玉米秸秆生物发酵转化与利用研究

马胜辉

1 玉米秸秆生物发酵技术

相比其他饲料化利用技术，玉米秸秆生物发酵技术具备以下优势：采用生物发酵方式可以保留玉米秸秆中大量的蛋白质；营养价值高，生产出的饲料更加适口；投入成本小，生产过程中环境的影响较小；玉米秸秆经过发酵处理后，饲料中富含发酵代谢产物，如酶类、蛋白类、抑菌因子、维生素和促进生长因子等，这些均对动物生长具有有益作用[1]。鉴于上述优点，相关专家和学者对玉米秸秆生物发酵的研究给予了足够的重视，在长期的努力下，玉米秸秆生物发酵技术得到了完善。

相关学者在众多玉米秸秆中筛选出一株纤维分解能力较强的芽孢杆菌菌株，通过对玉米秸秆组织结构的研究，分析出适合酶产生的特定条件，通过人工干预的方式来营造条件，有效提升了玉米秸秆资源的利用率。部分学者在对17种天然发酵的玉米秸秆饲料进行筛选时，得出了一株产生酸副干酪乳杆菌的秸秆饲料，通过多种试验手段验证得出发酵玉米秸秆的最佳条件，适应此种条件发酵之后的玉米秸秆中蛋白质含量最高可达14．35%。另外，玉米秸秆厌氧发酵产物中的菌群构成呈现出多样性的特征，数据显示，其中共存在69种系型，主要分布如下：硬壁菌占48．3%，绿弯菌占20．1%，放线菌占9．1%，拟杆菌占7．7%，蛋白菌占7．2%。由此可见，其中的水解型和发酵型为菌群的主导。

相关学者针对玉米秸秆专用发酵剂的降解工艺条件进行研究时，所采用的是二次通用旋转回归技术，得出的发酵工艺条件为：最佳发酵温度在31．4 ℃，最佳发酵时间在5．3 d，接种量和含水量分别为1．87%和62．00%，满足上述所有条件之后的玉米秸秆降解率最高可达44．69%。目前，专家和学者针对玉米秸秆生物发酵技术中的分离、鉴定、工艺及产生的菌群构成均进行了研究，这些研究为玉米秸秆发酵饲料的生产和玉米秸秆的利用价值提供了技术保障。

有学者研发了一种秸秆微生物饲料及其生产方法，其利用复合生物发酵剂降解秸秆，提高秸秆消化率和营养价值，复合生物发酵剂由嗜酸乳杆菌、绿色木霉、白腐真菌、产朊假丝酵母及枯草芽孢杆菌等菌株组成。以玉米秸秆和啤酒糟为主要原料，辅以豆粕、麸皮、玉米浆、尿素和硫酸铵等配制固体饲料，饲料经复合微生物发酵后蛋白含量提高了10%以上，而且改善了适口性。

另外，有研究针对全株玉米秸秆青贮饲料、去穗玉米秸秆青贮饲料及牧草青贮饲料对荷斯坦奶牛瘤胃发酵、生产性能及乳成分的影响进行了研究，结果表明，去穗玉米秸秆青贮饲料会降低乳产量，减缓瘤胃发酵作用，但并不影响乳脂浓度和产量。还有利用褐色叶中脉基因型青贮玉米对干奶期荷斯坦奶牛采食量和乳固体产量的影响进行了研究，结果表明，饲喂褐色叶中脉基因型青贮玉米提高了奶牛干物质采食量、产奶量及乳固体中蛋白质和乳糖的含量。目前玉米秸秆生物发酵技术主要应用于牛、羊等反刍动物青贮和微贮饲料研发和生产方面，上述相关研究重点分析了秸秆发酵饲料生产方法及其对动物生长性能的影响，为玉米秸秆生物发酵饲料的产业化开发和应用提供了科学依据。

2 玉米秸秆利用技术

2.1 有机肥化利用技术 由于玉米秸秆中含有丰富的氮、磷、钾元素，经过处理之后形成肥料应用到田地内，可以起到改良土壤的作用，为作物生长提供多种有益于生长的营养成分。当前，玉米秸秆在肥化利用方面是以堆肥处理还田和覆盖还田为主，在条件允许的情况下还可以利用大型粉碎机械粉碎之后直接还田。

2.2 能源化利用技术 玉米秸秆属于一种可再生资源，秸秆资源的充分利用对于我国的可持续发展和环保问题意义重大，利用秸秆这种可再生资源代替工业生产中的不可再生资源，有效缓解了我国资源紧张的问题。秸秆在能源化利用中的应用主要有秸秆沼气化利用、秸秆固化燃料、秸秆热解气化及秸秆液化燃料等。

2.3 饲料化利用技术 由于我国属于农业大国，玉米作物的覆盖面较广，产生了大量的秸秆资源，由于秸秆中的纤维含量较高，可以作为饲料的主要原料。仅2010年秸秆在饲料中的使用量就高达2．18亿t，占据秸秆利用化的主导地位。相关数据显示，秸秆饲料化的利用率占据总数的31．9%。未经处理的秸秆质地过于粗糙，很难消化，为此不适宜直接作为饲料食用。现阶段，对秸秆利用技术的研究已经逐渐深入，秸秆利用的价值得到了充分体现。在未来的发展中，秸秆利用技术必然会发挥出很大作用。目前，所使用的秸秆饲料化利用技术有压块、丝化、制粒处理技术及生物发酵处理技术等，其中生物发酵处理技术是应用较为广泛的饲料化利用技术[2]。

[1]刘宇，史同瑞，朱丹丹，等．玉米秸秆利用现状及其生物发酵技术研究进展[J]．中国畜牧杂志，2014（6）：61-64．

[2]卢珍兰，李致宝，俸祥仁，等．微生物发酵玉米秸秆饲料在生长育肥猪养殖中的应用[J]．安徽农业科学，2014（33）：11743-11745．