EM發(fā)酵秸稈飼料的應(yīng)用研究

1、EM發(fā)酵秸稈飼料的應(yīng)用研究         摘要：進(jìn)行了玉米秸稈、稻草、花生秧、麩皮的各種常規(guī)成分的測定和EM發(fā)酵實驗。結(jié)果表明EM 能發(fā)酵各種秸稈及含高纖維的其它植物原料能夠顯著提高粗蛋白含量，改善飲料性能，對影響EM 發(fā)酵玉米秸的溫度、時間、水分三因素作了交叉分組實驗，通過NDF，ADF含量分析，探索了各因 素有交互作用對秸稈發(fā)酵效果的影響，對秸稈飼料的開發(fā)應(yīng)用有較大的應(yīng)用價值。 關(guān)鍵詞：EM；秸稈；粗蛋白；生物轉(zhuǎn)化 Abstract：With a pupose to f

2、ind the most effective way to increase the protain content of straws this experiment is focused on straw fermentations of EM corn straw 。We  determined the routine compon

3、entials of these straws。 The result indicated EM is  capable of creasing the content of crude protein and increased the crude fiber  notabily。The experiment and methods w

4、ill be valuable for developing and utilizating straws。 Key words：EM straw crude protein biotransformation 第一章 綜述部分 一、前言 現(xiàn)代世界面臨的三大問題：食物問題、環(huán)境問題和能源問題?？梢哉f，這三大問題的解決都與微 生物有關(guān)，就飼料來說，隨著畜牧業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，保證家畜必需的蛋白飼料越來越缺乏，需要解 決我國飼料蛋白質(zhì)嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀，積極利用再生資源，利用各種農(nóng)副產(chǎn)品加

5、工的廢料生產(chǎn)飼料 蛋白，是一條重要途徑。 據(jù)有關(guān)方面估計，全世界每年約有纖維素資源1000億噸，我國約有50億噸，其中農(nóng)作物秸稈（表 秸、稻草、玉米秸等）就達(dá)5億噸左右。這些農(nóng)作物秸稈能用于青貯飼料的是少數(shù)，大多數(shù)用作燃 料和肥料，即使作為飼料的一小部分也多采用傳統(tǒng)的直接飼喂方法，消化利用率很低。若將秸稈 進(jìn)行微生物處理，或理化處理，或綜合處理，則可大提高動物的消化吸收率。其中，微生物處理 技術(shù)，特別引人注目，全世界都在努力探索深入研究，并取得了很大進(jìn)展。 EM有效微生物技術(shù)已被廣泛推廣于農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、林果業(yè)及生態(tài)環(huán)保等領(lǐng)域，以及各種工業(yè)廢料 再利用中。然而專門搞作物秸稈發(fā)酵轉(zhuǎn)化利用的研究報告

6、較少。本實驗先后對稻草、玉米稈、花 生稈等進(jìn)行了EM發(fā)酵實驗，意在探索EM發(fā)酵各種秸稈的性及適宜的EM發(fā)酵條件。 二、 農(nóng)作物秸稈資源量及應(yīng)用現(xiàn)狀 1。資源量 19501972年期間，全世界的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以每年2。85%的速度增長，而其后的十年（1972 1981年）中，世界農(nóng)業(yè)增長的速度卻降為每年的2.5%。而全世界人口仍正迅速增長，2000年達(dá) 61億，人口的增長要求有更多農(nóng)作物供給，加大了對自然環(huán)境的壓力。人類為了增加食物生產(chǎn)， 更多地使用機(jī)器、化肥、農(nóng)藥等，最終增加了單位耕地面積上礦物能的投入。雖然糧食產(chǎn)量明顯 提高，但能量轉(zhuǎn)化食物的效率卻顯著降低。而在人類千方百計增加

7、糧食生產(chǎn)的同時，卻又有許多 可以轉(zhuǎn)化成人類食物的東西沒有得到應(yīng)有的利用而被丟棄了。據(jù)估計，每年地球上由光合作用生 產(chǎn)的生物質(zhì)約1500億噸，其中11%（約160億噸）是由耕地或草原產(chǎn)生的，可作為人類食物或動物 的飼料部分約占其中的1/4（約為40億噸），也就是說75%為廢棄物。在40億噸的產(chǎn)品中，經(jīng)過加 工最后供人類直接食用的大約僅為3.6億噸。而每年生產(chǎn)的廢棄物（包括收獲和加工過程中的）約 為135億噸，有待開發(fā)利用，將其轉(zhuǎn)化成食品或飼料。 據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）報道，世界上種植的各種谷物每年可提供秸稈17億噸，其中大部分 未加工利用。我國的各類農(nóng)作物秸稈資源十分豐富，總產(chǎn)量達(dá)7億多

8、噸，其中稻草2.3億噸，玉米 2.2億噸，豆類和秋雜糧作物秸稈1。0億噸，花生和薯類藤蔓、甜菜葉等1.0億噸，一般情況下， 作物秸稈中碳占絕大部分，主要糧食作物水稻、小麥、玉米等秸稈的含碳量約占40%以上，其次為 鉀、硅、氮、鈣、鎂、磷、硫等元素。秸稈：有機(jī)成分以纖維素、半纖維素為主，其次為木質(zhì)素 、蛋白質(zhì)、氨基酸，樹脂、單寧等。 我國是一個農(nóng)業(yè)大國，隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，副產(chǎn)品的數(shù)量也不斷增加，如農(nóng)作物秸稈、藤蔓、皮殼、 餅粕、酒糟、甜菜渣、蔗渣、廢糖蜜、食品工業(yè)下腳料、禽畜制品下腳料、蔗葉及各種樹葉、鋸 末、木屑等數(shù)量極大。據(jù)統(tǒng)計，我國每年農(nóng)作物秸稈約為5億噸，稻殼3030萬噸，薯蔓854萬噸，

9、        甜菜渣萬噸，廢糖蜜402萬噸，酒糟1583萬噸，禽糞7300萬噸。（李仲昌等，1989），其中除豆餅 用作高蛋白飼料部分農(nóng)產(chǎn)品加工廢物和作物秸稈作為造紙的原料外，大部分副產(chǎn)品沒有得到利用 或沒有得到充分利用。我國是個人口多，資源相對較少的國家，因此，把數(shù)量巨大的農(nóng)業(yè)廢棄物 （特別是農(nóng)作物秸稈）加以充分開發(fā)利用，變廢為寶，不僅可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，還會收到 重要的環(huán)境效益和社會效益。 2、我國農(nóng)業(yè)秸稈利用現(xiàn)狀 秸稈利用的方式很多，當(dāng)前我國主要是還田利用，飼料化處理和作為工業(yè)生產(chǎn)原料三種： （1）秸桿

10、還田利用： 秸稈還田是主要利用方法之一，93年我國秸稈還田的面積達(dá)到491萬Km，秸稈還田的方法分為整株 還田技術(shù)，有根茬粉碎還田技術(shù)和傳統(tǒng)漚肥還技術(shù)。實行秸稈還田對改造中低產(chǎn)農(nóng)田，緩解我國 氮，磷，鉀的比例失調(diào)，彌補(bǔ)磷、鉀化肥不足有十分得要意義。但秸稈還田不當(dāng)也會帶來不良的 后果。我國年產(chǎn)約5億 秸稈，是一項寶貴的有機(jī)化肥資源，目前焚燒秸稈的現(xiàn)象仍十分嚴(yán)重，不 但浪費(fèi)了資源，而且污染空氣，有時還會引起火災(zāi)，隨處堆放秸稈不但占用場地，而且會堵塞道 路，妨礙交通，污染水源。 （2）作為生產(chǎn)原料利用 秸稈較多地應(yīng)用于造紙和編織行業(yè)，食用菌生產(chǎn)等，近年又興起了秸稈制炭技術(shù)， 紙質(zhì)

11、地膜，纖 維密度板等。利用農(nóng)作物秸稈等纖維素廢料為原料，采取生物技術(shù)的手段發(fā)酵生產(chǎn)乙酸，糠醛， 苯酚，燃料油氣，單細(xì)胞蛋白，工業(yè)酶制劑，纖維素酶制劑等，在日、美等發(fā)達(dá)國家已有深入研 究和一定生產(chǎn)規(guī)模。 （3）秸稈飼料化利用 隨著生產(chǎn)的發(fā)展，人民生活的提高，人民要求有更多的動物食品，而畜牧業(yè)的發(fā)展又受飼料的制 約。目前我國人均糧食占有量不足400Kg，難于拿出更多的糧食滿足畜牧業(yè)發(fā)展的需要。必須擴(kuò)大 飼料來源，開發(fā)新的飼料資源，提高飼料質(zhì)量和飼料效率。一些植物殘體（纖維性廢棄物）往往 因營養(yǎng)價值低，不能直接用作飼料，但如果將它們進(jìn)行適當(dāng)處理，即可大大提高其營養(yǎng)價值和可 消化性。具體處理方法一般有

12、微生物處理和飼料化加工兩類。 1微生物處理 一般來講，農(nóng)作物殘體中都含有碳水化合物、蛋白、脂肪、本質(zhì)素、醇類、醛、酮和有機(jī)酸等， 這些成分大都可被微生物分解利用。這些微生物含有較多的蛋白，其中動物所必須的氨基酸含量 也較高并含有較豐富的維生素，可作為人的高蛋白食物，加到動物飼料中可大大提高飼料效果。 2飼料化加工 主要利用薯類，藤蘿，玉米秸稈，甜菜葉等加工制成氨化青貯飼料，稻草作為草食性動物的食料 等。目前，全國的加工處理量約1000萬T。其方法有秸稈的氨化、青貯和微生物發(fā)酵貯存，熱噴、 抒、搓、壓餅等。秸稈作為飼料的影響因素主要是纖維素含量高，粗蛋白和礦物質(zhì)含量低，并缺 乏動物生存所必需的維

13、生素A、D 、E等以及鈷、銅、S 、Na、Se、I等礦物元素，能量值很低。    3、當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)秸稈利用中存在問題 （1）土壤有機(jī)質(zhì)降低與秸稈廢棄的矛盾 由于過多地施用化肥尤其是化肥，造成了土壤板結(jié)，地力下降，并導(dǎo)致農(nóng)作物病蟲害增多，作物 品質(zhì)下降等，而我國大量的農(nóng)作物秸稈資源卻被焚燒，未能還歸士壤或進(jìn)行開發(fā)利用。 （2）秸稈還田等技術(shù)推廣阻力較大 秸稈降解是一個復(fù)雜的過程，涉及的問題很多。首先，農(nóng)作物秸稈主要由纖維素、半纖維、木質(zhì) 素三大部分組成，均難被微生物所分解，所以秸稈在士壤中被M分解轉(zhuǎn)化周期較長。其次，還田數(shù) 量，土壤水分

14、，粉碎程度等影響秸稈還田的數(shù)量的效果，第三，還田后，使害蟲呈增多趨勢。第 四，由于秸稈含氮量低C/N比值般在（60-100）/1，而分解秸稈時自力需要吸收一定的N 素，直 接還田時需添加一定的N、P、K肥料，加速M(fèi)分解和避免發(fā)生M與農(nóng)作物爭氮影響苗期生長。 （3）露天燃燒秸稈嚴(yán)重污染 農(nóng)村露天燃燒秸稈污染大氣，亂堆亂棄秸稈污染水體，影響村容鎮(zhèn)貌，由于燃燒秸稈導(dǎo)致火災(zāi)事 故頻頻發(fā)生，且導(dǎo)致大氣污染，直接影響民航、鐵路、高速公路的正常運(yùn)營。 （4）秸稈資源的開發(fā)利用率低 稻草、麥秸等這類纖維素副產(chǎn)品少量用于編織，造紙、漚肥或秸稈還田，相當(dāng)大的部分沒有被利 用。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上被利用的

15、秸稈不足2%，我國目前的秸稈利用率為33%，其中大部分未加 處理，經(jīng)過技術(shù)處理利用的僅占2.6%。綜合利用的潛力很大。 三、EM技術(shù)簡介 EM是有效微生物群的（Effective Micro orgonims）的縮寫，它是由日本琉球大學(xué)比嘉照夫教授 50年代開發(fā)的M技術(shù)是經(jīng)光合細(xì)菌，乳酸菌，酵母菌，放線菌及發(fā)酵型絲狀真菌為主 的5科10屬80        多種微生物復(fù)合培養(yǎng)而成，在農(nóng)牧業(yè)上有巨大作用，EM生物技術(shù)可使畜禽處于微生物控制之下， 減少畜禽發(fā)病，促進(jìn)增重，提高肉品品質(zhì)，消除

16、糞尿惡臭，達(dá)到降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的， 是一種改善畜禽“內(nèi)環(huán)境”，效果好，成本低，玩副作用，耐高溫不污染環(huán)境的高新技術(shù)產(chǎn)品。 EM 的代表菌種： 1。光合微生物好氣性和嫌氣性 如光合的細(xì)菌類和藍(lán)澡類，微生物利用太陽熱能或紫外線將土壤中的硫氫和碳?xì)浠衔镏械臍浞?離出來，變有害為無害，并和CO2、氮等合成糖類、氨基酸、維生素、生物活性物質(zhì)（激素）等。 2、放線菌-好氣性 產(chǎn)生的化學(xué)分泌物具有抗生物質(zhì)，對病原微生物有抑制作用，增強(qiáng)機(jī)體免疫機(jī)能，放線菌常和光 合細(xì)菌并存，以獲取氨基酸來繁殖自身。 3、醋酸桿菌好氣性 它從光合作用微生物中攝取糖類固定氮，被固定的氮供植物生長，另一部分還

17、給光合細(xì)菌，形成 好氣性和嫌氣性細(xì)菌的共存結(jié)構(gòu)。 4、乳酸菌嫌氣性 攝取光合細(xì)菌生產(chǎn)的物質(zhì)，分解在常溫下不易分解的木質(zhì)素和纖維素，使未腐熟的有機(jī)酸發(fā)酵， 轉(zhuǎn)化成動植物有效的養(yǎng)分。 5、酵母菌好氣性 能促進(jìn)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生促進(jìn)細(xì)胞分裂的生物活性物質(zhì)，同時酵母菌還對促進(jìn)其它有效微生物 增重的基質(zhì)（食物）的生產(chǎn)起著重要作用。它所產(chǎn)生的單細(xì)胞蛋白是動物的有效養(yǎng)分，對動物有 保健作用。 EM是把已篩選出的好氣性M，通過采用適當(dāng)?shù)谋壤酮毺氐陌l(fā)酵工藝加以混合，培養(yǎng)而得到的含有 多種微生物的一個大群落，其中的各種微生物在生長代謝過程中能分泌或產(chǎn)生一些有用物質(zhì)，成 為各自或相互生長的基質(zhì)和原料，通過相互間的

18、這種共生增殖系統(tǒng)，形成一個復(fù)雜而穩(wěn)定的具備 多種功能的微生態(tài)系統(tǒng)。 四、EM在畜牧生產(chǎn)中的作用 1、EM含有多有益微生物，其中乳酸屬的多種桿菌，在體內(nèi)厭氧狀態(tài)發(fā)酵乳糖，產(chǎn)生乳酸而形成的 酸性環(huán)境可有效地抑制腸道腐敗M的繁殖，促進(jìn)有益微生物的生長，從而減少腸道疾病的發(fā)生。EM 中的光合細(xì)菌群在本身生長過程中，產(chǎn)生大量Vc和VE等從而提高畜禽的抵抗力，酵母菌細(xì)胞含有 的高量超氧化物歧化酶（SOD），可有效地催化體內(nèi)超氧陰離子自由基（O2-1），轉(zhuǎn)換成無害的 H2O2和O2，解除O2-1對機(jī)體的毒害作用，而放線菌的大多數(shù)菌種，在代謝過程中能產(chǎn)生不同類型 的抗生素，從而確保畜禽健康。 2、提高畜禽生產(chǎn)

19、性能，降低飼養(yǎng)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益。 EM中的許多菌體本身就含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)，如光合細(xì)菌，蛋白質(zhì)含量在60%以上，并富含各種維 生素，特別是Vb12，葉酸和生物素，這些微生物加到飼料中，作為營養(yǎng)物質(zhì)被畜禽攝取利用，從 而促進(jìn)生長。同時，E央發(fā)酵過程中，還能產(chǎn)生大量生物活性物質(zhì)，如維生素，各種消化酶，內(nèi)分 泌激素及促進(jìn)生長的刺激因子，從而調(diào)整和提高畜禽各器管的生理功能，促進(jìn)畜禽生長，增加產(chǎn) 蛋和產(chǎn)奶量。乳酸菌可攝取光合細(xì)菌產(chǎn)生的物質(zhì)，分解飼料中的粗纖維，使其轉(zhuǎn)化為畜禽有效的 養(yǎng)分。 3、改善禽產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)綠色食品 EM是一種復(fù)合微生物菌劑，不含任何化學(xué)有害物質(zhì)，無毒副作用，不污染環(huán)境，用它作原

20、料或配 制成的飼料所生產(chǎn)的產(chǎn)品是安全可靠，無公害，綠色食品。采用EM技術(shù)飼養(yǎng)畜禽的生存環(huán)境,還可 顯著提高機(jī)體的抵抗力和免疫力,減少疾病的發(fā)生,從而大大減少抗生素,激素和化學(xué)藥物的使用 ，并使畜禽產(chǎn)品品質(zhì)大為改善。 4, 消除糞便惡臭,改善環(huán)境衛(wèi)生。 畜禽糞便中有相當(dāng)數(shù)量的含氮物質(zhì)，極易腐敗分解，產(chǎn)生惡臭，不僅污染空氣，而且臭氣及所含 氨氣和硫化氫等有害物質(zhì)還嚴(yán)重影響禽的健康和生長，EM中含有大量的纖維素分解菌，半纖維素 分解菌，固氮菌及乳酸菌。這些微生物與畜禽腸道內(nèi)的有益菌相互協(xié)同,能有效增強(qiáng)腸道的活動 功能，從而提高蛋白質(zhì)的利用率。同時，EM可以競爭性排斥或抑制在原有腸道內(nèi)的腐敗

21、菌群，阻 止外來有害菌的侵襲，從而減少蛋白質(zhì)的氨及胺的轉(zhuǎn)化,使腸內(nèi)及血液中氨的含量下降，減少隨糞 便排出的氨量，臭味得到有效控制。 5，擴(kuò)大飼料來源節(jié)約糧食。 發(fā)酵桔桿等粗飼料，提高營養(yǎng)價值。EM在發(fā)酵過程中，產(chǎn)生大量的微生物酶，促使纖維素一木聚 糖鏈和木質(zhì)素聚合物酯鍵被酶解，增加秸稈的柔軟性和膨脹度，提高了粗飼料消化率。EM中纖維 分解菌和半纖維分解菌，可將部分木質(zhì)素類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖類，同時,EM發(fā)酵時還產(chǎn)生大量營養(yǎng)豐富 的微生物菌體及其有益的代謝產(chǎn)物,如AA、維生素、抗生素、激素等，提高了粗飼料的營養(yǎng)價值， 并且有酒曲香味和蘋果香味。 發(fā)酵畜禽糞便，開發(fā)蛋白飼料資源。雞糞經(jīng)EM發(fā)酵后，不僅殺

22、死病原微生物，去除臭味，改善適        口性，還可合成大量糖類，氨基酸和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，并產(chǎn)生大量生物活性物質(zhì)，使其營養(yǎng)價 值得到提高。 綜上所述,由于EM中的各種有益微生物的綜合協(xié)同作用，對促進(jìn)畜牧生產(chǎn)及環(huán)境凈化方面有顯著作 用，尤其對解決我國生態(tài)養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)中存在的飼料資源不足，抗生素使用過多和畜禽糞便污染等 問題提供了一個較理想的途徑，有著廣闊的應(yīng)用前景。 五、EM發(fā)酵秸稈的機(jī)理 在秸稈發(fā)酵過程中,由于有效M在適宜的溫度和厭氧條件下,生長繁殖旺盛，分泌酶也多，秸稈中纖 維素-本聚糖鏈以及本質(zhì)素聚合物酯鍵

23、被酶解，增加了秸稈的柔軟性和膨脹度，使反芻動物瘤胃 M能直接與纖維素接觸，從而提高了粗纖維的消化率。同時在發(fā)酵過程中，部分木質(zhì)纖維素類物質(zhì) 轉(zhuǎn)化為糖，糖又被有機(jī)酸發(fā)酵菌轉(zhuǎn)化為乳酸和揮發(fā)性脂肪酸，使PH值降至4。0-5。0左右，抑 制了丁酸菌腐敗等有害菌的繁殖，使秸稈能夠長期保存。秸稈等粗飼料經(jīng)過有益M發(fā)酵后，飼料中 的纖維素，淀粉，Pr等復(fù)雜的大分子有機(jī)物在一定程度上降解為動物容易消化吸收的單糖，雙糖 和氨基酸等小分子物質(zhì)，從而提高了飼料的消化吸收率，起到了飼料機(jī)械起不到的深度生物加工 作用，粗飼料發(fā)酵過程中還產(chǎn)生并積累大量營養(yǎng)豐富的M菌體及有用的代謝 中間產(chǎn)物，如氨基酸 ，有機(jī)酸以

24、及醇、醛、酯、維生素、激素、微量元素等，使飼料變軟變香，營養(yǎng)增加。這其中， 有機(jī)酸（如乳酸，醋酸，乙醇，對飼料還有防腐作用，有的能增加動物的抗病能力，刺激其生長 發(fā)育，如維生素，抗生素，激素，微量元素及未知促生長因子。 家畜利用有效的EM發(fā)酵的秸稈后，由于各種纖維素分解菌群的生長發(fā)育和代謝活性提高，增加了 細(xì)菌和瘤胃中纖毛等的協(xié)調(diào)作用，采食量和消化率明顯提高，兩者共存時，纖維素的消化率可提 高到65。2%，瘤胃中揮發(fā)性脂肪酸的增加，淀粉，纖維素被糖化，以及氮素等構(gòu)成菌體Pr、生長 酶，對于促進(jìn)動物生長，抑制病原菌等都有重要意義。總之，秸稈經(jīng)有效M發(fā)酵后營養(yǎng)價值明顯增 加，有效性提高，能促進(jìn)家畜

25、日增重和產(chǎn)奶量的提高。    六、EM發(fā)酵飼料的優(yōu)點 用EM發(fā)酵的干玉米秸，經(jīng)營養(yǎng)分析約等于玉米青貯的營養(yǎng)價值。據(jù)資料介紹，667米2 所產(chǎn)的玉米 秸稈青貯的營養(yǎng)價值相當(dāng)于125kg玉米。而667米2 干玉米秸稈相當(dāng)于46kg玉米，但用EM發(fā)酵后其 營養(yǎng)價值卻相當(dāng)于玉米青貯，可見EM發(fā)酵秸稈的效益很高。薛充連（97年）報道，EM發(fā)酵干玉米 秸與青貯玉米的成分對比： 飼料成分及營養(yǎng)價值分析對比 飼名樣品說明干物質(zhì)粗蛋白粗纖維無氮浸出物 用EM發(fā)酵秸稈與微貯，氨化相比，具有如下優(yōu)點： （1）與秸稈微貯相比，發(fā)酵時間短，周轉(zhuǎn)快，供應(yīng)及時。

26、（2）與秸稈氨化相比，飼料調(diào)制成本大為降低，1千克EM菌液30元?？梢蕴幚斫斩?000kg；而用 氨化，需尿素30-50kg需上百元。 （3）由于EM發(fā)酵秸稈飼料中含有大量的多種有益菌，對保持家畜腸道菌群平衡，防病促生長具有 重要作用，這是目前其它任何M發(fā)酵菌劑所無法相比的。 （4）家畜飼用EM發(fā)酵飼料排糞臭味減少，畜舍衛(wèi)生改善，這時凈化環(huán)境，保障家畜健康有重要 意義。 EM用于秸稈等粗飼料發(fā)酵在我國才剛剛開始，有待繼續(xù)實踐，不斷總結(jié)經(jīng)驗，加以提高。     第二章 實 驗 部 分 一，引言 EM液發(fā)酵秸

27、稈飼料是一種新型的微生物技術(shù)，EM是一種把厭氧菌和好氧菌共存的活菌制劑。依靠 改善動植物體內(nèi)各環(huán)境微生物而發(fā)揮作用。組成EM有效微生物菌液的有效微生物群是由光合菌， 乳酸菌，纖維素分解菌，半纖維素分解菌，酵母菌，放線菌，固氮菌等5個科，10個屬的80多種有 效微生物組合而成，通過這些對分解秸稈有效，對動物生長和防病有益的微生物群的作用，在一 定溫度和厭氧條件下實現(xiàn)秸桿的生物轉(zhuǎn)化和飼料轉(zhuǎn)化。 目前，在全國不少地區(qū)，大量農(nóng)作物秸桿沒有得到充分利用，有的堆積在田埂和路旁，多數(shù)在田 間付之一炬。這種處理方法不但浪費(fèi)資源而且會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，破壞生態(tài)平衡。如果能把 秸桿通過科學(xué)的加工與調(diào)制，即可用來

28、飼養(yǎng)牛羊等草食家畜，發(fā)展秸桿畜牧業(yè)，這是一個一舉多 得的“綠色事業(yè)”，本試驗取南陽市周圍農(nóng)村的玉米稈，花生秧，稻草。研究EM發(fā)酵各種秸稈的 作用效果和最佳作用條件，使EM發(fā)酵秸稈飼料能夠推廣應(yīng)用。 二，材料和方法 材料：EM原液，南陽市周邊農(nóng)村的玉米稈、稻草、花生秧。 方法：本試驗測試項目為： 1水分 2粗脂肪 3粗纖維 4粗蛋白 5灰分 6中性洗滌纖維 7酸性洗滌纖維        （1）水分的測定 1儀器：粉碎機(jī)，烘箱，天平，稱量瓶，干燥器 2步驟：稱

29、2g試樣置100-105干燥恒重后稱量瓶中，在100-105度烘箱中干燥3-4 個小時，取出置干燥器中，冷卻至室溫，稱重。再于相同溫度下干燥1小時左右，同上操作至恒重。 3計算 水分（%）=100%（W1W2）/（W1W0）  W0瓶重（g）， W1干燥前試樣與稱量瓶重（g） ，W2干燥后試樣與稱量瓶重（g） （2）粗脂肪的測定： 1 原理：乙醚提取試樣，稱重提取物的重量，除脂肪外還有有機(jī)酸、磷脂、脂溶性維生素、葉 綠素等。固而稱粗脂肪。 2 儀器：a、粗碎機(jī) b、分樣篩0.45mm c、水溶鍋 e、恒溫

30、烘箱50500 f、索氏脂肪取器(帶 球形冷凝管)100或150ml . g、濾紙(中速脫脂). 3試劑：無水乙醚(分析純) 4測定步驟： a、 索氏抽取器應(yīng)于燥無水。抽提瓶(內(nèi)有沸石數(shù)粒)在105烘箱中烘60 min至干。干燥器中冷 卻30 min，稱重。再烘干30min,同樣冷卻、稱重，再次重量之差小于0.0008g為恒重。 b 稱取試樣125g(準(zhǔn)確為0.0002g) 于濾紙筒中,或用濾紙包好.放入105烘箱中烘干60min。干燥 器中冷卻30min，稱重再烘干30min，同樣冷卻稱重,再次重量之差小于0.0

31、008g為恒重. c、 稱取試樣15g(準(zhǔn)確度0.0002g),于濾紙筒中,或用濾紙包好,放入105烘箱中,烘干2h(或取 測水分后的開試樣,折算成風(fēng)干樣重).濾紙筒應(yīng)高于提取器虹吸管的高度。濾紙包長度應(yīng)全部浸 泡于乙醚中為準(zhǔn)，將濾紙筒或包放入抽提管)在抽提瓶中加無水乙醚60100ml.在6075水浴上 加熱，使乙醚回流，控制乙醚回流次數(shù)為每小時約10次，共同回流約50次或檢查抽提管流水的乙 醚揮發(fā)后不留下油跡為抽提終點。 d 、取出試樣,仍用原撮器回收乙醚直到抽提瓶幾乎全部收完，取下抽提瓶，在水浴上蒸去殘余 乙醚.擦凈瓶外壁，將抽提瓶放入105烘箱中烘干2h,干燥器中冷卻

32、30min稱重，再烘干30min，同 樣冷卻稱重。兩次的重量差小于0.001g為恒重。 5計算： 粗脂肪(%)=100%（M2M1）/M  M用干試樣重量 M1已恒重的抽提瓶重量(g) M2已恒重的盛有脂肪的抽提瓶重量(g ) (3)粗纖維的測定: 1原理： 試樣經(jīng)酸、堿處理后，使淀粉、半纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪等變成可溶性物質(zhì)而被除去， 殘剩的纖維素和其他植物質(zhì)的膜壁等。統(tǒng)稱為粗纖維素，稱重定量。對含油脂較高的試樣可用硝 酸醋酸處理試樣。 2 試劑：A、1.25% H2SO4 溶液。B、.25% NaOH&

33、#160;溶液C、乙醚D、乙醇 3測定步驟 準(zhǔn)確稱取g試樣，置入500ml三角瓶中，加入100ml 乙醚，蓋嚴(yán)，靜置過夜，以除去脂肪。 用傾瀉法除去乙醚層，再用乙醚洗滌殘渣，殘存少量乙醚于水浴中蒸發(fā)除去（或直接取測定粗脂 肪后的殘渣進(jìn)行測定）。 200 ml1.25%硫酸溶液煮沸半小時，抽濾（濾器可用布氏漏斗，上鋪亞麻布或府綢或用1-2號耐 酸玻璃過濾器），用熱水洗滌到濾液呈中性。 將殘渣用1。25%NaOH溶液轉(zhuǎn)入500ml燒杯中，補(bǔ)足1.25% NaOH 溶液至200ml 蓋上表面皿煮沸半小 時（小火）。用古氏坩堝抽濾（30 ml

34、, 預(yù)先加入酸洗石柿懸乳液30ml（內(nèi)含酸洗石柿0.2-0.3g） 再抽干，石棉厚度均勻，不透光為宜，上下鋪兩層玻璃纖維有助于過濾。）用熱水洗滌至濾液呈 中性，再用乙醇，乙醚洗滌。 將古氏坩連同纖維素，于100-105干燥至恒重W1，然后燃燒至恒重（W2） 4計算。粗纖維素（%）=100%（W1W2）/W W試樣重量（g） （4）粗蛋白的測定 1 原理：將試樣與濃H2SO4共熱消化,使Pr分解其中N與H2SO4化合成(NH4) 2SO4,然后堿化蒸餾使 氨游離，用標(biāo)準(zhǔn)酸接收，過量酸用標(biāo)準(zhǔn)堿滴定。 總氮量除Pr外，還有氨基酸、酰胺、核酸中的氮，換算成蛋白質(zhì)

35、，稱粗蛋白。 2 試劑：a、濃H2SO4 b、K2SO4 c、 CuSO4.5H2O d、 H2O2 (30%) e、NaOH（30%） f、 0.1  (NH4)2SO4 g 、 0.1 N NaOH h、 0.1%甲基紅指示劑 3 步驟： a 、 試樣消化，取2g試樣置入250ml凱氏定氮瓶中，加3gK2SO4 和1g CuSO4,加20ml濃H2SO4 

36、;， 瓶口安放小三角漏斗，于電爐上加熱消化。若消化色澤難退，則冷卻后，加3-5mlH2O2，繼續(xù) 加熱，直至清徹透明為止。冷卻，轉(zhuǎn)入100ml容量瓶中(先加20ml水)，充分洗滌凱氏定氨瓶，冷        卻至室溫，再用水定容至刻度搖勻。  b 加堿蒸餾:吸取50ml稀釋消化液，置入500ml平底燒瓶中，加約100ml水和數(shù)粒沸石，加入60m l30%NaOH液.或在燒瓶上安一分液漏斗加堿，立即蓋嚴(yán)，蒸餾約45分鐘（或蒸出原液體積的1/3） ，接收瓶中先加入25或50ml 0.1Na

37、2SO4。. c、滴定，蒸后，用水洗滌冷凝器，取出接收瓶，加4滴0.1%甲基紅指示劑，用0.1NaoH滴定至黃色。 d計算,含氮(%)=(NV)H2SO4 -(HV)NaOHx0.01401x(100/50)x(1/W)x100% 0.01401氮的mg當(dāng)量， 100/50稀釋倍數(shù)， W樣重 粗蛋白(%)=6.25X含氮(%) e.<5>灰分的測定 .原理：試料在550燃燒所得殘渣，用質(zhì)量百分率來表示，殘渣中主要是氧化物、鹽類等礦物 質(zhì)，也包括混入飼料中的砂石、土等，故稱粗灰分。 .儀器：a ,粉碎機(jī) b, 分樣篩

38、0;孔徑為0.45mm(40目) c，分析天平 0.0001g d. 高溫爐 550+-20 e 坩堝瓷質(zhì)容積50ml f， 變色硅膠作干燥劑 測定： 將干凈坩堝放入高溫爐，在550下灼燒30min，取出在空氣中冷卻約1min，放入干燥 器冷卻30min，稱量，再重復(fù)灼燒，冷卻，稱重，直至兩次質(zhì)量差小于 0.0005g為恒重。在已恒 重的坩堝中稱取2-5g (灰分質(zhì)量0.05g以上).試樣，準(zhǔn)確至0。0002g，在電爐上小心碳化，在 炭化過程中，應(yīng)將試料在較低溫度狀態(tài)加熱灼燒至無煙，然

39、后升溫灼燒至樣品中基本無炭粒。再 放入高溫爐，于550下燃燒3h，取出，在空氣中冷卻約1min，放入干燥器是冷卻至30min，稱重 ，再同樣燃燒1h，冷卻，稱重，直至兩次質(zhì)量之差小于0.001g為恒重。 結(jié)果計算和表述 粗灰分（%）=(m2-m0)/(m1-m0) *100% m0恒重空坩堝重 m1加試樣品的坩堝重 m2灰化后坩堝重    三、實驗方案設(shè)計  1、麩皮、玉米稈、稻草、花生稈的常規(guī)成份測定與分析  2、發(fā)酵麩皮單因素試驗，取四個因素：（1）接種量（2）溫度3時間（4）水分，以粗蛋白為

40、0; 主要指標(biāo)  3、發(fā)酵玉米稈的溫度、時間、水分三因素交叉試驗  4、發(fā)酵稻草、花生稈初探  2測定定項目 水分%、粗蛋白%、粗脂肪%、粗纖維%、粗灰分%   無機(jī)氮浸出物%=100%水%粗蛋白%粗纖維%粗灰分%1、發(fā)酵麩皮  接種量溫度時間水分  1%202d30%  1.5%253d40%  2%304d50%  2.5%355d60%  3 發(fā)酵玉米稈 溫度A、時間B、水分C，以1%的接種量三因素交叉分組設(shè)計  發(fā)酵時間B1（15天）B2

41、（30天）  料水比C1(1:1)C2 (1:2)C1 (1:1)C2 (1:2)  A1 15a111a112a121a122  A2 20a2111a212a221a222  A3 25a311a312a321a322  A4 30a411a412a421a422  試樣分析項目  Vansoest法測定試樣中性洗滌纖維（NDF）酸性洗滌纖維（ADF）的含量  四 試驗結(jié)果與分析  1、發(fā)酵麩皮單因素試驗  (1

42、) 溫度（2%接種量、50%水分、4天）  溫度25303540  粗蛋白275337210206  分析:25條件下培養(yǎng)時,菌體生長速度比較遲緩,35 ,40  條件下培養(yǎng),初生長速度較快,達(dá)  到峰值后快速進(jìn)入衰亡期,粗蛋白含量不高,30培養(yǎng)對EM的生物轉(zhuǎn)化較為適宜.  (2 ) 含水量 (30 2 4天)  含水量30%40%50%60%70%  前后粗蛋白變化量2%3%15%12%10%  分析:含水量在50%-60%

43、時比較有利于菌體的繁殖生長，含水量在40%以下時，菌體蛋白增長緩慢  ，粗蛋白含量無明顯增加，而基料含水量高于60%時，則由于出現(xiàn)過多的游離水，使得酶和營養(yǎng)物  質(zhì)的傳逆性較差，陰礙了EM菌體繁殖，所以菌體蛋白增長也呈緩慢趨勢，此時微生物呈現(xiàn)表面生  長現(xiàn)象。  一般來說，真菌可以在沒有游離水的基質(zhì)上生長良好，而酵母，細(xì)菌必須在含水量為40%以上的基  質(zhì)上才能生長，若要長生良好則需有充分的游離水，適量的游離水有利于營養(yǎng)物質(zhì)的滲透傳遞，  也利于酶及代謝產(chǎn)物的擴(kuò)散。  （3）接種量（30 50%水分 4天

44、）  接種量1%1.5%2%2.5%  粗蛋白22.9%27.8%34.5%34.6%  分析:EM在基料上生長繁殖,提高了基料中粗蛋白的含量,EM接種量不同其生物轉(zhuǎn)化效果不同,從上         面實驗看出%的效果最好  (4) 發(fā)酵時間不同時的情況  發(fā)酵時間0d2d3d4d5d  粗蛋白17.8%26.6%29.7%33.7%22.5%  分析：第四天菌體數(shù)達(dá)最大值，粗蛋白含量最大。  小結(jié)：現(xiàn)初步確定最佳條

45、件，即基料中，初始含水量為50%，接種量為2%、培養(yǎng)溫度為30 發(fā)酵4  天,發(fā)酵狀況最佳.  2、玉米稈、花生稈、稻草、小麥 常規(guī)成份測定結(jié)果及分析   水分%干物質(zhì)%粗蛋白%粗脂肪%粗纖維% 粗灰分%無機(jī)氮浸出物%  分析：農(nóng)作物秸稈是由大量的有機(jī)物和少量的無機(jī)鹽及水所構(gòu)成。其有機(jī)物的主要成份是纖維素  類的碳水化合物，此處還有少量的粗蛋白和粗脂肪。碳水化合物由纖維類物質(zhì)和可溶性糖類組成  。纖維素類物質(zhì)是植物細(xì)胞壁的主要成份，它包括纖維素，半纖維素和本質(zhì)素等，用粗纖維表示；  可

46、溶性糖類用無氮浸出物表示；秸稈中的無機(jī)鹽用粗灰分表示，由硅酸鹽和其它少量微量元素組  成，含量大約為6%，但有的高達(dá)12%以上。農(nóng)作物成熟后其秸稈中的維生素差不多全被破壞了，含  有很少。  農(nóng)作物秸稈由許多植物細(xì)胞組成，所有的秸稈細(xì)胞可以分為細(xì)胞內(nèi)容物和細(xì)胞壁兩部分。秸稈用  中性洗滌劑（PH7）消化（煮沸1小時）。細(xì)胞內(nèi)容物溶于中性洗滌劑中，不溶的就是細(xì)胞壁，細(xì)  胞壁是纖維素多聚物。經(jīng)中性洗滌劑消化而得的纖維叫中性洗滌纖維（NDF）隨后將中性洗滌纖維  用酸性洗滌消化，能溶于酸的叫酸性洗滌可溶物，不溶的物質(zhì)叫酸性洗滌纖維。能溶于

47、酸的物質(zhì)  大部分是半纖維素和細(xì)胞壁含氮物質(zhì)。不溶于酸的酸性洗滌纖維，又分為純纖維素和酸性質(zhì)素，  木質(zhì)素經(jīng)灼燒成灰分，灰分是由各種無機(jī)鹽組成的。  成份（%干物質(zhì)FDM粗蛋白CP中性洗滌纖維 NDF酸性洗滌纖維 ADF  秸稈營養(yǎng)價值的限制性  由于農(nóng)作物秸稈化學(xué)成分的特性，其營養(yǎng)價值很低，用它作為主要粗飼料來飼養(yǎng)反芻動物，尚具  有許多限制性因素。一是纖維素類物質(zhì)含量高，水稻、小麥和玉米三大作物秸稈的中性洗滌纖維  分別為61。9%-74。4%，67。1%-73。0%和60。4%-71。9%；酸性洗滌

48、纖維分別為40。  2%-53。0%，53。0%-56。2%和37。4%-51。1%?？梢娭行韵礈炖w維一般高于60%，酸性洗滌  纖維高于40%。  二是粗蛋白含量低，稻草，麥秸和玉米秸的粗蛋白含量分別為3。8%-5。9%，4。0%-5。1%和  8。8%-9。6%，一般平均為3%-6%可見，秸稈飼料不僅可發(fā)酵氮極低，而且過病胃蛋白也幾乎  為零。三是無機(jī)鹽含量低，并缺乏動物生長所必需的維生素A，維生素D，維生素E等，以及鈷、  銅、硫、硒和碘等礦物質(zhì)元素。例如，秸稈飼料中含有大量的硅酸鹽，它嚴(yán)重影響病胃中多糖類  物質(zhì)的降

49、解作用，Ca和P的含量一般也低于牛、羊的營養(yǎng)需要水平，許多地區(qū)鈷、鋅、硫、硒和  銅等元素也明顯缺乏。四是可消化能值很低。由于上述秸料的營養(yǎng)限制因素，嚴(yán)重影響了家畜對  秸稈飼料的采食量和營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，從而制約了動物生產(chǎn)性能的表現(xiàn)。因此要科學(xué)地利用秸  稈來飼喂家畜，必須利用EM來提高秸稈飼料營養(yǎng)價值這一有效途徑，這個途徑是秸稈的綜合處理  和營養(yǎng)物質(zhì)的添補(bǔ)。  3、玉米秸交叉分組發(fā)酵試驗  按玉米秸粉量的1%接EM菌種，并接料水比1：1，1：2加水，充分混勻，PH值取自然，分裝500ml瓶  中密封。分別在15、20、

50、25、30的溫度下發(fā)酵15天，20天。  取發(fā)酵后的試樣，置60 烘箱烘干，制成風(fēng)干樣，經(jīng)受40目篩的粉碎機(jī)粉碎，然后嚴(yán)格按4分法取  樣以各分析，通過色澤、質(zhì)地、氣味等觀察發(fā)酵試樣的品質(zhì)。  測定中性洗滌纖維NDF，酸性洗滌纖維ADF的含量。  (1) 原玉米秸中部分營養(yǎng)成分含量  營養(yǎng)成分DMNDFADF  試驗所得數(shù)據(jù)：統(tǒng)計用Excel進(jìn)行，方差分析及多重比較用SAS軟中的ANOVA過程進(jìn)行。  (2) 不同條件下發(fā)酵樣品的NDF，DF含量（%）   發(fā)酵時間料水比15

51、202530  MDF15d1：11：1 6451+0。376337+0。876391+0。626306+0。80         1：26770+0。756753+0。876754+0。656943+0。86  20d1：16029+0。696233+0。886241+0。726567+0。69  1：26537+0。756194+0。856499+0。873856+0。68  ADF15d1：13914+0。64052+0。634052+0。834334+0。65  1：24263+0。674198+0。984093+0。924175+0。89  20d1：13786+0。913984+0。853898+0。923921+0。76  1：24193+0。783982+0。844099+0。294056+0。83  分析結(jié)果：發(fā)酵試樣均色澤鮮黃，質(zhì)地變軟，透有酸香氣味，無霉敗異味。不同條件下