秸稈飼料的處理方法匯總
2014-7-28 飼料人才網

我國秸稈資源豐富,開發潛力大,且近年來發展很快。物理方法對秸稈利用率低,應用推廣上受到限制;化學方法優點明顯,但有一定的環境污染,今后在研發的同時,應加大這方面的研究;生物技術,如酶法與微生物發酵法等,目前仍以實驗研究為主,應用于工業生產的尚不是很多。其中生物發酵技術仍未找到秸稈降解的有效途徑,局限性較大。
1 秸稈飼料開發利用技術
目前秸稈飼料開發利用技術主要有物理處理技術、化學處理技術和生物處理技術等。
1.1 物理處理技術
物理處理技術借助人工或機械手段,對秸稈的外形及結構進行改變,不改變玉米秸稈的化學組成。如草粉加工技術是將作物秸稈粉碎成草粉,是加工調制秸稈最簡便有效的技術,可大大提高作物秸稈飼料的利用率,增加牲畜的采食量。
膨化技術是將原料裝入密閉容器中通過熱飽和蒸汽加壓,經一定時間的高壓熱處理,瞬間泄壓后可成為膨化飼料,膨化后易吸收的無氮浸出物含量提高,粗纖維與酸性洗滌纖維下降,產生出結構疏松、多孔、酥脆的膨化物,且適口性好。
熱噴處理是將秸稈裝入熱噴機內,在一定的熱飽和蒸汽下,經一定時間后使秸稈受到高溫高壓處理,然后突然降壓,使物料從機內噴爆而出,從而改變其結構和某些化學成分,并消毒、除臭,使物料可食性和營養價值提高。
秸稈顆粒飼料加工技術,
物理處理技術是傳統的處理技術,操作簡單,在廣大農村有著廣闊的天地。但由于不能提高秸稈的營養價值成分和消化率,因而近年來隨著人們對飼料的要求日益提高,有逐漸被淘汰的趨勢。
1.2 化學處理技術
化學處理技術是通過添加化學試劑,破壞秸稈細胞中半纖維素與木質素形成的共價鍵,以利于動物體內微生物對纖維素與半纖維素的分解,從而達到提高秸稈消化率與營養價值的目的。化學處理主要包括氨化加工技術、堿化加工技術、酸貯加工技術、氧化技術和復合化學技術等。
1.2.1 氨化加工技術
氨化加工技術主要是用一定比例的氨水、尿素或異尿素等溶液進行氨化處理,改善原料的適口性,提高消化率及營養價值。具體處理方法是,先將秸稈切成2~3cm長,秸稈含水量調整在30%左右,按每l00kg秸稈飼料加上15%的氨水12~15kg。分層壓實,逐層噴灑,最后封嚴。在25~30℃下經7d氨化即可開封,飼喂前一天將氨化飼料扒出,放晾一段時間后方可飼喂,但放置時間不宜過長。
楊宗沛對農作物秸稈進行氨化處理,并從理論與實踐分析中得出,氨化秸稈飼料的可行性及氨化處理可提高秸稈的消化率、利用率和營養價值。劉暢利用秸稈加工氨化飼料試驗,對奶牛進行飼養實踐研究,認為氨化處理可以提高秸稈的含氮量、消化率和牲畜的采食量,且飼喂安全,飼料轉化率高,飼料成本低。此外將豆秸經過氨化后,中性洗滌和纖酸性洗滌木質素含量分別降低,而采食量和干物質瘤胃有效降解率分別得到提高。
氨化處理是經濟簡單而且實用的秸稈飼料化學處理技術。氨化秸稈飼料中含有大量的胺鹽,是牛、羊等反芻動物瘤胃微生物的良好營養源,可增加粗蛋白,提高粗纖維的消化率及利用率,同時可以降低精飼料的消耗。但這種技術對于纖維素、半纖維素和木質素的酵解作用比較少,一般只能喂養牛、羊等反芻動物。在制作氨秸稈時的氨源用量大,在喂飼后,有可能導致動物氨中毒,并對人體健康及環境存在潛在威脅。
1.2.2 堿化加工技術
堿化處理通常用氫氧化鈉、生石灰或熟石灰等堿性物質進行處理,使飼料纖維內部的氫鍵結合變弱,打破粗纖維中纖維素、半纖維素、木質素之間的醚鍵或酯鍵,并溶去大部分木質素和硅酸鹽,便于牲畜胃液滲入,有利于反芻動物對飼料的消化。
氫氧化鈉處理是將秸稈放在盛有15%氫氧化鈉溶液池內浸泡24h時,然后用水反復沖洗,晾干后喂反芻家畜。石灰處理可采用浸泡法,在100L水加1kg生石灰,不斷攪拌待其澄清后,取上清液,按溶液與飼料1:3的比例在缸中攪拌均勻后稍壓實。夏天,一般只需30h即可喂飼,冬天一般需80h;也可采用噴淋法,在鋪有席子的水泥地上鋪上切碎的秸稈,用石灰水噴灑數次,然后堆放、軟化,1~2d后取用。
日本將秸稈在熟石灰水中浸泡24h,擠出水分,在一定條件下得到優質秸稈飼料。堿化加工技術成本低、方法簡便、效果明顯,經處理后的秸稈消化率得到提高。但處理后秸稈鈣多磷少,需注意補磷。同時處理過程中的沖洗水等會對環境造成污染,應注意合理開發利用此項技術。
1.2.3 酸貯加工技術
酸處理和堿化處理相似,在貯料上噴灑某種酸性物質,或用適量磷酸拌入青飼料儲藏后,再補充少許芒硝。處理后使飼料增加含硫化合物,有助于增加乳酸菌的生命力,提高飼料營養,并抵抗雜菌侵害。
也可將秸稈粉碎后經球磨機磨成粉,用鹽酸將物料拌濕,使秸稈中的粗纖維酸解,裝入轉化室,通入蒸汽升溫,取出后用等當量燒堿中和。可使干秸稈適當軟化,增加適口性,提高消化率。這種技術生產工藝相對比較復雜,腐蝕和污染重,并且在高溫酸解過程中,蛋白質凝固不易分解,難以被非反芻動物消化吸收。目前國內在此方面應用較少,通常是將其與其他技術綜合應用。
1.2.4 氧化技術
氧化處理主要指利用SO2、O3及堿性過氧化氫(AHP)等化學試劑處理秸稈,破壞木質素分子間的共價鍵,溶解部分半纖維素和木質素,使纖維基質中產生較大孔隙,從而增加纖維素酶和細胞壁成分的接觸面積,提高飼料消化率。效果較好,但成本太高。因此國內在此方面的研究幾乎沒有。
1.2.5 復合化學技術
復合化學處理融合了堿化處理對木質素分解效果好,而氨化處理增加瘤胃微生物蛋白合成量的優點。克服了堿化處理殘留堿量高和氨化處理對木質素軟化作用差的缺點,可提高采食利用率、含氮量及粗蛋白。研究發現,以酸化、堿化以后再膨化處理的玉米秸稈為主要原料,接種木霉菌和酵母菌,進行混合發酵生產單細胞蛋白。在優化條件下,產品蛋白質含量得到提高,纖維素和木質素降解率增加,產品纖維素酶活性升高。
化學處理技術是提高秸稈和其他低質粗飼料消化率有效的方法。但化學處理技術一般均有一定的環境污染,使這種技術不能很好地推廣,應引起今后研究者的注意。
1.3 生物處理技術
生物處理技術是目前最受關注的秸稈處理方法,其原理是借助微生物的作用,在厭氧狀態或混合狀態下發酵。處理過程中可抑制或殺死各種微生物,降解碳水化合物,發酵后變成帶有酸、香、酒味家畜喜食的飼料,提高飼料的適口性,使纖維素和木質素降解率升高,產品纖維素酶活性增加。目前生物處理技術主要有酶處理、青貯加工和微貯加工三種技術。
1.3.1 酶處理技術
酶處理主要是通過一種新型秸稈發酵添加劑———酶制劑提高秸稈飼料的利用率。一般使用的酶制劑主要有淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶等,能降解秸稈中的纖維素、半纖維素、淀粉等多糖成分為單糖,有效提高秸稈飼料利用率。試驗組郭星木等以綠色木霉、青霉菌纖維素液體發酵液發酵的玉米秸稈,和以玉米秸稈作為粗飼料分別飼喂成年梅花鹿公鹿。結果表明:在飼喂精飼料相同的條件下,發酵玉米秸稈飼喂的成年梅花鹿公鹿平均增重及產茸量均有顯著提高。宋玉魁等研究添加保康生酶制劑對玉米秸稈青貯品質和奶牛生產性能的影響,發現添加保康生酶制劑的青貯玉米秸稈的感官品質和營養指標得到改善,酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維分別下降,平均產奶量提高。
對秸稈進行酶處理,在理論上有較好的轉化率,但成本較高,不易推廣。相信隨著酶工程技術的不斷發展,酶制劑的應用越來越受到人們的重視,酶處理技術將成為今后的主要研究與發展方向。
1.3.2 青貯加工技術
是將新鮮植物通過微生物(主要是乳酸菌)在厭氧條件下發酵,秸稈中的淀粉和可溶性糖轉化成有機酸(主要是乳酸)。當乳酸在青貯原料中積累到一定濃度時就能抑制腐敗菌的生長,并阻止原料中養分被微生物分解破壞,從而很好地將秸稈中的養分保留下來,以便秸稈長期保存。
青貯加工技術既減少了秸稈資源的浪費和污染,又在一定程度上解決了肉牛養殖在冬春季節飼草短缺的問題。如李文彬等用全貯、青貯、黃貯和微貯四種玉米秸稈飼料進行育肥牛試驗,對照組飼喂玉米秸稈。結果表明,玉米秸稈全貯、青貯、黃貯和微貯后飼喂肉牛經濟效益有不同程度的提高。秸稈飼料的青貯加工是使秸稈長期保持其營養特性的簡單、可靠、經濟的方法。具有保持青綠多汁、消化性強、適口性好、可以長期保存、單位容積貯量大及受氣候影響小等特點。
1.3.3 微貯加工技術
微貯加工和酶處理的原理基本相似,是通過選育某些特殊的生物酶和菌株,經過適當組合后,利用微生物將玉米秸稈中的纖維素、半纖維素等大分子碳水化合物降解并轉化為低分子的單糖或多糖,糖類經有機酸發酵菌轉化為乳酸和揮發性脂肪酸。研究表明,采用微貯技術制作的微貯玉米秸稈飼料,其品質無論是理化指標,還是感官指標均明顯優于傳統方法制作的玉米秸稈青貯飼料。
這一技術成本低、效益高,適口性好。秸稈經微貯處理后變得柔軟,并具有酸香味,能刺激家牛羊等家畜的食欲,提高采食量。具有飼養成本低,不受季節限制,保存時間長,不易發霉腐敗,安全可靠,無毒無害等特點。從根本上解決了秸稈的有效利用問題,拓寬了飼料應用的范圍。
生物處理技術在很多方面都具有優勢,如不需復雜的設備和消耗過多的能量,也不需高溫、高壓、強堿和強酸等條件。微生物的來源廣泛,投資少,容易獲得理想菌株,且微生物生長速度快,生產周期短,可以連續進行,不受氣候條件,生產季節變化的影響,操作簡單。微生物蛋白含量高,還有豐富的氨基酸、輔酶等。半纖維素和木質素的降解率也得到提高。節約化工原料、能源和不污染環境等。

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