2015年底,我国农作物的秸秆产生量约10.4亿t,可收集的资源量为9亿t[1]。秸秆是我国草食家畜主要的粗饲料来源,主要由木质素、纤维素和半纤维素组成。秸秆质地粗硬、营养价值低,影响家畜的消化率和采食量。微生物发酵可以降低秸秆中半纤维素和纤维素的含量[2],提高秸秆的消化率[3],抑制营养物质损失,提高发酵品质和体外消化率[4],改善秸秆的适口性,从而提高秸秆的营养价值。因此,秸秆饲料化的各种处理中,生物处理是最有效和最有发展的1种生态处理方式。秸秆黄贮技术利用干秸秆为原料,添加适量水和发酵菌剂,压实密封后储存,利用乳酸菌等微生物厌氧发酵产酸,降低pH值以抑制腐败菌生长,从而保存饲草营养价值[5],可以达到和青贮发酵一样效果[6],是改善饲料的发酵品质、营养价值、提高家畜生产性能的有效途径[7]。其中,对玉米秸秆黄贮的研究较多。文章将部分秸秆发酵也归为黄贮来论述,主要对秸秆黄贮的概念及优点、发酵剂的使用效果、在家畜中饲喂效果进行综述,并对秸秆黄贮饲料的发展进行展望,为提高秸秆黄贮饲料利用率提供思路和参考。1黄贮的优点与秸秆原料相比,秸秆黄贮饲料具有以下优点:(1)柔软多汁、适口性好、家畜采食量高。家畜采食量可以提高20%~40%,采食速度可以提高约40%[8-9]。(2)总酸含量高。黄贮可以抑制有害菌的生长,提高粗纤维和粗蛋白的含量,降低纤维物质含量[10]。(3)综合利用率高。秸秆黄贮可以提高饲料的营养价值与秸秆饲料的干物质、粗蛋白等含量,提高纤维素降解率[11-12]。秸秆利用率由原来的50%提高至约95%[9]。(4)黄贮原料可以选用干秸秆,不受时间限制,全年均可以生产[13]。(5)菌群组成合理。通过对秸秆黄贮饲料的微生物组成的分析,秸秆饲料中细菌群落的丰富度和多样性明显降低,秸秆饲料中细菌群落的结构组成明显改变[14]。2秸秆黄贮添加发酵剂的研究进展2.1秸秆黄贮中添加乳酸菌的研究进展风干后的秸秆可发酵的营养物质含量少,且表面附着的乳酸菌数量较少。因此,依靠加入的外源性乳酸菌或者纤维素酶促进发酵,可以改善黄贮秸秆的品质和营养价值[15]。其中,乳酸菌可以迅速降低原料的pH值,有效抑制腐败菌的生长;酵母菌可以提高粗蛋白含量;纤维素酶可以降低纤维素含量,增加可溶性碳水化合物含量[16]。在秸秆黄贮时添加乳酸菌,有害微生物的活性被抑制,养分损失明显降低,柔软且醇香,在水分含量60%的前提下,添加乳酸菌发酵的玉米秸秆黄贮的发酵品质最好[17]。低温条件下,乳酸菌能够有效降低玉米秸秆黄贮饲料的pH值,抑制有害微生物的繁殖生长,增加乳酸菌的数量[18]。乳酸菌能够改善低温发酵条件下的玉米秸秆黄贮的发酵品质,降低发酵过程中产生的营养成分损失率[19],提高黄贮饲料的有氧稳定性[18]。武安泉等[20]对乳酸发酵玉米秸秆的工艺进行优化,最优工艺为厌氧发酵、发酵20 ℃、含水量70%、玉米粉添加量1.0%、发酵28 d。在乳酸菌添加量最佳的情况下,乳酸菌对玉米秸秆发酵饲料的营养成分及发酵品质有改善作用[21]。单一乳酸菌剂的发酵效果有限,在秸秆黄贮中,除添加复合乳酸菌剂、乳酸菌和纤维素酶混合添加、纤维素复合酶添加的研究外,还有对其他类型添加剂进行研究。其中,添加两种以上乳酸菌的复合菌剂的发酵效果研究较多。杨世帆等[5]研究发现,添加复合发酵菌剂能够有效提高玉米秸秆黄贮饲料的感官品质,有效提高粗蛋白、乳酸含量和活菌数,降低中性洗涤纤维含量,快速降低pH值,达到长期保存的目的。乳酸菌复合发酵剂也可以提高低温和常温玉米秸秆黄贮饲料的有氧稳定性[18]。2.2秸秆黄贮中添加乳酸菌和其他成分的研究进展纤维素酶和乳酸菌制剂单独处理均能够改善小麦秸黄贮发酵品质和营养价值,二者混合添加处理效果更佳[22-24]。张克威等[25]研究表明,添加乳酸菌和纤维素酶可以有效改善秸秆黄贮饲料的发酵品质,且乳酸菌的添加效果优于纤维素酶。杨永明等[26]研究温度和添加量对纤维素复合酶处理玉米秸秆的影响,发现温度高、添加量大的纤维物质的降解效果好。纤维素酶和木聚糖酶均能够提高玉米秸秆黄贮饲料的品质,且二者同时添加效果更好,纤维分解酶具有防止二次发酵作用的功能[27-28]。杨大盛等[15]研究表明,在玉米秸秆黄贮中添加表面活性剂烷基多糖苷和乳酸菌可以增加黄贮玉米秸秆中乳酸产量,降低玉米秸秆黄贮pH值和蛋白质分解,提高玉米秸秆的黄贮品质与营养价值,改善黄贮玉米秸秆其体外发酵特性,提高干物质消失率。张庆华等[29]研究表明,在玉米秸秆黄贮中按一定比例添加玉米面和麦麸,可以增加玉米秸秆黄贮的粗蛋白含量,提高干物质与纤维的降解率和有效降解率。黄贮玉米秸秆中添加尿素和丙酸钙能够提高黄贮饲料中粗蛋白和乳酸含量,降低中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、乙酸含量,有效提高黄贮饲料的发酵品质[30]。随着存放时间的延长,秸秆营养成分会降低。因此,收获籽实的秸秆应尽快黄贮[25,31]。研究表明,适当提前(7~10 d)收获籽实并收割秸秆,籽粒产量、质量几乎不受影响,而秸秆黄贮后的营养价值却大幅度提高[32]。3秸秆黄贮饲料的饲喂效果研究进展与玉米秸秆相比,秸秆黄贮饲料软化程度更好、适口性良好、消化率高。黄贮含有的芳香类物质可以刺激动物采食,从而提高动物的采食量,明显提高家畜可消化有机物的进食量[33-34],提高饲料利用率,降低饲料成本,从而提高家畜的生长性能和经济效益。3.1秸秆黄贮饲料饲喂肉羊的效果与铡切的玉米秸秆相比,玉米秸秆黄贮饲喂肉羊的干物质、粗蛋白、粗纤维消化率分别提高20.94%、40.88%、9.11%,总增重增加17.35%,日增重提高22.87%以上,甲烷排放量降低21.5%,甲烷能降低21.6%[35-39]。综合考虑日粮的营养成分含量、饲喂效果以及饲养成本因素,在基础饲料中添加40%的玉米黄贮秸秆量对试验羊的育肥效果最佳,每只羊盈利提高29.86%,经济效益明显提高[40-41]。3.2秸秆黄贮饲料饲喂肉牛的效果肖跃强等[42]研究发现,玉米秸秆黄贮饲料在肉牛生产中对日增重的效果如下:黄贮饲料加玉米组微生物青贮剂发酵的黄贮加精料组黄贮加精料组,对养殖利润的效果如下:微生物青贮剂发酵的黄贮加精料组黄贮饲料加玉米组黄贮加精料组。研究发现,玉米秸秆黄贮饲料饲喂黄牛的适口性好,采食速度提高23.61%,日增重提高48.37%,粗纤维消化率、干物质消化率、可消化总养分分别比玉米秸秆组提高24.12%、18.94%、13.05%;与干秸秆相比,肉牛对黄贮玉米秸秆的采食利用率提高14.2%[43]。车小平[44]研究发现,黄贮后的玉米秸秆营养水平、适口性、消化率明显提高,饲喂黄贮的肉牛采食量增加30%,采食速度提高40%;在精料水平和饲养管理及其他基础条件均为相同的情况下,与干秸秆直接饲喂育肥牛相比,采用玉米秸秆黄贮饲料饲喂育肥牛的平均增重提高29.47%。也有研究表明,饲喂玉米秸秆黄贮饲料的育肥牛的日增重提高14.93%,经济效益提高166.70%[45]。李艺等[46]研究玉米秸秆黄贮饲料与谷草的组合比例对西门塔尔牛的育肥性能、养分表观消化率和血液生化指标的影响,发现玉米秸秆黄贮饲料与谷草的比例为20∶80的效果最佳。饲喂微生物青贮剂发酵的玉米秸秆黄贮饲料组的肉牛的生产性能和经济效益高于饲喂未添加发酵剂的黄贮饲料组[42]。饲喂微生物发酵小麦秸秆替代40%普通小麦秸秆日粮可以改善肉牛的生长性能和肉品质[47]。3.3秸秆黄贮饲料饲喂奶牛的效果与饲喂干玉米秸秆相比,饲喂玉米秸秆黄贮饲料的泌乳牛产奶量提高16.9%[48]。赵婷静[49]使用发酵秸秆饲喂奶牛,发现每头奶牛的平均产奶量提高85.8 kg,净增经济收入177.75元。在全混合日粮能量和蛋白水平相近的条件下,与饲喂玉米秸秆青贮饲料相比,使用玉米秸秆黄贮饲料饲喂奶牛的产奶量和乳品质均未受到影响,并且所获利润基本相同[50-51]。使用玉米秸秆黄贮饲料替代一部分玉米秸秆青贮饲料可以降低饲养成本,对奶牛的产奶量与乳脂率无明显影响[52]。3.4秸秆黄贮饲料饲喂猪的效果猪属于单胃动物,体内的消化液和酶不能分解纤维物质。因此,猪对黄贮饲料的消化率很低。张勇等[53]使用秸秆发酵饲料喂猪的试验,结果显示,秸秆发酵饲料不利于猪的增重,适当少量饲喂可以降低增重成本,达到增加经济效益的目的。刘定发等[54]使用发酵玉米、发酵高粱秸和发酵麦秸3种秸秆饲喂生长育肥猪,结果表明,发酵玉米秸秆喂猪的效果好于发酵高粱和发酵麦秸,增重速度均低于对照组,但经济效益均高于对照组。王春华等[55]使用20%的发酵秸秆粉代替日粮中的部分精料,结果表明,发酵秸秆粉可以降低饲料成本,对生长速度无明显影响;日粮有益菌的增加有效控制胃肠道疾病的发生,明显提高经济效益。李术娜等[56]研究表明,使用10%的发酵玉米秸秆粉替代生猪日粮,可以促进试验猪对营养物质的消化吸收,明显降低料肉比与增重成本,提高养殖效益。杨海天等[57]使用发酵玉米秸秆替代部分基础日粮饲喂松辽黑猪,发现发酵玉米秸秆的最佳添加量为6%,此时发酵玉米秸秆明显提高试验猪饲料中的粗蛋白和粗脂肪的消化率,改善生长性能和肉品质,提高经济效益。因此,使用发酵秸秆饲喂育肥猪,在添加量适量的前提下,可以降低饲养成本、增加饲养周期。4展望秸秆黄贮饲料具有原料资源丰富、制作简单、适口性好、营养价值高等特点,是我国牛羊重要的粗饲料资源,黄贮是我国秸秆饲料化利用的有效途径。随着我国草食畜牧业的快速发展,对优质粗饲料的需求量会持续增加,秸秆黄贮作为适合我国国情的秸秆生物处理方式,具有广阔的市场发展潜力和产业化前景。
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