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秸秆的种类与成分,广义上的秸秆不仅包括农业生产过程中的废弃物

放大字体  缩小字体   网站:中国农林科技网  来源:乡村三农小书屋  发布日期:2019-10-01
核心提示:广义上的秸秆不仅包括农业生产过程中的废弃物,还包括农产品加工过程中的副产品,具体包括:①禾本科作物秸秆,包括大麦秸、燕麦

广义上的秸秆不仅包括农业生产过程中的废弃物,还包括农产品加工过程中的副产品,具体包括:①禾本科作物秸秆,包括大麦秸、燕麦秸、小麦秸、黑麦秸、稻草、高粱秸、玉米秸以及薯类藤蔓等;②豆类茎秆,包括黄豆秸、蚕豆秸、豌豆秸、豇豆秸、花生藤蔓等;③亚热带植物副产品,包括甘蔗渣、西沙尔麻渣、香蕉秆和叶等;④农作物加工过程中的副产品,包括玉米芯、各种麦类的糠、水稻的谷壳和米糠等。

一、玉米秸秆

稻谷、玉米和小麦并称为我国三大主要粮食作物,据统计,2012年我国玉米产量超过稻谷,成为我国第一大粮食作物品种。玉米在我国的分布很广,目前我国玉米种植面积和总产仅次于美国,并且主要集中在东北、华北和西南地区,东北是我国玉米的主要产区(见图1-1)。

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图1-1 玉米优势区域布局示意图(2008年)

随着我国畜牧业的迅速发展,玉米已不仅是人类的口粮,玉米及其副产品已经成为重要的牲畜饲料和工业生产原料。作为玉米主要的副产物——玉米秸秆(图1-2)的产量十分巨大。我国常年种植玉米3334万公顷,秸秆产量按每公顷6~7.5吨计算,每年可生产秸秆2亿~2.5亿吨,据统计,2012年玉米总产量约为2.08亿吨,若按照玉米秸秆与玉米籽粒的比值(草谷比)为1.2~2计算,玉米秸秆总产量可达2.5亿~4.16亿吨。各省玉米秸秆产量估计值如表2-1所示。

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图1-2玉米秸秆

表2-1 玉米主要产区秸秆产量估计值

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注:引自2011年中国农业年鉴。

玉米秸秆产量如此巨大,使其在养牛生产中作为饲料资源利用具有巨大的潜力。与小麦秸、稻秸等作物秸秆相比,玉米秸秆的粗蛋白和无氮浸出物的含量更高、粗纤维含量更低,因此,作为牛饲料的营养价值高于其他秸秆。但其营养成分含量也因多种因素的不同而异。

1.玉米品种对玉米秸秆营养成分含量的影响

目前,玉米品种主要包括普通玉米、饲用玉米(高油玉米、高蛋白玉米、分蘖玉米)等。

高油玉米是指含油(粗脂肪)量超过5%的玉米(见图1-3)。我国的高油玉米品种,如高油115、高油298、高油647等,其产量已与大田推广的普通玉米持平,最高含油量已达10%以上,个别群体含油量有望超过20%。高油玉米的含油量、总能量水平和蛋白质含量均高于常规玉米(表2-2),并且含有较高的维生素A、维生素E。除此之外,该品种还具有秸秆优质的特征,在籽粒生理成熟时,其茎、叶、秸秆仍然保持碧绿多汁,有较高的粗蛋白含量和其他营养成分,可作青饲或青贮,是草食动物的优质饲料。

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图1-3 高油玉米

表2-2 高油玉米秸秆与普通玉米秸秆的营养成分含量比较

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注:普通玉米数据来源于《肉牛饲养标准(2004年版)》;高油玉米数据来源于穆秀明等(2011),不同类型玉米品种秸秆饲用价值的差异(黑龙江畜牧兽医)。

高蛋白饲料玉米约含有40%的极易消化的谷蛋白和均衡比例的亮氨酸、异亮氨酸,赖氨酸等必需氨基酸,其可食用氨基酸的含量接近普通玉米的2倍。其秸秆含粗蛋白7.8%~10.54%,平均9.2%,比普通玉米秸秆(3.0%~5.9%)高3.3%~6.2%;秸秆含脂肪1.49%,粗纤维22.3%~31.9%,总糖15%左右。

饲用玉米主要包括青贮专用型、粮饲兼用型、粮饲通用型等,我国目前种植的此类玉米的品种较少,主要包括北方春播玉米区、黄淮海夏播玉米区、西南山地丘陵玉米区、南方丘陵玉米区和西北灌溉玉米区的若干品种。

2.秸秆组成对玉米秸秆营养成分含量的影响

玉米秸秆主要包括茎秆、叶、芯、苞叶等形态部位,各部位的营养物质组成和消化率差异很大。从化学成分来看,茎秆部分的粗蛋白含量较低,纤维素和灰分含量最高,因而消化率最低。叶片的灰分和纤维素含量较低,消化率较高,因而叶片的营养价值高于鞘和茎秆。经测定,玉米秸各部位的干物质消化率,茎为53.8%,叶为56.7%,芯为55.8%,苞叶为66.5%,全株为56.6%。因此,含叶片较多的玉米秸秆营养价值较高,而含茎秆和玉米芯较多则营养价值较低。

3.收获期对玉米秸秆营养成分含量的影响

玉米在不同成熟期刈割,其秸秆的营养成分差别很大。从乳熟期到完熟期,秸秆不断发生老化,表现为干物质和难以消化的粗纤维成分增加,而蛋白质成分减少(表2-3),其他如糖、淀粉、维生素等可消化的成分也不断减少,尤其是收穗后的秸秆,适口性、消化率和营养价值更低。

表2-3 收获期对青贮玉米秸秆的营养成分含量的影响

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注:引自蔡元等(2011),收获期和酶制剂对青贮玉米秸秆品质影响的研究(畜牧兽医杂志)。

玉米秸秆的总体利用价值体现在秸秆产量和质量同时达到最佳。玉米籽粒在乳熟期(2/4乳线期)至蜡熟期(4/4乳线期)时,玉米秸秆的含水量为60%~69%,为制作青贮的最佳水分含量,并且此时干物质产量亦较高,可以作为饲用玉米秸秆的最佳刈割时间。

4.加工方式对玉米秸秆营养成分含量的影响

长期以来,玉米秸秆就是牲畜的主要粗饲料之一,特别是经青贮、黄贮、氨化及糖化等处理后,可提高利用率,效益更加可观。玉米秸秆中所含的消化能为2235.8千焦/千克,且营养丰富,总能量与牧草相当。

对玉米秸秆进行精细加工处理,制作成高营养饲料,不仅有利于发展畜牧业,而且通过秸秆过腹还田,更具有良好的生态效益和经济效益。以下列出几种主要秸秆处理方法对秸秆营养构成的影响。

(1)青贮 青贮是目前加工玉米秸秆最常用的方法之一(图1-4)。青贮可以不添加其他物质,加工过程简单、成本低廉,并且能提高玉米秸秆的适口性、营养价值和保存时间。青贮使玉米秸秆柔软多汁、酸香可口,并且可以提高秸秆纤维的消化率,增加粗蛋白的含量。玉米青贮前后营养成分的变化见表2-4。

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图1-4 青贮玉米秸秆

表2-4 青贮对玉米秸秆营养物质含量的影响

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(2)添加剂青贮 青贮过程中可以使用添加剂,添加剂包括微生物、酶制剂和酸化剂等。

微贮是采用微生物降解秸秆饲料纤维类物质、生成糖类并最终转化为有机酸等物质的方法。在微生物的发酵作用下,玉米秸秆的柔软性和膨胀度增加,具酸香味,适口性提高,粗蛋白等营养物质含量增加,饲喂价值提高。常用的微贮菌种包括乳酸菌、纤维分解菌、酵母菌、芽孢杆菌等。微贮与青贮的区别在于,青贮原料通常是青绿多汁饲料,可以不添加其他成分进行制作;而微贮原料比较宽泛,可以是干秸秆,通常需要添加菌种和辅助物质。

酶制剂是指从生物中提取的具有催化化学反应特性的高效生物活性物质,处理秸秆所选用的酶制剂通常包括纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶等,能把饲料中大分子的纤维素、半纤维素等分解成易消化吸收的低分子化合物和葡萄糖,提高蛋白质含量,降低粗纤维含量(表2-5),从而提高饲料利用率,改善饲料品质。

表2-5 添加纤维素酶对玉米秸秆营养成分的影响

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添加酸化剂制成的酸贮玉米秸秆营养价值丰富,气味酸香,适口性强,质地柔嫩,易于消化,酸贮玉米秸秆的水分含量低,适口性好,牛的干物质采食量大。总体营养水平显著高于风干的玉米秸秆(表2-6)。酸化剂为应用于饲料的有机酸和无机酸及其复合产品等,可以降低pH值、氨态氮含量,提高乳酸含量,提高青贮品质。

表2-6 酸贮对玉米秸秆营养成分的影响

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注:引自张若寒等(2005),酸贮玉米秸秆对奶牛生产性能影响的初步探讨(中国畜牧杂志)。

(3)氨化 一般在秸秆原料中加入秸秆干物质3%~4%的含氮物质,厌氧发酵后可以提高玉米秸秆的粗蛋白含量,降低纤维物质含量(表2-7),并提高粗纤维的消化率,促进牛瘤胃微生物蛋白的合成。氨化所用秸秆的品质越差,氨化后营养价值提高的幅度越大,而对于品质较好的秸秆可以不进行处理。

表2-7 尿素处理对玉米秸秆营养成分的影响

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注:引自臧艳运等(2012),添加丙酸和尿素对玉米青贮品质的影响(草业科学)

(4)碱化 碱化处理,指在秸秆原料中添加一定量的碱进行处理。一般常用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等,其中以氢氧化钠效果最好。秸秆在碱的作用下,可以使纤维素与木质素之间发生断裂、膨胀,溶解一部分半纤维素,使纤维素膨胀,破坏细胞层之间的连接,也就是使秸秆的纤维变软,含量降低(表2-8),为瘤胃微生物接近和分解纤维素创造了条件。又因为碱的氢氧根有利于瘤胃中纤维素酶的分解,所以能够提高牛对秸秆的消化率。

表2-8 碱化处理对玉米秸秆营养成分的影响

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注:引自孙国强等(2012),不同水平尿素、氢氧化钙对玉米秸纤维含量的影响(中国奶牛)。

(5)热喷和膨化 热喷即罐式膨化,可将玉米秸秆粗纤维含量由32.68%降低到30.06%(表2-9),秸秆消化率由处理前的52%提高到64%左右。但其设备复杂、占地面积大、所需费用高,未能广泛应用。而挤压膨化相比较则更适合进行该种秸秆饲料的处理。

表2-9 膨化对玉米秸秆营养成分的影响

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注:引自王宏立等(2007),挤压膨化技术在秸秆饲料加工中的应用(农机化研究)。

(6)生物技术 近年来,为了更好地利用秸秆饲料,提高其营养利用率,各种生物技术也逐步应用于秸秆处理中,比较突出的是利用真菌分解秸秆中纤维类物质的方法。秸秆中牛很难消化的木质素与纤维素间形成的坚固酯键,阻碍了瘤胃微生物对纤维素的降解。而白腐真菌具有降解木质素和纤维素的能力,使秸秆饲料变得香甜可口,易于消化吸收。表2-9中列出了白腐真菌处理50天后玉米秸秆纤维类物质的相对降解率,不同属的菌种在纤维素、半纤维素和木质素上的作用各有侧重,但会提高秸秆的粗蛋白含量(表2-11)。

表2-10 白腐真菌处理50天后玉米秸秆纤维类物质的相对降解率

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注:引自王宏勋等(2006),白腐菌选择性降解秸秆木质纤维素研究(华中科技大学学报,自然科学版)。

表2-11 白腐真菌对玉米秸秆粗纤维和粗蛋白含量的影响

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注:引自张爱武等(2012),白腐菌发酵玉米秸秆最佳条件研究(西北农林科技大学学报,自然科学版)。

5.其他因素对玉米秸秆营养成分含量的影响

土壤、气候、水源和施肥等因素对玉米秸秆营养成分也有不同程度的影响。

二、麦类秸秆

麦类秸秆是麦类收获后,脱去麦粒剩余的根、茎、叶、谷壳部分,也称麦秆,俗称麦根、麦草等。麦类收获时,其秸秆处于成熟阶段,细胞壁木质化程度很高,牛瘤胃难以消化的木质素含量高达31%~45%,木质素与纤维素和半纤维素紧密结合,降低了麦类秸秆的消化率。因此,麦类秸秆越老,成熟度越高,消化率越低;一般牛的消化率均不超过50%,饲料消化能在7.7~10.5兆焦/千克之间。麦类秸秆的主要化学成分见表2-12。

表2-12 几种不同麦类秸秆的主要化学成分

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与玉米秸秆相比,麦类秸秆的粗纤维含量更高,约为玉米秸秆的1.5倍,粗蛋白含量更低,约为玉米秸秆的1/3,因此,其营养价值低于玉米秸秆,是质量较差的一类粗饲料。但在6月份以后,农户贮存的玉米秸秆逐渐吃完,粗饲料短缺。而夏季收获的大量麦类秸秆资源丰富,在进行适宜的加工处理后,可以作为粗饲料进行利用。与玉米秸秆一样,麦类秸秆的处理方法也包括物理法、化学法和生物学法等。

1.小麦秸秆

小麦是我国三大粮食作物之一,2012年我国小麦产量约1.2亿吨,按照草谷比0.6~1.2计算,我国2012年小麦秸秆产量约为0.72亿~1.44亿吨。因此,小麦秸秆(图2-7)的数量在麦类秸秆中数量最多,资源最丰富,利用潜力最大,收割后可打捆贮藏和运输(图2-8和图2-9)。但麦类秸秆的营养价值普遍较低。小麦秸秆的营养物质含量约为干物质95%、粗蛋白3.6%、粗脂肪1.8%、粗纤维41.2%、无氮浸出物40.9%、灰分7.5%。其木质素含量约为5.3%~7.4%,纤维类物质含量约为73.2%~79.4%。

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图1-5 小麦秸秆

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图2-6 小麦秸秆收割

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图2-7 小麦秸秆捆

(1)品种对小麦秸秆营养成分含量的影响 小麦按播种季节可分为冬小麦和春小麦两种,我国以冬小麦为主,其播种面积占90%以上,而春小麦不到10%。冬小麦主要分布在我国华北及其以南的温暖地区,一般是秋播春末收或冬种夏收;春小麦主要分布在我国北方地区,一般是春播秋收。春小麦比冬小麦秸秆粗纤维含量低,可利用营养物质稍高,因而营养价值优于冬小麦(表2-13)。但利用小麦秸秆喂牛时,还应考虑小麦的收获季节。

表2-13春小麦和冬小麦秸秆营养成分比较

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(2)不同部位对小麦秸秆营养成分含量的影响 小麦秸秆主要包括小麦的茎、叶、穗、节等形态部位。各部位的组成成分大不相同,如表2-15所示,小麦秸秆的穗部的木质素和半纤维素含量最高,木质素是秸秆中难以消化利用的成分,因此麦穗的营养价值最低;而茎秆和麦节部分的纤维素含量最高,其消化率相应较低;小麦的叶片部分纤维类物质含量最低,消化率和营养价值相对较高。经测定,小麦叶的消化率约为70%,节为53%,麦壳为42%,茎为40%。从化学成分来看,叶片的营养价值高于鞘和茎秆,但小麦秸秆的茎秆占全植株的50%以上,而叶片和叶鞘各仅占1/4左右,因此,小麦秸秆的营养价值更多取决于茎秆的质量。

表2-14 小麦秸秆不同部位的营养成分含量

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注:引自赵蒙蒙等(2011),几种农作物秸秆的成分分析(材料导报)。

(3)加工方式对小麦秸秆营养成分含量的影响 与大麦和燕麦秸秆相比,小麦秸秆的粗纤维含量更高,粗蛋白、钙、磷含量更低,因而饲喂价值更低,用小麦秸秆喂牛时必须经过适当的加工处理。小麦秸秆的处理方法包括碱化、氨化、复合处理(碱化+氨化)、黄贮、膨化压块等。

①氨化。小麦秸秆含氮量低,粗蛋白含量只有3%~5%,氨化处理可使秸秆含氮量增加1~1.5倍,粗蛋白含量达到6%~9%以上(表2-16),喂牛效果提高1倍左右。同时,氨可以破坏小麦秸秆的纤维结构,从而使其粗纤维含量降低10%左右,提高牛的采食量和消化率20%左右。另一方面,氨化处理使秸秆中的纤维物质膨胀,空隙度增大,渗透性提高;因此,氨化后的小麦秸秆质地柔软、蓬松、颜色有所加深,具糊香味,适口性提高。并且,氨化后小麦秸秆的脆性增加,秸秆易消化、易碎,有利于牛对秸秆的物理性消化,因而可以提高秸秆的采食量和消化率。氨化秸秆方法简便、成本低,适于对小麦秸秆进行加工,但氨化小麦秸秆单独饲喂仍不能满足牛的营养需要,需要搭配精料(玉米、麸皮、糟渣、饼粕等)饲喂。

表2-15 氨化对小麦秸秆营养成分的影响

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②碱化。麦秸中木质素和硅酸盐的含量占有机物的30%以上,碱化处理可以有效破坏植物细胞壁成分,提高木质素等纤维类物质的消化率,饲喂效果可以提高1倍。

③氨碱复合处理。麦秸碱化所用的强碱氢氧化钠价格较高、污染较大,现在常用生石灰和石灰水等替代,同时结合尿素氨化和添加食盐等进行复合处理,效果更好。氨化和碱化复合处理小麦秸秆可以提高小麦秸秆的粗蛋白含量,降低纤维物质尤其是木质素的含量(表2-16),提高小麦秸秆的消化率和营养价值,降低成本和减少环境污染。处理后的秸秆柔软、具酸香味,适口性提高。

表2-16 尿素和氢氧化钙复合处理对小麦秸秆营养成分的影响

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注:引自孟庆翔等(1999)。

④添加剂黄贮。小麦秸秆收获时茎秆干黄,含水量低,不适合进行青贮,可以进行黄贮。小麦秸秆黄贮时加入添加剂如益生菌(微贮)、酶制剂和酸化剂等,可以提高黄贮效果,提高小麦秸秆的适口性,降低小麦秸秆中纤维类物质尤其是半纤维素的含量,提高粗蛋白含量和小麦秸秆的营养价值。表2-18列出的是孟庆翔教授等测定的微贮后小麦秸秆营养成分变化的数据。添加纤维素酶后小麦秸秆营养成分的变化见表2-18。

表2-17 微贮对小麦秸秆营养成分的影响

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注:引自孟庆翔等(1999)。

表2-18 纤维素酶对小麦秸秆黄贮营养成分的影响

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注:引自孙娟娟等(2007),不同添加剂处理对小麦秸黄贮饲料发酵品质的影响(中国畜牧杂志)。

(4)白腐真菌处理 采用生物技术手段加工小麦秸秆也是近年来研究的趋势之一。目前研究较多的也是采用白腐真菌分解小麦秸秆纤维成分的方法,不同品种的白腐真菌对小麦秸秆营养成分含量的改善效果也不相同。

2.大麦秸秆

大麦(图1-8)在我国的分布很广,栽培面积仅次于水稻、小麦和玉米,占谷类作物的第四位。大麦为禾本科一年生草本作物,一般分为春大麦和冬大麦两类,按稃皮有无分为皮大麦和裸大麦(青稞)。我国大麦分布广泛,但主要产区相对集中,包括北方春大麦区、青藏高原裸大麦区和黄、淮以南秋播大麦区等。大麦秸秆是收获大麦籽粒的副产品(图1-9),其营养价值虽低于大麦干草、大麦籽粒、大麦芽,但仍高于一般谷类作物的秸秆,大麦麦秆柔软且适口性好,是草食家畜的良好饲料,长期饲喂可提高乳脂,增加胴体中的硬脂肪含量。大麦秸秆未经处理时消化率一般低于50%,经过碱化、氨化和微生物处理后,消化率可达70%左右。

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图2-8 大麦

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图1-9 大麦秸秆

(1)品种对大麦秸秆营养成分含量的影响 不同大麦品种的秸秆营养成分有所不同,见表2-19。一般春大麦的消化率高于冬大麦。裸大麦(青稞)是我国西藏地区的主要作物之一,产量较大,青稞秸秆是良好的饲草,其茎秆质地柔软、富含营养、适口性好,是高原地区牲畜冬季的主要饲草。青稞秸秆约含水分5.87%、粗蛋白4%、粗纤维72.12%、纤维素40.11%、木质素14.12%、粗灰分10.34%。

表2-19 几个大麦品种秸秆营养成分的比较

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注:引自张英来等(1999),利用化学和生物方法提高禾谷类秸秆的质量(国外畜牧科技)。

(2)加工方式对大麦秸秆营养成分含量的影响 由于大麦青割鲜喂时间性强,一般从盛花期至灌浆期青割利用仅为8~14天,因此适时收割制成干草或进行青贮处理,可以延长大麦秸秆的利用时间。我国西藏地区海拔高、气温低,天然青稞牧草生长期短,仅能利用1个月左右,而通过青贮、氨化、碱化等处理可以提高青稞秸秆的质量和解决牧草短缺的问题。

①青贮。大麦可以在灌浆期收割切段青贮;在乳熟期青贮时加入乳酸菌进行微贮或添加甲酸、纤维素酶或可溶性糖等可在一定程度提高青贮效果。

②氨化。氨化处理可以将大麦秸秆的氮含量提高10%左右,并提高消化率。

③碱化。碱化处理对大麦秸秆细胞壁具有裂解作用,使秸秆膨胀、脆性增加,有利于瘤胃的消化。氢氧化钠处理大麦秸秆后,中性洗涤纤维和半纤维素含量分别下降29.77%和15.89%,体外消化率增加50%以上。而氨化或碱化单一处理的效果在降低纤维含量和提高粗蛋白含量方面均不如氨化+碱化复合处理。

表2-20是李瑜鑫等人采用碱化、微贮手段处理青稞秸秆后的测定结果,供读者参考。

表2-20 不同化学处理青稞秸秆的化学成分

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注:引自李瑜鑫等(2009),不同方法处理西藏青稞秸秆饲喂藏绵羊试验(饲料研究)。

(3)真菌处理 将大麦秸秆粉碎后先用真菌处理,然后以秸秆干物质10%的氢氧化钠混合处理,可以将秸秆的有机物消化率从46%增加到80%,提高幅度优于单一的氢氧化钠处理。

3.燕麦秸秆

燕麦为禾本科燕麦属一年生植物,按其外稃性状可分为带稃型和裸粒型两大类,是重要的牧草、饲料和粮食作物,是我国高寒地区家畜的主要饲草之一。长期以来由于受传统种植方式的影响,燕麦生产中存在着生产水平较低、品种混杂退化、种植技术落后等诸多问题。燕麦秸秆的营养价值亦较其他作物秸秆为优,总可消化物质含量为50%,粗蛋白含量为4.4%,高于大麦秸秆(49%、4.3%)、稻草(41%、4.2%)和小麦秸秆(44%、3.6%)。燕麦及其秸秆请见图2-12。

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图1-10 燕麦秸秆

(1)品种对燕麦秸秆营养成分含量的影响 不同的品种间营养物质含量有一定的差异。例如,表2-22中5个燕麦品种,巴彦三号的粗蛋白、粗脂肪含量都较低,而燕麦4632的粗蛋白含量最高。

表2-21 5个燕麦品种秸秆的营养物质含量

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注:引自王桃等(2011),5个燕麦品种和品系不同生育期不同部位养分分布格局(草业学报)。

(2)生长期对燕麦秸秆消化率的影响 收割时期应在燕麦乳熟期至蜡熟期收割,其营养价值最高,如果收割时间过晚,纤维素含量增加,此时产量虽高,但质量变差。具体可见表2-22。

表2-22 不同品种、不同生长期燕麦秸秆的体外消化率

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注:引自王辉辉等(2008),利用体外产气法研究燕麦的营养价值(中国草地学报)。

(3)加工方式对燕麦秸秆营养成分含量的影响 燕麦与玉米秸秆相比,含糖量、蛋白质、水分均较低,而粗纤维含量高,占干物质的45%。燕麦质地粗硬,不利于细胞液渗出,不利于乳酸菌大量快速的繁殖,不利于多糖与粗纤维的转化,从而影响青贮饲料的质量。因此青贮燕麦秸秆时应根据其特性适当加入添加剂进行调节。添加糖分可以在乳酸菌的作用下产生乳酸和乙醇,具有浓厚的酒酸味和芳香气味;添加食盐可以促进细胞液渗出,有利于乳酸菌发酵,从而提高青贮秸秆的适口性、利用率和营养价值;添加尿素可以增加青贮料的粗蛋白含量。

①青贮。青贮可以提高燕麦秸秆粗蛋白的含量,降低粗纤维含量(表2-23),提高消化率和营养价值。燕麦秸秆收割时也可采用牧草捆裹青贮,该法是用拉伸膜将牧草捆裹成厌氧环境而进行青贮,采用捆裹青贮技术成本较高,但加工速度快,可提高草捆的使用时间,当地区间出现饲草余缺情况时可以商品草的形式快速运输。

表2-23 青贮对燕麦秸秆营养成分的影响

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注:引自张越利等(2012),燕麦生育时期、品种及与玉米的混合比例对青贮品质的影响(西北农林科技大学硕士学位论文)。

②氨化。燕麦秸的粗蛋白和粗纤维含量分别为2.9%和41.9%,氨化后分别为8.0%和42.1%。经氨处理后可达中等质量干草的水平,有机物消化率也有所提高。

③酶制剂。酶制剂处理燕麦秸秆,打破植物细胞壁,降解了植物纤维,释放了内含的营养物质。在纤维素复合酶制剂处理下10天和15天时,燕麦秸秆的粗蛋白含量与未处理时相比,可分别提高2%和10%,粗纤维含量分别降低36%和35%。

4.其他麦类秸秆

(1)黑麦草 黑麦草已成为中国南方农区种植最广、播种面积最大的牧草之一,是牛的粗饲料来源之一(图1-11)。饲用小黑麦秸秆营养丰富,适口性好,叶量大,质地柔软,草质优良,牛喜食。秸秆中粗蛋白含量约为4.61%,粗脂肪为2.24%,粗纤维为33.46%,无氮浸出物为42.5%,钙为0.37%,磷为0.1%,营养价值高于小麦和燕麦,蛋白质和糖分含量高于小麦和燕麦。

秸秆的种类与成分,广义上的秸秆不仅包括农业生产过程中的废弃物
 
 
 
 

图1-11 黑麦草

小黑麦产草季节性强,一般需要进行青贮等处理进行保存。做青贮时,收割期以乳熟期或灌浆期为宜。黑麦秸秆经40天活杆菌微贮后,采样分析化验结果为:粗蛋白含量4.5%,粗脂肪3.38%,粗纤维35.09%,无氮浸出物43.33%,钙0.41%,磷0.09%。微贮秸秆色泽金黄,果香气味,手感松散,质地柔软湿润,pH值为4.5,适口性较好。小黑麦一般比玉米、高粱青贮提前2个月左右,可以缓解冬季青贮的不足。

(2)荞麦 荞麦(图1-12)分为甜荞和苦荞。苦荞麦秸秆含有0.09%的淀粉,且主茎秆淀粉含量大于分支茎秆,粗脂肪含量约1.14%,粗蛋白含量3.14%,稍高于一般谷物秸秆,其适口性和营养价值比其他麦秸好。

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1-12 荞麦

三、水稻秸秆

水稻是我国三大粮食作物之一,水稻秸秆资源丰富,但目前仅有15%作为饲料利用。水稻按播种收获期通常分为早、中、晚稻,据统计,我国稻谷年产量约2亿吨,按稻谷的草谷比为1计算,我国的水稻秸秆(图1-13)总产量约为2亿吨。鲜稻秸约含水69%、粗蛋白4.58%、中性洗涤纤维64.70%、酸性洗涤纤维33.66%、可溶性碳水化合物3.95%,不同部位间营养成分有所不同,其中不易消化的木质素在水稻穗中含量最高(表2-25)。

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图2-13 水稻秸秆

表2-24 水稻秸秆不同部位的营养成分含量

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注:引自赵蒙蒙等(2011),几种农作物秸秆的成分分析(材料导报)。

将鲜稻秸切短后青贮可以有效保存秸秆中的营养成分和提高饲用价值,但稻秸干物质含量高而含糖量较低,单独青贮难以达到良好效果,采用适宜的添加剂对完熟期收获的水稻秸秆进行处理,可以提高其切短或整株青贮的效果。表2-25~表2-27分别列出了氨化、碱化、微贮对稻秸营养成分含量的影响。

表2-25 氨化复合处理对稻秸营养成分的影响

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注:引自孟庆翔等(1999)。

表2-26 氢氧化钠处理对稻草营养成分含量的影响

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注:引自张文举等,氢氧化钙与食盐处理稻草的效果研究(甘肃畜牧兽医)。

表2-27 青贮和微贮对稻秸营养成分含量的影响

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四、其他秸秆

1.棉花秸秆

我国是世界重要的棉花产区,新疆的棉花种植面积约占全国的1/3,2007年棉花秸秆约为1792万吨。棉花收获后的棉花秸秆(图2-14)全株含粗蛋白9.96%,粗脂肪3.65%,粗纤维32.15%,无氮浸出物45.31%,灰分8.06%,钙2.18%,磷0.12%,总能1740千焦耳,具有一定的饲用价值。同样,棉花秸秆不同部位的营养成分含量也有差异(表2-28)。

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图2-14 棉花秸秆

表2-28 棉花秸秆不同部位营养组成

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注:引自魏敏等(2003),对棉花秸秆饲用价值的基本评价(新疆农业大学学报)。

棉花秸秆木质素和粗纤维含量高,干物质降解率和代谢能较低,并且含有棉酚等抗营养因子,需要加工处理后饲喂。棉秆的处理方法包括微贮、氨化、碱化、机械揉搓、盐化、压块制粒等。有研究证实,棉秆经过微化处理后,其蛋白质含量可达12%,比麦草和稻草的蛋白质高5~6倍,纤维素降解6.8%,并且棉酚含量降低到312毫克/千克以下,具有较高的营养价值和利用价值,可作为牛的饲料利用。表2-30和表2-31表示的是不同化学或生物处理方式对棉花秸秆营养成分的影响。

表2-29 化学处理对棉花秸秆营养成分的影响

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注:引自热沙来提汗·买买提等,化学及高温发酵处理对棉花秸秆消化性的影响(新疆农业科学)。

表2-30 不同处理对棉花秸秆纤维成分的影响

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注:引自方雷(2010),棉花秸秆不同饲用处理的效果评价(中国畜牧杂志)。

2.豆类秸秆

豆科秸秆的种类较多,主要有黄豆秸、蚕豆秧、豌豆秧、花生秧等。豆科作物成熟收获后的秸秆,叶子大部分已凋落,维生素已分解,蛋白质减少,茎多木质化,质地坚硬(图1-15),营养价值较低。但与禾本科秸秆相比,蛋白质含量较高。豆科秸秆中以蚕豆秧为最好,粗蛋白含量为14.6%,其次依次为花生秧、豌豆秧、黄豆秸等(表2-31)。豆科秸秆共同的营养特点是粗蛋白和粗脂肪含量高,粗纤维含量少,钙、磷等矿物质含量较高。在用蚕豆秧和花生秧作饲料时,应注意将秸秆上带有的地膜和泥沙清除干净,否则被牛食入后易引起消化道疾病。黄豆秸由于质地粗硬,适口性差,在饲喂之前应进行适当加工处理,如铡短、压碎等,否则利用率很低。表2-33显示,经膨化后豆秸的粗纤维和酸性洗涤纤维含量大大降低。

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图1-15 豆类秸秆

表2-31 几种豆类秸秆的营养成分

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表2-32 膨化对豆秸营养成分的影响

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注:引自王宏立等(2007),挤压膨化技术在秸秆饲料加工中的应用(农机化研究)。

3.藤蔓类秸秆饲料

藤蔓类秸秆主要包括甘薯藤、冬瓜藤、南瓜藤、西瓜藤、黄瓜藤等藤蔓类植物的茎叶。其营养特点是质地较柔软,水分含量高,一般为80%以上,干物质含量较少;干物质中蛋白质含量在20%左右,其中大部分为非蛋白氮化合物。其中甘薯藤是常用的藤蔓饲料,具有相对较高的营养价值。

4.其他粮食和经济作物秸秆

如高粱、谷子、糜子、油菜、大蒜秸秆等。油菜秸秆约含水分9.76%、灰分7.53%、纤维素52.99%、木质素19.07%、半纤维素17.13%。大蒜秸秆约含粗灰分6.81%、粗纤维8.82%、粗脂肪0.54%、钙0.25%、磷0.31%。高粱、谷子、糜子秸秆的营养成分见表2-33。

表2-33 几种粮食作物秸秆营养成分含量

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关键词: 中国农林科技网
 
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