[摘要]本文以玉米秸秆为重点，详细叙述了秸秆饲料的应用历史，系统评定了未经处理和已处理秸秆饲料的营养价值，同时综述了秸秆饲料在动物生产中的应用，指出今后的研究重点，以供畜牧工作者参考。
全世界每年农作物秸秆产量大约有20 亿～30亿t（朱德文，2003），我国农作物秸秆资源也十分丰富，每年可生产秸秆 亿t，占全世界秸秆总量的20%~30%，其中，玉米秸秆产量达 亿多吨（孙竹莹，2001），是尚未充分开发利用的反刍动物粗饲料宝库。大量秸秆不能为奶牛所用，另外，未经处理的秸秆蛋白含量低、适口性差，奶牛采食量低、消化率低。如何有效利用玉米等农作物秸秆，解决奶牛粗饲料不足，利用率不高的问题，是动物营养工作者值得思考的。本文就秸秆饲料营养价值评定及其在生产中的应用作一详细阐述，以供畜牧工作者参考。
1、玉米秸秆及其他作物秸秆的营养成分
农作物秸秆是指栽培粮食作物地上部分除籽实以外的部分，主要有玉米秸、麦秸、豆秸、稻草等。由于其品种、栽培管理和收获期的不同，其营养价值也有所差异。农作物秸秆在在未经过处理条件品质低劣，粗蛋白质含量一般为3％～5％，粗纤维含量一般高达35％～40％，消化率低，适口性差（韩鲁佳等，1997）。研究表明玉米秸秆比其他作物秸秆粗蛋白质含量高，粗纤维含量低（韩明鹏等，2010）。刘德军等表明玉米秸秆果穗以上部分适口性和营养成分均好于下部秸秆，建议玉米秸秆用做饲料应优先选择果穗以上部分茎秆，果穗以下部分可以适当还田（刘德军等，2009）。王敏玲等（2011）表明，干玉米秸秆粗蛋白含量最大值为玉米垛内秸秆的上2/3 部分，粗蛋白含量为。中性洗涤纤维（NDF）含量分别为：玉米垛内2/3 为，玉米垛内1/3 为，玉米垛外2/3 为，玉米垛外1/3 为。酸性洗涤纤维（ADF）含量分别为：玉米垛内2/3 为，玉米垛内1/3 为，玉米垛外2/3 为，玉米垛外1/3 为。体外干物质消化率分别为：玉米垛内2/3为，玉米垛内1/3 为，玉米垛外2/3为，玉米垛外1/3 为。代谢能分别为：玉米垛内2/3 为6.74 MJ/kgDM，玉米垛内1/3 为6.21 MJ/kgDM，玉米垛外2/3 为6.99 MJ/kgDM，玉米垛外1/3 为2 MJ/kgDM。按照《奶牛饲养标准》，单纯饲喂这种秸秆，不能满足反刍动物的营养需要。
刘景喜等（2011）对天津市全株玉米青贮饲料进行代表性采样分析，结果表明:全株玉米青贮饲料的干物质含量为 士24.503 g/kg；以干物质基础计，粗蛋白质含量为 士8.547 g/kg，粗脂肪含量为 士12.308 g/kg，钙含量为 士1.226 g/kg，磷含量为 士0.456 g/kg，中性洗涤纤维为 士69.407 g/kg， 酸性洗涤纤维为 士91.589 g/kg。刘桂要等（2009）用常规养分分析法和范式洗涤剂法测定出陕西关中地区玉米秸秆的水分含量为95 g/kg，玉米青贮饲料的水分含量为742~807 g/kg；玉米秸秆的粗纤维（CP）含量为81.3 g/kg，玉米青贮饲料的CP 含量为玉米秸杆的粗脂肪（EE）含量为64.1 g/kg，玉米青贮饲料的EE 含量为78.0~80.3 g/kg;玉米秸秆的CF 含量为495.5 g/kg，玉米青贮饲料的CF 含量为393.7~429.1 g/kg；玉米秸杆的可溶性无氮浸出物（NFE）含量为258.2 g/kg，玉米青贮饲料的NFE 含量为242.8~266.3 g/kg；玉米秸秆的粗灰分含量为100.9 g/kg，玉米青贮饲料的粗灰分（Ash） 含量为101.3~113.2 g/kg；玉米秸秆的中性洗涤可溶物（NDS）含量为334.2 g/kg，玉米青贮饲料的NDS 含量为428.2~497.9 g/kg；玉米秸秆的F+HF 含量最高，达557.4 g/kg，玉米青贮饲料的F+HF 含量为；玉米秸秆的酸性洗涤木质素（ADL）含量高达48.3 g/kg，而玉米青贮饲料则为28.5~31.2 g/kg;玉米秸秆的酸不溶灰分（AIA）含量为60.1 g/kg，玉米青贮饲料的AIA 含量为40.6~43.9 g/kg，认为玉米青贮饲料的水分和CP、NDS 含量均高于玉米秸秆。
2、 不同处理方式下秸秆饲料营养价值评定及其在生产中的应用
1、 秸秆青贮饲料
与未处理的秸秆相比较，秸秆青贮后营养得到了全面改善，玉米秸秆青贮后较玉米秸秆青贮前CP 含量较提高70 g/kg 左右，在适宜收获期将玉米秸秆进行青贮处理，不仅保存了玉米秸秆的营养价值，而且使CP 含量有所提高，CF 含量有所降低，有利于提高饲料的消化率。徐荣军等（2006）将20 头供试牛随机分为饲喂“精饲料＋青贮秸秆”组和“精饲料＋干秸秆”组，60 d 试验后发现试验组每头奶牛较对照组每头奶牛平均每天多产鲜奶4.1 kg，乳脂率提高％。
目前，对玉米秸秆青贮最佳时间研究的论文较多。余汝华等（2006）认为收刈时间对青玉米秸秆青贮饲料的乳酸、丁酸含量和ADF 含量没有明显影响，但对青贮饲料的氨态氮(NH3-N)、CP 和NDF 含量有明显影响，尤其对青贮饲料的有机物体外降解率有明显影响。苗树君等（2007）通过试验综合评价表明不同收获期玉米青贮对奶牛的营养价值是蜡熟期玉米青贮优于乳熟期，乳熟期玉米青贮优于乳熟前期。同时，他还表明蜡熟期与乳熟期收获的玉米青贮组成日粮的主要营养成分消化率均高于乳熟前期，但蜡熟期、乳熟期和乳熟前期日粮对奶牛瘤胃内环境及发酵产物的影响不显著（曲永利等，2009）。这与Crookston 认为玉米青贮的最佳成熟期应从2/4 乳线到4/4 乳线期（ML）的报道一致。辛杭书等（2007）综合不同品种玉米成熟期对营养价值的影响，认为HOC15 和普通品种3138 玉米秸秆作为青贮用的最佳青贮时期应在籽粒的2/4 ML，而青贮品种的最佳时期应在乳线期（ML）或是4/4 ML。随籽粒成熟度的提高，牧草和作物秸秆的纤维物质含量升高，营养成分降低，消化能减少。因此，为制作较好的玉米青贮饲料，在生产上通常在3/4 乳线期收获，以获得最高的生物学产量；选择在4/4 乳线期（或完熟期）收获可获得籽粒最高产量，这是因为随着成熟期的延长，秸秆中的钙、磷等会发生流失。这可能是由于在收获后期，玉米籽粒中淀粉的不断沉积，而导致秸秆中的水溶性碳水化合物水溶性碳水化合物（WSC）有下降的趋势；这也可能是因为在收获后期秸秆发生木质化及叶片的大量损失会导致粗蛋白含量的下降， 此结果与Johnson（1996） 得出的普通玉米粗蛋白含量的变化规律相吻合。青贮可以明显改善秸秆的适口性，将青贮与添加剂联用，已成为改善秸秆营养价值的重要研究方向之一。
郭玉清等（1996） 研究表明:以的尿素和的食盐作添加剂，青贮效果最佳，王亮亮等（2011）研究显示，用含添加剂的青贮饲喂奶牛，随着奶牛泌乳期推移造成的奶牛群产奶量降低量低于同期对照组降低量，试验组维持了较好的产奶效果。但添加剂的使用对乳成分的影响不大。玉柱（2009）表明三叶草与玉米秸秆混合青贮可显著降低三叶草青贮饲料的pH 和氨态氮/ 总氮（NH3-N/TN）比值（P<）；与玉米秸秆混合处理后青贮饲料的可溶性碳水化合物留存量明显高于三叶草单独组。通过与玉米秸秆混合青贮可以明显改善三叶草青贮饲料的发酵品质。
2、秸秆氨化饲料
Kerley（1988）首次证明碱性双氧水（AHP）处理秸秆有效。Kerley 用1%的双氧水溶液2342 L（加入氢氧化钠，调整pH 为），浸泡90.9 kg 秸秆，室温搅拌16 h，这种处理使纤维素含量增加(5% vs 34.3%)，木质素含量大幅度降低。秸秆氨化处理后粗蛋白含量从4%~5%提高到8%~10%，氨化后秸秆细胞壁结构被破坏，各种纤维含量有所下降，木质素含量也有下降的趋势，其原因是氨化破坏了秸秆细胞壁中的木质素- 半纤维素- 纤维素的复合结构，细胞壁中半纤维素和木质素游离出来（Hartley 等，1978;Buettner 等，1982），故此氨化处理能够提高秸秆消化率。
1987 年开始，我国大范围推广秸秆氨化技术，同时也推广碱化和盐化秸秆技术，它们是我国现在推行的桔秆处理利用的比较先进的实用技术。目前，德国生产秸秆颗粒饲料的技术可以完全改变秸秆基本结构，从而使动物食用秸秆饲料的消化率提高30%~50%，农作物秸秆的处理技术较我国目前广泛推广采用的氨化处理技术提高工效20 倍以上。张勇等（2003）用1%、4%、8%、12.5% 4 种浓度的碱性双氧水处理玉米秸秆。研究表明碱性双氧水处理显著改变秸秆NDF 和半纤维素含量（P<），极显著改变秸秆纤维素、ADF 和木质素含量（P<）。羊粪液替代瘤胃液作两级离体消化试验结果表明，秸秆干物质消化率得到显著提高（P<）。8%浓度的碱性双氧水处理，使秸秆木质素含量降低43%（），干物质消化率提高（），对提高秸秆营养价值最有效。欧爱明等用氨化稻草替代青干草饲喂奶牛试验发现，粗纤维含量从下降到，仍比青干草（）略高，粗蛋白含量却从氨化前的提高到，接近青干草（），试验组奶牛的平均乳脂率（%）为（±），极显著高于对照组（±）。
史国良等（1996）认为，玉米秸秆经氨化后，适口性较好，采食量和采食速率提高。氨化玉米秸秆粗蛋白提高 个百分点。奶牛日采食量增加0.62 kg，采食速率增加0.62 kg/h，日产奶量平均增加2.36 kg，每公斤鲜奶成本降低 元。效果优于普通玉米秸秆，可在青海省推广应用。金英芬等（1999） 认为氨化后的玉米秸粗蛋白含量比氨化前增加了2 倍多，相当于羊草。奶牛日粮中饲喂50%氨化玉米秸与全部饲喂羊草无变化，可添加氨化玉米秸秆降低奶牛饲养成本。Masakazu Goto（2002）在80 ℃下，以每千克干物质含氨30 g 的剂量，对含水15%的5 种不同品种大麦秸进行氨化处理。结果显示，大麦秸干物质降解率平均提高 个百分点（）。
微生物青贮简称微贮。从20 世纪90 年代开始，应用微生物和酶制剂处理秸秆的研究与开发开始兴起，而且正在被广大农村养殖户所接受。
毕冬辉等（1992）利用热喷与微生物处理两步法生产的秸秆饲料，其粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物、矿物质分别提高、10%、、，粗纤维降低。在粗蛋白中，精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸10 种氨基酸的总量提高，10 种氨基酸比玉米籽实提高。黄俊华等（2009）表明，与传统方法制作的玉米秸秆青贮饲料比较，采用微贮技术制作的微贮玉米秸秆饲料的品质无论是理化指标还是感官指标均明显优于传统方法。李秋玫等（1999）表明，微贮玉米秸秆粗蛋白的表观消化率提高（P<），DM、OM、NDF 和ADF 分别比对照组提高、、和，DM、NDF 和ADF 的48 h 消失率分别比对照组提高4、和。李仕坚等（2010）也表明，微贮甜玉米秸秆饲料品质优于传统青贮处理，具有更高的营养价值和适口性，在饲养管理和基础日粮相同的前提下，饲喂微贮甜玉米秸秆饲料可显著提高奶量（％），每头日均增产牛奶0.76 kg，每头日均多收益 元，每头年均多收益620元。因此，大力推广微贮甜玉米秸秆，对大规模奶牛场具有非常可观的经济效益。
孟冬丽（2001）研究发现，微贮麦秸后粗蛋白含量提高，有机酸也得到了提高，木质素、纤维素和半纤维素都有明显的降低。但李明等（2004）对微贮能提高秸秆粗蛋白含量持否定态度，认为在反应物中无氮源增加的情况下，生成物中含氮物不会增加。卢庆萍等亦得出与李明一致的结论。
1、 酶处理
刘建新等（2004）表明添加复合酶制剂则可促进玉米秸中纤维降解和乳酸发酵，比玉米秸直接青贮品质更好，能进一步提高有机物消化率。
史占全等（1997，1998，2001）添加酶制剂青贮新鲜玉米秸秆，感观评定得知试验组青贮料要好于对照组，试验组中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量分别较对照组降低了和。进一步证明添加纤维素酶青贮的各试验组均提高了青贮玉米秸的采食量，干物质（DM）在瘤胃中的降解率也有所提高，结果显示后期试验组产奶量显著高于对照组（P<）。刘文奇（1998）发现加酶青贮饲料的适口性和采食效果明显好于不加酶青贮饲料，奶牛喜食，采食速度快，残余量少。唐新仁等也发现加酶青贮玉米粗纤维含量显著低于不加酶组（P<），酶制剂可分解纤维，加酶青贮玉米试验组日产奶量比对照组高1.4 kg（P<）。
席兴军等（2003）报道，纤维素酶能使玉米秸秆青贮饲料中氨态氮︰总氮质量比和丁酸︰总酸摩尔比分别，有利于提高玉米秸秆青贮饲料的营养价值。刘贤（2003）报道在全株玉米和玉米秸秆中添加酶制剂是可降低干物质回收率，但杨连玉（2001）使用纤维素酶对玉米秸秆进行处理时发现纤维素成分与未处理组无显著差异。
2、 菌处理
乳酸菌制剂能改善青贮品质，可降低青贮pH、乙酸和氨态氮的含量，抑制细菌繁殖（Sanderson，1993;蔡义民等，1995;王中华等，2002），明显增加发酵初期乳酸含量（王安等，1999）。郭金双（1999）在大麦青贮时加入乳酸菌，结果表明乳酸菌的添加提高了乳酸含量，降低了氨态氮含量；席兴军（2002）在玉米秸秆中添加乳酸菌进行试验，结果发现发酵效果不好，其中性洗涤纤维和酸性洗纤维含量明显升高，氨态氮含量也明显上升。Jones 等（1992）发现苜蓿中添加乳酸菌制剂，能加快pH 值的下降，减少对蛋白质的分解。Sharp 等（1994）用多年生黑麦草和白三叶混合青贮7 天后发现，乳酸菌处理组氨态氮含量降低，Ziclksia（2002）研究表明添加乳酸菌可提高青贮草料的发酵品质，降低粗纤维含量。
从目前研究结果来看，菌种及来源、使用剂量，作用的底物均影响青贮的发酵结果，其结果结果很不一致（Higginbotham 等，1998；席兴军等，2003）。
徐焱，郎仲武（2011）采用平菇作为供试菌，使其在不做任何灭菌处理前提下直接接种玉米秸秆，并以吉林省长春地区4～9 月的平均气温18℃为发酵温度，模拟普通微生物黄贮条件，使秸秆厌氧发酵，结果表明：粗蛋白含量较未处理组提高～，差异极显著。第32 d 粗蛋白含量达到最高值，提高了 个百分点。粗纤维含量较未处理组明显下降，第38 d 下降最多，达到，差异极显著。平菇接种玉米秸秆后，随着时间的推移，玉米秸秆的粗纤维含量不断下降，这与Lindenfelser 和Teiflce 的研究（侧耳菌在生长过程中基质粗纤维含量一直呈下降趋势）结果一致。荆义等（2008）研究表明，玉米秸秆经侧耳菌降解后可作为优质的粗饲料，选择麦麸8%添加量，20 d 时利用率最高，利于大规模生产，节省成本。张景宏等用多菌株联合发酵处理的秸秆粉，可使其粗蛋白质提高，粗纤维降低，粗脂肪、矿物质和可溶性糖含量提高 倍，B 族维生素酶提高7倍，糖化酶提高 倍。刘飞等（2006）认为饲喂添加乳酸菌的玉米青贮饲料能够显著增加牛乳中蛋白质和非脂乳固体含量（P<），对奶牛的产奶量和乳脂肪的含量无影响。
3、小结
目前，秸秆饲料的营养成分已经明确，在动物生产中已得到了全面应用，但秸秆生物发酵饲料的研究刚刚起步，目前所用的生物技术如酶解法与微生物发酵法等仍处于实验室研究阶段，很少进行成果转化，即使在生产中，也处于粗放型使用的初级阶段，在产业化的道路上，仍未找到玉米秸秆有效降解的途径。
生物发酵菌是秸秆生物发酵饲料的核心部分，是国内外研究的重点。广大科研人员要从生物发酵菌着手，加大科研力度和成果转化力度，着重研究秸秆饲料半纤维素和木质素的降解，提高秸秆营养价值和利用价值，有效地为畜牧生产服务。-杨德智 陈彦君