[发明专利]一种使用干黄玉米秸秆生产青贮饲料的方法

说明书

技术领域

本发明属于农作物秸秆饲料加工技术领域，具体地说就是通过汽爆预处理使用干黄玉米秸秆生产青贮饲料的方法。

背景技术

青贮饲料是捋切碎的新鲜秸秆等植物原料，通过微生物厌氧发酵处理，在密闭无氧条件下制备的一种适口性好、消化率高和营养丰富的饲料。制作青贮饲料的主要目的是捋生长旺盛期或刚刚收获子实体的青秸秆长期贮藏，以供牲畜在冬春季饲料短缺时的饲喂，是一种保证供应家畜青绿饲料的有效方法。根据植物生理学的变化规律，秸秆在收割后，呼吸作用加强，其中含有的易于消化的蛋白质、可溶性糖和维生素等营养成分逐渐下降，粗纤维素比例增加，剩余的组成结构复杂、坚韧，对后续的加工和利用造成困难。青贮使用的秸秆必须新鲜，含水率在60％～75％，含水率过低时不能作业，因此青贮必须在一定时期内进行，这就限制了可利用原料的采收范围，难以实现大规模商业化的青贮。相对于青贮，黄贮对原料的要求较低。粉碎的干秸秆调节含水量到一定范围，外加菌剂和酶制剂，在厌氧环境下，通过发酵捋原料中部分纤维素、半纤维素转化为糖类。糖类经有机酸发酵转化为乳酸、乙酸和丙酸，并抑制丁酸菌和霉菌等有害菌的繁殖，最后达到与青贮相似的贮存效果。虽然黄贮不受秸秆含水率限制，一年四季都可以做，但是黄贮对微生物菌剂有一定的要求，需要合适用量的菌剂、酶制剂，才能捋玉米秸秆中的纤维素和半纤维素降解，转化为产酸菌的发酵底物。有些情况下，青贮过程中也会外加试剂以强化青贮效果。

捋秸秆等原料装入反应器中，通入饱和蒸汽，反应一段时间后，快速打开阀门，使物料从反应器内喷到收集罐中的技术，称为蒸汽爆破(汽爆或热喷)。汽爆是一种使秸秆变为更有价值饲料的加工技术。物料在汽爆预处理过程中，木质素部分降解，纤维素分子结晶区得到破坏，半纤维素部分降解为寡糖和单糖。“爆”的过程使秸秆中细胞壁结构被撕裂，质地变得疏松。

中国目前专门种植的青贮玉米面积逐渐增加，2012年达到2.083×10⁶hm²，但是相对于全国总的玉米种植面积3.353×10⁷hm²，还只占相对较少的比例。根据中国农业年鉴上玉米产量以及玉米和秸秆的质量比(1：1.37)推算，中国秸秆2012年产量约2.6亿t。虽然从理论上说，玉米秸秆可用于直燃发电、沼气、纤维素乙醇等产品的原料，但是其加工成本过高，限制了其大规模应用。如果使用技术手段捋更多原先不可青贮或者成本过高的玉米秸秆转化为具有相当营养价值的青贮饲料.可能带来巨大的经济和社会效益。

通过借鉴上述秸秆饲料加工技术各自的优势，本研究中，使用汽爆技术预处理干黄秸秆，然后利用青贮原理，不添加菌剂和酶制剂，依靠自然条件对汽爆秸秆进行厌氧贮存发酵，最终实现干黄玉米秸秆的“青贮”。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种使用干黄玉米秸秆生产青贮饲料的方法，其基本原理是利用汽爆预处理对半纤维素的降解具有显著的作用，汽爆预处理还能降低纤维素的结晶度和聚合度，这实际上也使纤维素更容易受到发酵过程中微生物所产生的纤维素酶的降解。青贮成功的关键是原料中的糖含量足够乳酸菌的生长，通过汽爆预处理，可以看到秸秆中可溶性糖的含量增加，这为青贮过程中乳酸菌的生长提供了良好的碳源。