臭氧处理粗饲料的研究进展

作物秸秆、藤蔓、荚壳等农副产品是反刍家畜粗饲料的重要来源，其主要成分是纤维物质，中性洗涤纤维(NDF)约占干物质重的70%～80%；酸性洗涤纤维(ADF)约占干物质重的50%～60%，而粗蛋白质的含量很少，仅含3%～6%。为了提高低品质粗饲料的营养价值，以色列的科研工作者，进行了臭氧(O3）处理低品质粗饲料的各种试验，试验证明，用O3方法处理，可降低粗饲料中木质素和半纤维素的含量，但不同的粗饲料处理的效果不一样，主要是粗饲料中木质素含量不同所致。O3处理能分解氨、碱等处理不能分解双子叶类的木质纤维素，提高低品质粗饲料的饲料价值。据最近的试验研究，O3处理能将作为植物细胞壁成分的木质素的“C=C”二重结构分裂变成“C—3”一重结构，从半纤维素的侧链分离出糖，从而降低细胞壁中木质素和半纤维素的含量。O3作为一种强氧化剂，分解能力和渗透力强，能使构成植物细胞壁成分的木质素和纤维性低分子化。用O3处理棉秆能使其体外消化率提高1倍以上，纤维成分消化率提高30%。由此可见，O3处理是一种比其他化学处理更为有效的手段。 1.O3处理与粗饲料水分含量的关系 桀馆憲和藤田裕等(1997)用切断长5mm的试料麦秆，将水分调节到11%（原试料水分）、20%、30%和40%。在玻璃圆筒中充满试料（折合风干物20g)，从O3发生装置（东芝WOR—01型）通入O3（O3浓度：2.7g/100L)，经0.5～4h处理。结果证明，随着水分含量的增加和处理时间的延长，NDF、ADF和木质素含量都有不同程度减少，试料水分含量30%经2h处理的减少比例最大，NDF减少17%，ADF减少6%，木质素减少26%。 2.O3处理与粗饲料切断长度的关系 金理华（1999）将小麦秆切成1mm、5mm、10mm、20mm和30mm长后用O3处理，各切断长粗饲料的木质素和半纤维素的含量都减少，切断长度越短，木质素和半纤维素的减少量越多。木质素含量高的饲料，O3处理后其减少量越多。作者(2002)将麦秆、稻秆、棉秆3种粗饲料切成2cm和4cm长，将水分调节到30%后，用O3处理30min。纤维性物质成分的NDF、ADF、木质素、纤维素、半纤维素含量明显降低，3种粗饲料切断长为2cm的纤维性物质成分含量的降低幅度比4cm的多。切断长越短的粗词料，木质素和半纤维素减少越多，干物质的消化率越高，其原因可能是O3从细胞壁外周部向内部同心圆状扩散，切断长度越短，O3越容易浸透到饲料中氧化分解纤维性物质。 3.O3处理与粗饲料处理时间的关系 作者(2002)将稻秆、麦秆、棉秆3种粗饲料切成4cm长，水分含量调节到30%，用O3处理30min、60min和90min。结果表明：木质素含量稻秆分别降低4.73%、13.61%和18.71%；麦秆分别降低2.01%、10.04%和12.72%；棉秆分别降低17.54%、37.36%和41.64%。O3处理能显著降低粗饲料纤维性物质成分含量，处理的时间越长，降低越多，60min前的降幅大于60min以后的降幅。NDF、ADF、纤维素和半纤维素含量减少也呈现这一趋势。 4.O3处理与不同粗饲料原料的关系 O3处理棉秆，木质素含量减少9.7%～10.4%，半纤维素含量减少3.4%。用O3处理棉秆、稻秆、麦秆3种粗饲料，纤维性物质成分减少量与不经O3处理比较，O3处理后都有所减少，NDF和半纤维素的减少量为稻秆＞麦秆＞棉秆；ADF、木质素和纤维素的减少量为棉秆＞稻秆＞麦秆。处理前粗饲料木质素含量高的，经O3处理后减少量就多。 5.O3处理与粗饲料消化率的关系 经O3处理后的细胞壁成分含量减少的同时，第一胃内的纤维成分消化率也明显提高。O3处理后干物质的消化率，棉秆增加了30.9%，麦秆增加了22.6%。O3处理的麦秆，第一胃内的纤维性成分的消失率（尼龙袋法测定）明显提高，24h NDF的消失率增加14.8%；ADF消失率增加19.5%。藤田裕等（1997)指出，用O3处理麦秆，细胞壁成分(NDF）在反当家畜第一胃内的分解性比没有处理的增加40%，纤维成分消化率得到大的改善. 6.O3处理与O3反应量的关系 为了知道O3处理时O3的需要量，将试料水分含量调节到30%，观察不同时间O3的反应量，得出O3处理粗饲料时，O3的反应量在处理后的30min最大，以后渐减，处理3h后O3的反应量为每100g试料干物质消耗5.6g。藤田裕等（1997)以麦秆为对象的试验结果表明，对于麦秆干物质100g。 用9g O3处理2～3h。木质素大幅度减少，而纤维素含量没有大的变化。 综上所述，O3处理粗饲料的效果比较明显，其原因可能是O3作为一种强氧化剂，具有很强的氧化能力和分解能力，渗透力也强等特点，在处理过程中，O3能渗入植物细胞内，破坏植物细胞壁的结构，将组成植物细胞壁成分木质素的“C=C”二重结构分裂变成“C—C”一重结构，从半纤维素的侧链分离出糖，降低细胞壁中木质素和半纤维素等含量，从而使细胞壁结构中的纤维性物质成分含量降低。利用这种作用，考虑未利用饲料资源的饲料化，利用O3处理粗饲料，以改善植物细胞壁木质化粗饲料的饲用价值。 中国农作物桔秆等低质粗饲料年总产量估计约7.0亿t，这些农作物秸秆等是反刍家畜粗饲料的重要来源，目前用作饲料的约30%。如何充分利用人类不能利用的秸秆资源，发展草食家畜，生产畜产品，对解决饲料资源日趋紧张的矛盾具有重要意义。