棉花秸秆的颗粒化及饲料特性研究

哈丽代·热合木江，古丽娜尔·吐尔逊尼亚孜，哈斯亚提·托逊江，艾比布拉·伊马木

（新疆农业大学草业与环境科学学院，新疆草地资源与生态重点实验室，乌鲁木齐 830052）

棉花秸秆的颗粒化及饲料特性研究

哈丽代·热合木江，古丽娜尔·吐尔逊尼亚孜，哈斯亚提·托逊江，艾比布拉·伊马木

（新疆农业大学草业与环境科学学院，新疆草地资源与生态重点实验室，乌鲁木齐 830052）

以棉花秸秆为主原料制作颗粒饲料，研究水分及玉米粉添加量对颗粒饲料的物理特性、营养成分、棉酚脱毒率和消化率的影响。结果表明：水分调整为20%时，颗粒饲料成型率最高，达到97%以上；颗粒饲料的容重1.426 g/cm3，是混合原料的8～9倍。随着玉米粉添加比例的增加，颗粒的容重增加，粉化率降低，温水中分散速度加快，体外干物质消化率提高。颗粒化棉花秸秆的棉酚含量均呈下降趋势，脱毒率均达60%以上。

棉花秸秆；颗粒化；营养成分；消化性；棉酚

研究已证明化学及高温发酵处理［1］、食用担子菌接种处理［2］对提高粉碎棉花秸秆的粗蛋白含量及消化率具有明显效果。秸秆的颗粒化饲喂技术已广泛应用于现代畜牧养殖，因其有助于提高采食率、采食量，减少饲料的

浪费。但单一以秸秆为原料的颗粒饲料适口性差，采食量、消化率及营养价值低，动物难以消化利用，其中反刍动物对秸秆的消化率仅20%～30%。为保证棉花秸秆饲料的营养价值，在秸秆中添加精料和易缺乏的营养成分等，既可改善颗粒饲料的适口性，增大容重，提高反刍动物对秸秆的采食量，又可提高瘤胃微生物对秸秆有机物的降解率，从而增加反刍动物对营养成分的吸收［3］。

本实验以棉花秸秆为主原料，通过添加一些能够增加颗粒化效果和适口性的辅助原料生产制造颗粒饲料，为棉花秸秆在生产实践中规模化生产及推广应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料 棉花秸秆取自于新疆阿克苏地区库车县，供颗粒化饲料用。

1.1.2 仪器 西达9F-45B型饲料粉碎机，9HWP-1000型饲料混合机，300型饲料颗粒机，SKLN型逆流式冷却器。

1.2 实验设计

1.2.1 棉花秸秆造粒合理水分含量的确定 为了提高棉花秸秆为主原料的颗粒成型率，先在原料中添加10%玉米粉，含水率调整为15%、20%、25%、30%、35%等5个处理，颗粒原料搅拌匀后装入300型饲料颗粒机并制作棉花秸秆颗粒，观察其成型率，确定合理含水率范围。

1.2.2 玉米粉添加比例对棉花秸秆颗粒特性的影响 为了探讨玉米粉添加比例对棉花秸秆造粒效果及稳定性、温水中溶解速度等的影响，分别添加5%、10%、15%、20%玉米粉并制作秸秆颗粒供分析测定。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 物理特性测定 分别测定各种颗粒饲料的成型率、直径、长度、千粒重、容重，其中成型率用孔径为3 mm的筛子过筛测定，直径和长度用游标卡尺测定。

1.3.2 营养成分分析 粗蛋白（CP）含量采用全自动凯氏定氮仪测定；中性洗涤纤维素（NDF）、酸性洗涤纤维素（ADF）采用范氏（Van Soest）洗涤纤维分析法；钙（Ca）和总磷（P）含量分别用高锰酸钾法和钼酸铵法；消化率用体外消化法；游离棉酚含量用间苯三酚比色法测定。

1.4 统计分析

数据采用SPSS 17.0软件和EXCEL 2003进行统计分析。

2 结果

2.1 棉花秸秆造粒合理水分含量的确定

粉碎棉花秸秆与其它辅助料混合原料的水分含量分别调整为15%、20%、25%、30%、35%的造粒结果见图1，当颗粒原料的水分含量为20%时，颗粒成型率最高，达到97.05%。

图1 原料含水量与颗粒成型率间的关系

2.2 玉米粉添加比例对棉花秸秆造粒的影响

2.2.1 对颗粒成型效果的影响 由表1可知，随着玉米粉添加比例的增加，棉花秸秆颗粒的容重、千粒重逐渐增加，容重达到原料的8～9倍，棉花秸秆制粒后各处理粉化率具有显著差异（P<0.05），粉化率均<1%。

表1 棉花秸秆颗粒的成型率和特性

2.2.2 颗粒饲料的温水溶解速度和体外消化率 由表2可知，随着玉米粉含量的增加，秸秆颗粒在温水中溶解速度加快，其中，添加20%玉米粉造粒的秸秆颗粒水溶解速度最快，11 min内完全溶解。颗粒饲料的体外干物质消化率随着玉米粉添加量而增加，20%玉米粉添加处理达到了55.29%。

表2 秸秆颗粒水溶解速度

2.2.3 对一般营养成分的影响 棉花秸秆颗粒饲料的营养成分如表3所示，随着玉米粉添加比例的增加，粗蛋白含量增加，而NDF（中性洗涤纤维）、ADF（酸性洗涤纤维）含量均呈下降趋势。

表3 不同比例棉花秸秆颗粒的营养成分%

2.2.4 颗粒化处理对棉花秸秆游离棉酚脱毒率的影响

由图2可知，游离棉酚含量与原料相比显著下降，均为50 mg/kg以下，脱毒率达60%以上。

图2 棉酚含量变化

3 讨论

颗粒化使草料的体积减小，便于储存运输，减少损失［4］。造粒用混合原料的含水率是影响成型效果的重要因素之一，含水率过高，颗粒软易堵模空，含水率过低不易成型。另外，粉碎后的棉花秸秆纤维素含量高、成粒性差，除了控制含水量外，还要添加具有黏合作用的辅助原料，以改善颗粒的成型效果［5］。

本实验通过进行不同含水量处理对秸秆颗粒成型效果的比较分析、添加不同比例的玉米粉对棉花秸秆造粒效果比较研究及颗粒化对游离棉酚脱毒效果的影响研究，结果显示，棉花秸秆中添加20%水分时秸秆颗粒成型率最好；制粒过程中出机颗粒的温度为76～90℃，玉米粉含有的淀粉在高温条件下进行淀粉糊化作用，提高了颗粒的黏合度，因此随着玉米粉含量的增加成型率提高，均高于97%以上，颗粒容重达到原料的8～9倍，水溶解率逐渐下降。

利用制作颗粒方法可以增加尿素蛋白含量，进而提高棉花秸秆的消化率［1］。本实验结果表明，制作颗粒饲料后随着玉米粉添加比例的增加，棉花秸秆营养成分也有所改善，其中粗蛋白含量由原料的6.95%增加到7.40%；纤维素含量逐渐下降，干物质消化率增加至55.29%。

棉花秸秆中的棉酚对动物的健康养殖带来不同程度的负面影响，是棉花秸秆在畜牧业生产利用中的限制因素。游离棉酚具有活性醛基和活性羟基的棉酚，其毒性较大，含量超过安全界限，将导致生长迟缓、中毒及死亡［6］。颗粒饲料制作过程中形成摩擦力，颗粒机内温度可达90℃，有利于棉花秸秆中的游离棉酚挥发，提高脱毒率。制作颗粒后，棉花秸秆中的棉酚含量逐渐下降至50 mg/kg以下，脱毒率均在60%以上。

4 小结

1）实验证明，通过水分调整，本实验选出最适合的颗粒饲料制作条件，含20%水分时颗粒成型效果最佳，成型率在97%以上。

2）棉花秸秆颗粒随着玉米粉的增加，颗粒容重和颗粒成型率也随之提高，水溶解速度加快，但考虑到饲料成本及实用性，玉米粉的添加比例以10%为宜。

3）棉花秸秆制作颗粒后，游离棉酚含量呈下降趋势，脱毒率均可达60%以上。

［1］热沙来提汗·买买提，艾比布拉·伊马木，早热古丽·热合曼.化学及高温发酵处理对棉花秸秆消化性的影响［J］.新疆农业科学，2012，49（5）：975-978.

［2］热沙来提汗·买买提，热娜古丽·木沙，哈丽代·热合木江，等.食用担子菌接种对棉花秸秆消化性改善效果研究［J］.新疆农业科学，2012，49（10）：1914-1919.

［3］李大鹏，高玉荣.利用生物技术开发玉米秸秆饲料资源的研究［J］.饲科研究，2001（2）：14-15.

［4］刁其玉，杨茁萌，陈荆芬.草颗粒饲料在牛瘤胃内的降解与饲养价值［J］.草业科学，2001，18（6）：43-47.

［5］贾玉山，格根图.中国北方草产品［M］.北京：科学出版社，2013：79-81.

［6］哈丽代·热合木江，热沙来提汗·买买提，买买提明·阿布力米提，等.棉花秸秆中棉酚脱毒法比较研究［J］.新疆农业科学，2013（7）：1345.

S54

A

2095-3887（2014）01-0031-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.01.009

2013-10-20

国家自然基金项目（2011-31060317）

哈丽代·热合木江（1988-），女，硕士研究生。

艾比布拉·伊马木（1965-），男，教授，博士，博士生导师。研究方向：饲料与反刍家畜营养代谢研究。