秸稈飼料加工方法及利用的研究進(jìn)展

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1、http://www.paper.edu.cn秸稈飼料加工方法及利用的研究進(jìn)展吳孝杰，劉曉敏，許麗梅，王揚(yáng)，汪洋洲，吳震洋甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院甘肅蘭州（730070）E-mail：wuxiaojie344@163.com摘要：本文概述了農(nóng)作物秸稈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及開(kāi)發(fā)利用的限制因素，歸納了當(dāng)前幾種主要的處理方法，淺析提高秸稈飼用價(jià)值的方法等問(wèn)題。關(guān)鍵詞：秸稈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)限制因素處理方法飼用價(jià)值我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，谷物作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，是一種十分寶貴的資源，據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，每年約產(chǎn)農(nóng)作物秸稈5.7億噸，

2、但是植物秸稈因其莖細(xì)胞壁中含有木質(zhì)纖維素而很難作為工業(yè)原料及飼料。目前，全國(guó)大約有3%的秸稈直接作為農(nóng)村生活燃料；10%用于牲畜的飼料；23%用作副工業(yè)產(chǎn)品；60%直接還田，而大量的秸稈被就地焚燒，既造成了資源的[1]浪費(fèi)，又污染了環(huán)境。如何提高秸稈的利用率研究仍是當(dāng)今世界性的研究課題。1.秸稈飼料的特點(diǎn)1.1秸稈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.1.1秸稈的結(jié)構(gòu)及碳水化合物的合成秸稈的主要成分是纖維物質(zhì)和少量的粗蛋白、粗脂肪，這三種成分在干物質(zhì)中的含量一[2]般在75%～85%`、2.5%～8.0%和1.0%～2.5%

3、之間，另外還有4.5%～10%的粗灰分?？梢?jiàn)秸稈的最主要成分是粗纖維。粗纖維是飼料中所有不溶于一定濃度的稀酸、稀堿、乙醇有機(jī)物質(zhì)的總稱。粗纖維包括纖維素、半纖維素、多縮戊糖及鑲嵌物質(zhì)（木質(zhì)素、角質(zhì)）等。1.1.1.1纖維素纖維素屬木質(zhì)化天然纖維，其結(jié)晶度和聚合度均很高。是植物細(xì)胞壁的主要構(gòu)成成分，也是自然界中最大的有機(jī)物質(zhì)。它的化學(xué)結(jié)構(gòu)乃是有許多β-1.4糖苷鍵連接而成的葡萄糖單位的聚合體，在葡萄糖單位上的第六碳原子里反式連接，從而導(dǎo)致整個(gè)纖維素結(jié)構(gòu)呈穩(wěn)定的扁帶狀的微纖維，除此以外，在微纖維之間還有牢

4、固的氫鍵連接，從而導(dǎo)致纖維素基本上不[3]可容。對(duì)于各種酶的作用也是有極大的抵抗力。1.1.1.2.半纖維素半纖維素是許多不同的單糖聚合體的異源性混合體，包括葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖與半乳糖等，各單糖聚合體間分別以共價(jià)鍵、氫鍵、酯鍵或醚鍵相連接，因而呈現(xiàn)穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)；此外，隨著農(nóng)作物秸稈的成熟，植物體內(nèi)的半纖維素逐漸增多，并參與其中，[3]從而進(jìn)一步增強(qiáng)了植物體的堅(jiān)實(shí)性，也降低了它們的可消化性。1.1.1.3木質(zhì)素木質(zhì)素結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是一個(gè)以苯基丙烷為基木結(jié)構(gòu)的、不規(guī)則三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。典型木

5、質(zhì)素是由松柏醇、芥子醇和對(duì)一香豆醇作為先體結(jié)構(gòu)物質(zhì)組成基本的結(jié)構(gòu)單元。這些木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元常常以它們的糖苷形式貯存在細(xì)胞中，合成木質(zhì)素時(shí)，便從糖苷中釋放出來(lái)參與化學(xué)反應(yīng)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元之間主要通過(guò)醚鍵和碳碳鍵的方式連接。秸稈之所以很難在常規(guī)條件下降解，主要是因?yàn)榻斩捴欣w維素、半纖維素與木質(zhì)素的結(jié)合方式:木質(zhì)素與半纖維素經(jīng)共價(jià)鍵形式結(jié)合將纖維素分子包埋在中間，使降解纖維素的酶不易與纖維素分子接觸木質(zhì)素的水不溶性、復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)，也給降解帶來(lái)了很大困難。所以，要徹底降解纖維素，必[4]須首先運(yùn)用微生物解決木質(zhì)

6、素的降解問(wèn)題。-1-http://www.paper.edu.cn1.2秸稈飼料的營(yíng)養(yǎng)的特點(diǎn)籽實(shí)收獲后曬干的三大秸稈(玉米、小麥和水稻)的粗脂肪含量低，有效能含量不足，它們的代謝能含量比青干草、全株玉米青貯料、能量飼料、蛋白質(zhì)飼料分別低14.64%,25.06%,52.07%,56.24%。秸稈飼料的粗蛋白質(zhì)含量為2%一7%不等，低干動(dòng)物糞便中的粗蛋白質(zhì)含量，上述三種秸稈在牛瘤胃內(nèi)24小時(shí)粗蛋白質(zhì)的消化率在30%左右，僅相當(dāng)于苜蓿干草的50%。如果將這些秸稈不加處理作為惟一飼料使用，即使用于牛羊也滿足

7、不了它們的需要。秸稈飼料嚴(yán)重缺乏維生素，礦物質(zhì)元素如鈣、磷含量低，且硅酸鹽含量高，粗纖維含量高，干物質(zhì)中粗纖維含量為31%-45%酸性洗滌纖維(ADF)的含量在50%以上，然而，牛羊等反芻動(dòng)物由于消化生理的要求，必須供給一定量的粗纖維素，才能保證其消化代謝的正常[5]進(jìn)行。2.充分認(rèn)識(shí)農(nóng)作物秸稈的地位和作用農(nóng)作物光合作用的產(chǎn)物一半在籽實(shí)中，一半在秸稈里。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直把秸稈看作是農(nóng)作物的副產(chǎn)品，存在重糧食利用，輕秸稈利用的觀念。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和簡(jiǎn)單再生產(chǎn)對(duì)秸稈的利用，僅僅是燒火做飯、飼養(yǎng)牲畜、蓋房、取暖

8、和肥田等。隨著現(xiàn)代加工技術(shù)發(fā)展，對(duì)農(nóng)作物秸稈認(rèn)識(shí)應(yīng)有一個(gè)轉(zhuǎn)變，秸稈和籽實(shí)一樣都是重要的農(nóng)產(chǎn)品。加強(qiáng)農(nóng)作物秸稈綜合利用對(duì)加快農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。秸稈作為重要的生物質(zhì)資源，總能量基本和玉米、淀粉的總能量相當(dāng)。秸稈燃燒值約為標(biāo)準(zhǔn)煤的50%，秸稈蛋白含量約為5%，纖維含量在3%左右，還含有一定量的鈣、磷等礦物質(zhì)，1噸普通秸稈的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值平均與0.25噸糧食的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相當(dāng)。家測(cè)算，每生產(chǎn)1噸玉米可產(chǎn)兩噸秸稈，每生產(chǎn)1噸稻谷和小麥可產(chǎn)1噸秸稈。我國(guó)每年可產(chǎn)農(nóng)作物