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利用粗饲料降解剂处理秸秆喂猪等单胃动物的机制和喂养试验

2007/12/16 18:55:14   文章来源:原创   浏览次数:22781
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处理秸秆喂猪等单胃动物的机制和喂养试验
  (1)基本原理概述:
反刍动物如牛、羊、马、驴、骆驼、鹿等都有多个胃,如牛有四个胃:瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃,前三个胃总称为前胃,在前胃中有大量的细菌和纤毛虫等组成一个复杂的微生态系统,在这个生态系统中的微生物、微生物分泌的胞外酶、代谢物、纤毛虫等相互合作,可以消化和分解饲料中如秸秆中的粗纤维,这是牛羊能够大量利用粗饲料的主要原因之一。同时,牛羊能把吃进瘤胃的大量粗饲料吐回口腔内再细细咀嚼。所以它们能够相对比较充分地消化吸收秸秆中的能量和蛋白。
   兔和鹅等草食性动物也有发达的盲肠,其中也存在大量的微生物菌群,其分泌的酶和代谢物能够帮助消化利用粗纤维较高的粗饲料,如草和处理后的秸秆饲料。
   猪鸡鸭等单胃动物则没有这些功能发达的微生物微生态系统,猪靠口腔唾液酶、胃酸和胃蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶等消化食物,到达小肠后只是一个吸收过程了,微生物存在比较多的地方是小肠,但这些微生物形成的微生态系统相对反刍动物和草食动物比较脆弱,平衡性弱,固定性不强,易受外界和食物中的有害物质和抗菌素和影响,从而不能高效率地运转,更谈不上消化粗饲料了,所以猪等单胃动物要消化粗饲料必定要依靠外来的力量。
再来看看秸秆的利用,首先需要大家明白的一点是:纯纤维素物质能够被纤维素酶制剂轻而易举地降解成葡萄糖的,这是毫无疑问的,目前已经成熟的降解技术。遗憾的是自然界中并不存在着纯纤维素的物质,而是存在着纤维素与木质素、半纤维素、果胶质和其他大分子物质相互缠绕,互为并存的东西如秸秆就是这样一种物质,纯纤维素在秸秆中占据较大的含量,但它们与木质素、半纤维素、果胶质等物质通过碳氢键、碳氧键,在分子链的不同部位、不同方向、并且没有明显的规律地互相连接,互为缠绕,真是剪不断,理还乱。秸秆之所以不能充分利用,就是因为科学家们还没有找到简单而有效率的方法,把它们分开来。解决了这一问题就解决了所有问题。如果能将它们彻底分开来,则不仅纯纤维素本身可以得到彻底的降解,而且半纤维素、木质素等也能在相应的酶制剂作用下,得到比较好的降解。
有没有一劳永逸、快刀斩乱麻一样的方法将它们一举分开呢?当然有,如造纸厂生产纸浆和利用秸秆生产糠醛的工厂用的方法,但那是一种高温高压加强酸的方法,不适用于养殖业。要在养殖业中,并在单胃动物中利用秸秆还得依靠其他智慧和方法,但绝不是快刀斩乱麻的一刀成功的方法,那是一种需要耐心、科学;用合理的菌、酶组合;合理的物理化学预处理等结合的方法。
下面我们来从一系列已经成熟的技术中选择一些适合于养殖业的方法,来组成一个新的,能让单胃动物接受的全套方案。
(2)、物理和机械预处理:粉碎、热喷、浸泡、
将农作物秸秆用切短粉碎机切短和粉碎处理后,便于家畜咀嚼,减少能耗,同时也可提高采食量,并减少饲喂过程中的饲料浪费。此外,经切短或粉碎后的秸秆也易于和其他饲料配合,因此,这是生产实践上常用的方法。试验证明:秸秆经切短和粉碎后喂畜,采食量增加了20—30%,日增重提高了20%左右,而且切短得越细,其消化率越高,例如,将作物秸秆粉碎成4毫米大小,其消化率为29%,若粉碎到1毫米,其消化率为42%。后者与前者相比,消化率提高了44.8%。秸秆粉碎后喂肥育牛,由于乙酸/丙酸生成比的变化,有利于育肥效果。
如果要作为猪用的秸秆饲料,粉碎处理不失为一种很好的预处理方式,对于猪来讲,粉碎得越细,效果越好,举一个极为极端的例子,如果有这样一种粉碎机,它的功率足够强大,可以把秸秆粉碎到分子大小,则只要把秸秆粉碎就可以直接喂猪了,因为这时已经是葡萄糖和氨基酸了,营养价值极好。当然这样的粉碎机是不存在的,也不现实的,因为要消耗极大的能源电能。但举这个例子是为了说明,在耗电量与提高消化率之间,肯定是有一个最佳的结合点的,在这个结合点,也就是粉碎到某一个粒度或细度,经济效益最好。
膨化处理是将秸秆放在密闭的膨化设备中,用高温(200℃)高压(1.5兆帕)水蒸汽处理一定的时间,再突然降压,使饲料膨化的一种方法技术。膨化处理的原理是使木质素低分子化和分解结构性碳水化合物,从而增加可溶性成分。近年来国内有人提出了粗饲料热喷处理工艺,也属于这类物理处理方法,但是,在目前的条件下,由于这类处理的设备投资较高,还很难在实践中推广应用。
将农作物秸秆放在一定的水中进行浸泡处理,再用经浸泡后的秸秆料去喂家畜,也是一种简单的物理处理方法。经浸泡的秸秆,质地柔软,能提高适口性。在生产实践中,一般先将秸秆切细后再加水浸泡并拌上精料,以提高饲料的利用率。
    物理方法总结:能适合于单胃动物和养殖户简单方便的方法是:粉碎、浸泡。建议粉碎到1毫米细度,即用3--5毫米的筛孔来粉碎。
(3)、化学预处理方法:即碱化、氨化、二氧化硫处理、过氧化氢处理
用氢氧化钠、氨水、石灰水和尿素等碱性化合物处理秸秆,都属于碱化处理。用碱性化合物处理秸秆可以打开纤维素和半纤维素与木质素之间对碱不稳定的酯键,溶解半纤维素和一部分木质素,使纤维膨胀,从而使瘤胃液易于渗入。强碱如氢氧化钠可使多达50%的木质素水解。化学处理不仅可以提高秸秆的消化率,而且能改进适口性,增加采食量,是目前生产中较为适用的一种秸秆预处理方法,其中以氨化处理更为成熟,已在生产中普遍应用。
二氧化硫处理:每千克秸秆干物质用62.6克的二氧化硫,在温度为70℃时处理4天,用此法处理的秸秆中,多聚糖和纤维素、木质素溶解,半纤维素、木质素和不溶性灰分比未处理的秸秆分别下降21%、1.1%、和0.9%。处理的秸秆,体外消化率提高40%,体内消化率提高19%。
过氧化氢处理:将秸秆在1%过氧化氢溶液中悬浮浸泡,再加入氢氧化钠,调节PH=11.5,保持温度24℃,轻轻搅拌16小时后,滤出秸秆,反复冲洗至中性,或用磷酸氢铵中和,使滤出液PH为7.4。最后再对秸秆进行冲洗,干燥和粉碎,就可用于喂畜。用此法处理秸秆,其木质素可溶解50—60%,从而提高了采食量。
化学方法总结:能适合于单胃动物和养殖户简单方便的方法是:用饱和石灰水处理,石灰是农村容易得到的东西,做石灰水也比较方便,不过,仍然嫌麻烦,所以此方法也只用在处理稻草上,因为稻草表面含一层蜡质,木质素含量高等,正好需要碱化处,其他秸秆类物质不需要碱化处理。
建议稻草的碱化处理方法是:取4斤石灰粉,加入到100斤水中,制成石灰乳,加入100斤切成2-3公分长的稻草,打堆盖上塑料薄膜,处理一天以上时间即可,处理后PH值应在中性。再用粗饲料降解剂,并补充100斤水,进入生物处理阶段。有条件的,最好是事先把稻草打成粉,再做上述处理。
(4)、在物理化学预处理基础上的生物处理方法:
活力99粗饲料降解剂处理。
经过上面的物理化学预处理后,即经过粉碎到1毫米细度,秸秆中的木质素和半纤维素,以及纤维素都有一定程度的破坏,有利于后续的生物处理。
活力99粗饲料降解剂中含有:纤维素酶(其中又含有半纤维素酶、和木质素酶),果胶酶、以及起辅助作用的木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶等,同时加入了高效酶活化助剂,协同提高酶活性的微生物菌群(及促进菌活力的促酵剂),还有协同提高秸秆饲料消化率的微量元素。
经过预处理的秸秆粉,其纤维素和木质素、半纤维素等的缠绕结构已经遭到一定的破坏,分子链也被适当切断,,加入2倍的水后分子链膨胀,加入粗饲料降解剂后,马上形成一个高效运转的秸秆生物处理微生态环境。酶制剂与菌群高效合作,菌群又不断分泌出各种代谢酶系统,不断地降解秸秆分子。
一般在25度温度下处理4小时,玉米秸秆粉被降解18%,处理10小时时,降解率达到30%,如果要充分发挥产品的功效,则在您的时间允许的情况下,处理时间长一点,效果就会更好,增加的效益也多一份,例如,您可以一次性处理密封一吨以上的秸秆饲料,以后慢慢用,则在贮存的过程中,秸秆饲料中的微生态系统还在发挥作用,还在降解秸秆,您就可以获得更高的消化吸收率。
另外,没有降解的部分并非没有变化,而是发生了本质的变化,如结构更加疏松、质软、细胞壁处于破碎边缘、植物细胞间结构更为松散、木质素与纤维素的结合变得脆弱了,这有利于秸秆粉料在体内的降解作用,从而可以在体内完成更多的降解。(注:上述的这个微生态系统,进入猪体内后,只要通过了胃这一关,还会在小肠继续起作用,继续降解)。
(4)、物理化学生物处理试验:用粗饲料降解剂处理秸秆喂猪试验
本试验在南宁市活力99一示范养殖场进行:时间是2006年9月8日到2006年12月23日。历时106天。试验猪只为实验组10头,对照组10头,重量相近,公母比例相同,体重平均为35斤左右。长×荣二元杂交猪。
饲喂方法:实验组一开始喂小猪料加10%的处理后的秸秆饲料(以干重计,湿重为25%,),适应后加到15%(干重计,以下同);到中猪(70—120斤)阶段,喂中猪料的同时,加秸秆饲料加到20%,中猪末加到25%;到大猪(120斤到205斤左右),喂大猪料的同时,加秸秆饲料20%。
对照组全程用相同的全价饲料。
全程计算各组的总采食量(全价饲料耗料重),观察猪只情况。
采用玉米秸秆做实验:
玉米秸秆预处理:用锤式粉碎机5毫米筛孔的筛片,粉碎玉米秸。
玉米秸秆粉降解处理方法:取粉碎后的玉米秸秆粉2000公斤,玉米粉40公斤(能量料是为了让降解剂的

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