吕海全 祁海艳 吕闯
广西中粮生物质能源有限公司 广西 北海 536000
摘要：随着禁止露天焚烧秸秆工作的推进, 大量农作物秸秆堆积成为农村环境保护的瓶颈问题。开展水稻秸秆揉丝包膜青贮饲料化研究, 既有利于农村环境保护, 又可增加饲料来源。
关键词：水稻秸秆揉丝包膜；青贮饲料化技术应用；
水稻秸秆的利用方式决定了其饲喂价值，研究的关键在于水稻秸秆自身的营养缺陷。水稻秸秆的木质素和硅含量很高，消化率和适口性差，一般反刍动物对秸秆的消化率仅有20% ～ 30%。水稻收割机不带切碎揉丝功能, 不适用于水稻秸秆包膜青贮饲料, 宜采用收割机带切碎装置, 具有揉丝功能收割。
一、 水稻秸秆的现状
过去10 年，全球水稻产量以年均2.5% 的速度大幅增长，其中全球约90.49% 的水稻来自亚洲，亚洲国家水稻秸秆利用率较高，这些水稻秸秆的利用率占作物秸秆总量的20%。由于水稻种植量大，亚洲热带国家90% 的反刍动物是用水稻秸秆饲喂。焚烧是经济、有效、快捷的秸秆处理方法。然而，秸秆燃烧是不完全的，会释放出大量的空气污染物，如挥发性有机化合物、一氧化碳、细小/ 可吸入颗粒物、致癌的多环芳香烃。据报道，生物体燃烧有潜在的毒性，在日本，秸秆燃烧与儿童哮喘的病因有关。此外，燃烧农业残留物会形成棕色云，影响空气质量、大气能见度和全球气候。焚烧农作物秸秆会导致秸秆中约30% ～ 35% 的磷、40% 的氮、40% ～ 50% 的硫和80% ～ 85% 的钾流失。消化率是宿主动物通过瘤胃微生物分解和发酵从饲料中吸收营养物质的量，使营养物质可用于生长、繁殖等。饲料消化率和反刍动物消化能力在很大程度上受植物原料细胞壁及其含量的影响。细胞含量和少量纤维可能是植物唯一可消化的部分，因为动物可以很容易消化植物细胞内容物，但不能消化细胞壁。水稻秸秆细胞壁由5.5%的木质素、40% 的纤维素和18% 的半纤维素组成。木质素是细胞壁的主要成分，是由不同酚类化合物组成的非晶态聚合物，降低了水分通过木质部的渗透性，从而在水分和营养物质流动中发挥着积极作用。由于反刍动物缺乏特定的酶来消化纤维素，从秸秆饲料中获得的能量也由此减少。稻秆营养品质还取决于多种因素，如植物成熟期（木质素含量随成熟期的增加而增加）、肥料水平（氮肥施用量）、土壤肥力、叶鞘、叶片和茎的比例、收获时秸秆长度、秸秆在收割过程中的衰老程度、植物抗虫性、收获和储存之间的时间以及植物健康状态和天气状况。过去，人们为提高这些农业残留物的利用率和消化率进行了许多尝试，如对水稻秸秆进行物理预处理，通过粉碎和制粒增加纤维素的有效表面积和孔隙大小，这种处理结果并不令人满意，因此经常与其他预处理如化学和生物处理结合使用，以提高效率。
二、影响青贮水稻秸秆干物质摄入量的因素
青贮水稻秸秆的营养价值主要由采食量和消化率决定，反刍动物的生长性能变化与采食量密切相关，与净能量或日粮消化率无关。青贮水稻秸秆干物质摄入量由水稻秸秆的发酵质量、成熟期、蛋白质添加量和萎蔫程度决定。在水稻成熟阶段，茎中组织和次生物的积累和比叶片，导致细胞壁中木质素、纤维素和木聚糖浓度高。饲料消化率和摄入量主要受纤维含量和可消化中性洗涤剂纤维的影响。采食量与中性洗涤纤维之间不是线性关系，因为中性洗涤纤维的质量和含量可以限制或增加采食量。
三、水稻秸秆揉丝包膜青贮饲料化技术应用
1.水稻秸秆的青贮发酵。青贮饲料是将水分充足的草料或其他植物原料进行厌氧贮藏，特别是萎凋后的农作物，以防止好氧微生物的破坏而形成的产品。
青贮过程的基本原理是保持整个青贮过程的厌氧条件，通过乳酸菌使pH 迅速下降。农作物以干草的形式晒干保存或通过酸化、杀菌青贮发酵，干草在干燥的气候条件下很适合干得快的饲料作物，其关键原理是快速干燥至水分＜ 15%，以防止霉菌生长，然而，在干燥条件不确定的情况下，为了尽可能保持饲料的营养价值，青贮方法更有优势。制作青贮饲料的主要目的是通过使用作物中含有大量附生细菌和糖分来加强发酵，厌氧细菌产生酸使作物成分保持长期稳定。青贮过程的第一阶段是利用氧气，特别是作物切碎和包装过程中存在的空气。在此过程中，植物会继续呼吸几个小时或几天，这取决于包装条件。在这个阶段，植物酶（蛋白酶）一直维持在高活性条件下，直到留存的氧气被耗尽。如果青贮包装不良或氧气渗透，青贮料会受到霉菌和酵母的不良发酵，导致蛋白质分解和发酵温度过高。
这一阶段的特点是通过厌氧菌作用使青贮料中的氧消耗殆尽。青贮条件（如微生物生长基质的可用性、水分含量和微生物菌群的数量）决定了微生物的发酵类型，主导整个青贮过程。随着乳酸菌数量的增加，利用水溶性碳水化合物产生乳酸，青贮饲料pH 下降到抑制其他腐败微生物生长的临界点以下，在这个阶段，大多数耐酸梭菌会被抑制。发酵或稳定阶段这一阶段是青贮过程中最长的阶段，一直持续到微生物生长完全被高酸水平（低pH）抑制为止，pH 的急剧下降阻碍梭菌和大肠杆菌的生长，在此期间，干物质在发酵过程中起重要作用。随着含水率的增加，乳酸菌的生长受到抑制，从而降低了发酵速率和发酵程度，值得注意的是，有害细菌往往会大量繁殖，导致蛋白质的过度降解、有毒物质的产生和干物质损失，青贮前将草料萎蔫至干物质含量30% ～ 35% 以上，可消除有害细菌的影响。
2.现场鲜绿水稻秸秆，再经杀青处理烘干，避免了营养物质的流失，同时还可能与测定的方式有关，传统方式采用经典凯氏蒸馏装置，人为滴定差异以及消煮时间会影响CP 含量，降低人为因素造成的影响。粗灰分含量呈现相反的结果，可能有以下原因:一方面粗灰分主要都是矿物质元素，而更长时间的积累可能导致这样的差异; 另一方面营养物质向顶端运输，使矿物质含量相对提高。水稻是富硅植物，在水稻秸秆灰分中通常含有10% ～ 20%的硅，这导致了水稻秸秆的粗灰分含量普遍高于其他农作物，值得关注的是，水稻秸秆中过高的硅含量是否会对奶牛的生产性能造成影响的内容未见报道，有待后续研究。通过揉丝收割机的处理，降低了水稻秸秆的粗灰分含量，因此从一定程度上能够提高水稻秸秆的采食量和适口性。对水稻秸秆揉丝处理的研究未见报道，在对玉米秸秆的揉丝处理中提出揉丝能提高奶牛的适口性和采食量，并且研究了玉米秸秆揉丝微贮的影响，为水稻秸秆揉丝的后处理提供了新的可能。值得关注的是揉丝处理提高了水稻秸秆的CP 含量，原因有待进一步研究。目前反映饲料中纤维质量好坏的最有效指标，同时还是反映反刍动物精粗比的重要指标，ADF 则能反映粗饲料的消化利用率。揉丝处理后的水稻秸秆含量与未经处理水稻秸秆相比变化不明显，可见仅用揉丝机械处理的效果在表观上并不突出。揉丝处理对水稻秸秆影响不大，而根据影响种类与体况、饲粮的营养水平、投袋样品的性质以及获取方法与处理方法等，对于这些影响因素有待进一步整合探究。
揉丝处理水稻秸秆可以提高其营养价值和瘤胃降解率。揉丝处理的效果，为水稻秸秆的饲料化利用提供新的途径。
参考文献：
[1] 冯伟，张利群，庞中伟，等. 中国秸秆废弃焚烧与资源化利用的经济与环境分析[J]. 中国农学通报，2017，27 ：350 ～ 354.
[2]熊素玉，姚新奎，谭小海，等. 不同温度及pH 条件对乳酸菌生长影响的研究[J]. 新疆农业科学，2018，43 ：33 ～ 538.
［3］李春雷．奶牛常用粗饲料营养价值评定［D］．硕士学位论文．哈尔滨: 东北农业大学，2019: 19－30．
［4］李洋，辛杭书，李春雷，等．奶牛常用秸秆类饲料营养价值的评定［J］．东北农业大学学报，2018，46( 4) :76－82．