秸秆资源利用及秸秆饲料加工技术
张玫洁
河南省新密市农机局
摘要:在我国的农业生产中,每年都会产生大量的农作物秸秆。其中,50%~60%作为生活燃料被烧掉,20%~30%作为草食家畜饲料,10%左右直接还田作为肥料,2%左右作为造纸工业、建筑业及手工业原料,另有10%~20%被焚烧或堆积在田头村边,不仅容易引起火灾,而且造成土地板结、环境污染。我国80%的羊肉、90%的牛肉及相当一部分奶来源于农区,而喂食牛羊的粗饲料80%~90%是由秸秆提供,与传统用法相比实现了秸秆的增值。因此,我国政府对秸秆加工、废物再利用非常重视,把发展秸秆养畜作为实现农业可持续发展的一件大事来抓。
关键词:农作物秸秆;资源利用;饲料加工技术随着我国经济的快速发展,很多农作物秸秆被当作废物,大范围燃烧,不仅严重污染空气环境,而且造成农作物秸秆资源的浪费。我国各地区每年的农作物秸秆产量高达7万万吨,而农作物秸秆可以加工转换为肥沃的饲料,结合不同加工利用技术的特点和优势,不断提高农作物秸秆饲料加工利用质量。
1 秸秆成分的构成及特点
秸秆的主要成分是粗纤维和矿物质,并含有少量的蛋白质和油脂。粗纤维包括纤维素、半纤维素、多缩戊糖及镶嵌物质(木质素,角质)等。纤维素是结构碳水化合物中含量最高的一种(占结构碳水化合物的30%~60%),其他半纤维素(占5%~10%)、木质素(10%~20%)也占有相当的比例。
2 秸秆资源的利用现状与问题
在农村能源消费中,相互间可替代性最强的是秸秆与薪柴。有关资料表明,直到上世纪末,我国农村薪柴消耗量仍高达18096.99万t (折合标准煤9229.47万t),其中15275.75万t(折合标准煤7790.64万t)用于生活,2821.23万t(折合标准煤1438.83万t)用于生产,而且其中40%~45%为非合理消耗。在我国广大农村地区,尤其是西部地区和丘陵山区,人们把大量林木用作薪柴的原因虽然是多方面的,但无论如何解释,秸秆资源总量不足都是其重要原因之一。
2.1 秸秆资源过剩的主要特征
我国现实秸秆资源过剩的特征与我国曾经发生过的粮食过剩的特征极其相似,主要表现为阶段性、结构性和地区性过剩。
2.2 秸秆资源地区性短缺问题仍较严重
我国秸秆资源由绝对短缺(相应于农民炊事需求秸秆供应明显不足)到相对过剩的演变已历20多年,但直到目前,在青藏高原区、黄土高原区和西南区秸秆资源仍较短缺。具体表现如下:一是,人均秸秆资源占有量较低。青藏高原区、黄土高原区和西南区人均秸秆产量分别比全国人均低32.49%、28.23%和13.09%。二是,农村户均秸秆燃用量较高。青藏高原区、黄土高原区和西南区人均秸秆产量虽然不高,农村户均秸秆燃用量却分别高达1102kg、874kg和972kg,皆高于全国农村户均秸秆燃用量。
2.3 秸秆资源焚烧与浪费
从全国秸秆可收集利用总量中,扣除秸秆燃用量、新型能源开发利用量、饲用量、工业加工利用量、食用菌养殖利用量、直接还田量等之后,还剩余秸秆约10922万t,占该年度全国秸秆可收集利用量的16.78%。这部分秸秆或被焚烧掉,或被弃置于田间和地头、渠边和路旁、房前和屋后,并最终被废弃掉。
3 秸秆饲料加工技术3.1 物理处理
1)切断与粉碎。切断就是将粗饲料切短,便于采食,具体长度因家畜种类的不同略有差异,牛为3~5cm,羊、马、驴、骡为2~3cm。粉碎是将粗饲料加工成草粉,可加快其通过动物瘤胃的速
度,但此法对反刍动物不利。目前的农作物秸秆主要是玉米秸秆,80%以上都采用这两种方法,利用率可由原来的20%提高到75%。
2)水浸与蒸煮。单纯的水浸和蒸煮对提高秸秆的营养价值帮助不太明显,只能起到软化饲料的作用。为了提高适口性,可以加入调味剂。若采用高压蒸汽处理(1~2MPa)可破坏细胞壁木质素、半纤维素的结合,利于微生物、酶与细胞内容物的接触,以此来提高秸秆干物质的消化率。
3)加工成颗粒饲料。将粉碎后的秸秆按照一定的比例与精料进行混合,并制成均匀的颗粒,这样可以确保营养的均衡,从而避免牲畜出现挑食、厌食现象。粉碎的秸秆,为了方便存放,要挤压成形,这样也方便与其它精料按比例混合,且不会出现尘土飞扬的现象,确保环境的清洁。除此之外,颗粒饲料还完全保留了秸秆的营养物质,也便于牲畜采食,适口性好,而且有利于贮藏运输,适于规模化生产。
3.2 化学处理
1)氨化处理。氨融人水形成强碱,混合秸秆达到软化的目的,提升秸秆的通透性,更有利于纤维素的消化吸收。研究证实:经氨化处理的秸秆,适口性、禽畜采食速度均达到改善,消化率有效提升200lc,采食量增加300lc。此项技术成本低,效益好,实用性尤强。
2)氧化处理技术。经氧化剂处理的秸秆,将增加纤维素间的空隙,增加纤维酶与细胞壁间多糖的接触面积,达到提升秸秆利用率的效果。此项处理技术,有二氧化硫处理法、碱性过氧化氢处理法、臭氧处理法。经氧化处理的秸秆,同样能达到提升消化率的目的。但是,此项技术要求条件较高,处理起来成本要高很多,不适合基层普及推广。
3)酸贮加工技术。在贮料上喷洒某种酸性物质,或用适量磷酸拌人青饲料贮藏后,再补充少许芒硝,可使饲料增加含硫化合物,有助于增加乳酸菌的生命力,提高饲料营养,并抵抗杂菌侵害。该方式简单易行,能有效抵御“二次发酵”,取料较为容易。此法可使干秸秆适当软化,增加口感和提高消化率,但由于成本过高,通常很少使用。
4 秸秆利用发展趋势
我国秸秆开发利用的总体趋势具体体现在“四个增加”、“两个减少”、“一个替代”。“四个增加”:一是秸秆新能源开发利用量增加;二是秸秆饲用量增加;三是秸秆工业加工利用量增加;四是秸秆食用菌种植利用量增加。“两个减少”:一是秸秆废弃和焚烧量减少,直至完全杜绝;二是秸秆直接燃用量减少。“一个替代”是指秸秆过腹还田、秸秆沼肥还田和秸秆过腹沼肥还田逐步替代秸秆直接还田。秸秆直接还田是最快捷、最能批量处理秸秆的方式,为了尽快解决秸秆废弃和焚烧问题,近期内我国秸秆还田量必将大幅度增加。但从长远看,随着“替代”量的增加,我国秸秆直接还田量必将呈现出不断减少的趋势。
综上所述,农作物秸秆资源丰富,其利用途径更加多样化,当前我国农作物秸秆饲料加工利用技术多是粗加工,结合农作物秸秆饲料的加工生产需求,选择合适的加工利用技术,加强精细化加工处理,实现农作物秸秆的高效利用,提高农作物秸秆饲料加工利用技术水平。参考文献:
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