玉米秸秆青贮和微贮利用技术

刘道春

(湖北十堰市，湖北 十堰 442001)

玉米是我国主要的粮食作物，随着种植面积的扩大，其秸秆产量也在逐年增多，秸秆青贮饲料化技术实现了对玉米秸秆资源的循环利用，对社会和经济的可持续发展具有重要的意义。近年来,玉米秸秆在饲料产业中的应用受到养殖户的广泛关注。

1 具有良好的生态效益和经济效益

作为一种资源，玉米秸秆含有丰富的营养和可利用的化学成分，可用作畜牧业饲料的原料。有关化验结果表明,玉米秸秆含有30%以上的碳水化合物、2%～4%的蛋白质和0.5%～1%的脂肪，既可青贮，也可直接饲喂。就食草动物而言，2 kg的玉米秸秆增重净能相当于1 kg的玉米籽粒，特别是经青贮、黄贮、氨化及糖化等处理后可提高利用率，效益将更可观。

玉米秸秆是一种重要的生物资源，资源量大且分布广泛。但由于其细胞壁结构较难分解，限制了其资源化利用。秸秆的不合理处置，如废弃或焚烧等，不仅造成了资源浪费，而且产生大量大气污染、土壤板结、土地肥力下降等结果。秸秆处理的方法有物理法、化学法和生物法。而生物法较物理和化学法有更多的优势。然而，由于秸秆质地粗糙、适口性差、营养价值和消化利用率低等性质，有很多的限制性。单胃动物一般不能利用秸秆，反刍动物对秸秆的消化率也只有20%～30%，如何提高秸秆饲料利用率是国内外学者长期以来研究的重要课题。

养殖牛、羊等反刍动物，在天气冷过冬的时候，是个饲料需求激增的时段，由于青草等青饲料的缺少，一般都会考虑购买粮食作物或者成品饲料来喂养。通过发酵玉米秸秆制作青贮饲料的技术，可有效解决冬天饲料缺乏的难题。长期以来，玉米秸秆就是牲畜的主要粗饲料的原料之一，农作物秸秆属于农业生态系统中一种十分宝贵的生物质能资源。

2 青贮玉米秸秆的理化性质

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质，其特点是可再生性，低污染性，广泛分布性。生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。我国是农业大国，农作物秸秆年产量超过6亿t，其中玉米秸秆占很大部分，但利用率较低，仅有少部分用作饲料或作为造纸和生产化工产品的原料，大量秸秆被用于薪柴或腐烂废弃，既浪费了资源，又污染了大气。

玉米秸秆中细胞壁所占的比例一般在80%以上。细胞壁主要由纤维素、半纤维素、蛋白质和木质素组成。玉米秸秆饲料的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，其含量分别为32%、27.8%和15.4%。细胞内容物主要是一些可溶性的碳水化合物、部分蛋白质等。纤维素由葡萄糖单位之间以糖苷键连接而成的无数分支聚合体，以反式连接成化学性质稳定的扁带状的微纤维状。其在高温高压和酸性的条件下，可以水解为葡萄糖。半纤维素在细胞壁中含量仅次于纤维素，其主要成分是聚木聚糖类，通过β-1,4木糖残基连接而成的木聚糖骨架和支链形成。典型木质素是由松柏醇、芥子醇和对香豆醇作为纤体物质组成基本结构。它与半纤维素分子通过共价键紧密交联形成疏水的网状，增加了细胞壁的机械强度和病原体的抵抗力。而纤维素与半纤维素通过氢键相连。

牛羊类反刍动物瘤胃是一个特殊的消化器官，其内部微生物分泌纤维素酶和半纤维素酶，可以降解纤维素和半纤维素，但是没有直接降解木质素的微生物。其三者的结合明显地阻碍了反刍动物瘤胃微生物水解酶与细胞壁中纤维素和半纤维素接触，降低了纤维多糖的有效降解率。因此，木质素被认为是抑制秸秆利用的主要因素，直接影响玉米秸秆中营养物质的利用。

3 玉米秸秆青贮技术

青贮饲料只要掌握好水分、糖分、密度及压实就能制作成功。根据饲养家畜头数的多少设计青贮窖的大小，一般每立方米青贮窖可容650～700 kg原料。青贮窖应建在离畜禽较近，地势高燥，土质坚实，地下水位低，背风向阳，便于运送原料的地方，要坚固牢实，不透气，不漏水。把新鲜的玉米秸秆铡成3～5 cm的长度，然后将切碎的原料填入窖中，边入料，边压实，创造无氧条件。在填入的过程中根据秸秆的水分含量，每填入30 cm时，用喷雾器或手工加入适当的清洁水，使青贮的秸秆湿度达到60%～75%。装填的原料应高出窖面1 m左右，表面覆盖一层塑料布，并立即用土严密封埋。青贮饲料经过40～50 d封存后可开窖饲喂。开窖后首先要判定青贮料品质的好坏,若呈绿色或黄绿色，有酸香味，质地软，略带湿润，茎叶仍保持原状，窖内压得非常紧密，拿到手里却松散，均为品质优良，即可饲用。如已变质腐败会有臭味，质地粘软等表现，切勿饲喂，以防中毒。开封后不可将青贮饲料全部暴露在空气中，取完后立即封口压实。取出的青贮饲料应尽快喂完，切勿放置时间过长，以免变质。

利用饲料压块机可将秸秆压制成高密度饼块，压缩可达1∶15～1∶5，能大大减少运输与贮藏空间。若与烘干设备配合使用，可压制新鲜玉米秸秆，保证其营养成分不变，并能防止霉变。目前也有加转化剂后再压缩，利用压缩时产生的温度和压力，使秸秆氨化、碱化、熟化，提高其粗蛋白含量和消化率，经加工处理后的玉米秸秆成为截面30 mm×30 mm、长度20～100 mm的块状饲料，密度达0.6～0.8 kg/cm3,便于运输贮存，适用于公司加农户模式，生产成本低。

制作青贮料的技术关键是为乳酸菌的繁衍提供必要条件：一是在调制过程中，原料要尽量铡短，装窖时踩紧压实，以尽量排除窖内的空气，二是原料中的含水量在75%左右(即用手刚能拧出水而不能下滴时)，最适于乳酸菌的繁殖。青贮时应根据玉米秸的青绿程度决定是否需要洒水，三是原料要含有一定量的糖分，一般玉米秸秆的含糖量符合要求。

4 玉米秸秆微贮技术

玉米秸秆微贮是指利用发酵微生物(酶)进行生物处理的一种技术。经微贮微生物发酵剂发酵后，质地会变得柔软，并具有酸香酒气味，适口性明显提高，增强了牛、羊的食欲。与未经过处理的秸秆相比，一般采食速度可提高43%，采食量可增加20%以上，加快牛羊等草食动物生长育肥。微贮微生物秸秆发酵剂作用后，玉米秸秆中的纤维素和木质素部分被降解，同时纤维素、木质素的复合结构被打破。这样，发酵剂能够与秸秆纤维充分接触，促进了发酵剂中活菌的活动，从而增加了微生物菌体蛋白和挥发性脂肪酸的合成量，提高了秸秆的营养价值和消化率，生产实践表明，通过发酵，玉米秸秆的消化率可提高61.2%。

资料显示，国内外研究的酶品种已有1700多种，其用于饲料的酶有20多种，而降解秸秆的单酶制剂主要是纤维素酶、半纤维素酶(包括木聚糖酶、甘露聚糖酶等)、木质素酶和木聚糖酶。纤维素酶主要是降解纤维素生成葡萄糖的酶，它不是单酶，而是由多种酶组成的具有协同作用的酶系。纤维素酶存在非常广泛，真菌、细菌和动物体内均能产生纤维素酶，选育活性很高的纤维素酶菌株对纤维素资源的开发利用具有重要的意义。

半纤维素酶是降解半纤维素的一类酶，主要作用是降解动物消化道内的非淀粉多糖，使肠道内容物的黏性降低，加强营养物质的吸收利用，促进动物生长并提高饲料转化率。半纤维素酶主要是由木霉、曲霉和杆菌属类微生物产生的，且β-葡聚糖酶在饲料工业中应用较多。

木质素酶的体系非常复杂，主要的木质素酶有木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶，此外还有芳醇氧化酶、乙二醛氧化酶、葡萄糖氧化酶等均参与了木质素的降解。

秸秆微贮加工首先建造微贮窖，秸秆微贮建窖与氨化、青贮相似，也可选用氨化、青贮窖，选择洁净、无霉变的秸秆，稻草、麦秸铡成2～5 cm，玉米秸最好在1 cm左右，或用2 cm孔径筛片粉碎。菌剂的复活,微贮活性菌每袋3 g，可处理麦秸、稻秸、干玉米秸1 t或青绿玉米秸秆2 t，要根据当天预计处理秸秆的量，计算出所需菌种的数量，在处理玉米秸秆前，先将发酵活性菌每袋3 g倒入200 mL水中充分溶解在常温下放置1～2 h，使菌种复活。复活好的菌剂一定要在当天用完，不可隔夜使用。菌液的配制方法是将复活的菌剂倒入充分溶解的0.8%～1.0%食盐溶液中拌匀。贮料的最终含水量要在60%～70%，秸秆入窖，土窖应先在窖底和四周铺上塑料薄膜，然后在窖底铺20～30 cm厚的秸秆，均匀喷洒菌液压实后再铺20～30 cm厚的秸秆，然后再喷洒菌液、压实，直到高于窖口40 cm，再封口。如果窖内当天未装满，可盖上塑料薄膜，第二天压窖时揭开薄膜继续工作。压实机械一般用拖拉机，大型窖应选用链式或大马力轮式拖拉机，中小型窖可用小四轮拖拉机。压窖的拖拉机要保证不漏油，行走部分不带泥土，家庭养牛羊的小窖可用人力踩实。

当玉米秸秆分层压实到高出窖口40 cm时，再充分压实后，在最上面一层均匀洒上食盐粉，再压实后盖上塑料薄膜。食盐的用量为每平方米250 g，是确保微贮饲料上部不发生霉烂变质。盖上塑料薄膜后，在上面撒20～30 cm厚的稻、麦玉米秸秆，覆土15～20 cm封窖，密封是为了隔绝空气与秸秆接触，保证微贮窖内呈厌氧状态。秸秆微贮后，窖池内贮料会漫漫下沉，应及时加盖土使之高出地面，并在周围挖好排水沟，以防雨水渗入。

秸秆微贮饲料的质量鉴定可根据微贮饲料的外部特征，用看、嗅和手感的方法，鉴定微贮饲料的好坏。优质微贮青玉米秸秆饲料的色泽呈橄榄绿，稻、麦、黄玉米秸秆呈金黄褐色。如果变成褐色或墨绿色则质量较差，优质微贮秸秆饲料具有醇、果香气味和弱酸味。若有强酸味，表明醋酸较多，这是由于水分过多和高温发酵造成的。若有腐臭味、发霉味则不能饲喂，优质微贮秸秆饲料拿在手中感到很松散、质地柔软湿润。若拿在手中感到发粘，或粘到一起，则质量较差。有的虽然松散，但干燥粗硬，亦属不良饲料。

5 应用前景

秸秆饲料在替代粮食、降低饲养成本方面起着非常重要的作用，秸秆饲料资源的进一步开发，无论从经济效益还是社会效益方面来看，潜力都是巨大的。

秸秆微贮即农作物秸秆微生物发酵贮存技术，是农作物秸秆提高其营养价值的秸秆处理方法，包括秸秆氨化、碱化、青贮等。但青贮对秸秆的要求较高，季节性较强：而氨化的液氨和氨水运输又很不方便，而且还有一定的不安全性。秸秆微贮技术通过加入木质素纤维素发酵剂，在密闭的厌氧条件下，促进秸秆纤维素，半纤维素和木质素的分解，改善秸秆的适口性，提高其消化率，并增加营养。

青贮、氨化及目前正在兴起的微生物发酵，这3种方法各有特点。青贮是将新鲜的牧草或秸秆铡碎装入青贮窖或其它青贮容器中，通过封埋措施，造成一种相对无氧状态，利用微生物(主要是草料自带的乳酸菌)的发酵作用，使青贮料的pH值降至4.0左右，从而达到长期保存青绿多汁饲料营养特性的一种加工调制方法。青贮饲料中微生物的种类少，酸味重，甜味不足，进入的微生物是被动的。青贮法若以农作物秸秆为原料，有时要以牺牲籽实的收成为代价。青贮饲料中维生素D和蛋白质含量较低。

氨化是将秸秆密封好通入氨和氨水，或者将秸秆铡碎后与一定量的尿素溶液混合堆垛，密封制作饲料的方法。氨化处理可提高秸秆中的蛋白质含量，可提高采食量和有机物消化率，制作不受天气影响，氨损失大，饲料中氨残留高，饲喂量过大或不当时，可引起氨中毒，技术要求高，适口性差，与农业争肥。

微生物发酵法(简称微贮)是将多种有益菌株复合制成一种多菌株复合体，然后将其接种于铡碎的牧草或秸秆中，依靠微生物本身的作用，分解纤维素，提高蛋白质含量，改善牧草或秸秆饲料的柔软性、适口性的制作方法。由于整株都可用作青贮，可提高其饲喂价值的40%左右。养分损失少，营养成分较多。制作不受天气影响。有酸甜味，质地柔软，适口性较好。饲料保存时间长。微贮法投资少，易操作，不争农时，安全、无毒,饲料适口性好，有甜香味，蛋白质含量高，营养成分丰富，制作季节长，可长期保存，制作的原料范围广，青绿秸秆和干秸秆均可。对发酵菌种的组成、活性、纯度要求高，对发酵容器的密封性要求较高。