1、EM 发酵秸秆饲料的应用研究摘要：进行了玉米秸秆、稻草、花生秧、麸皮的各种常规成分的测定和 EM发酵实验。结果表明 EM 能发酵各种秸秆及含高纤维的其它植物原料能够显著提高粗蛋白含量，改善饮料性能，对影响 EM 发酵玉米秸的温度、时间、水分三因素作了交叉分组实验，通过NDF，ADF 含量分析，探索了各因 素有交互作用对秸秆发酵效果的影响，对秸秆饲料的开发应用有较大的应用价值。 关键词：EM；秸秆；粗蛋白；生物转化 Abstract：With a pupose to find the most effective way to increase the protain content of st
2、raws this experiment is focused on straw fermentations of EM corn straw 。We determined the routine componentials of these straws。 The result indicated EM is capable of creasing the content of crude protein and increased the crude fiber notabily。The experiment and methods will be valuable for develop
3、ing and utilizating straws。 Key words：EM straw crude protein biotransformation 第一章 综述部分 一、前言 现代世界面临的三大问题：食物问题、环境问题和能源问题。可以说，这三大问题的解决都与微 生物有关，就饲料来说，随着畜牧业生产的发展，保证家畜必需的蛋白饲料越来越缺乏，需要解 决我国饲料蛋白质严重不足的现状，积极利用再生资源，利用各种农副产品加工的废料生产饲料 蛋白，是一条重要途径。 据有关方面估计，全世界每年约有纤维素资源 1000亿吨，我国约有 50亿吨，其中农作物秸秆（表 秸、稻草、玉米秸等）就达 5亿吨左右
4、。这些农作物秸秆能用于青贮饲料的是少数，大多数用作燃 料和肥料，即使作为饲料的一小部分也多采用传统的直接饲喂方法，消化利用率很低。若将秸秆 进行微生物处理，或理化处理，或综合处理，则可大提高动物的消化吸收率。其中，微生物处理 技术，特别引人注目，全世界都在努力探索深入研究，并取得了很大进展。 EM有效微生物技术已被广泛推广于农业、畜牧业、林果业及生态环保等领域，以及各种工业废料 再利用中。然而专门搞作物秸秆发酵转化利用的研究报告较少。本实验先后对稻草、玉米秆、花 生秆等进行了 EM发酵实验，意在探索 EM发酵各种秸秆的性及适宜的 EM发酵条件。 二、 农作物秸秆资源量及应用现状 1。资源量 1
5、9501972年期间，全世界的农业生产以每年 2。85%的速度增长，而其后的十年（1972 1981年）中，世界农业增长的速度却降为每年的 2.5%。而全世界人口仍正迅速增长，2000 年达 61亿，人口的增长要求有更多农作物供给，加大了对自然环境的压力。人类为了增加食物生产， 更多地使用机器、化肥、农药等，最终增加了单位耕地面积上矿物能的投入。虽然粮食产量明显 提高，但能量转化食物的效率却显著降低。而在人类千方百计增加粮食生产的同时，却又有许多 可以转化成人类食物的东西没有得到应有的利用而被丢弃了。据估计，每年地球上由光合作用生 产的生物质约 1500亿吨，其中 11%（约 160亿吨）是由
6、耕地或草原产生的，可作为人类食物或动物 的饲料部分约占其中的 1/4（约为 40亿吨） ，也就是说 75%为废弃物。在40亿吨的产品中，经过加 工最后供人类直接食用的大约仅为 3.6亿吨。而每年生产的废弃物（包括收获和加工过程中的）约 为 135亿吨，有待开发利用，将其转化成食品或饲料。 据联合国环境规划署（UNEP）报道，世界上种植的各种谷物每年可提供秸秆 17亿吨，其中大部分 未加工利用。我国的各类农作物秸秆资源十分丰富，总产量达 7亿多吨，其中稻草 2.3亿吨，玉米 2.2亿吨，豆类和秋杂粮作物秸秆 1。0 亿吨，花生和薯类藤蔓、甜菜叶等 1.0亿吨，一般情况下， 作物秸秆中碳占绝大部分
7、，主要粮食作物水稻、小麦、玉米等秸秆的含碳量约占 40%以上，其次为 钾、硅、氮、钙、镁、磷、硫等元素。秸秆：有机成分以纤维素、半纤维素为主，其次为木质素 、蛋白质、氨基酸，树脂、单宁等。 我国是一个农业大国，随着农业的发展，副产品的数量也不断增加，如农作物秸秆、藤蔓、皮壳、 饼粕、酒糟、甜菜渣、蔗渣、废糖蜜、食品工业下脚料、禽畜制品下脚料、蔗叶及各种树叶、锯 末、木屑等数量极大。据统计，我国每年农作物秸秆约为 5亿吨，稻壳3030万吨，薯蔓 854万吨， 甜菜渣万吨，废糖蜜 402万吨，酒糟 1583万吨，禽粪 7300万吨。 （李仲昌等，1989） ，其中除豆饼 用作高蛋白饲料部分农产品加
8、工废物和作物秸秆作为造纸的原料外，大部分副产品没有得到利用 或没有得到充分利用。我国是个人口多，资源相对较少的国家，因此，把数量巨大的农业废弃物 （特别是农作物秸秆）加以充分开发利用，变废为宝，不仅可以产生巨大的经济效益，还会收到 重要的环境效益和社会效益。 2、我国农业秸秆利用现状 秸秆利用的方式很多，当前我国主要是还田利用，饲料化处理和作为工业生产原料三种： （1）秸杆还田利用： 秸秆还田是主要利用方法之一，93 年我国秸秆还田的面积达到 491万Km，秸秆还田的方法分为整株 还田技术，有根茬粉碎还田技术和传统沤肥还技术。实行秸秆还田对改造中低产农田，缓解我国 氮，磷，钾的比例失调，弥补磷
9、、钾化肥不足有十分得要意义。但秸秆还田不当也会带来不良的 后果。我国年产约 5亿 秸秆，是一项宝贵的有机化肥资源，目前焚烧秸秆的现象仍十分严重，不 但浪费了资源，而且污染空气，有时还会引起火灾，随处堆放秸秆不但占用场地，而且会堵塞道 路，妨碍交通，污染水源。 （2）作为生产原料利用 秸秆较多地应用于造纸和编织行业，食用菌生产等，近年又兴起了秸秆制炭技术， 纸质地膜，纤 维密度板等。利用农作物秸秆等纤维素废料为原料，采取生物技术的手段发酵生产乙酸，糠醛， 苯酚，燃料油气，单细胞蛋白，工业酶制剂，纤维素酶制剂等，在日、美等发达国家已有深入研 究和一定生产规模。 （3）秸秆饲料化利用 随着生产的发展
10、，人民生活的提高，人民要求有更多的动物食品，而畜牧业的发展又受饲料的制 约。目前我国人均粮食占有量不足 400Kg，难于拿出更多的粮食满足畜牧业发展的需要。必须扩大 饲料来源，开发新的饲料资源，提高饲料质量和饲料效率。一些植物残体（纤维性废弃物）往往 因营养价值低，不能直接用作饲料，但如果将它们进行适当处理，即可大大提高其营养价值和可 消化性。具体处理方法一般有微生物处理和饲料化加工两类。 1微生物处理 一般来讲，农作物残体中都含有碳水化合物、蛋白、脂肪、本质素、醇类、醛、酮和有机酸等， 这些成分大都可被微生物分解利用。这些微生物含有较多的蛋白，其中动物所必须的氨基酸含量 也较高并含有较丰富的
11、维生素，可作为人的高蛋白食物，加到动物饲料中可大大提高饲料效果。 2饲料化加工 主要利用薯类，藤萝，玉米秸秆，甜菜叶等加工制成氨化青贮饲料，稻草作为草食性动物的食料 等。目前，全国的加工处理量约 1000万 T。其方法有秸秆的氨化、青贮和微生物发酵贮存，热喷、 抒、搓、压饼等。秸秆作为饲料的影响因素主要是纤维素含量高，粗蛋白和矿物质含量低，并缺 乏动物生存所必需的维生素 A、D 、E 等以及钴、铜、S 、Na、Se、I 等矿物元素，能量值很低。3、当前我国农业秸秆利用中存在问题 （1）土壤有机质降低与秸秆废弃的矛盾 由于过多地施用化肥尤其是化肥，造成了土壤板结，地力下降，并导致农作物病虫害增多
12、，作物 品质下降等，而我国大量的农作物秸秆资源却被焚烧，未能还归士壤或进行开发利用。 （2）秸秆还田等技术推广阻力较大 秸秆降解是一个复杂的过程，涉及的问题很多。首先，农作物秸秆主要由纤维素、半纤维、木质 素三大部分组成，均难被微生物所分解，所以秸秆在士壤中被 M分解转化周期较长。其次，还田数 量，土壤水分，粉碎程度等影响秸秆还田的数量的效果，第三，还田后，使害虫呈增多趋势。第 四，由于秸秆含氮量低 C/N比值般在（60-100）/1，而分解秸秆时自力需要吸收一定的 N 素，直 接还田时需添加一定的 N、P、K 肥料，加速 M分解和避免发生 M与农作物争氮影响苗期生长。 （3）露天燃烧秸秆严重
13、污染 农村露天燃烧秸秆污染大气，乱堆乱弃秸秆污染水体，影响村容镇貌，由于燃烧秸秆导致火灾事 故频频发生，且导致大气污染，直接影响民航、铁路、高速公路的正常运营。 （4）秸秆资源的开发利用率低 稻草、麦秸等这类纤维素副产品少量用于编织，造纸、沤肥或秸秆还田，相当大的部分没有被利 用。据不完全统计，世界上被利用的秸秆不足 2%，我国目前的秸秆利用率为 33%，其中大部分未加 处理，经过技术处理利用的仅占 2.6%。综合利用的潜力很大。 三、EM 技术简介 EM是有效微生物群的（Effective Micro orgonims）的缩写，它是由日本琉球大学比嘉照夫教授 50年代开发的 M技术是经光合细
14、菌，乳酸菌，酵母菌，放线菌及发酵型丝状真菌为主 的 5科 10属 80 多种微生物复合培养而成，在农牧业上有巨大作用，EM 生物技术可使畜禽处于微生物控制之下， 减少畜禽发病，促进增重，提高肉品品质，消除粪尿恶臭，达到降低成本，提高经济效益的目的， 是一种改善畜禽“内环境” ，效果好，成本低，玩副作用，耐高温不污染环境的高新技术产品。 EM 的代表菌种： 1。光合微生物好气性和嫌气性 如光合的细菌类和蓝澡类，微生物利用太阳热能或紫外线将土壤中的硫氢和碳氢化合物中的氢分 离出来，变有害为无害，并和 CO2、氮等合成糖类、氨基酸、维生素、生物活性物质（激素）等。 2、放线菌-好气性 产生的化学分泌
15、物具有抗生物质，对病原微生物有抑制作用，增强机体免疫机能，放线菌常和光 合细菌并存，以获取氨基酸来繁殖自身。 3、醋酸杆菌好气性 它从光合作用微生物中摄取糖类固定氮，被固定的氮供植物生长，另一部分还给光合细菌，形成 好气性和嫌气性细菌的共存结构。 4、乳酸菌嫌气性 摄取光合细菌生产的物质，分解在常温下不易分解的木质素和纤维素，使未腐熟的有机酸发酵， 转化成动植物有效的养分。 5、酵母菌好气性 能促进有机物的转化，产生促进细胞分裂的生物活性物质，同时酵母菌还对促进其它有效微生物 增重的基质（食物）的生产起着重要作用。它所产生的单细胞蛋白是动物的有效养分，对动物有 保健作用。 EM是把已筛选出的好气性 M，通过采用适当的比例和独特的发酵工艺加以混合，培养而得到的含有 多种微生物的一个大群落，其中的各种微生物在生长代谢过程中能分泌或产生一些有用物质，成 为各自或相互生长的基质和原料，通过相互间的这种共生增殖系统，形成一个复杂而稳定的具备 多种功能的微生态系统。 四、EM 在畜牧生产中的作用 1、EM 含有多有益微生物，其中乳酸属的多种杆菌，在体内厌氧状态发酵乳糖，产生乳酸而形成的 酸性环境可有效地抑制肠道腐败 M的繁殖，促进有益微生物的生长，从而减少肠道疾病的发生。EM 中的光合细菌群在本身生长过程中，产生大量 Vc和 VE等从而提高畜禽的抵抗力，酵母菌细胞含有
