小麦秸秆在动物生产中的应用

刘波，童勤

（湖南农业大学动物科技学院，长沙 410128）

小麦秸秆在动物生产中的应用

刘波，童勤

（湖南农业大学动物科技学院，长沙 410128）

小麦秸秆作为三大秸秆之一，其具有重要的回收利用价值，在一定程度上能够缓解人畜争粮问题。文章就小麦秸秆的生物发酵处理及其在动物生产中的应用等方面作以综述。

小麦秸秆；动物生产；应用

农作物秸秆（玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆等）是重要的大宗非粮型饲料资源之一，具有分布广、数量大和种类多的特点。据不完全统计，世界上每年生产秸秆20～30亿t[1]。我国每年秸秆的产量为5.3亿t，其中小麦秸秆约占1.2亿t[2-3]。目前，对秸秆的处理主要采用就地焚烧或丢弃，但焚烧不仅导致资源浪费，还会造成环境污染。秸秆通过微生物发酵、机械切割等处理后饲喂动物，不仅可以改善其适口性，而且还能提高其营养价值。处理后的小麦秸秆饲喂动物可以有效缓解人畜争粮问题，更符合可持续发展的中心思想。

1 小麦秸秆

随着全球玉米价格的不断上涨，小麦已经被公认为是一种可以代替玉米的饲料原料，因此，其种植面积也在不断扩大，而其秸秆通常在收割中被丢弃或在田间堆肥等，小麦秸秆作为小麦收割后的废弃物，也是一个很有潜力的符合可持续发展要求的大宗非粮型饲料原料。我国小麦种植主要分布在河南、河北、安徽、山东等省，以河南省资源最为丰富[4]。目前我国小麦产量及小麦秸秆产量逐年上升，而真正被利用的秸秆确是微乎其少。从国家统计局官网统计，近十年来小麦秸秆播种面积以及小麦秸秆产量见附表。

附表2005—2014年我国小麦产量及小麦秸秆产量

小麦秸秆营养成分含量为干物质91.0%、灰分6.4%、粗蛋白质2.6%、粗纤维43.6%、纤维素43.2%、半纤维素22.4%、木质素9.5%。小麦秸秆纤维含量高，不仅很难被动物消化利用，还在一定程度上阻碍其他营养物质的消化与吸收，影响其适口性，其蛋白质含量低，一般情况下，反刍家畜饲料蛋白质含量应≥8%，而小麦秸秆蛋白质含量低，直接饲喂不能为瘤胃微生物提供充足的氮源；另外，小麦秸秆中还缺乏微量元素、粗灰分含量高、可消化能值低等都在一定程度上限制了小麦秸秆在动物生产中的应用和推广。目前对小麦秸秆的加工利用方式很多，除简单的物理处理如浸泡、切碎、蒸煮等，还有化学方法，即用尿素进行氨化、碱液进行碱化、酸液进行酸化，另外，还有生物处理包括酶法和微生物处理等。当前，最有效的处理方法就是用生物技术处理，生物发酵小麦秸秆不仅可以提高其营养价值，还可以提高其适口性等[5]。

2 小麦秸秆的生物发酵处理

秸秆发酵降解技术是指将秸秆接种适当的微生物后，在一定的条件下培养，分解秸秆中难以被动物消化利用的纤维素、木质素的一种方式[6]。发酵产物与发酵选择的菌种、发酵时间、水分、pH及小麦秸秆的品种、刈割时间、刈割部位等存在一定的相关性。

自然界中存在大量的能降解纤维素的微生物，主要有细菌、放线菌和真菌等[7]。真菌是当前研究最多的产纤维素酶的微生物，包括青霉属、曲霉属、木霉属等[8]。丁志刚等研究表明，接种地衣芽孢杆菌（20%）后，秸秆中蛋白质含量呈上升趋势；小麦秸秆中的中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）酸性木质素、粗纤维分别下降2.9%、10.3%、21.2%、11.9%[9]。黑曲霉ZM-8在小麦秸秆固体培养基上产纤维素酶的最优培养基配方为小麦秸秆粉80%、麸皮20%、料水比1∶2、含氮量1.4%、氮源为硫酸铵；最佳产酶条件为培养温度为28℃、培养时间为96 h、pH为6.5、接种量为4%；在上述优化的培养基配方和培养条件下，其内切β-葡聚糖酶、外切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶活分别为6.57、22.38和21.74 U·g-1，分别是未优化前的302%、220%、230%[8]。郭德宪等研究表明，里氏木酶纤维素酶降解小麦秸秆的最佳降解条件是pH 5.0、温度为50℃、降解36 h，在此条件下可以获得57.6%的底物转化率。金属离子Mn2+、Fe2+能促进底物的降解，而重金属离子Pb2+、Al3+则不利于秸秆的降解。

王雪雅研究表明，小麦秸秆的酶解糖化与化学糖化相比，具有酶用量少、糖化时间短、环境污染小、节约资源等优点，因此建议采用酶解糖化法。复酶糖化效果优于单酶，多种酶的协同作用可进一步提高酶解效率，降低生产成本[5]。小麦秸秆的微生物发酵以黑曲霉发酵效果最好。小麦秸秆经酶解糖化后，再利用黑曲霉发酵，经降解发酵后的秸秆，可进一步提高其蛋白质含量，降低粗纤维含量，改善风味，提高营养价值等。惠文森等研究表明，选用酵母菌对小麦秸秆进行发酵处理，并对发酵前后的粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪及粗灰分含量进行了分析比较，结果表明，小麦秸秆经过酵母菌发酵30 d后，粗蛋白质含量提高1.5%，粗脂肪含量提高0.55%，粗纤维降低1.48%，灰分的变化很小（0.01%），统计分析表明，发酵后粗蛋白质含量比未发酵前极显著提高（P＜0.01），发酵后粗纤维含量比未发酵前极显著降低（P＜0.01），发酵后脂肪含量比未发酵前极显著提高（P＜0.01）[10]。张洪生等研究表明，经菌株JG1、Tf1和两菌复合发酵21 d的小麦秸秆，木质素降解率分别为28.20%、30.78%和38.41%，纤维素降解率分别为19.26%、19.28%和26.65%；粗蛋白质含量分别比未发酵秸秆提高了58.60%、69.53%和72.22%，表明菌株JG1和Tf1在选择性降解木质素，提高粗蛋白质含量方面比较有优势，而且两菌株复合发酵具有协同作用，与单菌发酵相比，木质素降解率和粗蛋白质含量都相应提高[11]。Adogla等研究表明，小麦秸杆青贮中添加纤维素和半纤维素复合酶，酶添加量的升高并没有提高青贮饲料的降解率，但提高了水溶性碳水化合物和乳酸的含量，降低了pH、ADF、NDF和纤维素含量，同时提高了有机酸和残余水溶性碳水化合物含量，提高粗蛋白质产量[12]。

3 小麦秸秆在动物生产中的应用

由于反刍动物具有一个特殊的结构——瘤胃，其含有大量微生物。瘤胃中的微生物能有效的利用饲料中的粗纤维，因此，小麦秸秆在动物生产中的应用主要集中在牛、羊等反刍动物中，在猪等单胃动物以及家禽中的研究相对较少。

3.1羊

辛总秀研究表明，绵羊采食添加纤维素复合酶0.1%的粗饲料（小麦秸秆）后，其粪氮、尿氮、可消化氮、沉积氮与对照组差异均不显著（P＞0.05），而表观消化率差异显著（P＜0.05），可显著提高绵羊对饲料中的干物质、NDF、ADF和粗蛋白质表观消化率，减少羊粪中养分的排泄量，且差异显著（P＜0.05），试验组绵羊日增重比对照组增加37.70%，差异显著（P＜0.05）[13]。金加明等选择5月龄的小尾寒羊18只，随机分为2组，进行小麦秸秆酶解后的饲喂对比试验，2组精料日粮完全相同，粗饲料试验组饲喂酶解小麦秸秆，对照组饲喂普通小麦秸秆，结果表明，试验组日增重148 g，比对照组提高68.2%，差异极显著（P＜0.01），试验组每只盈利56.1元，比对照组提高139.7%，应用酶解后的小麦秸秆饲喂小尾寒羊可显著提高其生长速度，增加养殖户的经济收入[14]。

3.2 牛

小麦秸秆在牛生产中的研究较少。辛总秀研究表明，小麦秸秆和玉米秸秆中添加纤维素复合酶后，与对照组（未添加纤维素复合酶）相比，试验组奶牛的标准乳量提高了48%，差异极显著（P＜0.01），平均乳脂率提高了5.62%，差异不显著（P＞0.05）；试验组粗饲料（玉米秸秆）添加纤维素复合酶饲喂奶牛，与对照组相比，试验组奶牛的标准乳量提高63.03%，差异极显著（P＜0.01），平均乳脂率提高18.13%，差异不显著（P＞0.05）；两种粗饲料中直接添加纤维素复合酶0.1%，均不同程度地提高了奶牛的平均产奶量，提高了平均乳脂率，奶牛对粗饲料的消化率也得到提高，其粪中营养物质的排泄量减少；试验组与对照组奶牛的采食量没有差异，但两组奶牛ADF和NDF的排出量和表观消化率差异极显著（P＜0.01），对DM排出量和表观消化率差异均显著（P＜0.05），而对CP的排出量和表观消化率均差异不显著（P＞0.05）[13]。

4 小结

随着机械化程度的不断提高，小麦收割以后，其组织结构可能也会受到损失，在一定程度上影响其营养价值；另外，小麦收割的时间、部位以及刈割长度也会影响其收割后的营养成分。由于我国小麦品种繁多，对其尚未建立相应的原料数据库，对小麦秸秆的发酵利用尚不充分。在发酵中，如何选用菌种、菌种使用工艺及其优化存在一定的争议。小麦秸秆发酵后在动物生产中的研究主要集中在反刍动物中，这也限制了小麦秸秆在其他动物生产中的应用。如何选用高效的发酵菌种以及发酵后产物，使其能在单胃动物生产中得到利用亟待解决。

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Application of Wheat Straw Used in Animal Production

LIU Bo,TONG Qin
（College of Animal Science and Technology,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China）

As one of the three stalks,wheat straw has an important recycling value,which can relieve the problem of human and animal contending for food.In this article,the biological fermentation of wheat straw and its application in animal production were summarized.

wheat straw;animal production;application

S816.5；S814

A

1001-0084（2015）11-0012-03

2015-10-02

刘波（1994-），女，陕西西安人，研究方向为动物营养。