玉米秸秆饲料化处理技术
目前，秸秆综合利用主要新途径是作为肥料开发利用、作为新型能源、作为畜牧饲料、可降解材料、工业原料和培养食用菌基料等。因此，玉米秸秆的综合利用可加速畜牧业和轻工业的发展，而且能改善生态环境，促进农村产业结构调整以及生态效益、社会效益、经济效益同步增长，保持现代农业可持续发展。为此，笔者进行了玉米秸秆饲料化技术的探讨，现总结如下：
1 玉米秸秆的化学组成
玉米秸秆是指玉米收获后的茎秆、叶片和玉米芯，玉米秸秆不同部位其化学组成有所差异。玉米茎秆的营养成分为：可消化粗蛋白为23.0%、粗纤维34.3%、粗灰分6.9%、钙0.6%、磷0.1%。[1]玉米芯的营养成分见表1。[2]
表1 玉米芯的营养成分 单位：MJ/kg、%、mg/kg
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主要成分 |
含量 |
氨基酸 |
含量 |
维生素和微量元素 |
含量 |
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消化能 |
2.968 |
赖氨酸 |
0.08 |
核黄素 |
1.1 |
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代谢能 |
负值 |
蛋氨酸 |
0.03 |
烟酸 |
7.3 |
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粗蛋白质 |
2.70 |
苏氨酸 |
0.09 |
泛酸 |
3.8 |
|
粗纤维 |
36.7 |
异亮氨酸 |
0.08 |
铁 |
210 |
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钙 |
0.06 |
组氨酸 |
0.04 |
铜 |
6.6 |
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磷 |
0.46 |
缬氨酸 |
0.11 |
锰 |
5.6 |
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粗脂肪 |
1.8 |
亮氨酸 |
0.16 |
硒 |
0.08 |
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粗灰分 |
-- |
精氨酸 |
0.09 |
-- |
-- |
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水分 |
6.0 |
苯丙氨酸 |
0.09 |
-- |
-- |
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-- |
-- |
甘氨酸 |
0.12 |
-- |
-- |
2 玉米秸秆饲料化
玉米秸秆饲料容积大，适口性差，动物采食有限，消化利用差，猪禽对秸秆难以利用，牛羊对其利用率稍高。牛对玉米秸秆的消化能为10634KJ/kg，猪对玉米秸秆的消化能为2165KJ/kg。[1]可以说秸秆对反刍动物有一定的营养价值和生产价值，对单胃动物的营养价值极低。要提高玉米秸秆的饲喂价值，关键在于加工处理，破坏秸秆的组织结构，降低纤维成分的结晶性。玉米秸秆饲料化通常采用物理、化学和生物学等处理方法。
2.1 物理处理
2.1.1 铡切
民间流传着“寸草铡三刀，无料也上膘”的谚语，很有科学性，这也是我县饲喂牲畜的最传统的一种方法，玉米秸秆铡切简单方便，但适口性、采食率、消化率等均不理想。
2.1.2 揉切
揉切是一种理想的秸秆物理处理方法，就是应用挤丝柔碎机对玉米秸秆的精细加工，使之成为柔软的丝状物，其质地松软，能提高牲畜的适口性、采食率和消化率。为适应反刍家畜对玉米秸秆饲料的取食，一般将玉米秸揉碎，饲喂牛、羊等反刍家畜。
玉米秸秆的揉切技术不仅为玉米秸秆的综合利用提供了一种手段，而且还可弥补我国饲草短缺，为玉米秸向工业品转化开辟了新渠道。其主要技术措施是将收获后的玉米秆压扁并切成细丝;切丝后揉搓，破坏其表皮结构，大大增加水份蒸发面积，使秸秆3～5个月的干燥期缩短到1～3天，并且不破坏其纤维强度，保持了秸秆的营养成分;干燥后机械打捆。据测试玉米秸秆干贮草粗蛋白为7.16%，保存率达到91.48%，无氮浸出物为63%。
2.1.3 压块
压块饲料是将玉米秸秆经铡切、混料、高温高压轧制而成，其营养成份高，适合牛羊饲喂，便于运输和储存。这一新技术可明显提高秸秆饲料的有效营养成分。压块饲料的突出优势是，经过熟化工艺将饲料由生变熟，可添加钙等微量元素，有特别的焦香味，无毒无菌，牲畜采食率达100%。原料除玉米秸秆外，还可用稻草、麦秸、牧草等，可用于牛、羊、马等牲畜食用。据试验，奶牛饲喂压块饲料产奶量可提高16.4%，牛奶内脂肪量增加0.2%;肥牛饲喂压块饲料增肉率达15%，且生长加快，出栏周期缩短。据测定，玉米秸秆压块饲料富含磷、铁、钙，粗蛋白含量6%～8%，粗纤维含量34%，粗灰分低于9%。玉米秸秆压块后的体积比秸秆的体积减少6到8倍，便于贮存运输，储存期长，一般为6到9个月，如果采用生物技术进行深加工，会进一步增加该饲料的营养价值和生物活性，提高动物免疫功能，改善肉、乳品质，提高产量和降低饲养成本。
2.1.4热喷
热喷是将粉碎后的秸杆投入压力罐内，经短时间低、中压蒸气处理，然后喷放，以改变其化学物理结构，成为优质饲料。经热喷处理后的秸杆饲料，粗蛋白含量有较大提高，消化吸收率也成倍增长。
2.2 化学处理
利用酸碱等化学物质对玉米秸秆进行处理，降解部分纤维素，以提高其饲用价值。在生产中广泛应用的有碱化和氨化处理两方面。
2.2.1碱化
2.2.1.1氢氧化钠处理
(1)、碱的湿法处理
① 用氢氧化钠进行湿法处理：先配制1.5%氢氧化钠溶液，再用相当于秸秆10倍量的氢氧化钠溶液在室温下浸泡秸秆3天，多余的碱用水冲洗掉，最后用经处理后的秸秆饲喂家畜。这种处理方法的优点是能维持饲草原有结构，有机物质损失较少。经此法处理的秸秆，纤维素成分全部保存，干物质大约只损失20%。它能提高消化率;有芳香味，适口性好;设备简单，花费较低。但是，用这种方法处理秸秆，在用水冲洗过程中，将有25—30%的木质素、8—15%的戊聚糖物质损失掉。而且用大量的水冲洗，也易造成环境污染。
② 轮流喷洒法：方法是用1.5%的氢氧化钠溶液轮流喷洒秸秆，喷洒碱液后，不用水冲洗，而用磷酸中和。中和溶液中可以加入适当的微量元素，尿素，糖蜜和维生素物质。用此法处理，有机物质消化率可以提高到66%。
③ 浸泡法：方法是将秸秆放在1.5%氢氧化钠溶液中浸泡0.5—1小时，再晾干0.5—2小时，随之在10℃左右的气温下堆放成熟3—6天，最后用经堆放的秸秆饲喂家畜。进行第二批浸泡时要添水，并按每千克秸秆加60克氢氧化钠，以保持氢氧化钠溶液的1.5%的浓度。据试验经此法处理的秸秆，有机物质消化率可以提高20—25%。如果在浸泡液中加入3—5%的尿素，处理效果更好。
(2)、碱的干法处理技术
用氢氧化钠进行干法处理时，先按每100千克秸秆用1.5%的氢氧化钠溶液30升喷洒于秸秆，且边喷洒边搅拌，使之充分混合，以便碱溶液渗透于秸秆中。
处理后的秸秆不需要用水冲洗就直接堆存在仓库或地窖里，也可压制成颗粒饲料，需要用时即可取出来直接喂家畜。据试验用此种方法处理的秸秆，消化率可提高12—15%。但是，由于这种秸秆其碱的残余量较多，家畜饲用后引起饮水、排尿增多，且容易污染环境。
2.2.1.2石灰处理
(1)、石灰乳碱化法
先将45千克的石灰溶于1吨水中，调制成石灰乳(即氢氧化钙微粒在水中形成的悬浮液)，再将秸秆浸入石灰乳中3—5分钟，随之把秸秆捞出，放在水泥地上晾干，经24小时后即可饲喂家畜。捞出的秸秆不必用水冲洗，石灰乳可以继续使用1—2次。为了增加秸秆的适口性，可以在石灰乳中加入0.5%的食盐。在生产中，为了简化石灰手续和设备，可以采用喷淋法，即在铺有席子的水泥地上铺上切碎的秸秆，再用石灰乳喷洒数次，然后堆放，经软化1—2天后即可饲喂家畜。
(2)、生石灰碱化法
按每100千克秸秆加入3—6千克生石灰，搅拌数次使之均匀，再放适量的水，使秸秆浸透，随之在潮湿状态下保持3—4昼夜使之软化，最后分批取出晾干即可给家畜饲用。
石灰处理的秸秆，效果虽不及氢氧化钠处理的好，且易发霉，但石灰来源广，成本低，对土壤无害，且钙对家畜也有好处，故可使用，但使用时需要注意钙磷平衡，适当补充磷酸盐。
2.2.1.3过氧化氢处理
用碱性过氧化氢处理秸秆时，按过氧化氢的用量占秸秆的干物质的3%计，将过氧化氢溶液均匀地喷洒在经切细的秸秆上，再用水将秸秆的含水量调至40%左右，在15--25℃条件下，密闭保存4周左右，最后开封将秸秆放在水泥地上晾干即可喂家畜。
2.2.1.4碳酸钠处理
用碳酸钠处理秸秆时，按每千克秸秆干物质用80克碳酸钠(即8%计)，再按上述湿法碱化处理法进行即可。
2.2.2氨化
玉米秸秆饲料加工中最为实用的化学处理方法是氨化。秸秆的主要成分是半纤维，纤维素和木质素。半纤维和纤维素可以被草食家畜消化利用，木质素则不能。而秸秆中的纤维和半纤维素有一部分不能消化的木质素紧紧结合在一起，阻碍牲畜消化吸收。氨化的作用就是在于切断这种联系，把秸秆中可利用的营养解放出来。氨化法的处理剂有氨水、液氨、尿素等，用得最多的是尿素。
2.2.2.1氨化的优点
氨化可提高秸秆的粗蛋白含量一倍以上。增加了秸秆的营养价值。氨化可提高秸秆消化率20%以上。氨化后的秸秆结构疏松，味道糊香，适口性好，家畜采食量可提高20%以上，对喂养牲畜起到良好的效果。用氨化秸秆喂牛、羊可减少精料，降低养殖成本，且使牛羊的增重速度加快，提高收入。氨化能杀死秸秆中的霉菌，有利于牲畜的健康和饲料存储。氨化技术工艺简单成本低可作为产业化生产。
2.2.2.2氨化的技术路线
秸秆收获→打捆或堆成垛→塑料膜密封或装袋→注入液氨或尿素、碳铵的水溶液→密封发酵→优质饲料→喂养牲畜。
2.2.2.3氨化的方法
将农作物秸秆切成2—3厘米长的小段，分层压实后，每100公斤秸秆加15%的氨水12—15公斤，逐层喷洒氨水，最后封严。
2.2.2.4氨化秸秆的饲喂
氨化秸秆的用量以占饲草量的40%—60%为宜。开始时在氨化秸秆中可掺入1/3—1/2的未氨化秸秆饲喂。饲喂氨化饲料时要搭配豆饼、棉籽饼、酒糟等，并补喂富含维生素和矿物质的饲料。氨化秸秆只能作牛、羊等反刍家畜饲料，但对未断奶的犊牛、羔羊应慎用。猪对氨化秸秆利用率很差，一般不提倡饲用。
2.2.2.5注意事项
= 1 \* GB3 ①保证氨贮时间：根据气温条件，灵活掌握氨化秸秆的发酵时间，一般25℃—30℃时氨贮7天，20℃左右氨贮25天，冬季氨贮40天以上。
= 2 \* GB3 ②氨贮质量要求：氨化好的秸秆为棕黄色，有糊香味，氨味也较浓，手摸质地柔软。
= 3 \* GB3 ③讲究取料方法：喂前按需要量将氨化秸秆从氨化池中取出，放阴凉处。一 般晴天晾10—12小时，阴雨天需晾24小时以上，以略有氨味而不刺激入眼鼻为佳。每次取料后，要密封好氨化池。
2.3 生物学处理
生物学处理主要指微生物的处理。微生物种类很多，但用于饲料生产真正有价值的是乳酸菌、纤维分解菌和某些真菌。应用这些微生物加工调制的饲料如青贮饲料、发酵饲料和一些微生物制剂。李日强(2001)用青霉、白地霉等发酵玉米秸秆后粗蛋白提高259.6%;纤维素、半纤维素降解率由38.17%下降到36.07%。生物处理玉米秸秆饲喂绵羊，其表观消化率提高了35.3%(P<0.01)(李秋玫，1999);采食量也显著增加(P<0.05);同时提高了增重(P<0.01)(李秋玫，2000)。
2.3.1 青贮
玉米青贮饲料是将含水率为65%-75%的玉米秸秆经切碎后，在密闭缺氧的条件下，通过乳酸菌的发酵作用，而得到的一种优质粗饲料。青贮后的玉米秸秆，不仅能有效地保存原玉米秸秆的营养成分，而且能有效地杀死秸秆中病菌、虫卵，破坏杂草种子的萌发能力，减少其对家畜及下茬农作物的危害。青贮饲料制作技术简单、易保管、成本低，四季皆可使用，适宜在农村养殖户中推广应用。
2.3.1.1 青贮设备
青贮设备宜建在地势高燥，土质坚硬，地下水位低，靠近畜舍，远离水源和粪坑的地方，要坚固结实，不透气，不漏水。内部要光滑，窖壁应有一定倾斜，上宽下窄，底部必须高出地下水位0.5米以上，以防地下水渗入。青贮设备的容积以家畜饲养规模来确定，一般每头牛每年需青贮饲料10000千克。青贮设备的类型有以下几种：
①青贮塔：其是用砖和水泥等制成的永久性塔形建筑。塔呈圆筒状，上部有顶，防止雨水淋入。一般塔高12—17米，直径 3.6—6米，原料由顶部装入。
②青贮窖：有圆形、长方形、地上、地下、半地下等多种形式。长方形容的四角必须做成圆弧形，便于青贮料下沉，排出残留气体。地下、半地下式青贮窖内壁要有一定斜度，口大底小，以防止窖壁倒塌。青贮窖优点是建窖成本低，技术要求不高、易成功。缺点是青贮饲料损失率高，窖的使用寿命较短。
③青贮壕：其通常挖在山坡一边，如有条件，其底部和四壁可用水泥抹平，底部一端要倾斜，以利于排水。一般深1.5—3.5米，长宽可根据需要确定。
④青贮袋：用聚乙烯无毒塑料薄膜制成的塑料袋，袋一般厚l毫米、宽100厘米、长100～170厘米，可贮玉米秸秆约200千克。塑料袋青贮方法设备简单，方法简便，适于小规模饲养。
2.3.1.2青贮条件
①水分：玉米青贮饲料中应含有一定量的水分，比较适宜的水分含量应在65%-75%。
②糖：糖是玉米青贮饲料的主要营养成分，一般要求玉米青贮含糖量不得低于2%，而玉米带穗青贮时含糖量一般在4%以上，基本可以满足需要。
③氧气：能否提供厌氧环境是青贮能否成功的关键。在厌氧条件下，乳酸菌才能大量繁殖。
2.3.1.3注意事项
①原料要切碎：青贮玉米要切碎，这样易于压实，并能提高青贮设备的利用率。同时切碎后渗出的汁液中有一定量的水分，利于乳酸菌迅速繁殖发酵，提高青贮饲料的品质。
②装填要压实：装填前，先将窖(塔)彻底打扫干净。底下铺一层10—15厘米的干草，以便吸收青贮汁液。
= 3 \* GB3 ③窖(塔)顶要封严：窖(塔)装满后，先在上面盖一层厚约20厘米的干秸秆或干草，再盖一层塑料薄膜，最后压土，土层厚30～50厘米。
= 4 \* GB3 ④玉米秸秆青贮要一次完成：在青贮过程中，要连续进行，一次完成。青贮设备最好在当天装满后再封严，中间不能停顿，以避免青贮原料营养损失，甚至发酵或腐败，导致青贮失败。概括起来就是要做到“六快”，即做到快割、快运、快切、快装、快压、快封。
2.3.1.4青贮饲料的标准
= 1 \* GB3 ①上等：黄绿色、绿色，酸味浓，有芳香味，柔软稍湿润。
= 2 \* GB3 ②中等：黄褐色、黑绿色，酸味中等或较少，芳香、稍有酒精味，柔软稍干。
= 3 \* GB3 ③下等：黑色、褐色，酸味很少，有臭味、干燥松散或粘软成块。不宜饲喂，以防中毒。
2.3.1.5青贮饲料的饲喂
青贮饲料经过45天左右的发酵，即可开窖饲喂。取用时，应从上到下或从一头开始，每次取量，应以当天喂完为宜。取料后，必须用塑料薄膜将窖口封严，以免透气而引起变质。饲喂时，应先喂干草料，再喂青贮料。青贮玉米有机酸含量较大，有轻泻作用，母畜怀孕后不宜多喂，以防造成流产，产前15天停止。若青贮料酸度过大，可用5%-10%石灰液中和饲喂。牲畜改换饲喂青贮饲料时应由少到多逐渐增加，停喂青贮饲料时应由多到少，使牲畜逐渐适应。
2.3.2微生物制剂
微生物制剂有很多种，当地采用的是吉林农业大学动科系研制的新一代干秸秆饲料生物调制剂，它是由乳酸片球菌、保加利亚乳酸杆菌、植物乳酸杆菌、粪链球菌合理配伍组成的高效活性微生物制剂。玉米秸秆经新一代干秸秆饲料生物调制剂处理后，可使干秸秆变软，提高适口性，易消化吸收。比未调制的干秸秆采食多20—30%，干秸秆的利用率由30%增加到90%以上。[3]
2.3.2.1生物调制剂调制秸秆的方法
秸秆生物调制剂调制秸秆的方法与传统青贮窖青贮方法相似，将玉米秸秆铡短切碎，按比例喷洒生物调制剂稀释液，装入窖内，分层压实、封口发酵。理化性状变化为：
①物理性状：经生物调制后的干玉米秸秆呈淡黄微绿色。具有醇香和果香味，略有微酸味，质地松软，感观潮湿坚实，手感湿润松软。
②化学性状：生物调制后的干玉米秸秆pH为3.8—4.2，粗蛋白质含量有所提高，增加了1.84—1.88%;粗纤维降低2.79%—2.81%。
2.3.2.2生物调制剂调制秸秆的饲喂
用干秸秆生物调制剂调制秸秆饲料的关键在于所有原料必须新鲜，无霉变，调制过程中原料要压实、密封。在使用生物调制秸秆饲料时，应注意取料时要从一角开始，从上到下逐层取用，每次取出量应以当天喂完为宜，每次取料后必须立即将口封严。生物调制饲料由于在制作时加入了食盐，这部分食盐应在饲喂家畜的日粮中扣除。
2.3.3微贮加工
秸杆微贮技术全称为秸秆微生物发酵贮存技术。其技术原理为，利用高效活性微生物复合菌剂，经溶解复活后，兑入一定浓度的盐水中，再喷洒到粉碎后的作物秸杆上，压实，严密覆盖，在厌氧状态下繁殖发酵。秸杆通过发酵后有利于提高牲畜对秸杆的适口性和消化率，增加对牲畜微生物蛋白质的供应量，从而达到增重的目的。