王永軍，郭　航，田秀娥(.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 700；.陜西省農(nóng)業(yè)工程勘察設(shè)計(jì)院，陜西 西安 70068)

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農(nóng)作物秸稈飼料化的技術(shù)路線(xiàn)與關(guān)鍵技術(shù)

王永軍1，郭航2，田秀娥1(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100；2.陜西省農(nóng)業(yè)工程勘察設(shè)計(jì)院，陜西 西安 710068)

[摘要]本文在概述我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)作物秸稈資源及其利用情況的同時(shí)，從營(yíng)養(yǎng)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)角度對(duì)制約我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)作物秸稈飼料化利用的主要因素進(jìn)行了系統(tǒng)分析，在此基礎(chǔ)上提出了加速我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)作物秸稈飼料化利用的總體思路和技術(shù)路線(xiàn)，并簡(jiǎn)要介紹了加速我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)作物秸稈飼料化利用應(yīng)重點(diǎn)突破的關(guān)鍵技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]秸稈；飼料化利用；技術(shù)路線(xiàn)；關(guān)鍵技術(shù)

1我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源及其利用

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物種類(lèi)豐富，主要包括糧食作物﹑經(jīng)濟(jì)作物(油料作物、蔬菜作物、花草、果類(lèi)以及嗜好作物等)、工業(yè)原料作物、飼料作物，藥材等。根據(jù)目前人們的普遍認(rèn)識(shí)，所謂的農(nóng)作物秸稈是成熟農(nóng)作物莖葉(穗)部分的總稱(chēng)，通常是指農(nóng)作物在收獲籽實(shí)后的剩余部分，其平均產(chǎn)量一般約為籽實(shí)的1.2倍以上。據(jù)此，廣義的農(nóng)作物秸稈是指農(nóng)業(yè)上栽培的各種植物在收獲籽實(shí)后的剩余部分，而相對(duì)狹義的農(nóng)作物秸稈主要是指糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物和工業(yè)原料作物在收獲籽實(shí)后的剩余部分以及飼料作物整個(gè)植株的全部，對(duì)于我國(guó)北方地區(qū)而言，通常指量大面廣的糧食作物(玉米、小麥、水稻、豆類(lèi)、薯類(lèi)、青稞等)、經(jīng)濟(jì)作物(油菜、胡麻、向日葵等)、工業(yè)原料作物(棉花等)的莖葉(穗)部分以及飼用玉米、苜蓿等飼料作物。

1.1我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源

目前我國(guó)農(nóng)作物秸稈(8大類(lèi))總量可達(dá)84219.41×104t，可利用量達(dá)65102.19×104t；其中糧食作物秸稈(谷物、豆類(lèi)、薯類(lèi))有61727.31×104t，可收集利用49014.49×104t，占全國(guó)農(nóng)作物可收集利用秸稈總量的75.29%。2008年，中國(guó)北方15省區(qū)農(nóng)作物秸稈總量43822.00×104t，可收集利用33742.94×104t；其中糧食作物秸稈33532.79×104t，可收集利用26490.90×104t，占全國(guó)農(nóng)作物可收集利用秸稈總量的40.69%[1]?？梢?jiàn)，我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)作物秸稈資源十分豐富。

1.2我國(guó)農(nóng)作物秸稈的資源化利用

眾所周知，農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所形成的一種極為寶貴的生物資源。在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，通過(guò)科技進(jìn)步與創(chuàng)新，為農(nóng)作物秸稈的綜合開(kāi)發(fā)利用找到了多種用途，除傳統(tǒng)的將秸稈粉碎還田作有機(jī)肥料外，還走出了秸稈飼料、秸稈汽化、秸稈發(fā)電、秸稈乙醇、秸稈建材等新路子，大大提高了秸稈資源的利用值和利用率[2]。我國(guó)北方地區(qū)農(nóng)作物秸稈資源雖然十分豐富，但由于受傳統(tǒng)思維方式和既有認(rèn)知水平(導(dǎo)致民眾對(duì)農(nóng)作物秸稈資源化利用普遍重視不夠)、秸稈資源季節(jié)性生產(chǎn)特性(導(dǎo)致秸稈資源化利用具有明顯的季節(jié)性要求)以及秸稈資源化利用所需技術(shù)、設(shè)備、資金等因素制約，農(nóng)作物秸稈資源化利用的途徑相對(duì)單一，且資源化利用率較低，導(dǎo)致近年來(lái)我國(guó)部分地區(qū)特別是在糧食主產(chǎn)區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)了地區(qū)性、季節(jié)性、結(jié)構(gòu)性的秸稈過(guò)剩，其相當(dāng)大比例被視為“用處不大”但必須處理掉的“廢棄物”， 在此情況下就出現(xiàn)了大量違規(guī)焚燒現(xiàn)象且屢禁不止的社會(huì)現(xiàn)實(shí)，不僅浪費(fèi)資源、污染環(huán)境，而且還嚴(yán)重威脅交通運(yùn)輸安全。為此，2008年國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)[2008]105號(hào))以及2009年國(guó)家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于編制秸稈綜合利用規(guī)劃的指導(dǎo)意見(jiàn)》(發(fā)改環(huán)資[2009]378號(hào))，提出秸稈利用飼料化、能源化 、肥料化、基料化 、工業(yè)原料化“五化”指導(dǎo)意見(jiàn)，以此促進(jìn)作物秸稈的資源化利用；同時(shí)意見(jiàn)還明確提出了秸稈綜合利用的主要目標(biāo)為：秸稈資源得到綜合利用，解決由于秸稈廢棄和違規(guī)焚燒帶來(lái)的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。建立秸稈收集體系，形成布局合理、多元利用的秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化格局，秸稈綜合利用率超過(guò)80%。

1.3我國(guó)農(nóng)作物秸稈的飼料化利用

中國(guó)農(nóng)區(qū)草食畜生產(chǎn)體系包括企業(yè)主導(dǎo)的專(zhuān)門(mén)化生產(chǎn)體系和家庭牧場(chǎng)主導(dǎo)的混合生產(chǎn)體系，作物秸稈飼料化開(kāi)發(fā)利用成為粗飼料來(lái)源的主要途徑。雖然如此，但限于農(nóng)作物生產(chǎn)集約化、差異化條件的制約，我國(guó)秸稈飼用化生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度低、秸稈飼料化利用率低、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)差。據(jù)報(bào)道，我國(guó)作物秸稈的飼用化率僅為26%左右。

2我國(guó)農(nóng)作物秸稈飼料化利用的主要制約因素

為了實(shí)現(xiàn)《關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見(jiàn)》中確定的秸稈綜合利用的主要目標(biāo)，加速秸稈利用飼料化科技創(chuàng)新和技術(shù)推廣工作不但十分必要，而且理應(yīng)在秸稈綜合利用中做出較大貢獻(xiàn)。但我們應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到，目前尚存在許多主客觀(guān)因素制約著秸稈的飼料化利用：(1)農(nóng)作物秸稈飼料普遍具有主要營(yíng)養(yǎng)成分含量低的特點(diǎn)，即化學(xué)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(潛在總營(yíng)養(yǎng)價(jià)值)低；(2)農(nóng)作物秸稈飼料因其粗纖維含量高導(dǎo)致表觀(guān)消化率和代謝率低，這決定了其單位質(zhì)量所提供的可利用養(yǎng)分?jǐn)?shù)量少，即表觀(guān)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(潛在表觀(guān)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值)低；(3)不僅由于秸稈飼料化學(xué)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低在滿(mǎn)足營(yíng)養(yǎng)需求方面限制了其在草食動(dòng)物日糧中的配合比例，而且其質(zhì)地粗硬等固有屬性嚴(yán)重影響其適口性，一般情況下動(dòng)物對(duì)其采食量相對(duì)較低，進(jìn)一步限制了其在日糧中的使用比例，最終導(dǎo)致其所提供的主要營(yíng)養(yǎng)素如能量、蛋白質(zhì)等占日糧提供的主要營(yíng)養(yǎng)素的比例不高，也就是說(shuō)其現(xiàn)實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(真實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值)低；(4)部分農(nóng)作物如豆類(lèi)作物的秸稈生物量較小，決定了其飼用價(jià)值低(指單位面積提供的可消化利用的主要營(yíng)養(yǎng)素?cái)?shù)量)；(5)在我國(guó)相當(dāng)多的農(nóng)區(qū)，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是秸稈田間處理的機(jī)械化程度不高，必然形成了秸稈收獲與撿拾打捆的勞動(dòng)力成本較高、運(yùn)輸?shù)膭趧?dòng)力成本和燃油成本較高、晾曬以及儲(chǔ)存的勞動(dòng)力成本和庫(kù)房建筑成本較高、飼喂前加工處理的勞動(dòng)力成本和用電成本較高的“四高”現(xiàn)象，最終導(dǎo)致秸稈飼料化利用的綜合成本過(guò)高。

受上述多方面因素的綜合影響，秸稈資源飼料化利用產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)的投資回報(bào)率低即經(jīng)濟(jì)性差，導(dǎo)致如麥秸、稻草、玉米秸稈(干)等劣質(zhì)秸稈飼料在許多人眼里成為食之無(wú)味棄之可惜的“雞肋”，這在一定程度上制約了作物秸稈飼料化利用的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。

圖1　農(nóng)作物秸稈飼料化利用主要制約因素間的邏輯關(guān)系

3我國(guó)農(nóng)作物秸稈飼料化的總體思路

提高作物秸稈的飼料化利用率是深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀(guān)、認(rèn)真落實(shí)節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)基本國(guó)策的客觀(guān)要求，同時(shí)也是促進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的具體實(shí)踐。通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)，秸稈飼料產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性差是制約其產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)的瓶頸，而有效解決上述瓶頸則是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)以及社會(huì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，因此需要全社會(huì)的關(guān)注，尤其是需要農(nóng)業(yè)種植業(yè)領(lǐng)域、畜牧業(yè)領(lǐng)域以及其它各相關(guān)行業(yè)和部門(mén)的共同努力和通力協(xié)作，具體講，就是以種植業(yè)技術(shù)創(chuàng)新為動(dòng)力，培育“糧飼兼優(yōu)”的作物新品種和創(chuàng)建科學(xué)的栽培模式，盡可能提高秸稈飼料的潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和飼用價(jià)值，為畜牧業(yè)生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的“秸稈飼料源”，為改善經(jīng)濟(jì)性奠定基礎(chǔ)；以畜牧學(xué)技術(shù)創(chuàng)新為動(dòng)力，在盡可能保存農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所提供的優(yōu)質(zhì)“秸稈飼料源”營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的基礎(chǔ)上，從改善飼料品質(zhì)和改善動(dòng)物消化利用機(jī)能兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)秸稈飼料現(xiàn)實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最大化，為提高經(jīng)濟(jì)性提供技術(shù)保障；以制度創(chuàng)新和資金投入為保障，建立以機(jī)械化為特征的高效低成本秸稈收集體系，為提高經(jīng)濟(jì)性提供最直接和最有利的條件。

4農(nóng)作物秸稈飼料化利的技術(shù)路線(xiàn)與關(guān)鍵技術(shù)

4.1農(nóng)作物秸稈飼料化的技術(shù)路線(xiàn)

農(nóng)作物秸稈的飼料化是將秸稈資源制作成飼料供草食家畜食用，通過(guò)動(dòng)物體內(nèi)一系列復(fù)雜的過(guò)程將其轉(zhuǎn)化成為更多的畜產(chǎn)品滿(mǎn)足人類(lèi)需求，其核心是能量和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率，效率的高低主要取決于飼料本身的品質(zhì)好壞(營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低)以及動(dòng)物對(duì)其消化利用能力兩個(gè)方面。因此，按照“內(nèi)因是基礎(chǔ)、外因是條件”的辯證關(guān)系，為了提高秸稈飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和轉(zhuǎn)化效率，就必須按照內(nèi)外兼顧的總體思路，努力做好兩方面的工作。

圖2農(nóng)作物秸稈飼料化利用技術(shù)開(kāi)發(fā)的畜牧學(xué)技術(shù)路線(xiàn)

Fig.2Animal Husbandry technical route for technological development of crop straws as feed utilization

一般，為了充分利用秸稈飼料資源，除少數(shù)高產(chǎn)家畜采用TMR全混合日糧飼喂外，絕大多數(shù)均采取精料補(bǔ)充料定量飼喂，秸稈等粗飼料自由采食的飼喂方式，這樣，動(dòng)物從日糧中攝取的可利用養(yǎng)分就為兩部分：每天可利用養(yǎng)分?jǐn)z入量=從精料補(bǔ)充料中的攝取量+從粗飼料中的攝取量，其中從粗飼料中的攝取量占每天可消化養(yǎng)分?jǐn)z入量的比例較為客觀(guān)的反映了粗飼料的現(xiàn)實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和轉(zhuǎn)化效率。根據(jù)營(yíng)養(yǎng)學(xué)原理，動(dòng)物每天從粗飼料攝取的某可利用養(yǎng)分取決于三個(gè)因素，用公式表示如下：每天從粗飼料攝取的某可利用養(yǎng)分=采食量×養(yǎng)分濃度×養(yǎng)分表觀(guān)消化率×可消化養(yǎng)分的表觀(guān)代謝率[3]。通過(guò)對(duì)上述公式的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，僅從數(shù)學(xué)角度講，影響動(dòng)物每天從粗飼料攝取的某可利用養(yǎng)分的4個(gè)因素中的任何一個(gè)每提高1%，其總攝入量均相應(yīng)提高1%，也就是說(shuō)4個(gè)因素對(duì)提高攝入量具有同等的影響力。正因?yàn)槿绱?，結(jié)合動(dòng)物生產(chǎn)過(guò)程提出以下提高秸稈飼料化利用的技術(shù)路線(xiàn)：以秸稈飼料保存利用技術(shù)為切入點(diǎn)，保持其可作為青綠飼料飼喂所具有的良好的適口性，同時(shí)保持其最佳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；以秸稈飼料加工利用技術(shù)為突破口，努力改善劣質(zhì)粗飼料的適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(提高養(yǎng)分含量和可消化性)；以反芻動(dòng)物瘤胃營(yíng)養(yǎng)調(diào)控為重點(diǎn)(同時(shí)也是難點(diǎn))，提高動(dòng)物對(duì)秸稈飼料的消化代謝與利用機(jī)能；以日糧配方技術(shù)和科學(xué)的飼喂技術(shù)為載體和保障，實(shí)現(xiàn)秸稈飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的最大化。

4.2農(nóng)作物秸稈飼料化應(yīng)突破的關(guān)鍵技術(shù)

4.2.1農(nóng)作物秸稈飼料保存技術(shù)

4.2.1.1飼料青貯技術(shù)飼料青貯技術(shù)就是將飼料儲(chǔ)存于密閉環(huán)境中，利用乳酸菌在厭氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生乳酸的不斷積累使青貯物的pH快速下降到3.8～4.2，則青貯物中所有微生物都處于被抑制狀態(tài)，同時(shí)飼料植物的呼吸過(guò)程完全停止，從而達(dá)到使飼料保持原有作為青飼料特有的適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的目的。保證飼料青貯技術(shù)成功與否或者青貯飼料品質(zhì)好壞的關(guān)鍵是必需創(chuàng)造厭氧條件(壓實(shí)要求充分以盡可能減少殘存空氣)并滿(mǎn)足乳酸菌生長(zhǎng)繁殖的最適宜條件(如30 ℃左右的料溫、適宜的含水量、較低的緩沖能力、充分的水溶性碳水化合物等)。

評(píng)價(jià)青貯飼料發(fā)酵品質(zhì)的指標(biāo)主要包括物料損失率、感官指標(biāo)(氣味、顏色、質(zhì)地等)、pH、水分含量等現(xiàn)場(chǎng)評(píng)定指標(biāo)以及有機(jī)酸總量及其構(gòu)成(最重要的是乳酸、乙酸和丁酸的比例)、氨態(tài)氮/總氮比值等實(shí)驗(yàn)室評(píng)定指標(biāo)，一般可分別通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)綜合評(píng)定和實(shí)驗(yàn)室綜合評(píng)定對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定[4-5]。

為了克服青貯過(guò)程中的一些不利因素，保證青貯飼料質(zhì)量，可通過(guò)在青貯原料中添加適宜的青貯添加劑(通過(guò)增加原料中的有益菌種、降解植物細(xì)胞壁增加發(fā)酵底物或降低pH等方式來(lái)促進(jìn)青貯的發(fā)酵過(guò)程)提高青貯飼料的發(fā)酵和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[3]。青貯添加劑的種類(lèi)較多，目前常用的青貯添加劑按作用效果可分為3類(lèi)，即發(fā)酵促進(jìn)劑(主要包括乳酸菌制劑、酶制劑和含碳水化合物較豐富的物質(zhì)等)、發(fā)酵抑制劑(主要包括甲酸、乙酸和丙酸、甲醛等)和營(yíng)養(yǎng)性添加劑(主要包括非蛋白氮、礦物鹽等)[5]

4.2.1.2飼料半干青貯技術(shù)飼料半干青貯技術(shù)是指當(dāng)原料青草風(fēng)干到含水量為40%～55%時(shí)，半干植物細(xì)胞質(zhì)的滲透壓達(dá)到55～60個(gè)大氣壓，這種狀況使某些細(xì)菌如腐敗菌、酪酸菌甚至乳酸菌的生命活動(dòng)接近于生理干燥狀態(tài)，因受水分的限制而被抑制。因此糖分或乳酸的多少以及最終pH高低對(duì)于這種貯存方法已無(wú)關(guān)重要。也就是說(shuō)，對(duì)于青貯原料要求的條件可以放寬；能夠制作青貯的原料范圍可以擴(kuò)大[6]。如在一般青貯法中認(rèn)為不易青貯的原料(如豆科草)也都可以順利青貯。但這種青貯仍需要高度密封的厭氣條件。

4.2.1.3青干草調(diào)制技術(shù)為了克服青綠飼料收獲季節(jié)明顯集中、體積大、含水量高、不耐貯存、不易商品化、無(wú)法異地異季利用等產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)利用的制約因素，利用青綠飼料制作優(yōu)質(zhì)干草是有效途徑之一。青干草調(diào)制是指將天然或者人工栽培的牧草或者飼料作物進(jìn)行適時(shí)收獲后，經(jīng)過(guò)自然或者人工干燥，使之水分快速降到15%～18%以下，成為能長(zhǎng)期保存的草產(chǎn)品的加工過(guò)程。干草調(diào)制的關(guān)鍵是加速牧草干燥3個(gè)階段(水分通過(guò)葉片氣孔散失、通過(guò)葉片和莖桿蠟質(zhì)層散失和植物體內(nèi)束縛水散失)水分快速散失，進(jìn)而縮短干燥時(shí)間，以便最大程度減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失。加速牧草脫水的途徑有機(jī)械烘干、壓扁莖桿和使用干燥劑等方法[7-8]。

4.2.2農(nóng)作物秸稈飼料加工利用技術(shù)農(nóng)作物秸稈種類(lèi)不同其營(yíng)養(yǎng)成分存在較大差異，但均有以下共同特點(diǎn)：(1)容積大，不易貯藏、運(yùn)輸；(2)適口性差；(3)蛋白質(zhì)含量低，僅為2%～6%左右；(4)粗纖維含量高，為20%～44%左右，消化率低；(4)礦物質(zhì)如鈣、磷含量低且不平衡。這在很大程度上制約了其產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。因此對(duì)其進(jìn)行必要的加工是產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)的有效途徑。目前秸稈飼料的加工處理方法很多，主要有物理處理、化學(xué)處理和生物處理[9-10]。

4.2.2.1物理處理物理處理是將秸稈進(jìn)行切斷、壓扁、浸泡粉碎、?；?、蒸煮等處理，這些處理不能改變秸稈的化學(xué)成分，但加壓可以提高秸稈的容重，浸泡可以使秸稈膨脹、軟化，可以提高動(dòng)物的采食量。從瘤胃微生物的消化來(lái)看，這些處理有利于瘤胃微生物在飼料顆粒上的附著以及隨之而來(lái)的生長(zhǎng)繁殖和對(duì)秸稈的消化分解。對(duì)粗飼料的加工并不是加工的越細(xì)越好，粗飼料粉碎過(guò)細(xì)，雖然增加了飼料與微生物的接觸面積，但使飼料在瘤胃的滯留時(shí)間縮短，減少了瘤胃微生物的消化時(shí)間。物理處理雖然對(duì)提高采食量和消化率具有一定促進(jìn)作用，但作用效果相對(duì)有限。

4.2.2.2化學(xué)處理化學(xué)處理包括氨化(液氨氨化、尿素氨化、氨水氨化、硫酸氫銨氨化)和堿化(氫氧化鈉和生石灰等)。秸稈的堿化就是在一定濃度的堿液作用下，打破粗纖維中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素之間的醚鍵或者脂鍵，并溶去大部分的磷酸鹽，溶解與細(xì)胞壁多聚糖結(jié)合的酚醛酸、糖醛酸、乙酰基，增加纖維素之間的空隙度，使細(xì)胞壁膨脹、疏松，增加瘤胃微生物附著的數(shù)目，提高纖維素的降解率[10]。秸稈氨化是利用氨的弱堿性作用使其有機(jī)物與氨發(fā)生氨解反應(yīng)，其中的木質(zhì)素與多糖間的酯鍵遭到破壞，并形成銨鹽，不僅能提高纖維素的降解率，還能給反芻動(dòng)物提供氮源，改善秸稈適口性，但氨化對(duì)秸稈NDF含量和瘤胃降解率的促進(jìn)作用沒(méi)有堿化明顯?；瘜W(xué)處理雖然效果較為明顯，但受其生產(chǎn)工藝限制，目前推廣應(yīng)用存在一定難度，今后應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)展其工業(yè)化生產(chǎn)工藝與設(shè)備研究。

4.2.2.3微生物處理秸稈的生物處理主要包括青貯(前已述及)、酶解、微生物分解(如乳酸桿菌、白腐真菌或細(xì)菌)等。秸稈的生物發(fā)酵是選育某些特殊的生物酶系和酶種, 經(jīng)過(guò)適當(dāng)組合后, 通過(guò)這些酶系和酶種的降解作用, 把秸稈粗纖維中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等大分子碳水化合物降解為低分子的單糖或多糖的過(guò)程[11]。目前的研究認(rèn)為，對(duì)降解秸稈中木質(zhì)素最有效的是白腐真菌。白腐真菌主要利用其自身的木質(zhì)素過(guò)氧化物酶和錳過(guò)氧化物酶，在分子氧參與下，實(shí)現(xiàn)對(duì)木質(zhì)素的徹底氧化。由于生物酶系和酶種改變了秸稈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，降解秸稈粗纖維中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素為低分子的單糖或低聚糖, 轉(zhuǎn)變秸稈中的不可溶性碳水化合物為可溶性碳水化合物，從而解決了飼料原料問(wèn)題，拓寬了秸稈的飼喂范圍。但秸稈的生物發(fā)酵受菌種的篩選、培育與結(jié)合以及發(fā)酵過(guò)程中溫度、酸堿度等因素的限制，也就是說(shuō)微生物發(fā)酵秸稈目前還存在許多局限性，在實(shí)際生產(chǎn)中推廣十分有限。

4.2.3反芻動(dòng)物系統(tǒng)整體營(yíng)養(yǎng)調(diào)控理論和技術(shù)從世界范圍來(lái)看，目前動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)仍然處于傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)發(fā)展階段，但現(xiàn)在又是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)正在由描述為主的科學(xué)向控制科學(xué)轉(zhuǎn)變的歷史時(shí)期，是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)進(jìn)入系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)世紀(jì)的過(guò)渡時(shí)期。

在傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)發(fā)展的早期, 人們將食物或飼料內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)素看成是孤立、靜止不變的?！翱杉有栽瓌t”就是這種營(yíng)養(yǎng)觀(guān)的具體反映。隨著動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的不斷發(fā)展, 這種傳統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)素觀(guān)正在被動(dòng)搖。營(yíng)養(yǎng)素互作, 特別是飼料或營(yíng)養(yǎng)素之間的組合效應(yīng)的揭露為新?tīng)I(yíng)養(yǎng)素觀(guān)的形成提供了實(shí)踐依據(jù)。另外，傳統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)把動(dòng)物看成是“簡(jiǎn)單的機(jī)器”，只表觀(guān)地看到動(dòng)物整體，抹煞動(dòng)物本身的營(yíng)養(yǎng)潛力，抹煞機(jī)體內(nèi)部不同層次對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用的重要影響，抹煞機(jī)體——環(huán)境這一生態(tài)系統(tǒng)的巨大的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控作用。反芻動(dòng)物系統(tǒng)整體營(yíng)養(yǎng)調(diào)控的理論和技術(shù)就是在這種背景下提出并被廣泛應(yīng)用于反芻動(dòng)物的生產(chǎn)實(shí)踐中[12]。

反芻動(dòng)物系統(tǒng)整體營(yíng)養(yǎng)調(diào)控是指通過(guò)營(yíng)養(yǎng)或非營(yíng)養(yǎng)的綜合措施, 為機(jī)體創(chuàng)造有利條件, 通過(guò)對(duì)機(jī)體不同層次的營(yíng)養(yǎng)過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制, 積極挖掘和調(diào)動(dòng)機(jī)體本身的營(yíng)養(yǎng)潛力, 使其向人們希望的方向發(fā)展, 達(dá)到整體營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)和控制的目標(biāo)。反當(dāng)動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控主要包括瘤網(wǎng)胃調(diào)控、瘤胃后調(diào)控和組織細(xì)胞代謝調(diào)控共3級(jí)調(diào)控，其目標(biāo)是通過(guò)調(diào)控進(jìn)一步提高動(dòng)物機(jī)體本身對(duì)飼料的消化率、代謝率和轉(zhuǎn)化效率。

為提高秸稈飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值所進(jìn)行的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)主要集中在瘤網(wǎng)胃調(diào)控方面，其調(diào)控措施主要包括充分滿(mǎn)足瘤胃微生物的營(yíng)養(yǎng)源、控制瘤胃微生物區(qū)系組成、創(chuàng)造適宜的瘤胃微生物發(fā)酵內(nèi)環(huán)境等方面。

4.2.4反芻動(dòng)物日糧配方優(yōu)化技術(shù)和飼喂技術(shù)反芻動(dòng)物日糧配方優(yōu)化技術(shù)的核心是在有效保證日糧營(yíng)養(yǎng)性的基礎(chǔ)上追求日糧成本的最小化，而為了保證日糧營(yíng)養(yǎng)性就不得不考慮飼料間的組合效應(yīng)，只有最大程度的發(fā)揮飼料間的正組合效應(yīng)才能有效保證日糧的營(yíng)養(yǎng)性并實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性，故從這個(gè)意義上講，可以說(shuō)反芻動(dòng)物日糧配方優(yōu)化技術(shù)其實(shí)質(zhì)是反芻動(dòng)物系統(tǒng)整體營(yíng)養(yǎng)調(diào)控理論在日糧配制過(guò)程中的具體應(yīng)用?？茖W(xué)的飼喂技術(shù)，主要包括飼喂頻次、干濕飼喂和飼喂順序等具體問(wèn)題的科學(xué)決策，其實(shí)質(zhì)同樣是通過(guò)采用最科學(xué)的飼喂技術(shù)，一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)瘤網(wǎng)胃的調(diào)控，以期提高粗飼料(主要是秸稈飼料)的消化利用率。因此，反芻動(dòng)物日糧配方優(yōu)化技術(shù)和飼喂技術(shù)，必須以反芻動(dòng)物系統(tǒng)整體營(yíng)養(yǎng)調(diào)控理論為指導(dǎo)，力求技術(shù)的科學(xué)化、實(shí)用化和可操作性。

5結(jié)語(yǔ)

提高農(nóng)作物秸稈飼料化利用是一項(xiàng)個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)以及社會(huì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，因此需要全社會(huì)的關(guān)注，尤其是需要農(nóng)業(yè)種植業(yè)領(lǐng)域、畜牧業(yè)領(lǐng)域以及其它各相關(guān)行業(yè)和部門(mén)的共同努力和通力協(xié)作。但就農(nóng)作物秸稈飼料化而言，影響秸稈利用的因素包括飼料本身的品質(zhì)好壞(營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的高低)以及動(dòng)物對(duì)其消化利用能力兩個(gè)方面。為了提高秸稈飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和轉(zhuǎn)化效率，就必須以秸稈飼料保存利用技術(shù)為切入點(diǎn)，保持其可作為青綠飼料飼喂所具有的良好的適口性，同時(shí)保持其最佳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；以秸稈飼料加工利用技術(shù)為突破口，努力改善劣質(zhì)粗飼料的適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；以反芻動(dòng)物瘤胃營(yíng)養(yǎng)調(diào)控為重點(diǎn)，提高動(dòng)物對(duì)秸稈飼料的消化代謝與利用機(jī)能；以日糧配方技術(shù)和科學(xué)的飼喂技術(shù)為載體和保障，實(shí)現(xiàn)秸稈飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的最大化。

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Technical Route and Key Technology of

Crop Straws as Feed Application

WANG Yong-jun1*, GUO Hang2, TIAN Xiu-e1

(1.NorthwestA&FUniversity,YanglingShaanxi, 712100;

2.ShaanxiProvincialInstituteofAgriculturalEngineeringInvestigationandDesign,Xi'anShaanxi, 710068)

Abstract:The paper described crop straws resources and its application in northern China, in the meantime, it systematically analyzed the major factors restricting crop straws as feed utilization from the perspective of nutrition and economy. Based on the above, it proposed the general train of thought and animal husbandry technical route for accelerating the process of crop straws as feed utilization in northern China, and briefly introduced the key technology for breakthroughs in the process.

Key words:straw; feed utilization; technical route; key technology

[文章編號(hào)]1005-5228(2015)12-0006-06

[中圖分類(lèi)號(hào)]S811.5

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[作者簡(jiǎn)介]王永軍(1964-)，男，陜西禮泉人，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)。E-mail：dkxywyj@163.com

[基金項(xiàng)目]北方作物秸稈飼用化利用技術(shù)研究與示范(項(xiàng)目編號(hào)：201503134)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(201303059)

*[收稿日期]2015-02-02修回日期：2015-02-10