国内秸秆饲料开发现状及前景

       秸秆生物饲料的技术原理

       农作物秸秆粗纤维含量高，难以被动物消化吸收，可利用养分少，适口性差，在饲料分类学上归为粗饲料。纤维素是D—吡喃型葡萄糖的聚合体，半纤维素则是由葡萄糖、木糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖等多种单糖残基聚合而成的异型多糖，此外，在植物体还存在由苯基丙烷聚合而成的一种非多糖物质—木质素。纤维素、半纤维素和木质素紧密结合、相互缠绕构成粗纤维，是植物细胞壁的主要成分。这些天然有机高分子化合物，结构很牢固，只能吸水润胀，不能为为单胃动物的消化液和酶所分解，仅靠其盲肠微生物少量酵解，消化率很低。只适用于反刍家畜的饲养。

本世纪初人们根据仿生学的原理，研究了牛、马、羊等反刍类动物的消化机制及肠胃微生物区系。在牛瘤胃机理启发下，人们进行了瘤胃微生物的生物学特性研究及分离、鉴定与纯培养技术的研究，以及瘤胃微生态人工模拟技术的探讨，取得可喜进展。进入九十年代，现代生物工程技术日新月异，各种高新技术手段层出不穷。“八五”期间在国家科委支持，联合国粮农组织（FAO）的援助下，引入美、澳等农业发达国家最新生物工程技术研究成果，主要进行了纤维分解菌系的筛选与人工诱变、杂交选育等方面的工作，培育出在自然条件下能迅速繁殖并高效分泌纤维分解酶系的工程菌，完成了菌种的纯培养、深休眠、制剂化研究、秸秆生物处理技术就是采用这种特殊的工程，在霉菌、担子菌、细菌及相关化学物质的综合作用下，进行一系列的复杂的生物化学作用，改变秸秆的物理、化学性质。其所含的粗纤维降解为动物容易消化吸收的单糖、双糖、氨基酸等小分子物质，从而提高饲料的消化吸收率，起到饲料机械起不到的深度生化加工作用。同时，在秸秆生物处理过程中还产生并积累大量营养丰富的微生物菌体蛋白及其它有用的代谢产物，如有机酸、醇、醛、酯、维生素、抗生素、微量元素等，使饲料变软变香，营养增加。并含有多种消化酶、多种未知促生长因子，能增强动物的抗病能力，刺激其生长发育，有些代谢产物对饲料还具有防腐作用（如乳酸、醋酸、乙醇等），能延长饲料保质期。项目通过国家验收，项目技术指标：粗纤维15.21%，粗蛋白大于15%，为单胃动物利用秸秆开辟了广阔的空间，“九五”期间又进一步探索利用纤维素酶和高产SCP菌种的混合菌发酵秸秆处理方法，使玉米秸秆蛋白质含量达到19.63%－－-24.14%，粗纤维利用率达到70%以上，这样将秸秆的利用扩展到了猪、鸡、鱼、牛、马、羊、等几乎所有畜禽。

    表1.生物饲料分析MC（88）量认（V0278）农业部食品质量监督检验测试中心检验

	粗蛋白％	脂肪％	粗纤维％	灰分％	钙％	磷％	钠％	总能 （MJ/KG）
高梁秆生物料	14.28	3.50	17.48	6.24	1.72	0.51	0.15	16.25
玉米秆生物料	15.41	4.42	16.54	6.56	1.68	0.47	0.20	16.93

 

    表2.华南农业大学动物营养研究室饲料营养成分分析结果

	粗蛋白％	脂肪％	粗纤维％	灰分％	钙％	磷％	钠％	总能 （MJ/KG）
高梁秆生物料	12.54	3.45	14.3	5.70	1.19	0.28	0.12	14.29
玉米秆生物料	15.62	4.25	15.18	6.73	1.65	0.52	0.17	15.64

 

     针对不同的动物以及它们各自不同的生长阶段不同的营养需要，我们设计了各种不同的配方，并配备了饲料配方软件，为秸秆化粮项目提供了强大的技术支持。

同时我们考察了美、日等国颗粒成型机和国内各种饲料生产线，博采众长，设计研制出新型KL中小型秸秆颗粒饲料成型机，采用强制喂料、加大辊轮压力、模孔直接成形的方法，生产全价秸秆生物颗粒饲料。

配方软件和KL系列设备的问世，使高效能全价秸秆生物蛋白颗粒饲料技术企业化有了坚实物质基础：即庞大的市场、丰富的原料、先进的技术、精良的设备。

    KL—中小型系列秸秆颗粒饲料成形机与草块成形机介绍

由于饲料大工业设备昂贵（投资在数十万元以上），工序繁杂（蒸汽熟化、反复搅拌），额外能耗大（达0.2元/斤以上），人员众多，生产周期长，原料运输及仓储费用大，导致饲料成本高，价格贵。

北京蓝天昆仑畜业机械设备公司广泛吸收国内外大中型饲料机械先进技术，去劣取优，成功设计并生产出KL系列颗粒成形机。该设备结构合理，化繁为简，自动化程度高，操作方便，抗超载能力强，制粒过程中自动升温糊化、熟化、制粒一次完成，生产流动资金少，饲料制作成本低，大大提高了原料糊化度（达85%－－90%），消化率及转化率明显提高，能较好保持各种营养成分不受损失，并有效杀灭沙门氏菌等各种有害菌，秸秆添加比例大，可生产出多种优质全价秸秆颗粒饲料（乳猪料、小猪料、中猪料、大猪料、母猪料、公猪料、雏鸡料、肉鸡料、蛋鸡料、鸭料、奶牛料、肉牛料、兔料、羊料及青鱼、草鱼、鲤鱼、鲫鱼等各种鱼料），品质优良，营养丰富，适口性好，颗粒外形美观，粗细在1.8mm—12mm间可调节。

      KL8—KL10型为草块生产设备。随着国家西部开发，环境保护，退耕还草，加强优质牧草的种植加工，奶牛、肉牛饲养由传统的散养放牧改为圈养和围栏养殖及集约化经营的发展，对饲草加工设备的需求量越来越大。同时出现严重供草不足，草原载畜超负荷，而广大产粮区农作物秸秆由于体积大、运输困难而被随意扔弃，草块机压缩了秸秆体积，压块后体积为原来的15%，改善了口感，又可同时添加其它营养物，从而真正做到南草北用、东草西用。国外先进国家已经开始用块状料喂牛，如日本、韩国、美国、澳大利亚等。我国对草块压制机研制开发较晚，可靠性好的机型较少，我公司在引进消化美国草块设备技术基础上，研制出KL系列草块成形机，该设备生产效率高，耐磨性好，高效节能，成形率>95%，属国内首创，主要技术指标均达到国外同类机械先进水平，特别适合秸秆资源丰富的乡镇企业、个人、大中小型养牛场、农场及出口创汇企业采用。

型号	班产量	主机功率	功    能	价    格	适应类型
KL-1	1吨	3KW	自控制粒	0.68万/台	饲养型
KL-2	3吨	7.5KW	自控制粒	1.98万元/台
KL-3	6吨	15KW	自控搅拌提升制粒	3.62万元/套	兼营型
			自控搅拌提升调质制粒	3.99万元/套
KL-4	10吨	22KW	自控搅拌提升制粒	6.62万元/套
			自控搅拌提升调质制粒	7.2万元/套
KL-5	15吨	30KW	自控搅拌提升制粒风干	10.06万元/套	专营型
			自控搅拌提升调质制粒风干	11.8万元/套
KL-6	20吨	40KW	自控搅拌提升制粒风干	13.8万元/套
			自控搅拌提升调质制粒风干	15.6万元/套
KL-7	30吨	55KW	自控搅拌提升制粒风干	26.8万元/套
			自控搅拌提升调质制粒风干	29.2万元/套
KL-8	40吨	75KW	自控搅拌提升制粒风干	38.6万元/台	特大型配套
KL-9	50吨	90KW	自控搅拌提升制粒风干	58.6万元/台
KL-10	80吨	155KW	自控搅拌提升制粒风干	118万元/套

 

    秸秆生物饲料的技术措施

        我国秸秆资源十分丰富，据统计全国年产各类农作物秸秆达5.7亿吨，其数量相当于北方草原打草量的50多倍，其中90%被焚烧。据联合国粮农组织（FAO）统计资料表明，在美国约有73%的肉类由草转化而来，澳大利亚为90%，而我国仅有6%-8%的肉食由草秆转化而来。国家2010年远景规划中提出：养殖业要主攻食草型和非粮耗型饲料。秸秆化粮过腹还田，利用比例将达40%。以往的秸秆转化技术主要有：

第一种：高温酸处理法。主要将秸秆粉碎后经球磨机磨成粉，用盐酸（HCL）将物料拌湿，使秸秆的粗纤维酸解，装入转化室，通入蒸汽升温至150℃，取出后用等当量烧碱（NaOH）中和，这种方法生产工艺复杂，腐蚀和污染严重，并且在高温酸解过程中，蛋白质凝固不易分解，难以被非反刍动物消化吸收，有的要求在70℃左右的转化室内进行转化，能源上是不太划算的。

        第二种：自然发酵处理法。是利用秸秆本身所带微生物发酵，在发酵过程中，温度、湿度、PH值一定，又需激活剂，才可制出有一定营养价值的秸秆饲料。可在一定程度上提高饲料适口性，但无法分解粗纤维，难以改变秸秆的化学组成，氨基酸和蛋白质含量均不够高。

        第三种：为通常称的氨化法，生产的饲料常称为氨化饲料。它主要以尿素作为非蛋白质态氮源补充，用来合成新的菌体蛋白，但它对于纤维素、半纤维素和木质素的酵解作用比较少，饲料的活化远远不够，消化能及总能均不高，一般只能喂养牛、羊等反刍动物。

        第四种：秸秆微贮法。新疆农科院采用复合活杆菌厌氧发酵处理，有效改善秸秆适口性，提高采食量和改善动物肠胃的微生态平衡，但生产周期较长，且只能用于反刍动物。

        第五种：“EM处理法”。日本琉球大学比嘉照夫教授发明，采用80多种有益生物工程菌处理秸秆和饲料，在粪便除臭、在畜禽生长和防病方面有相当效果，但其成本较高。

        ZL—高效能草秆生物饲料技术：不同于以上方法，它是由几所高校及有关单位的科研人员，经过多年刻苦攻关研制出来的。借助生物、化学的双重作用，把农作物秸秆（稻草、麦秸、玉米秆、高梁秆、花生藤、红薯藤、大豆秆、酒糟、甘蔗渣、甜菜渣等）转化为高营养、高效能的生物饲料，代替部分粮食饲料喂猪、鸡、鸭、鱼、羊、奶牛等畜禽，可降低30—60%养殖成本，这一技术广泛应用将导致饲料行业革命，避免了大气污染，为亿万城乡居民造福。中央电视台、中央人民广播电台及《科技日报》、《中国技术市场报》、《经济日报》等媒体分别对此作了专题报道。

    生产及效益分析（供参考）

        联合国粮农组织（FAO）在考察我国秸秆开发利用做出的成绩后给予了充分肯定，并作为解决“人畜争粮”矛盾的战略措施，向世界其它地区推广。在养猪业中，饲料占养殖成本的70—80%，因而降低饲料成本就成为提高养殖业经济效益最实际的问题。许多农民不愿规模养猪的主要原因是饲料成本太高，使用全价粮食饲料，养殖者无利可图，甚至亏本，使用农家常规料则延长饲养周期。我们在延庆三岔河、密云梨树沟农村调查，有的农户养一头猪要7—8个月，才能出栏。农民们这样分析：一头仔猪养到100公斤出栏，如果用粮食喂养需用500公斤，以0.8元/公斤计算需花400元，加上仔猪成本100元，最低要投资500多元。按目前每公斤6.00元的出栏价计算，100公斤的猪顶多赚100元，再把防疫治病及其它投资算进去，养猪不亏本就算好的。如果使用生物饲料，既可降低30%－－60%饲养成本，又可缩短饲养周期，增加利润。过去人们常说“养猪不赚钱，只图粪肥田，饲养7—8个月，年底换点油盐钱”。而今可以说“养猪不赚钱，还有粪肥田，饲养4个月，一年出二栏，有肉又有钱”。此外，秸秆过腹还田，减少化肥投入，改良土壤结构，增产粮食，一举多得。

一、与其他饲料比较（以仔猪到100公斤出栏为例）：

项目\饲料	单一粮食料	全价粮食料	全价生物饲料
饲料数量（公斤）	400	262.5	300
市场售价（元/公斤）	1.0	1.7	1.2
饲料成本（元）	400	446	360
饲养期（月）	6	3	3.5

 

二、成本分析

      处理秸秆的微生物工程菌用我单位提供的扩大培养技术接种一支试管菌成本仅1元，可大幅度降低成本，提高效益，以处理1吨秸秆为例：每吨秸秆粉200～240元，化学成份10元，人工及其它费用20元，则每吨生物饲料综合成本231～271元（其中，化学成份由我单位提供配方）。成本0.12～0.14元/斤，市场售价0.26～0.30元/斤。

三、中小规模生物饲料厂的经济效益：

      建一个月生产100吨的秸秆生物饲料厂，经济效益十分可观，具体计算如下：

1、一至二台锤片式粉碎机，每天加工秸秆粉2—4吨，秸秆粉以0.10～0.12元/斤计，生物饲料制作费用不到0.02元/斤，折合生物饲料成本价0.12～0.14元、/斤，市场售价0.26～0.30元/斤，月产一百吨利润达2.5万元。

2、以生物饲料为基料，用KL—中小型系列颗粒饲料机制作全价生物颗粒饲料，成本价0.20～0.40元/斤左右，市场售价0.40—0.60元/斤左右，月产一百吨利润4—5万元。

   秸秆生物饲料养猪试验报告

1.时间：1999年5月2日至1999年7月2日，全期60天。

2.目的：验证以秸秆生物蛋白饲料为基料配成的全价生物饲料养猪效果。

3.试验的选择和和分组：供试品种为杜洛克X本杂一代架子猪，选择出生日期与断乳体重相近的健康无病、生长发育整齐的架子猪供试，分试验组和对照组，每组入栏头数8头，共16头。

4.日粮组成：试验组使用全价生物颗粒饲料（秸秆生物蛋白饲料与粮食料按特定配方混合制粒），对照组使用当地某著名品牌的全价粮食颗粒料。

5.饲料方法与管理：饲料干喂，自由饮水。日喂料3次，定时给予。日采食量以每天吃完不剩为度。猪只进行编号，各组分栏饲养，环境条件相同，由同一饲养员管理，由试验人员亲自称重及测录，每天上、下午各清洗猪栏一次，同时清洗猪身。试验前全部实行去势、驱虫。预试期7天，做好常规防疫工作，注射疫苗。

表1猪增重情况（公斤）

表2饲料消耗情况（公斤）

表3经济效益情况

 

        从表1知，各组生长发育基本正常，增重速度达一定水平，经统计学t测验分析，组间增重差异不显著（P>0.05），这说明用秸秆生物饲料代替一定比例的粮食饲料喂猪不影响日增重，取得与全价粮食料等同的饲养效果。从表2、表3知，试验组较对照组增重1公斤可降低饲料成本1.49元，60天时间每头猪多盈利75.15元，经济效益显著。综合分析可知，秸秆生物蛋白饲料是一种质优价廉的新型饲料，具有极大的推广前景。