水稻秸秆含有大量的纤维素、半纤维素和木质素，难以被微生物分解[1]。综合利用水稻秸秆，有利于保护环境，弥补我国饲料资源的不足[2]。水稻秸秆经物理、化学、生物等方法处理，可以显著提高营养水平，有效降解纤维素、木质素等畜禽不易吸收的物质，提高饲喂效率[3]。刘凯玉等[4]研究表明，青贮、氨化和碱化处理水稻秸秆，可以显著降低秸秆的中性洗涤纤维含量，显著提高非纤维碳水化合物含量，显著提高秸秆的非纤维碳水化合物和有机物的有效降解率。辛杭书等[5]研究表明，青贮、氨化和碱化处理水稻秸秆可以显著提高秸秆体外培养72 h的产气量和24 h的总挥发性脂肪酸浓度，氨化和碱化处理可以显著提高琥珀酸丝状杆菌相对数量，氨化处理可以显著降低甲烷菌相对数量，改变体外瘤胃的发酵模式，调节瘤胃微生物区系。但在氨化处理秸秆时，只有30%~35%的氮作用于秸秆，会造成氮的大量损失。氨化处理秸秆时添加玉米浆，可以有效防止氮损失，提高秸秆的营养价值和发酵品质。化学处理水稻秸秆的成本较低，且处理效果较佳。本试验分别使用氨化、碱化、氨碱复合处理水稻秸秆，探讨不同化学处理方法对水稻秸秆营养成分和体外发酵产气性能的影响，为生产实践提供参考。1材料与方法1.1试验材料与动物水稻秸秆采自云南省红河哈尼族彝族自治州河口瑶族自治县农田。选择体况良好，体重、胎次相近的装有永久瘘管的泌乳中期荷斯坦奶牛3头。1.2试验设计将水稻秸秆晾晒至风干，切短至3~5 cm。设置对照组、氨化处理组、碱化处理组、氨碱复合处理组，每组设3个重复。对照组未经任何处理。氨化处理组：将9%玉米浆和5%尿素溶于水中，均匀喷洒于水稻秸秆上，使其含水量达45%，装入密封塑料袋中，处理30 d，打开放氨72 h，制样。碱化处理组：将4%氢氧化钙溶于水中，均匀喷洒于水稻秸秆上，使其含水量达到40%，装入密封塑料袋中，处理7 d，打开放碱72 h，制样。氨碱复合处理组：9%玉米浆+5%尿素+4%氢氧化钙溶于水中，均匀喷洒于水稻秸秆上，装入密封塑料袋中，处理15 d，打开放氨、碱72 h，制样。基础日粮组成与营养水平见表1。试验牛每日饲喂3次（7：30、14：30、18：30），自由饮水。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.11.024.T001表1基础日粮组成与营养水平原料组成含量/%营养水平合计100.00玉米10.60产奶净能/(MJ/kg)6.50羊草32.60粗蛋白质/%18.00玉米青贮40.00粗脂肪/%3.00豆粕8.40中性洗涤纤维/%35.60棉籽粕3.40酸性洗涤纤维/%26.00干酒糟及可溶物2.80钙/%0.60糖蜜1.20磷/%0.40预混料1.00注：预混料购自昆明正阳饲料有限公司。1.3样品采集收集足够的瘤胃液，置于经39 ℃预热并充满二氧化碳的塑料瓶内，混匀后使用4层纱布过滤，与9倍体积的人工缓冲液混合，制成混合培养液，用于接种。1.4测定指标及方法1.4.1发酵秸秆常规营养成分分别取4组样品65 ℃烘干至恒重，粉碎，过1 mm孔筛。采用烘箱干燥法测定干物质含量；采用凯氏定氮法测定蛋白质含量[6]；采用Van Soest法测定中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量[7]；采用乙醚浸提法测定粗脂肪含量；采用灼烧法测定粗灰分含量。1.4.2体外发酵参数分别称取对照组、氨化处理组、碱化处理组、氨碱复合处理组样品各0.5 g作为体外发酵底物，放入150 mL厌氧发酵瓶中，加入100 mL混合培养液，密封置于恒温培养箱中39 ℃培养72 h。72 h后，迅速从各发酵瓶中取发酵液5 mL使用pH计测定pH值，置于冰水混合物中终止发酵。取发酵液测定氨态氮含量（参照张勤等[8]方法）和挥发性脂肪酸浓度（参照申军士等[9]方法）。1.4.3产气曲线拟合体外模拟瘤胃发酵过程中，参照Wang等[10]方法，应用非线性回归程序对体外瘤胃发酵产气曲线进行拟合。G=Aexp{－exp[1+keA(L－t)]}(1)式中：G为t时刻底物的累积产气量（mL/g）；t为发酵时间点；A为理论最大产气量（mL/g）；exp为带截距的简单指数增长；k为产气速率（mL/h）；L为体外发酵产气延滞时间（h）。1.5数据统计与分析试验数据采用Excel 2010软件进行整理，采用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析，采用Duncan氏法进行组间多重比较，结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1不同化学处理对水稻秸秆营养成分的影响（见表2）由表2可知，氨化处理和氨碱复合处理可以显著提高水稻秸秆的粗蛋白质含量（P0.05），且两组之间差异显著（P0.05）。氨化处理、碱化处理和氨碱复合处理可以显著降低水稻秸秆的中性洗涤纤维含量（P0.05），碱化处理显著低于其他两组（P0.05）。氨化处理、碱化处理和氨碱复合处理可以显著降低水稻秸秆的酸性洗涤纤维含量（P0.05），3组之间差异显著（P0.05），且氨化处理组酸性洗涤纤维含量最低。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.11.024.T002表2不同化学处理对水稻秸秆营养成分的影响组别干物质粗蛋白质粗脂肪粗灰分中性洗涤纤维酸性洗涤纤维对照组95.09±0.205.09±0.20c1.54±0.0514.84±0.2970.32±0.26a43.40±0.47a氨化处理组94.79±0.709.46±0.31a1.54±0.0714.81±0.1963.46±0.45b37.14±0.16c碱化处理组95.02±0.415.35±0.78c1.53±0.1415.24±0.6962.08±0.34c41.07±0.69b氨碱复合处理组95.57±0.507.63±0.39b1.61±0.0715.20±0.2063.84±0.25b31.69±0.72d注：同列数据肩标相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05），不同字母表示差异显著（P0.05）；下表同。%2.2不同化学处理水稻秸秆对体外发酵参数的影响（见表3）由表3可知，氨化处理、碱化处理和氨碱复合处理可以显著提高水稻秸秆中氨态氮含量（P0.05），3组之间差异显著（P0.05）。氨化处理和氨碱复合处理可以显著提高水稻秸秆中丙酸含量（P0.05），显著降低乙酸/丙酸（P0.05），两组之间差异显著（P0.05）。氨化处理可以显著降低水稻秸秆中丁酸含量（P0.05）。氨化处理、碱化处理和氨碱复合处理均可显著提高水稻秸秆中总挥发性脂肪酸含量（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.11.024.T003表3不同化学处理水稻秸秆对体外发酵参数的影响组别pH值氨态氮/(mg/L)乙酸/(mmol/L)丙酸/(mmol/L)丁酸/(mmol/L)乙酸/丙酸总挥发性脂肪酸/(mmol/L)对照组6.90±0.03181.10±0.12d74.15±0.8616.05±0.10c9.89±0.22a4.62±0.03a38.76±0.72b氨化处理组6.89±0.03188.60±0.02a73.97±0.3716.64±0.05a9.49±0.24b4.45±0.05c50.53±0.63a碱化处理组6.87±0.02184.80±0.04c73.95±0.2816.15±0.08c9.82±0.06ab4.58±0.03ab50.27±0.38a氨碱复合处理组6.87±0.03186.70±0.03b74.00±0.3216.30±0.08b9.58±0.22ab4.54±0.05b50.68±0.20a2.3不同化学处理对水稻秸秆发酵产气性能的影响（见表4）由表4可知，氨化处理、碱化处理和氨碱复合处理可以显著提高水稻秸秆发酵的累积产气量和理论最大产气量（P0.05），3组之间差异显著（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2021.11.024.T004表4不同化学处理对水稻秸秆发酵产气性能的影响组别累积产气量/(mL/g)理论最大产气量/(mL/g)产气速率/(mL/h)产气延滞时间/h对照组44.46±0.37d50.39±0.53d4.19±0.025.63±0.03氨化处理组59.92±0.26a64.26±0.64a4.21±0.025.54±0.09碱化处理组50.27±0.38c55.76±0.86c4.19±0.035.53±0.05氨碱复合处理组53.84±0.81b58.85±0.85b4.21±0.045.54±0.063讨论3.1不同化学处理对水稻秸秆营养成分的影响马玉林等[11]研究表明，复合氨化处理可以显著降低水稻秸秆的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量，显著增加粗蛋白质含量，从而提高水稻秸秆的营养物质。姜明明等[12]研究表明，分别用2.5%尿素+4.0%氢氧化钙和9.0%玉米浆+2.5%尿素+4.0%氢氧化钙处理水稻秸秆，可以显著提高粗蛋白质含量，显著降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量，9.0%玉米浆+2.5%尿素+4.0%氢氧化钙处理水稻秸秆还可以显著提高粗脂肪含量，从而提高水稻秸秆瘤胃中营养物质的有效降解率。本试验结果表明，氨化处理和氨碱复合处理均可以显著提高水稻秸秆的粗蛋白质含量，显著降低中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量，且氨化处理的效果更佳，与前人的研究结果一致。原因可能是玉米浆本身蛋白质含量较高，且具有较强的固氮作用，而尿素可以破坏水稻秸秆中的木质素与纤维素、半纤维素之间的酯键，使细胞壁中的纤维物质通过吸附作用与尿素结合，从而提高氮在水稻秸秆中的留存率[13]。3.2不同化学处理对水稻秸秆体外发酵参数的影响瘤胃液内氨态氮浓度直接反映瘤胃内微生物对氮的利用情况，氨态氮浓度过低不利于微生物蛋白的合成和纤维素的降解，氨态氮浓度过高会造成氮的浪费[14]。本试验结果表明，氨化处理、碱化处理和氨碱复合处理可以显著提高水稻秸秆体外瘤胃发酵的氨态氮含量，氨化处理最高，氨碱复合处理次之，因为氨化处理可以增加氮源，为微生物发酵提供更多的含氮底物，使秸秆发酵能力提高，粗蛋白质的降解速度加快[15]。挥发性脂肪酸与畜禽能量代谢相关，是衡量瘤胃微生物活力的重要指标，能够为微生物蛋白的合成提供能量。挥发性脂肪酸主要包括乙酸、丙酸、丁酸，占瘤胃发酵挥发性脂肪酸总产量的95%。挥发性脂肪酸的比例反映瘤胃的不同发酵模式[16]。本试验结果表明，氨化处理、碱化处理和氨碱复合处理可以显著提高总挥发性脂肪酸含量，氨化处理和氨碱复合处理可以显著提高丙酸含量，显著降低乙酸/丙酸，氨化处理可显著降低丁酸含量，说明这3种处理方式可以使水稻秸秆的细胞壁变疏松，促进细胞分化与增殖，促进微生物发酵[17]。氨化处理和氨碱复合处理显著降低生成乙酸的前体物质中性洗涤纤维的含量，并通过降低乙酸/丙酸，提高丙酸含量，使瘤胃发酵由乙酸模式转变为丙酸模式，从而降低甲烷的产量[18]。3.3不同化学处理对水稻秸秆发酵产气性能的影响体外发酵产气量是衡量饲料消化率的重要指标之一，也是反映反刍动物瘤胃发酵程度的重要指标之一，与营养物质的消化率呈正相关[19]。马玉林等[20]研究表明，利用9%玉米浆和5%尿素对水稻秸秆进行氨化处理，可以极显著提高水稻秸秆的体外发酵72 h总产气量。辛杭书等[5]研究表明，青贮（复合乳酸菌制剂1×105 CFU/g）、氨化（5%尿素）、碱化处理（4%氢氧化钠）的水稻秸秆产气量显著高于干秸秆。本试验研究表明，氨化处理、碱化处理和氨碱复合处理均可显著提高产气量，且以氨化处理的产气量最高，与前人的研究结果一致。因为化学处理水稻秸秆，能够改变其纤维类成分的相对含量，从而促进瘤胃微生物的发酵，提高瘤胃营养物质的消化率[21]。4结论本试验结果表明，氨化处理和氨碱复合处理均能提高水稻秸秆营养价值，改变体外瘤胃发酵模式，提高瘤胃发酵产气量，从而提高瘤胃对营养物质的吸收，且以氨化处理（9%玉米浆和5%尿素）的效果最佳。