作物秸秆饲料化利用若干问题讨论

高腾云， 傅 彤， 孙 宇， 廉红霞， 王林枫， 李改英

(河南农业大学牧医工程学院，郑州 450002)

我国以农立国，既是粮食生产大国，又是秸秆生产大国，每年在生产6.5亿t左右粮食(2018年全国粮食总产量6.58亿t[1])的同时，也生产了8亿t左右的农作物秸秆，2015年中国主要农作物秸秆总产量是8.09亿t，排在前3位的是玉米、稻谷和小麦，分别为2.47亿t、2.08亿t和1.67亿t，合占全国农作物秸秆总产量的76.9%[2]。农作物秸秆是一种可以再生的非竞争性生物资源，具有数量大、分布广、种类多、价格低廉等特点。如何科学合理地对这些资源加以有效利用，是政府和社会普遍关注的一件大事，也是提高农业生产效率，构建资源节约和环境友好型社会的战略选择。

面对年产量如此可观的作物秸秆，传统的做法是，除一部分直接用于养畜和沤肥之外，经过处理利用的秸秆所占比例仍然很低。20世纪90年代，中央鉴于我国人多地少，粮食形势严峻的国情，提出走节粮型畜牧业的道路，提出秸秆养牛、秸秆养羊的问题[3]。河南省结合实际制定了许多扶持政策，建设了大批的永久性青贮、氨化池，同时购进铡草机械，明显提高了秸秆处理能力，逐步建立完善了秸秆养畜体系。通过青贮秸秆和氨化秸秆技术，使全省的秸秆饲用率提高30%以上。中国秸秆养牛、养羊的经验，成为缓解粮食供求矛盾的有效途径之一，在国际上已经引起强烈的反响[4]。

在秸秆养畜的长期实践中，各地都针对传统技术——秸秆青贮和秸秆氨化，进行大量的实践与改进，逐渐形成了一些综合处理技术，同时还探讨了一些新的处理方法。本文根据工作体会并结合国内外的资料对秸秆饲料化综合处理利用技术做一回顾。同时，在秸秆的处理利用中还存在诸多问题，本文也从生产技术需求和研究开发思路的角度进行讨论。

1 “秸秆过腹还田”养殖业是可持续发展的必然选择

1.1 降低反刍动物饲料成本的主要途径是利用作物秸秆

当今世界全球化农产品国际贸易比较活跃，来自畜牧业发达国家的畜产品以其生产成本低而具有较强的国际竞争力。这些畜产品的生产成本低与产地农场均拥有廉价的土地是分不开的。在我国人多地少的情况下发展反刍动物养殖，降低饲料成本的主要途径是充分利用作物秸秆，只有这样才能够提高反刍动物产品的国际竞争力[5]。

1.2 秸秆过腹还田是农业生态系统中的理想选择

在一年两熟制耕作地区实施秸秆还田，以秸秆媒介传播的作物真菌病发病率明显上升，既会影响下茬作物的产量，又影响了产品的质量安全。

而在每年收获农作物时收集作物秸秆，把作物秸秆经过适当处理之后饲养反刍动物，同时把这些家畜粪便堆积发酵，作为有机肥施用于农田则是安全的，这是几千年的传统农业已经证实的经验。因此，采用秸秆过腹还田当是理想的选择。

2 秸秆饲料化利用是一个系统工程问题，不仅仅是一个技术问题

秸秆饲料化利用总量是与反刍动物养殖数量相一致的，如果反刍动物饲养数量持续下降，秸秆饲料化利用的数量不可能增加。近年来秸秆饲料化利用的总量在下降，尽管技术推广部门做了很大的努力，但是利用数量仍然在下降，主要原因是反刍动物饲养数量在连续下降。而反刍动物的饲养数量是受多种因素影响。就一个特定地区的作物秸秆饲料化利用，必须考虑当地反刍动物养殖总量和养殖场模式。

降低秸秆养畜的饲料成本是一个综合性的问题。涉及到劳动力成本、机械成本、养殖场规模、耕作农时需要等问题，需要按照系统工程的思想去研究，作为一个系统工程来解决问题。

秸秆饲料化利用，首先需要考虑如何提高收获、运输效率，那无外乎采用有关的机械；如何降低机械的折旧平摊费用？最好的办法是实行农机补补，保证经营者既买到优良的机械，同时又得到补贴。在作物种植经营中，农民为了抢茬种植需要，需要在短期内把农田的秸秆处理掉，同时又不费力气，这就要求收获运输农作物秸秆必须高效率，需要以公司的形式来运作。

秸秆养畜往往表现出长周期，周转时间比较长，生产单位畜产品的劳动力投入较高。在目前劳动力成本日益上涨的情况下，为了降低生产单位畜产品的劳动力成本，需要提高劳动定额；提高劳动定额要靠改进生产工艺和机械化，要实行机械化就需要获得有补贴的机械。秸秆养畜中为了降低固定资产成本，就需要在基础设施建设中尽量节俭，减少不必要的设施建设经济支出，力求设施简单实用。

秸秆养畜技术是与中低产家畜生产系统相适应的，而不是与高产家畜生产系统相匹配的。在大量使用作物秸秆的养畜模式中不可能有很高的生产水平，那些试图追求很高生产水平的养殖场是不宜采用秸秆养殖模式的。在养殖中通过使用秸秆原料，试图能够降低饲料成本，秸秆养畜以提高生产效率为核心。

3 秸秆处理技术必须考虑技术经济可行性和工厂化需要

经过几十年的研究与开发，在作物秸秆饲料化利用方面已经形成了诸多的技术。但是每一项技术都有一定的适用范围，特定的技术是与特定的生产系统相匹配的，是与特定的生产模式相对应的。如今反刍动物养殖业的产业转型升级非常明显，生产系统发生了巨大变化，于是有一些作物秸秆处理技术已经不能够与新的生产系统相匹配了，就难以在这些新生产系统中推广应用。

在以往研发的众多作物秸秆处理技术中，多数以小规模、劳动密集型为特点，与产业化、工厂化生产的要求相去甚远。相反，能够实现批量化机械化的秸秆处理技术才能够为规模化养殖场所接受。例如，机械化秸秆碱化处理技术就是具有良好前景的秸秆处理技术。

在反刍动物日粮中使用作物秸秆的一个重要原因就是看中了其廉价性。如果作物秸秆经过了处理，在有关的环节中耗能过多，或者机械折旧平摊成本过高，则会导致秸秆加工费用上涨，失去了使用作物秸秆养畜的本来优势。例如，秸秆揉搓技术就是因为耗能太高而影响了其广泛推广。以往的很多技术往往注重于技术可行性，但是却不注重于经济可行性。

4 要把秸秆利用置于整个日粮营养体系中考虑

要把秸秆的利用置于整个日粮营养体系中去考虑，而不仅仅是以秸秆饲养为核心的秸秆加补饲问题。以往的试验表明，肉牛在单独饲喂稻草时，其代谢能进食量平均为63.47 kJ/kg体重，而代谢产热量为90.55 kJ/kg体重，即能量平衡为-27.08 kJ/kg体重，该负平衡的能量主要来自体脂肪的消耗，导致体重下降[6]。尽管作物秸秆中能量、蛋白质水平很低，但是却为反刍动物提供了足量的纤维素，有利于反刍动物的反刍和瘤胃健康。

一些畜牧业发达国家，虽然反刍动物生产水平很高，但是在一些生产系统中仍然使用秸秆饲料。例如，日本为生产雪花牛肉饲养的和牛以稻草为主要粗饲料，育肥期还喂大量大麦及蛋白质补料。曾经有一个时期从中国大量进口稻草。再如，以色列饲养奶牛，典型泌乳牛日粮配方(20 kg干物质)包含以下粗饲料：小麦青贮、玉米青贮、豌豆苗/三叶草、小麦草/燕麦草等，配方中粗饲料比例为33%。粗饲料实际饲喂量：小麦青贮10 kg、玉米青贮3 kg、豌豆苗/三叶草1 kg、小麦草/燕麦草1.5 kg[7]。这些例子都说明了秸秆是很好的粗饲料资源，关键是如何在日粮营养体系中应用好。

5 秸秆利用需要研究开发内容

5.1 利用生物工程技术研发秸秆处理微生物菌种

通过微生物处理方法，改进农作物秸秆的营养质量，提高秸秆饲料的利用率。利用生物工程技术研发秸秆处理微生物菌种，例如，转纤维素酶基因的微生物菌种的研发；筛选新型菌种和生产复合菌种。

5.2 物理、化学和生物学方法的综合利用

研究开发秸秆饲料化处理的化学物质、材料和处理方法。

秸秆饲料化调制的设施及工程技术。研究在微贮楼中对秸秆喷以微生物菌种，集中发酵的工厂化处理途径；在大型处理池中对作物秸秆的碱、盐化处理方法；能够适应寒冷天气的短周期秸秆氨化方法。

5.3 秸秆加工方法

形成适宜于大型和小型反刍动物的秸秆处理技术，突出工程技术，以达到综合性的产业化利用。

制作全营养秸秆草块。以玉米秸秆和小麦秸秆为主要对象，研究粗饲料全营养调配技术及草块成型技术，粗饲料草块成型设备的选型。

以花生秧等秸秆为主要对象，研究小反刍动物的秸秆型日粮的配合，研发秸秆颗粒饲料的工厂化生产技术。

5.4 秸秆营养价值评定

评定作物秸秆营养价值的生理学、营养学、化学新方法与实验方法，建立现场评定作物秸秆营养价值的方法与程序。

5.5 秸秆利用配套技术

依据反刍动物消化代谢原理与调控技术，改善秸秆饲料饲养家畜的适口性，改进秸秆型日粮的集约化饲养技术。

探讨农区秸秆畜牧业的发展模式与农牧结合技术。

农作物秸秆的工程化处理技术和秸秆养畜产业化技术体系的构建，可以促进草食家畜饲养业的发展，提高畜牧业产值，同时又节约粮食；秸秆过腹还田，既能够促进农业生态系统良性循环，又能够降低农业生产成本。预期具有良好的经济、社会、生态效益。