CN1319464C - 植物秸秆饲料产业化产品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物秸秆饲料产业化产品及其制备方法，将植物秸秆经过揉搓机揉搓，形成细长的秸秆丝，接着对秸秆丝完分加水完全湿润，再加入微生物发酵菌剂，然后进行压实打捆，再密封包膜，在包膜内发酵，形成具有包装的发酵秸秆丝捆。具有保存时间长，容易储存，方便使用的特点。成功的实现了秸秆饲料商品化，同时解决了秸秆日常处理上的环境问题。

Description

植物秸秆饲料产业化产品及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种秸秆饲料产业化的产品，特别涉及一种将植物秸秆加入活化的专用秸秆发酵菌剂进行厌氧发酵处理而制得的产业化秸秆动物饲料。本发明还涉及上述产品的制备加工方法，专门用于生产上述产品。

背景技术

随着粮食作物的种植量的增加和产量提高，植物秸秆作为粮食作物的副产品也在大量的产生着，这些秸秆最原始的用途就是用作燃料，生火煮饭取暖等。但随着人们生活水平的提高，电、煤、天然气的利用，这种原始的用途慢慢将被人们所淘汰。植物秸秆的处理也就成了一个严重的污染问题，现有的处理方法中如将秸秆粉碎埋藏进行所谓的秸秆还田，这种做法的技术还不够成熟，实际应用甚少。更有甚者将作物收割后的秸秆点燃烧毁，不仅严重影响环境，造成大气污染，还会对公路民航等交通带来较大的副面影响，这种做法也是国家命令禁止的处理方法。

植物秸秆作为饲料来喂养牛羊等家畜也有相当的历史，但这种喂养方式也仅仅是粗放喂养，使用的秸秆也仅限于玉米秸秆，一般是将玉米秸秆直接粉碎后进行喂食，但这种喂养方法秸秆利用率太低，采食效果不好，用铡成段的玉米秸秆喂牛，剩余不能采食的秸秆量在三分之一以上，造成严重秸秆浪费。而且动物直接食用秸秆的这种喂养方法生物利用度是极低。后来开发的青储秸秆饲料是将秸秆粉碎后直接打捆堆放并进行自然发酵，这种秸秆饲料的缺陷是：自然界的天然微生物品种太多太杂，致使在储存发酵过程中经常腐败变质而不能使用，且存储时间短。即使是青储饲料和发酵饲料，也都停留在地窖加工和小规模应用上，还不能形成工业化生产、运输和商品化销售的秸秆饲料产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以产业化生产的秸秆饲料产品，其不仅可以实现秸秆饲料的产品化，还可以形成便于流通和储存的商品，进而商品化。

本发明的植物秸秆饲料产业化产品是将植物秸秆经过机械揉搓成丝、充分加水、完全湿润、按比例添加微生物发酵菌剂、打捆、封膜发酵而制成的秸秆饲料包装产品。

上述的揉搓过程可以在揉搓机内完成，将秸秆粉碎揉搓成长度3～5厘米的秸秆丝。

上述的充分加水完全湿润是指将秸秆丝在清水中均匀浸泡24小时以上。

上述所述添加的微生物发酵菌剂是这样制得的：将植物乳杆菌、白地霉、里氏木霉、枯草芽孢杆菌分别做三级常规培养后；按培养得到的植物乳杆菌4～5份、枯草芽孢杆菌1～2份、里氏木霉2～3份、白地霉3～4份菌液的比例混合；接种到由豆粕、麸皮、玉米粉、尿素制成的固体培养基中发酵培养成熟即得。

上述发酵菌剂的使用比例为干秸秆重量的千分之一至千分之三之间。

上述的秸秆可以是干黄植物秸秆或青植物秸秆；所述植物秸秆可以是玉米秸秆、高梁秸秆、稻草、小麦秸秆、花生藤、甘薯藤或它们的混合物其中之一。

本发明的上述植物秸秆饲料产业化产品的制备方法，包括以下步骤：

a：秸秆揉搓处理：收购的干秸秆或青秸秆用秸秆揉搓机进行粉碎揉搓，使之形成长3～5厘米的细长秸秆丝；

b：秸秆丝加水完全湿润：将上述步骤a得到的细长秸秆丝放入清水中浸泡24小时以上，捞出淋干，使秸秆丝总含水量维持在60～80％之间；

c：制备添加发酵菌剂：首先制备发酵剂，将秸秆发酵菌剂按比例向上述步骤b中获得的湿润秸秆丝均匀喷洒，并搅拌均匀；

d：打捆：将上述步骤c获得的带菌秸秆丝送入打捆机进行打捆，在打捆过程中用细麻绳捆扎结实，捆扎在打捆机中自动完成；

e：封膜：用封膜机将塑料薄膜密封在上述得到的秸秆丝捆上，堆放进行发酵；

f：发酵：封膜后的秸秆丝在厌氧条件下进行发酵，温度控制在10摄氏度以上，时间掌握在7天以上，便形成本发明的产品。

所用的微生物植物秸秆发酵菌剂是这样制得的：将植物乳杆菌、白地霉、里氏木霉、枯草芽孢杆菌分别做三级常规培养后；按培养得到的植物乳杆菌4～5份、枯草芽孢杆菌1～2份、里氏木霉2～3份、白地霉3～4份菌液的混合；接种到由豆粕、麸皮、玉米粉、尿素制成的固体培养基中发酵培养成熟即得。

上述秸秆是干黄植物秸秆或青植物秸秆，可以是玉米秸秆、高梁秸秆、小麦秸秆、稻草、花生藤、甘薯藤或它们的混合物其中之一。

上述植物秸秆饲料产业化产品用于喂养牛、猪、羊、鸡、鸭、鹅等畜禽。

本发明的植物秸秆饲料产业化产品具有以下特点：

一、可以缩短秸杆饲料制作成熟的时间，延长贮存保质期。由于制作过程是在密封缺氧的条件下进行的，秸秆发酵剂中的有益微生物利用秸秆内的碳水化合物、可溶性糖和其它养分，使厌氧乳酸菌大量繁殖，产生乳酸，当PH值达到4左右，整个酸环境能抑制所有细菌、霉菌腐败菌的生长。就连乳酸菌本身的生长也受到了抑制，这时，达到一种平衡，所有微生物都停止了活动，从而达到秸秆长期保存的目的。由于秸秆发酵剂中含有大量的乳酸菌及各类消化酶等营养成分，可使整个秸秆发酵过程大大地缩短，青、黄秸秆发酵在7-10天即可成熟。又由于外置了乳酸菌，整个发酵过程都显得比较均匀，因此整体完好的保存时间会更长。

二、加水浸泡后，使植物秸秆丝能均匀吸水，在添加发酵剂的过程中，菌剂的分布也比较均匀，在发酵过程中，菌的生长发育过程也是均匀的，从而可以避免发酵程度不均匀产生腐败变质的现象。这种浸泡加水完全湿润的做法是一个关键因素，经试验完全充分湿润后的秸秆丝加入其它可发酵有益微生物也不会腐败变质。

三、改善秸秆饲料的适口性，提高了采食速度、采食量。在秸秆发酵剂中木霉所产的纤维素酶作用下，纤维素中木聚糖链和木质素聚合物的酯键被酶解，长链分子变成短链、支分子变成了直链，增加了产品的柔软性和膨胀度，适口性得到了很好的改善。由于秸秆发酵剂中酵母菌的作用产生了酸香、醇香、果香味，也极大的改善了适口性。由于秸秆发酵剂中枯草芽孢杆菌的作用，秸秆饲料中谷氨酸(味精)的含量可增加数倍，很大程度上增加了动物食欲。

四、显著增加秸秆饲料的营养成分。秸秆发酵剂中的木霉、纤维素酶、白地霉在起作用，使秸秆中的五碳糖转化成为菌体蛋白，粗蛋白可达12％。秸秆中的纤维素、半纤维素等多糖类物质在木霉、纤维素酶的作用下被降解成为单糖，由于单糖在有益微生物发酵下进一步合成挥发性脂肪酸，挥发性脂肪酸的含量可大大提高。秸秆发酵剂中的酵母菌、芽孢杆菌在发酵过程中产生大量B族维生素，B族维生素最大增加量为10倍以上。

五、提高秸秆饲料转化率。发酵后的秸秆饲料质地变软、膨胀度较好，使瘤胃微生物能直接地与纤维素接触，从而提高了粗纤维的消化率。秸秆发酵剂中的各类消化酶以及在制作过程中各类有益菌产生的消化酶，尤其是纤维素酶的大量增加，使饲料得到很好的消化。

六、提高机体免疫能力，预防并治疗肠道疾病。产品中含有大量的有益菌，这些有益菌在动物肠道内形成菌系平衡，抑制有害菌生长，预防并治疗肠道疾病。大量有益菌在肠道内产生一种物质可以提高机体免疫力及抗应激能力。

七、抑制氨和胺的产生，减少粪便污染，改善饲养环境。产品中的各类消化酶参加了动物消化的全过程，对饲料中的N、P、S吸收的比较充分，粪便臭味减轻，减少了蚊蝇孳生。饲养环境的改善降低了大肠杆菌及沙门氏菌的浓度，极大地减少了奶牛呼吸道传染病和肠道疾病的发生。

八、改善牛奶质量、无药残，生产无抗奶。产品中的有益微生物具有防病治病能力，使抗生素等抗菌药物的使用减少，畜禽产品的药物残留相应降低。有益微生物可起活化作用，提高乳脂率、乳蛋白、乳糖、乳固体的含量等。

九、对秸秆发酵菌剂的菌种先进行分别培养再混合，满足了不同菌株的不同生长需求，达到最好的培养效果，具有最好的活性。

具体实施方式

下面以玉米秸秆为初始原料，制备奶牛秸秆产业化饲料为例进行说明。

实施例1：

一、使用RC500型秸秆揉搓机将收集来的干黄玉米秸秆进行揉搓。原料从入料口推入，经切刀切断并进入滚筒，通过锤片的打击，并与牙形板的相互揉搓作用，把秸秆揉碎，然后通过风叶的离心作用把揉碎后的秸秆由出料口排出机器。通过调节锤片的数量调整秸秆的揉搓效果及碎料的多少。减少锤片，出料秸秆加长，碎料减少，增加锤片，出料秸秆变短，碎料增加。调整好后，经过揉搓的秸秆丝的长度控制在3～5厘米之间即符合要求。

二、秸秆发酵菌剂的配制。

1、初始菌种：

使用已有菌种，包括植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、白地霉(Debaryomyces polymorphus)、里氏木霉(Trichoderma reesei)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis subsp.Subtilis)。

2、制备培养基：

(1)植物乳杆菌培养基：

酪蛋白胨10.0克，牛肉提取物15.0克，酵母提取物10.0克，葡萄糖5.0克，乙酸钠5.0克，柠檬酸二胺2.0克，Tween 80 1.0克，K2HPO4 2.0克，MgSO4.7H2O 0.2克，MnSO4.H2O 0.05克，CaCO320.0克，琼脂15.0克，蒸馏水定容1.0L，pH6.8。

(2)白地霉培养基：

12Brix.麦芽汁1.0L，加琼脂1.5-2.0％。麦芽汁制备：称大米500g，洗净，加水4000ml，煮成米粥，冷却至60-65℃。将1500g麦芽粉掺入米粥中搅拌均匀，置于55-60℃保温箱内糖化4小时，即可取出过滤。将滤液装瓶灭菌备用，用时将滤液稀释至所需糖度。

(3)里氏木霉培养基：

Casein peptone，tryptic digest 5.0g，Peptone 5.0g，Tween 801.0，Yeast extract 10.0g，Cellulose 10.0g，滤纸条，滤纸浆，Distilled water1.0L，pH7.5。

(4)枯草芽孢杆菌培养基：

蛋白胨10.0克，牛肉提取物3.0克，酵母提取物10.0克，NaCl5.0克，琼脂15.0克，蒸馏水1.0L，pH7.0。

3、生产工艺：

(1)固体试管菌种培养：

按照培养基的制备方法，分别制备上述四种菌种固体斜面培养基，编号后放入冰箱冷藏备用。分别对号接入试管原种，植物乳杆菌放入厌氧培养箱中，在30-37度的温度下培养48-60小时，白地霉在30度温度下培养30-48小时，里氏木霉在28-32度温度下培养60小时，枯草芽孢杆菌在38度温度下培养36小时，放入4度冰箱备用。

(2)液体三角瓶菌种制备：

制备上述菌种所需的液体培养基，并接入相应的固体试管菌种，在上述培养条件下培养，作为制作生产用菌种使用的液体菌种。

(3)生产用菌种制备：

制备麦芽汁液体培养基，经过高温灭菌后分别打入到一、二、三、四号培菌罐中，并在一号罐中加入1-2％的碳酸钙，在二号罐中加入2％的牛肉浸膏、1％的酵母浸膏，3号罐中加入0.5-1％的纤维素，冷却到30度，对应一、二、三、四号罐分别接入植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、里氏木霉、白地霉，分别在上述(1)的培养温度下培养48-72小时备用。其中：一号菌种静止培养，二、三、四号菌种要通入无菌压缩空气。

(4)混合菌液的制备：

本发明所使用的秸秆发酵剂是采用多菌株单独培养制种，然后按一定比例进行复合后，接种到固体原料上进行发酵培养生产而成的。上述四个菌种的混合比例为：植物乳杆菌4-5份、枯草芽孢杆菌1-2份、里氏木霉2-3份、白地霉3-4份。

(4)固体制剂制备：

将豆粕、麸皮、玉米粉、尿素分别按40％、20％、38％、2％的量混合均匀，装入高温灭菌器内进行高温灭菌，然后冷却到30度，接入培养好的混合液体菌种，接种量按固体原料的15-30％，接种好的固体物料装入到固体发酵容器中，在30-45度下发酵培养36-60小时。

三、加水完全湿润。将步骤一中制得的秸秆丝放置在清水中浸泡，浸泡时间在24小时以上，使之充分吸水湿润，这是关键的步骤，试验证明，浸泡后的植物秸秆丝本身就柔软，提高了适口性。同时加水不从分湿润不完全的秸秆丝发酵不均匀，容易腐败变质。而浸泡后的秸秆丝不仅可以使用本发明的发酵剂，也可以使用其它有益微生物。浸泡后的物料总含水量达到60％～80％之间。且秸秆丝加水后，重量达到干重的2-3倍，湿润均匀。浸泡后捞出淋干便可进入下一步工序。

四、添加微生物发酵菌剂。将步骤二制得的微生物发酵菌剂，按干秸秆重量千分之一至千分之三的比例加温水活化后，均匀喷洒到湿润的秸秆丝上，并充分搅拌均匀。

五、将上述搅拌均匀的秸秆丝用MK5050-G型圆捆打捆机进行打捆，每捆重量约70千克左右。在打捆的同时用细麻绳捆扎结实，形成一体的秸秆丝捆。

六、用YBS-5050型圆捆包膜机包膜，使用塑料拉伸膜作为包膜材料，包膜后密封。

七、堆放发酵。将包膜完毕的秸秆丝捆堆放进行发酵，发酵场所气温应保持在10摄氏度以上，发酵时间在7天左右便可以使用，发酵过程也可以在装车运输过程中完成。发酵完成后，由于在密封的塑料薄膜内进行的厌氧发酵已经达到一个平衡，发酵过程会自然终止，所以发酵后的秸秆丝捆在包膜内可以长期保存而不会变质腐败。

经过上述的处理过程，每一千千克的玉米秸秆可以得到两千至三千千克的包膜秸秆丝捆。本发明的产品在使用时直接打开包膜就可以喂养。

实施例2：过程与实施例1相同，所不同的是，所加入的微生物制剂是以乳酸菌为主的市售商品“新疆微贮王”，比例和方法与实施例相同，也会减少腐败变质的比例。

本发明产品的技术指标分析：

1.本发明产品与未发酵秸秆的营养价值比较。

A：未发酵前粗饲料的营养价值(％)：

饲料	干物质	粗蛋白	粗脂肪	粗纤维	无氮浸出物	综合净能
							玉米秸	89.2	5.9	0.9	30.4	50.2	3.61
小麦秸	88.0	5.6	1.6	33.9	41.1	2.29
							甘薯藤	88.0	2.7	2.7	28.5	39.0	3.64
花生藤	91.3	11	1.5	29.6	41.3	4.31

B：发酵后本发明产品的营养价值(％)：

	干物质	粗蛋白	粗脂肪	粗纤维	无氮浸出物	综合净能
							玉米秸	90.6	6.9	3.45	29.2	53.3	4.31
小麦秸	89.3	6.6	4.23	32.5	42.7	2.68
							甘薯藤	92.3	9.3	4.92	27.4	40.5	4.33
花生藤	92.0	13.1	4.42	28.4	43.4	4.72

2.普通秸秆与本发明产品在营养价值保存与饲喂剩料及消化率上的比较(％)：

	营养自然损耗率	饲槽残料率	消化率
				普通秸秆饲料	30％	30％	50％
采禾面包草	8％	5％	90％

3.本发明产品与普通秸秆饲料在适口性、饲料价值和产品品质各方面的比较：

4.喂养试验结果。

以每组750头正常产奶奶牛进行对比喂养试验。

常规饲喂模式为：每头牛每天7公斤优质干草、7公斤干黄秸秆；本发明产品的喂养模式：每天每头本发明产品用量15公斤、常规干黄秸秆5公斤；其它相同。常规模式每头奶牛年平均正常产奶6000公斤，而使用本发明产品每年每头平均多产奶6750公斤。

市场参考价格：

牛奶1.6元/公斤；

优质干草0.5元/公斤；

干黄玉米秸秆0.20元/公斤；

本发明产品饲料0.26元/公斤。

计算结果

(1)饲料成本

①使用本发明的产品，每头奶牛每天粗饲料投入：0.26×15+0.2×5＝6.2元；

②常规饲喂每头牛每天粗饲料投入：0.5×7+0.2×7＝4.9元；

③效益增加：

每天增奶：1.6×2.5＝4元；

饲料成本增加：6.2-4.9＝1.3元；

增效：4-1.7＝2.7元；

750头奶牛一个产奶期累计增效：2.7×300×750＝60.75万元。

(2)用药成本：

750头奶牛的消化道疾病全部消失，降低了用药成本，每头牛每月可降低用药成本5元左右，每头全年可节约用药成本：5×12＝60元，750头奶牛可节约60×750＝4.5万元。

并节省了干黄秸秆的收购、运输、粉碎、调治费用。

当然，上述本发明的产品形成了成捆包膜包装的秸秆饲料，其是具有储存时间长，储存场所要求低，运输容易，使用简单的商品化秸秆饲料，成功的解决了秸秆饲料产品产业化的问题。同时实现了对秸秆的有意处理，避免造成环境危害。

本发明是以干黄秸秆为原料，加入特制的秸秆发酵菌剂，经过粉碎成丝、充分加水、打捆、包膜等过程，对秸秆进行厌氧发酵，从而减少发酵过程中的腐败变质问题，达到提高秸秆利用率的目的。

Claims (6)

1.一种植物秸秆饲料产业化产品，其特征在于：是将干植物秸秆经过机械揉搓成丝，加水完全湿润，使含水量达到在60％～80％之间，再按千分之一至千分之三的比例添加微生物制剂，打捆、包膜后在10摄氏度以上厌氧发酵7天以上而制成的秸秆生物饲料包装产品；该微生物制剂是将植物乳杆菌、白地霉、里氏木霉、枯草芽孢杆菌分别经固体试管、液体三角瓶、培菌罐三级常规培养后得到的菌液，按照植物乳杆菌4～5份、枯草芽孢杆菌1～2份、里氏木霉2～3份、白地霉3～4份菌液的比例进行混合，再接种到由豆粕40％、麸皮20％、玉米粉38％、尿素2％的量制成的固体培养基中，接种量按固体原料的15％-30％，在30-45度下发酵培养36-60小时。

2.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料产业化产品，其特征在于：所述揉搓过程在揉搓机内完成，将秸秆粉碎揉搓成长度3～5厘米的秸秆丝。

3.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料产业化产品，其特征在于：所述加水完全湿润是在水中浸泡24小时以上。

4.根据权利要求1所述的植物秸秆饲料产业化产品，其特征在于：所述秸秆的品种是玉米秸秆、高梁秸秆、稻草、小麦秸秆、花生藤、甘薯藤或它们的混合物其中之一。

5.一种如权利要求1至4中任一项所述的植物秸秆饲料产业化产品的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

a：秸秆揉搓处理：收购的干植物秸秆用秸秆揉搓机进行粉碎揉搓，使之形成长3～5厘米的细长秸秆丝；

b：秸秆丝加水充分湿润：将上述步骤获得的细长秸秆丝在清水中浸泡，捞出淋干，使含水量达到在60～80％之间；

c：制备和添加微生物制剂；将制得的发酵菌剂向上述步骤b中获得的湿润秸秆丝均匀喷洒；

d：打捆：将上述步骤获得的带发酵剂的秸秆丝送入打捆机进行打捆，在打捆过程中用细麻绳捆扎结实；

e：封膜发酵：用封膜机将塑料薄膜密封在上述得到的秸秆丝捆上，堆放发酵，在厌氧条件下进行，环境温度控制在10摄氏度以上，时间掌握在7天以上，便形成本发明的产品。

6.根据权利要求5所述的植物秸秆饲料产业化产品的制备方法，其特征在于：所述秸秆的品种是玉米秸秆、高梁秸秆、小麦秸秆、稻草、花生藤、甘薯藤或它们的混合物其中之一。