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我国是世界上的农业大国之一,秸秆资源丰富,每年秸秆的总产量高达8亿吨,但目前秸秆饲料化利用量占比不足四分之一,大量秸秆以焚烧等方式被不合理利用,不仅导致大量资源浪费,同时也造成环境污染;与此同时,目前我国面临着由土地资源匮乏引起的人畜争粮问题,而秸秆的饲料化高值利用可有效降低畜牧成本,有效缓解人畜争粮问题对畜牧业发展的阻碍。因此,秸秆饲料发酵存在的技术问题亟待解决,秸秆饲料化是目前推进秸秆高值化利用的重中之重。微贮秸秆研究以水稻秸秆为主要材料,通过添加微生物在适宜的环境下对秸秆进行生物发酵,一方面改良秸秆饲料的适口性并改善营养价值,另一方面增强秸秆饲料的贮存性能,有效解决冬季缺乏粮草的问题。
本论文主要通过三部分试验对秸秆预处理及微贮制备生物饲料进行探究,以发酵指标和营养指标为主要评价标准,对微贮后的秸秆饲料进行化学成分测定,同时考虑其结构特性和安全性,为生产提供进一步的指导。主要研究内容如下:
(1)水稻秸秆化学预处理研究
普通和爆破秸秆的酸碱处理效果的对比研究表明:水稻秸秆常温碱化处理是一种方便且高效的预处理方式。常温条件下,将水稻秸秆稀碱处理后,纤维素高达55.17%,木质素和半纤维素分别为4.77%和26.90%,糖化率高达42.36%。
(2)微贮秸秆参数优化研究
单因素试验、正交试验以及发酵时间试验的研究结果表明:在秸秆中添加微生物复合菌剂能够有效地促进秸秆发酵,提高秸秆饲料质量。理论最佳发酵条件为菌种添加比例(植物乳杆菌∶啤酒酵母菌∶枯草芽孢杆菌)2∶2∶1,菌剂添加量0.2%,含水率60%,秸秆长度3cm,发酵时间28天。发酵过程中菌剂发酵秸秆不断产生有益于菌种保存的乳酸,乳酸占比最高达60%;而发酵产生的氨态氮含量也处于较低水平,最高含量小于7%。水稻秸秆发酵后营养特性和结构发生明显改变:粗蛋白含量提高至12.57%,接近天然牧草的粗蛋白含量:粗脂肪和粗纤维含量无显著变化:秸秆外表面光泽度降低,内外表面均有一定程度的撕裂。
(3)秸秆复合微贮参数优化研究
通过响应面复合微贮试验,进行预测模型非线性公式拟合、各因素间交互作用分析以及参数优化分析等,结果表明:在秸秆中添加营养物质豆粕、玉米渣、麸皮、麦芽进行复合微贮后,其营养价值有明显的提高。当添加物豆粕、玉米渣、麸皮、麦芽在总饲料重量的占比分别取4.14%、3.75%、11.25%、3.75%时营养价值最高且经济效益最好,响应值粗蛋白为13.09%,粗脂肪为1.11%,复合微贮饲料成本为571.74元/吨。
本论文主要通过三部分试验对秸秆预处理及微贮制备生物饲料进行探究,以发酵指标和营养指标为主要评价标准,对微贮后的秸秆饲料进行化学成分测定,同时考虑其结构特性和安全性,为生产提供进一步的指导。主要研究内容如下:
(1)水稻秸秆化学预处理研究
普通和爆破秸秆的酸碱处理效果的对比研究表明:水稻秸秆常温碱化处理是一种方便且高效的预处理方式。常温条件下,将水稻秸秆稀碱处理后,纤维素高达55.17%,木质素和半纤维素分别为4.77%和26.90%,糖化率高达42.36%。
(2)微贮秸秆参数优化研究
单因素试验、正交试验以及发酵时间试验的研究结果表明:在秸秆中添加微生物复合菌剂能够有效地促进秸秆发酵,提高秸秆饲料质量。理论最佳发酵条件为菌种添加比例(植物乳杆菌∶啤酒酵母菌∶枯草芽孢杆菌)2∶2∶1,菌剂添加量0.2%,含水率60%,秸秆长度3cm,发酵时间28天。发酵过程中菌剂发酵秸秆不断产生有益于菌种保存的乳酸,乳酸占比最高达60%;而发酵产生的氨态氮含量也处于较低水平,最高含量小于7%。水稻秸秆发酵后营养特性和结构发生明显改变:粗蛋白含量提高至12.57%,接近天然牧草的粗蛋白含量:粗脂肪和粗纤维含量无显著变化:秸秆外表面光泽度降低,内外表面均有一定程度的撕裂。
(3)秸秆复合微贮参数优化研究
通过响应面复合微贮试验,进行预测模型非线性公式拟合、各因素间交互作用分析以及参数优化分析等,结果表明:在秸秆中添加营养物质豆粕、玉米渣、麸皮、麦芽进行复合微贮后,其营养价值有明显的提高。当添加物豆粕、玉米渣、麸皮、麦芽在总饲料重量的占比分别取4.14%、3.75%、11.25%、3.75%时营养价值最高且经济效益最好,响应值粗蛋白为13.09%,粗脂肪为1.11%,复合微贮饲料成本为571.74元/吨。