農(nóng)作物秸稈作為飼料利用一舉多得
長期以來,我國農(nóng)村傳統(tǒng)農(nóng)作物秸稈多以焚燒為主,不僅造成有機(jī)物質(zhì)的浪費(fèi),更嚴(yán)重的后果是嚴(yán)重污染環(huán)境,加重PM2.5污染,其實(shí),農(nóng)作物秸稈作為非常規(guī)飼料已經(jīng)在畜牧業(yè)中被廣泛使用,其處理技術(shù)也日趨成熟。
1 農(nóng)作物秸稈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和品質(zhì)特點(diǎn)
農(nóng)作物秸稈是植物光合作用的產(chǎn)物,是農(nóng)業(yè)的副產(chǎn)品,資源豐富,它主要由莖稈和葉等構(gòu)成。農(nóng)作物秸稈具有表皮組織、維管組織和基本組織,其基本組織是植物細(xì)胞壁和細(xì)胞內(nèi)容物,細(xì)胞壁組織約占基本組織80%以上。秸稈的主要化學(xué)成分為纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠多糖類、樹膠和黏質(zhì)等。秸稈組織的韌皮部和葉肉(薄壁)組織,容易被瘤胃微生物消化;表皮層和薄壁維管束鞘也可以部分被降解和消化;厚壁組織及木質(zhì)化的維管組織則很難被瘤胃微生物降解與消化。構(gòu)成農(nóng)作物的植物組織在成熟和老化過程中細(xì)胞壁的超微結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分會有程度不同的變化,但初生壁和胞間層在尚未木質(zhì)化之前是很容易被瘤胃微生物消化的。
農(nóng)作物秸稈存在粗蛋白含量低、粗纖維含量高、無氮浸出物含量高、質(zhì)地粗硬、適口性差、消化率低、代謝能利用率較差、飼料密度低(約0.2)、不易于運(yùn)輸與存儲等缺點(diǎn)。因此,農(nóng)作物秸稈常被動物營養(yǎng)界視為非常規(guī)的粗飼料。要想充分利用農(nóng)作物秸稈,必須針對其結(jié)構(gòu)和品質(zhì)特點(diǎn)采取適當(dāng)?shù)奶幚砑夹g(shù)使其更適合于用作動物飼料。
2 秸稈的預(yù)處理技術(shù)
秸稈富含纖維素、木質(zhì)素、半纖維素等非淀粉類大分子物質(zhì),如果作為粗飼料其營養(yǎng)價值極低,必須進(jìn)行加工處理。傳統(tǒng)的秸稈處理方法是以切短或粉碎為主,未改變秸稈的任何性狀,雖然適口性和采食量有所提高,但吃凈率很低。粉碎等加工形式由于纖維過細(xì),使得牛、羊咀嚼少,消化率下降,且粉碎的秸稈粉只能作為粗飼料的補(bǔ)充而不能作為粗飼料全日糧的供給。針對以上加工方法的不足,有研究者提出秸稈揉搓的加工工藝,秸稈揉搓后的主要特點(diǎn)是質(zhì)地更加柔軟,適口性更好,提高了牛、羊?qū)斩掞暳系牟墒乘俣群筒墒沉浚詢袈士蛇_(dá)到90%以上。
上述物理處理方法只能改變粗飼料的物理性狀,無法提高飼料營養(yǎng)價值;瘜W(xué)處理可通過化學(xué)方法破壞秸稈細(xì)胞壁致密結(jié)構(gòu),不僅能提高秸稈的消化率,而且能改進(jìn)適口性、增加采食量,它包括堿化處理和氨化處理。堿化處理可大幅度提高消化率,其主要缺點(diǎn)是成本高還污染環(huán)境;氨化處理成本低,基本無污染,且操作容易,是目前常用的處理方法。液氨氨化法和尿素氨化法處理秸稈效果最好,其中,尿素氨化由于效果好,操作簡單、安全,無需任何特殊設(shè)備,已成為目前常用的秸稈氨化處理方法。
經(jīng)過物理法和化學(xué)法處理的秸稈,其適口性和營養(yǎng)價值都大大改善,但仍不能為單胃動物所利用。因此,微生物發(fā)酵等生物處理方法由于無污染、無毒害等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到秸稈飼料處理中。青貯、發(fā)酵和酶解等是目前常用的生物處理方法。青貯和發(fā)酵雖然方法簡單,但需要較大的場地。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,酶制劑作為飼料添加劑逐漸在畜牧業(yè)中廣泛應(yīng)用。但酶制劑作用的影響因素很多,實(shí)際操作中很難把握,且很容易受到雜菌的影響。
針對單純用物理、化學(xué)、生物發(fā)酵處理秸稈效果存在的缺點(diǎn),對秸稈先進(jìn)行物理和化學(xué)預(yù)處理,再利用篩選的一些特異性菌株進(jìn)行秸稈的發(fā)酵,即秸稈的復(fù)合處理技術(shù)。這種方法不僅很大程度上改善了秸稈飼料的適口性,而且降低了秸稈的纖維性物質(zhì),同時也提高了秸稈干物質(zhì)、中性洗滌纖維的瘤胃降解率和營養(yǎng)價值。李大鵬等采用復(fù)合處理技術(shù)使得玉米秸稈中纖維含量由原來的40.2%降低至3.6%,粗蛋白由2.8%提高至28.8%,同時,無氮浸出物及粗灰分也有一定的提高。因此,適宜的秸稈復(fù)合處理技術(shù)從營養(yǎng)價值、飼喂效果和經(jīng)濟(jì)效益等方面都有很高的應(yīng)用價值。
3 秸稈擠壓成型技術(shù)
由于秸稈密度很小,自然狀態(tài)下只有30~50kg/m3,非常不利于運(yùn)輸和存儲,且影響其深加工或二次開發(fā)利用。因此,秸稈壓縮是目前進(jìn)行秸稈飼料生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。目前,國內(nèi)較典型的秸稈成型制備商品飼料的加工工藝包括:秸稈打捆干貯技術(shù),該技術(shù)適宜于秸稈粗飼料的生產(chǎn);壓塊飼料生產(chǎn)技術(shù),能夠混合精料或添加劑,但其處理設(shè)備普遍存在散熱和堵料問題,生產(chǎn)效率低;大截面壓塊技術(shù),雖然技術(shù)先進(jìn),但生產(chǎn)成本高,技術(shù)復(fù)雜,難以推廣;顆;夹g(shù),便于機(jī)械化飼養(yǎng)或自動飼槽的應(yīng)用并減少浪費(fèi),且由于粉塵減少、質(zhì)地硬脆、顆粒大小適中,該技術(shù)生產(chǎn)的飼料利于咀嚼,適口性好。將秸稈預(yù)處理后與精料、添加劑等按一定比例要求制成復(fù)合顆粒飼料,可以保證飼料顆粒營養(yǎng)成分均衡,避免牲畜的挑食、厭食。成型后的顆粒飼料能有效地保存秸稈的營養(yǎng)成分,減少養(yǎng)分流失,提高飼養(yǎng)效果,便于貯藏運(yùn)輸。
4 顆;旌先占Z的研究現(xiàn)狀
目前,我國反芻動物主要采用傳統(tǒng)的精粗分飼的飼養(yǎng)體制。近年來,以粗飼料為基礎(chǔ)的全混合飼料(TMR)逐步成為國外反芻動物飼料研究的熱點(diǎn)之一,并且有由散狀TMR向顆粒化TMR轉(zhuǎn)化的趨勢。與散狀TMR相比,顆;疶MR具有廣泛的優(yōu)勢:①能滿足牛、羊不同生長發(fā)育階段的營養(yǎng)需要,同時可有效開發(fā)和利用農(nóng)副產(chǎn)品和工業(yè)副產(chǎn)品等飼料資源。②有利于進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn),減少飼喂過程中的飼草浪費(fèi)。③可顯著改善日糧的適口性,有效地防止牛、羊的挑食,從而提高了反芻動物干物質(zhì)的采食量和日增重。采食量的增加,可以使動物從低能量日糧中獲得所需要的各種營養(yǎng)物質(zhì),減少日糧精粗比例,從而降低飼料成本。④可有效防止反芻動物消化系統(tǒng)機(jī)能的紊亂,反芻動物采食顆粒化全混合日糧后瘤胃內(nèi)可利用碳水化合物與蛋白質(zhì)分解利用更趨于同步,同時又可以防止反芻動物在短時間內(nèi)因過量采食精料而引起瘤胃pH值的突然下降,并維持瘤胃微生物(細(xì)菌與纖毛蟲)的數(shù)量、活力及瘤胃內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定,減少真胃移位、酮血癥等疾病發(fā)生的可能性。
史清河等研究表明,TMR的顆;乖囼(yàn)羊的日采食量增加了88.74%,飼料的轉(zhuǎn)化率也增加了28.01%。加拿大薩斯喀徹溫省立大學(xué)用肉牛做試驗(yàn)的研究結(jié)果也表明,全混合日糧的顆粒化使得飼料有機(jī)物和纖維素的消化率分別提高了4%和13%。顆粒化TMR可降低反芻動物瘤胃液平均pH值,利于非蛋白氮的利用,使得瘤胃液中氨態(tài)氮濃度顯著低于散狀TMR組。
飼喂顆粒化全混合日糧,反芻動物采食、反芻、瘤胃消化蠕動所消耗的能量減少,飼料凈能值增加,代謝能利用率提高,從而增加了反芻動物有效能的攝入量和能量轉(zhuǎn)化效率。顆;疶MR對反芻動物體內(nèi)氮代謝也有影響,較散狀TMR可明顯提高氮的存留率。因此,可以利用能氮平衡原理來設(shè)計反芻動物的全混合日糧。大量研究表明,奶牛由常規(guī)的精粗分飼轉(zhuǎn)向散狀TMR飼養(yǎng),可使奶產(chǎn)量增加5%~8%,乳脂率增加0.1%~0.2%。對散狀TMR進(jìn)行進(jìn)一步的顆;庸ぬ幚恚膛.a(chǎn)奶量增加10%,乳脂率增加0.3%,乳蛋白含量增加0.2%~0.5%,與散狀TMR相比,顆粒化TMR飼喂奶牛的效果更好。這證明了顆粒化TMR在實(shí)際生產(chǎn)中的可行性。史清河等研究表明,與散狀TMR相比,TMR的顆粒化使試驗(yàn)綿羊的日增重增加了161.92%。林嘉等將湖羊的TMR進(jìn)行粗飼料堿化處理及其顆;幚恚l(fā)現(xiàn)TMR的顆;沟镁d羊的日增重增加了83.16%。大多數(shù)研究者認(rèn)為,飼喂顆粒化TMR,綿羊日增重的增加與日糧適口性的改善、采食量的增加以及日糧養(yǎng)分轉(zhuǎn)化率的提高有關(guān)。