复合化学方法对玉米秸秆的处理效果研究

王芳等

摘要  {目的]研究复合化学方法对玉米秸秆的处理效果。{结果]玉米秸秆复合处理的最佳条件如下：Ca（OH）24%，尿素8%，水40%，在此条件下处理7d效果最佳。{结论]该研究可为生产中更合理地利用秸秆饲喂家畜提供理论依据和方法。

关键词   玉米秸秆;化学方法;粗蛋白;酸性洗涤纤维

中图分类号S  816.5文献标识码A文章编号0517-6611（2018）36-0074-04

玉米秸秆作为农作物副产品，可用做肥料、饲料、能源及工业生产的原料，玉米秸秆含粗蛋白质3.5%，粗脂肪1.9%，粗纤维23.9%，无氮浸出物49.1%，钙0.39%，磷0.23%，纤维素含量高，消化率较低{1-2]。目前常用的秸秆处理方法有物理、化学及微生物方法等。物理、化学方法具有投入少、易处理等优点，可以广泛推广。复合化学方法是指使用几种化学试剂同时处理粉碎秸秆。该试验选择Ca（OH）2和尿素作为试验试剂，且生产中影响因素较多，很难把握处理时水分添加量和处理时间。为此，笔者将秸秆含水量和处理时间也作为研究因素开展了此项试验，旨在为生产中更合理地利用秸秆饲喂家畜提供理论依据和方法。

1材料与方法

1.1试验材料

2015年4月2—15日，采集齐齐哈尔市郊当年新鲜枯黄期玉米秸秆，将秸秆切割成2～3cm长，烘干后保存。

1.2试验方法

1.2.1预处理秸秆。

称取100g玉米秸秆，将准确称量的尿素和Ca（OH）2先后溶入不同重量的水中，然后在搪瓷盆中将尿素、Ca（OH）2溶液均匀喷洒到玉米秸秆上，边喷洒边搅拌，每个处理3个重复，每个重复30g，盛在封口塑料袋中，挤掉袋内的空气后封口。在20～25℃室温下放置不同时间，每天检查封口袋的密封情况。试验期结束后开封，取出处理的玉米秸秆在65℃烘箱中烘干，制成风干样品，过0.45mm筛，放入密封袋中保存备用。

1.2.2复合处理秸秆试验设计。

复合处理效果受秸秆含水量、试剂用量、处理温度和时间等因素的影响。试验采用4因素4水平正交试验设计L16（45），具体设计见表1，试验组有16个处理组，对照组秸秆不处理。

1.2.3秸秆理化指标的测定。

1.2.3.1粗蛋白含量的测定。采用国家标准GB/T6432—1994测定秸秆中粗蛋白含量。

1.2.3.2

中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量的测定。采用范氏（VanSoest）的洗涤纤维分析法测定中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量。

1.2.4数据统计与分析。

试验数据使用SPSS统计软件中ANOVA过程进行方差分析，并进行Duncans多重比较，P<0.05表示差异显著。

2结果与分析

2.1复合化学处理后秸秆主要成分的变化

由表2可知，样品17为对照未处理组。生产中一般认为，秸秆经处理后有效提高了秸秆的粗蛋白含量，降低了粗纤维含量，降低了中性洗涤纤维含量，提高了酸性洗涤纤维含量，说明处理效果好。第8组粗蛋白含量最高（18.38%），比对照高15.35%，第10组粗纤维含量最低（30.01%），第9组中性洗涤纤维含量最低（48.12%），第15组酸性洗涤纤维含量最高（43.84%）。

2.2复合化学处理对秸秆粗蛋白含量的影响

为了进一步分析4个因素对秸秆粗纤维含量的影响，采用因变量为粗纤维的主体间效应检验方法。从图1可以看出，4个因素中，只有尿素添加量（B）对粗蛋白含量的影响显著（P<0.05），其他因素对粗蛋白含量的影响均不显著。

根据4种因素對粗蛋白含量影响的估算边际均值可以看出，A4B4D1E1处理对粗蛋白含量的影响效果最佳。

2.3复合化学处理对秸秆粗纤维含量的影响

为了进一步分析4个因素对秸秆粗纤维含量的影响，采用因变量为粗纤维的主体间效应检验方法。从图2可以看出，4个因素对秸秆粗纤维含量的影响均不显著（P>0.05）。但影响程度略有差异，影响程度从大到小依次为A、D、E、B。

根据4种因素对粗纤维含量影响的估算边际均值可以看出，A4B4D2E4组合对粗纤维含量的影响效果最佳。

2.4复合化学处理对秸秆中性洗涤纤维含量的影响

为了进一步分析4个因素对秸秆中性洗涤纤维含量的影响，采用因变量为中性洗涤纤维的主体间效应检验方法。从图3可以看出，4个因素中B、D、E因素对中性洗涤纤维含量的影响显著（P<0.05），A因素对中性洗涤纤维含量的影响极显著（P<0.01）。

根据4种因素对粗纤维质影响的估算边际均值可以看出，A1B3D2E3组合对粗纤维的影响效果最佳。

3讨论

粗饲料普遍应用于反刍动物日粮中，其碳水化合物丰富，主要是粗纤维，能够反映动物对饲料的咀嚼和消化等特性。与粗纤维相比，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量反映日粮中纤维物质营养更为准确。粗纤维包括部分半纤维素、木质素和纤维素等，而中性洗涤纤维包含纤维素、木质素和半纤维素和不溶性灰分，酸性洗涤纤维包括纤维素、木质素和酸不溶灰分。因此，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的测定值高于粗纤维含量。酸性洗涤纤维（ADF）与NDF的不同之处在于NDF含有大量的半纤维素和少量蛋白质，而ADF则不含这些物质，因此ADF是饲料中最难消化的部分。

3.1复合化学处理对秸秆粗蛋白含量的影响

经氨化后，秸秆中蛋白质含量显著提高。利用尿素氨化秸秆是一个简单而有效的技术。由于秸秆上含有尿酶，在加入尿素后呈碱性，尿素被分解为氨，氨与秸秆中的水结合生成氨水，氨水电离出铵离子和氢氧根离子，从而达到氨化处理的效果，且使用方便、安全。虽然尿素处理农作物秸秆是一种既廉价又安全的提高其营养价值的方法，但只有一部分氮在秸秆中被保留下来，大多数尿素氮以NH3的形式被挥发掉，因此利用复合化学法处安徽农业科学2018年

理秸秆可以大大降低氮的浪费。斯日古楞等{3]研究发现添加尿素l%、2%、3%、4%处理的蛋白质增加率分别为9.8%、40.6%、49.8%、78.5%，氨化效率分别为26%、64%、35%和64%。黄金华等{4]认为尿素氨化能显著提高玉米秸秆的蛋白质含量。在各期试验中处理组秸秆的粗蛋白质（CP）含量的提高幅度较大，主要是因为氢化处理秸秆时添加尿素而使其粗蛋白含量提高。这与该试验结果相一致，在4个因素中尿素对粗蛋白具有显著影响。该试验结果表明，秸秆复合处理的最佳条件如下：Ca（OH）28%、尿素8%、水30%，在此条件下处理7d对秸秆粗蛋质白含量的影响最大，显著提高了秸秆可利用粗蛋白水平。

3.2复合化学处理对秸秆粗纤维含量的影响

尿素和氢氧化钙是处理秸秆的常用方法，此种方法不仅可以使沉积的氨转化成非蛋白含氮物，增加秸秆中粗蛋白质含量，而且可以提高秸秆中粗纤维的消化率。此时，粗纤维素含量下降，酸性洗涤纤维的含量也有所下降。玉米秸秆经氨化处理后，木质素含量呈下降的趋势，这是因为氨化处理破坏了秸秆细胞壁中的木质素-半纤维素-纤维素的复合结果，使得半纤维素和木质素从细胞比中游离出来{5-6]，这也是氮化处理能够提高秸秆粗纤维消化率的根本原因。由于尿素在低温下分解速度较慢，影响氮化秸秆的效率。毛华明等{7]试验表明加过量氢氧化钙的条件下，可以提高尿素的氢化效果，加快尿素氯化秸秆的效率。Zaman等{8]试验结果表明，每千克秸秆用30%尿素、60%Ca（OH）2和0.8L水的组合处理秸秆能获得良好的效果。综合各方面因素，该研究中Ca（OH）2为8%，尿素为8%，水为40%，在此条件下处理秸秆28d对粗纤维含量的影响最大。

3.3复合化学处理对秸秆中性洗涤纤维含量的影响

秸秆经氨化处理后，其细胞壁结构被破坏，表现为玉米秸秆经氮化处理后中性洗涤纤维含量下降，提高了秸秆的消化率和营养价值。曹玉凤等{9]报道，经尿素、氢氧化钙和食盐复合化学处理秸秆（麦秸、稻秸），其中性洗涤纤维（NDF）降低11.6%～12.0%（P<0.05）。莫放等{10]用尿素（4%）和氢氧化钙（4%）处理玉米秸秆，其NDF含量可降低0.7%，酸性洗涤纤维（ADF）含量可降低12.1%。该试验中利用Ca（OH）2和尿素处理后有效降低了秸秆的NDF含量，在Ca（OH）28%、尿素6%、水40%的条件下处理21d对中性洗涤纤维含量的影响最大。

3.4复合化学处理对秸秆酸性洗涤纤维含量的影响

曹春梅等{11]利用酸、碱及过氧化氢等不同化学物质处理玉米秸秆，结果表明过氧化氢对NDF含量无影响，强酸、强碱是降低秸秆纤维性物质最有效，其中碱比酸更有效。Flachowsky等{12]认为秸秆湿度与尿素降解有关，所以在处理秸秆时必须考虑水分问题，当秸秆湿度为60%时，尿素分解成氨的速度最快。该试验中在Ca（OH）28%、尿素8%、水65%的条件下处理28d对酸性洗涤纤维含量的影响最大。

4结论

复合化学处理后，秸秆中蛋白质含量得到显著提高。玉米秸秆经复合化学方法处理后中性洗涤纤维含量下降，提高了秸秆的消化率和营养价值。综合比较各指标，复合化学方法处理以Ca（OH）24%、尿素8%、水40%条件下处理7d效果最佳。

参考文献

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