吉林省秸秆多酶饲料研究与综合利用

王鑫,李权,曲红彤,凤鹏,赵新宇,杨大海,张春慧,赵丽,姚丽影

摘要：吉林省作为粮食主产区，秸秆综合利用一直被关注，利用生物工程技术方便快捷的处理秸秆加工成复合酶系饲料，将是最经济、便捷和生态效益显著的秸秆利用与产业化方式。该文介绍了农作物秸秆多酶饲料发展的优越性，秸秆多酶饲料中生物酶在消化道中的作用，多酶饲料中生物酶在秸秆发酵中的作用，展望了多酶秸秆饲料应用与发展。

关键词：秸秆；多酶饲料；利用

王 鑫，李 权，曲红彤，等. 吉林省秸秆多酶饲料研究与综合利用[J]. 农业工程技术，2017，37（35）：33-34.

吉林省作为产粮大省，农作物秸秆最高超过8000万吨，仅玉米秸秆的数量就达4500万吨。玉米秸秆是牛羊等主要粗饲料，存在利用率不高的问题，用于饲喂家畜的仅占25%左右。每年都有大量的秸秆被烧掉，浪费现象比较严重，而且造成区域环境污染。同时，由于中国饲用粮短缺，人畜争粮现象进一步加剧，严重威胁粮食安全。玉米秸秆是具有巨大潜力而尚未被充分开发利用的资源，将其进行生物发酵用做牲畜饲粮，将对缓解全国畜牧业饲粮压力具有积极意义。

秸秆多酶饲料冷发酵时间短，设备简单，不需要运输，也解决了养殖业的饲料问题，是当前基层农村最受欢迎的秸秆处理方式。植物秸秆用多酶发酵剂处理可以转化成部分糖类、蛋白质等营养物质弥补人类粮食亏缺及食品不足，利用秸秆发酵用复合酶处理农作物秸秆可制取优质饲料[1]。

本文阐述了农作物秸秆多酶饲料综合利用技术研究，有助于推动农业结构调整，促进高效生态农牧业和节粮型畜牧业的发展，尽快实现传统农业向可持续发展的现代化大农业的转型，从经济效益、社会效益和生态效益的角度来看，都具有深远的意义和广阔的产业前景[2]。

一、秸秆多酶饲料发展的优越

1、多酶饲料节约粮食与提供安全食品并存

全国原粮的36%-50%被用于饲料，养殖业饲料成本占养殖业总生产成本的70%以上，由于综合粮食价格上涨养殖业运行成本增加，影响了农牧业的发展。多酶饲料可以实现节粮型农牧业，实现非粮的转化和利用，响应了国家政策，也是农牧业的发展方向。

通过使用秸秆专用复合酶发酵秸秆，提高发酵成熟秸秆中菌体蛋白的含量，一般发酵成熟秸秆蛋白含量12%以上可以替代饲料中的部分玉米和豆粕，一般替代20%以上。发酵后释放了一部分纤维素以及植酸等结合的营养物质，提高了饲料中微量元素的含量，使膳食纤维结构更加合理，同时提高了肉的品质，健康性和安全性。尤其适用于有机肉品的养殖，响应了国家的节粮政策和非粮的转化与利用，是社会发展趋势和人民的生活要求。多酶饲料应用于有机农牧业，将有力推动有机农牧业的发展，具有广阔的应用前景。

2、多酶饲料实现了生物酶工程与养殖业的有机结合

通过生物工程冷发酵，生成的复合生物酶系进入到消化道后，补充了生物体内分泌相应酶的不足，使饲料分解为可利用营养物质的速率大大提高，同时分解更为彻底，大大提高了饲料的利用率，降低了粪便中可利用营养物质的含量，降低了养殖成本的同时。还具有一定的环保作用，均衡了饲料营养，促进了动物对营养物质的吸收，提高经济效益，为现代养殖行业发展开启了新的篇章。

3、多酶饲料解决了中药残渣污染问题并为牲畜抗病性提供帮助

通过黄芪增强动物的消化功能，适量的黄芪具有加快机体物质代谢，促进猪生长发育的功效。适量的鱼腥草，能起到有效治疗和抗病作用，猪瘟、肺疫、流感、副伤寒等多种疫病的发生率显著降低，这样养殖的动物机体健壮，消化功能增强，能提高母体的产子率，缩短育肥动物的出栏时间，降低养殖成本。同时更重要的是，养殖的动物肉食品还具有一定的医学保健作用。

二、秸秆多酶饲料中生物酶在消化道中的作用

1、多酶饲料中淀粉酶在动物消化道中的作用

多酶饲料中的淀粉酶在动物消化道中，可以分解淀粉转化寡糖和单糖，高效的提高了淀粉的转化速率，促进动物的吸收，增强动物的消化吸收功能，提高免疫力，缩短出栏时间。

淀粉在消化道内通常是由口腔中的唾液淀粉酶和胰淀粉酶分解，最终转化为葡糖糖供动物体转化使用。加入淀粉酶后，提高了淀粉的转化效率，使淀粉物质在消化道停留的有限时间内，提高了淀粉的利用率，降低养殖成本。

通过淀粉酶对淀粉物质的利用率提高，动物粪便中的营养物质的含量减少，具有一定的环境保护效果。

2、多酶饲料中蛋白酶在消化道中的作用

多酶饲料中的蛋白酶作用饲料中的蛋白质使其分解为为氨基酸和小肽，有助于动物的消化和吸收。

蛋白酶同消化道内的胃蛋白酶和胰蛋白酶协同作用，将饲料中的部分蛋白分解为氨基酸和小肽供动物消化道吸收，使蛋白质更充分高效的被分解，进而被动物利用，提高了饲料中蛋白的利用率降低了养殖成本。

粪便中剩余的蛋白酶施于土壤中还可以促进作物增产，提高农民收入。

3、多酶饲料中的植酸酶在消化道中的作用

植酸作为动物的抗营养因子，阻碍动物对营养的吸收利用，通过添加植酸酶，消除了抗营养因子对饲料吸收的影响，提高了饲料利用率，节约养殖成本。植酸酶通过动物粪便施用于土壤中可以起到改善土质，提高产量的功效。

4、酶饲料中纤维素酶在消化道中的作用

纤维素酶在消化道中可分解饲料中纤维素类物质，使纤维素结合的一部分营养物质释放出来，包括部分蛋白质以及微量元素，改善消化道中的综合营养平衡。

纤维素酶在消化道中分解纤维素，优化了动物的膳食纤维结构，同时分解出的糖类除一部分供有益菌体生长增殖使用外，另外一部分作為动物生长的能量来源，作为能量物质供动物生长需要。

纤维素酶在消化道中分解中草药中的纤维，使中草药中的有效成分释放出来，提升了中草药的利用率。

三、多酶饲料中生物酶在秸秆发酵中的作用

1、多酶饲料中的纤维素酶在秸秆发酵时的作用

纤维素酶在秸秆发酵过程中降解纤维素类物质，使纤维素不断转化为寡糖和一部分单糖，提供菌体增殖生长，提高饲料中菌体蛋白的含量。

纤维素酶在饲料中分解纤维素类物质、使纤维素结合的一部分营养物质释放出来，包括部分蛋白质以及微量元素，提升饲料的综合营养平衡。

纤维素酶在饲料中不断分解纤维素优化了动物的膳食纤维结构，同时分解出的糖类除一部分供有益菌体生长增殖使用外，另外一部分直接随饲料进入消化道，作为能量物质供动物生长需要。

纤维素酶分解中草药中的纤维，使中草药中的有效成分释放出来，提升了中草药的利用率。

2、多酶饲料中的漆酶在秸秆发酵中的作用

漆酶可以分解秸秆中的木质素，将完全不可利用的木质素分解，最终产物为碳水化合物和水，部分碳水化合物作为能量供菌体生长使用，间接的提高了饲料中的菌体蛋白含量。

漆酶分解木质素的同时，将与木质素结合的营养物质释放出来，丰富了饲料中营养物质的含量，同时优化了饲料中的营养结构，以及膳食纤维结构。

木质素作为一种抗营养因子，被漆酶分解后，有利于动物对营养物质的吸收，提高了饲料的利用率。

四、多酶秸秆饲料应用与发展

秸杆的主要成分是木质纤维素，是纤维素、半纤维素和木质素混合在一起的材料。在秸秆中纤维素、半纤维素和木质素通过共价键或非共价键紧密结合而成的木质纤维，约占秸杆总重量的70%-90%左右。植物中三者各占的比例随不同来源的植物或植物的不同部分而有所区别，大概的比例为：纤维素30%-50%，半纤维素20%-35%，木质素20%-30%，灰份0%-15%。其实纤维素的非结晶结构是很容易被打破的，它可以完全降解成葡萄糖，后者是发酵乙醇的原料。

目前遭遇的主要问题是，纤维素的结晶结构难以被破坏，致使人们无法完成后续处理。纤维素和半纤维素被难以降解的木质素包裹，使得纤维素酶和半纤维素酶无法接触底物，这构成了木质纤维素利用的重大障碍。只有经过有效的预处理方法，破坏了木质纤维素的高级结构，实现纤维素酶和半纤维素酶对纤维素的可及性，才能使木质纤维素作为自然界里最广泛的资源，像淀粉一样被人和动物完全利用。

秸秆只有经过复合酶系微生物发酵，通过微生物代谢产生的特殊酶系的降解作用，将其纤维素、木质素、半纤维素等大分子物质分解为低分子的单糖或低聚糖，才能提高营养价值，提高利用率、增强口感性，增加采食量。据测定，玉米秸秆经发酵后，其粗纤维由33.4%降到16.7%，纤维素分解率最高达到38%；其粗蛋白含量由原来的3.3%-4.4%增加到11.8%-13.5%，最高达到18.2%，可消化粗蛋白含量增加到13.8%。消除80%以上抗营养因子，提高动物消化利用率30%以上，节约粮食20%以上[3]。

经过冷发酵处理后的秸秆饲料中干物质、有机质、蛋白质、中性和酸性洗涤纤维消化率均可达到与羊草相同的水平。秸秆经有效处理后，由于适口性增加，不但牛、羊采食速度提高，非反刍性家禽牲畜采食量增加。产生的粪便可以作为肥料施于土壤中，对现代循环农业发展起到推动作用[4]。

五、结语

当前，肉、蛋、奶等畜禽产品在国内和国际市场上虽有较大的价格优势，但由于药物残留或非法添加等原因，导致畜产品质量安全事件时有发生，一定程度上给消费者造成了很大的伤害。如何提高品质、减少药物残留、逐渐降低甚至禁止抗生素等药物作饲料添加剂使用等已成为当前畜牧养殖业最迫切需要解决的问题之一。我们通过利用秸秆后加入复合酶系处理冷发酵所得的优质蛋白饲料，不仅可以降低养殖成本，而且可以改善肉质。

对玉米秸秆的综合利用既要实现简单便利，又要低成本运行，进行部分秸秆还田的同时，秸秆多酶饲料冷发酵处理规避了长途运输，秸秆附加外能量的投入，可建立区域性县市级企业，也可建立局部乡村企业。未来随着通过优化复合菌系产酶的条件、优良菌种纯化复配和诱变育种等措施来有效提高玉米秸秆降解复合酶系功能和降解效率[5]，为全国秸秆综合应用提供技术支持，并为其综合应用与产业化发展进行探索。

参考文献

[1] 朱立志. 秸秆综合利用与秸秆产业发展[J]. 战略与决策研究，2017（32）：1-8.

[2] 杨轶囡，吴 迪，刘文明，等. 吉林省玉米秸秆资源化利用的问题与对策研究[J]. 玉米科学，2016，24（2）：171-174.

[3] 徐晓红，高 明，田子玉，等. 吉林省农作物秸秆资源利用的最佳途径[J]. 安徽农学通报，2016，33（18）：75-76.

[4] 陈 合，余建军，舒国伟，等. 多菌种分步降解玉米秸秆生产蛋白饲料的工艺[J]. 农业工程学报，2009，25（12）：331-334.

[5] 薩如拉，高聚林，于晓芳，等. 玉米秸秆低温降解复合菌系的筛选[J]. 中国农业科学，2013，46（19）：4082-4049.