸稈微貯技術(shù)通過加入木質(zhì)素纖維素發(fā)酵劑，在密閉的厭氧條件下，促進(jìn)秸稈纖維素，半纖維素和木質(zhì)素的分解，改善秸稈的適口性，提高其消化率，并增加營養(yǎng)。

青貯、氨化及目前正在興起的微生物發(fā)酵，這3種方法各有特點(diǎn)。青貯是將新鮮的牧草或秸稈鍘碎裝入青貯窖或其它青貯容器中，通過封埋措施，造成一種相對無氧狀態(tài)，利用微生物(主要是草料自帶的乳酸菌)的發(fā)酵作用，使青貯料的pH值降至4.0左右，從而達(dá)到長期保存青綠多汁飼料營養(yǎng)特性的一種加工調(diào)制方法。青貯飼料中微生物的種類少，酸味重，甜味不足，進(jìn)入的微生物是被動的。青貯法若以農(nóng)作物秸稈為原料，有時(shí)要以犧牲籽實(shí)的收成為代價(jià)。青貯飼料中維生素D和蛋白質(zhì)含量較低。

氨化是將秸稈密封好通入氨和氨水，或者將秸稈鍘碎后與一定量的尿素溶液混合堆垛，密封制作飼料的方法。氨化處理可提高秸稈中的蛋白質(zhì)含量，可提高采食量和有機(jī)物消化率，制作不受天氣影響，氨損失大，飼料中氨殘留高，飼喂量過大或不當(dāng)時(shí)，可引起氨中毒，技術(shù)要求高，適口性差，與農(nóng)業(yè)爭肥。

微生物發(fā)酵法(簡稱微貯)是將多種有益菌株復(fù)合制成一種多菌株復(fù)合體，然后將其接種于鍘碎的牧草或秸稈中，依靠微生物本身的作用，分解纖維素，提高蛋白質(zhì)含量，改善牧草或秸稈飼料的柔軟性、適口性的制作方法。由于整株都可用作青貯，可提高其飼喂價(jià)值的40%左右。養(yǎng)分損失少，營養(yǎng)成分較多。制作不受天氣影響。有酸甜味，質(zhì)地柔軟，適口性較好。飼料保存時(shí)間長。微貯法投資少，易操作，不爭農(nóng)時(shí)，安全、無毒,飼料適口性好，有甜香味，蛋白質(zhì)含量高，營養(yǎng)成分豐富，制作季節(jié)長，可長期保存，制作的原料范圍廣，青綠秸稈和干秸稈均可。對發(fā)酵菌種的組成、活性、純度要求高，對發(fā)酵容器的密封性要求較高。