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玉米秸秆饲料打包贮制利用技术应用简析

学术期刊发表网 位置:农业论文 时间:2022-05-10 09:08 (12)

摘要:摘 要 :我国秸秆资源丰富。充分挖掘秸秆饲料化潜力,是促进草食家畜生产发展的重要保障。文章综述了国内外秸秆利用情况,简要介绍了秸秆饲料打包贮制利用技术及推广应用情况,分析了

  摘 要 :我国秸秆资源丰富。充分挖掘秸秆饲料化潜力,是促进草食家畜生产发展的重要保障。文章综述了国内外秸秆利用情况,简要介绍了秸秆饲料打包贮制利用技术及推广应用情况,分析了技术应用成本,并针对常见问题提出了解决方案。

  关键词 :秸秆 ;玉米秸秆 ;打包 ;贮制

  Abstract: China is rich in straw resources, fully exploiting the potential of straw for feed is an important guarantee for promoting the production and development of herbivorous livestock. The paper summarizes the utilization of straw at home and abroad, briefly introduces the technology of straw feed packaging, storage and utilization, and its popularization and application, analyzes the cost of technology application, and proposes solutions for common problems.

  Key words: Straw; Corn straw; Packing; Storage

玉米秸秆饲料打包贮制利用技术应用简析

  我国秸秆年产量约占世界秸秆资源的1/3[1] ,约为北方 草原打草总量的50倍。秸秆产量大、分布广、种类多,但长 期得不到有效利用,造成资源浪费甚至污染环境。玉米秸 秆作为传统饲料,为全国家畜提供了近半的粗饲料[2] ,也是 牛羊等草食家畜的主要粗饲料来源。秸秆饲料化推动了 全球畜牧业的发展[2] 。秸秆饲料化是秸秆资源化利用的方 式之一,随着草牧业的快速发展,秸秆饲料化成为开发和 有效利用秸秆型饲料资源、提高草食家畜生产效益的有效 途径[3] 。挖掘秸秆饲料化利用潜力,提高秸秆饲料化利用 水平,是促进草食家畜生产发展的重要保障。 大部分草食家畜养殖户对秸秆的利用仍较为简单,利 用效果差。玉米秸秆的主要成分是粗纤维,粗纤维主要包 括纤维素、半纤维素和木质素,三者总含量约75.2%[4] 。除 养分组成简单、难以消化外,秸秆的质地较为坚硬,直接影 响了动物的适口性[5] 。此外,加工技术的不完善是制约东 北秸秆资源饲料化的重要因素[6] 。近年来,随着我国装备 制造业的快速发展,秸秆饲料机械打包(亦称打捆)贮制技 术得到快速推广,此方式已被世界多个国家广泛认可使 用[7] ,在我国也受到广大中小规模牛羊养殖户的欢迎。打 捆饲喂可有效避免二次氧化,标准化包装方便装卸,便于 青贮草商品化流通[7] 。本文主要围绕玉米秸秆打包贮制利 用技术应用相关情况进行简要介绍与分析,以期为相关技 术的推广应用提供参考。

  1 国内外秸秆饲料化利用概况

  1.1 国内秸秆饲料化利用概况

  根据中华人民共和国生态环境部、国家统计局、农业 农村部联合发布的《第二次全国污染源普查公报》公布数 据显示,2017年,全国秸秆产生量为8.05亿t。实际上,近 10年来全国秸秆产量基本稳定在8亿t/年左右。据产业信 息网源自智研咨询发布的《2018—2024年中国世界秸秆人 造板行业市场发展格局及投资价值评估研究报告》显示, 我国秸秆品种以玉米、水稻、小麦为主,其中玉米秸秆产量 最大,占比约为32.5%;其次为稻草、麦秸。 辽宁省玉米秸秆产量位居各作物之首,占全省秸秆总 量约80%,是最主要的秸秆品种,也是饲料化的主体。据 华经情报网报道,2020年,我国秸秆综合利用率为90%,其 中肥料化 51.2%、饲料化 20.2%、燃料化 13.8%、基料化2.43%、原料化仅占 2.47%,此外仍有 10% 左右的秸秆废 弃。由此可知,我国秸秆利用的主要方式是以直接肥料 化、直接还田和饲料化过腹还田为主,合计可达到70%以 上。来自《中国畜牧兽医食信息网》消息显示,“十三五”期 间,我国牛奶、牛肉、羊肉消费量年递增率分别达 4.3%、 5.8%、2.8%,明显高于畜产品整体消费增速;“十四五”期间 预计草食畜牧业将持续快速发展,带动秸秆饲料化利用水 平的快速提高。 目前,常见的秸秆加工方式大致可归纳为物理加工、 化学加工和生物加工。物理加工的发展是从简单的铡切 到揉碎和高温高压处理等[8] ,如秸秆汽爆法,即将粉碎的秸 秆通过高温高压瞬间释放“闪爆”处理,可提高粗饲料的利 用率,味道芳香,营养价值高[9] 。此外,玉米秸秆分部位的 利用也是一种极具市场发展潜力和产业化前景的技术[10] 。 化学加工方式如氨化法等,而生物加工方式主要是利 用微生物发酵原理的青贮、微贮等。秸秆青贮的主要目的 在于最大限度地保存其营养物质[11] ;微贮秸秆的主要目的 在于改善其营养结构[12] 。微贮与青贮最大的区别是,微贮 添加了微生物菌剂,而青贮是利用秸秆及周围环境自带的 微生物进行发酵[13] 。秸秆发酵时可产生一些酶类,降解秸 秆中不易消化利用的成分,提高秸秆饲料有效养分含量, 改善适口性[14] 。近年来出现的发酵饲料也正是基于上述 原理,即通过乳酸杆菌等有益菌发酵分解如秸秆等农副产 物中抗营养因子,进而可用于饲用[15] 。 随着我国制造业能力和水平的不断提升,秸秆饲料化 贮制加工机械制造业发展较快,如全株玉米收割粉碎机、 秸秆青贮打包机、干秸秆打包机、玉米秆穗兼收机等得到 大面积应用,为秸秆饲料化利用现代化创造了有利条件。

  1.2 国外秸秆饲料化利用概况

  国外秸秆利用方式与国内差异不大,总体上可分为两 大类:秸秆还田循环利用以及秸秆离田产业化利用[16] 。在 秸秆利用数量构成方面,秸秆还田循环利用(主要包括秸 秆直接还田和秸秆养畜过腹还田)也是国外秸秆利用的主 导方式,秸秆离田产业化利用是秸秆综合利用的主要补 充,直接还田是目前国外秸秆循环利用的基本途径。 有数据显示,美国每年产生的秸秆数量为 4.5 亿 t,其 中2/3以上选择以秸秆还田的方式进行处理。美国人均耕 地面积达到6 666.67 m2 以上(我国人均约866.67 m2 ),是世 界平均水平的2.9倍,具有充足的耕地进行轮换修整。美 国农场主将收割的秸秆打碎埋进土壤,土地休耕,给土地 留出腐化吸收时间。选择饲料化过腹还田一般约占秸秆 总量的20%[17] 。秸秆饲料化处理途径主要为:微生物学处 理法、物理机械处理法、化学处理法等,秸秆饲料化利用方 式国内外差异不大,只是处理机械与工艺方面发达国家可 能更具优势。

  2 玉米秸秆饲料打包贮制利用技术及应用现状

  秸秆饲料打包贮制利用技术即利用专用机械将鲜秸 秆或干秸秆粉碎(揉丝)压缩,塑膜包装密封青贮或打成致 密干秸秆捆(包),可长期保存利用的秸秆饲料贮制技术, 主要适用于适度规模的牛羊养殖场。秸秆饲料打包贮制 利用技术的特点是实现了秸秆饲料模块化保存利用,营养 保存效果好、取用方便、可长途运输和商品化专业加工生 产,同时可有效解决常规秸秆青贮二次发酵、干秸秆自然 堆放冬季防火和夏季防霉等问题,被养殖户认为是目前秸 秆利用最佳方式之一。

  2.1 秸秆打包青贮技术及应用现状

  秸秆青贮是饲料化利用最佳方式之一。秸秆经过青 贮处理,养分损失少、营养成分较多、呈酸甜味、质地柔软、 适口性好,可提高饲喂价值40%左右[17] 。秸秆打包青贮是 指利用专用的塑包青贮机将秸秆青贮原料压缩装入专用 的塑料袋内或专用塑膜裹缠密封,形成密闭厌氧环境调制 成的青贮饲料。 塑料袋包装法采取双袋包装,内为密封用塑料袋(要 求隔氧性能好,厚度8丝以上),外为保护用的编织袋。按 打包机械说明,将处理的贮料经挤压形成圆形或方形贮料 块,经出料口送入塑料袋,人工取下排净塑料袋内气体,采 用塑料扎带迅速封口。 拉伸膜裹缠包装法,裹缠时要求后一层膜应覆盖前一 层膜50%。塑膜具有一定的拉伸比,建议为55%~70%,以 保证足够紧实密封;塑膜应至少包裹3层,长途运输时应包 裹5~6层。两种打包方式均要求密度不低于500 kg/m3 ,一 般成品重量50~75 kg/包。 根据不同市场需求,生产模式可分为2种:直接打包技 术模式,即秸秆收割处理直接压缩塑膜密封,主要适用于 适度规模牛羊养殖场生产自用;秸秆壕贮发酵完成再打包 技术模式,可在短期内大量贮制,有效解决制作青贮“窗口 期”过短直接打包难以及时收贮问题,同时也可使壕贮青 贮能够实现长途运输、异地使用,主要适用于专业化秸秆 青贮生产销售。 打包青贮与常规青贮要求基本相同,均应随割、随运、 随铡、随装填、随压缩、随(包装)密封,连续进行。除加工 包装外,还应特别注意对收割时机的把握,全株青贮玉米 的加工一般在乳熟末期至蜡熟[18] ,蜡熟期指玉米的乳线占 种脐1/3~1/2时[19] ,生产实践中常采用乳线位置确定;收割后需及时运输至青贮地点,放置时间过长易引起腐烂现 象,且植物细胞产生呼吸作用会消化大量的营养元素,明 显降低青贮饲料的营养价值[20] 。此外,应特别注意原料水 分含量,控制在65%~70%。有研究表明,青贮饲料的发酵 效果与原料的含水量及收获时间密切相关[21] 。适宜的水 分可浓缩可溶性碳水化合物等营养物质,有利于提高细菌 发酵和青贮品质[22] 。

  在打包青贮的饲喂方面,建议肉牛饲养过程中全株玉 米青贮最佳饲喂量为占粗饲料的 30%~70%;当饲喂量大 于粗饲料的70%时,需要注意预防酸中毒[23] 。绒山羊推荐 饲喂量不超过日粮干物质总量的30%,妊娠母羊饲喂量不 超过日采食干物质量的 20%,妊娠后期建议停用或少 用[24] 。打包青贮还可饲喂鹅、猪等,如孙金艳等[25] 试验表 明,饲喂含有20%全株青贮玉米的试验日粮能够提高霍杂 肉鹅的平均日增重,降低料重比,增加经济效益。但秸秆 青贮饲料中营养并不全面,维生素D和蛋白质含量较低[4] 。 因此,青贮饲料还应与其他饲料配合使用,以满足畜禽营 养需要。

  2.2 秸秆打包黄贮技术及应用现状

  秸秆打包黄贮原理、打包方式方法均与青贮相同,但 黄贮应用的原料是收获籽实后的玉米秸秆,通常水分不 足,养分相对较低,附着的微生物数量与种类不理想,具体 制作时需要调整水分并适当添加微生态制剂。 张克威等[26] 研究表明,添加乳酸菌和纤维素酶可有效 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。秸秆黄贮时添加乳酸菌可抑制有害微生物的 活性,养分损失明显降低,产品柔软且醇香。在水分含量 为60%的前提下,以添加乳酸菌发酵的玉米秸秆黄贮的发 酵品质最好[27] 。此外,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,提高黄贮饲料的有氧稳定性[28] ,对延长打包黄 贮保质期具有重要作用。黄贮后的玉米秸秆营养水平、适 口性、消化率明显提高,饲喂黄贮玉米秸秆的肉牛采食量 增加 30%,采食速度提高 40%[29] ,秸秆利用率由原来的 50%提高至约95%[30] 。

  目前,种植玉米主要用于生产籽实,故无穗秸秆是饲 料化的主体。黄贮原料可选用干秸秆,不受时间限制,全 年均可生产[31] 。因此,打包黄贮应用更为广泛。实际生产 中最好选用可以“活秆成熟”的玉米品种,也可通过适当提 前收获时间提高秸秆品质。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,秸秆黄贮后的营 养价值却大幅度提高[32] 。应用于黄贮的秸秆收割后存放 时间不宜过长以防发霉,随着存放时间延长,秸秆营养成 分降低,有害微生物数量可能增加,收获籽实的秸秆应尽 快黄贮[33] 。推荐应用“秸穗兼收机”在收获玉米穗同时将 秸秆一并打碎分储,实现了秸秆不落地“一站式”直接打包 黄贮,进而提高秸秆黄贮品质。

  2.3 秸秆打包干储技术

  杨术环等[34] 报道指出,可待完全成熟后收获籽粒和秸 秆饲喂肉牛、绵羊或山羊,利用效率最好。收获籽实后自 然风干的玉米秸秆也是辽宁地区牛羊养殖的主要粗饲料 来源。秸秆打包干储是指利用专用机械将风干后的秸秆 粉碎(揉丝)压缩打包保存利用,有效解决了粗放储放状态 下的霉变和火患等问题,既可保障秸秆品质,又便于储存、 饲喂和专业化生产运输。 打包前需要对秸秆预处理,割倒收穗后的玉米秸秆暴 晒1周左右,每30棵左右打成1捆,每50捆左右立成锥形 堆放,利于快速风干、防止发霉。对于联合收割机收获的 玉米,秸秆一般被直接粉碎于地面,有条件可进行翻晒;按 垄的走向收集,堆成适宜高度的条形带,既利于捡拾打包 机作业,又利于除尘。一般于11月至第2年1月生产冬春 饲用干秸秆,并于3月末前使用完毕。2月初至4月末,秸 秆水分含量14%以下时,可集中打包,生产的打包干秸秆 可长期保存饲用,一般每包约 20 kg。若秸秆水分较高时 打包,应适当调低打包机压力,保持草块内适当的空气流 通,防止发霉。干秸秆应与青贮等饲料配合使用并采用 TMR技术饲喂,可进一步提高利用效果。打包干秸秆在辽 宁部分地区已经形成了季节性产业,产品供不应求,部分 远销河北、内蒙古等周边省份。

  3 打包秸秆饲料利用情况分析

  应用成本方面,以养殖户购买无穗秸秆玉米打包黄贮 饲喂绒山羊为例:打包黄贮成本约350元/t,每只羊饲喂约 1.3 kg/d,则成本约为0.46元;传统方法收储加工的干秸秆 一般每捆(3 kg)成本 1 元,折合成本约 335 元/t,每只羊约 需1.25 kg/d(包括浪费量),饲喂干秸秆成本为0.42元/d,饲 喂打包黄贮成本略高于传统的干秸秆利用方式。 打包干秸秆技术应用方面,以对外加工方式运营的干 秸秆加工户为例:每包(20 kg)收取养殖户加工费5元,即 养殖户打包干秸秆实际支付加工费 250 元/t;若加上秸秆 本身成本约 100 元/t,养殖户实际收贮的揉丝打包干秸秆 成本为 350 元/t,略高于传统方式。应用秸秆打包贮制技 术虽然增加了一些加工成本,但明显提高了秸秆饲料品质 和利用率,并且降低了养殖人工成本,增收节支效果得到 养殖户的认可。

  4 秸秆饲料打包贮制技术常见问题

  4.1 青贮发霉

  4.1.1 原因分析

  发霉是打包青、黄贮危害最大的问题,主要表现为包 内青贮表面有多个或成片的霉块。若只是表层的少数小 霉块,可将发霉处及周边部分青贮弃掉,其余部分仍可正 常饲喂;发霉面积较大或内部霉败则整包青贮均应废弃。 (1)所采用塑膜质量差,属于再生料,或过薄、有微孔, 造成透氧率过高。 (2)加工、保存、搬运、运输过程中塑膜破损透气,鼠害 也是破损的原因之一。 (3)封袋技术差,袋口处漏气或包装袋内尤其底部两 角有空余造成袋内留存空气过多。 (4)码垛层数过多,尤其是拉伸膜式塑包,造成下层挤 压变形、破损透气。 (5)机械或操作原因导致青贮原料密实度不足而留存 空气过多,或拉伸膜式塑包塑膜层数分布不均造成透气。 (6)原料水分过高或过低,未做到随收随贮,收割粉碎 后存放时间过长,打包前已出现霉变现象。

  4.1.2 解决措施

  (1)青贮用塑料袋应保证质量,不可购买生料制成品, 应选择透氧率低的青贮专用塑料袋。 (2)原料应按要求铡短揉碎,保存运输装卸过程中防 止尖锐物刮、刺塑膜。青贮包应轻拿轻放,不可在地上滚 动。塑料袋式青贮包应外加一层编织袋,发现破损应及时 用透明胶带贴补。 (3)塑料袋式青贮包装过程中应尽可能使原料充满, 不留死角,最大限度地减少空气残留,封口封实。 (4)无论运输库存,拉伸膜式塑包青贮码放高度最好 不超过3层,外销时包膜层数应达到5层以上。 (5)严格按照打包程序要求操作,检查机械状态,防止 压包不实、拉伸膜包装不匀。 (6)严格按照青贮条件要求掌控原料质量,霉变秸秆 禁止青贮。

  4.2 青黄贮包有水溢出

  4.2.1 原因分析

  一般拉伸膜式塑包青贮易出现水分溢出现象。主要 原因是原料含水量过高或储存时码垛过高导致底层压力 过大,造成青贮营养流失,对青贮质量产生不良影响。

  4.2.2 解决措施

  掌握秸秆刈割时机,青贮原料水分含量应保持在 63%~70%。打包时尽可能做到原料紧实不易变形,储存时 掌控好码放层数,避免过高。

  4.3 打包青黄贮质量不理想

  部分塑包青贮虽未发生霉变现象,但颜色、气味、酸 度、结构质地、饲喂效果均不理想,营养损失率也高。

  4.3.1 原因分析

  玉米秸秆附着的乳酸菌数量有限,且其自身营养成分 含量较低,易导致玉米秸秆青贮失败[35] 。主要原因是加工 过程中未严格按照规程操作,部分加工环节未达到相应要 求,在原料品质、尘土杂质、水分、压紧及密封程度等要素 方面存在纰漏,导致有氧发酵期过长、温度过高,硫化氢、 氨气、丁酸等异味有害产物过多。

  4.3.2 解决措施

  严格按照打包青贮操作要求进行加工生产。保证青 贮原料的收割留茬高度合理、降低尘土等杂质含量,加工 过程快速联动,尽可能创造适宜的青贮生产要素条件,充 分发挥机械性能创造最佳的厌氧环境,缩短有氧发酵过 程,为乳酸快速繁殖创造理想条件。 黄贮时建议在原料中添加青贮专用添加制剂并注意 在保质期内使用;使用青贮添加剂时要现配现用,注意使 用量的校准,严格按照要求进行操作。

  5 结论

  秸秆饲料打包贮制利用技术是秸秆饲料化利用的有 效方式之一,主要适合中小规模草食畜禽养殖户和从事秸 秆饲料加工经营者,应用前景广阔。建议以粮改饲试点和 草牧业试验试点为着力点,出台相关政策,鼓励草牧业发 展,支持打包专用机械的完善升级,推进秸秆饲料化利用。

  参考文献

  [1] 王雨晴,韩学平.玉米秸秆饲料化途径的研究进展[J].饲料研究,2019,42 (7):117-120.

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  [5] 杨连玉,高阳.玉米秸秆饲料化高效利用的瓶颈及解决策略[J].吉林农 业大学学报,2016,38(5):634-638,644.

  作者:薛 冰

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