在世界范圍，秸稈的年產(chǎn)量在 20~30 億之間，我國的年產(chǎn)量在 7 億左右，占世界年產(chǎn)量的 20%~30%。我國現(xiàn)有的農(nóng)作物秸稈多是用于生活能源，部分通過燃燒歸還到田地，還有一部分直接翻入土中。我國的農(nóng)作物秸稈中有約 28%用在家畜飼料化工業(yè)中，有 2%左右的農(nóng)作物秸稈則是用作造紙工業(yè)等原料。在秸稈的利用上，能夠通過利用率的提高，有效緩解糧食、能源危機(jī)，農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向是可持續(xù)發(fā)展。

1.1 玉米秸稈的特點(diǎn)分析

　　玉米秸稈是一種比較普通的飼料資源，質(zhì)地比較粗糙，有較差的適口性，同時在家畜的胃中消化率非常低，具有較少的營養(yǎng)價值。秸稈營養(yǎng)成分主要是由化學(xué)物質(zhì)的含量以及可消化物質(zhì)的進(jìn)食量來決定的，同時還受到易消化物質(zhì)的利用率的影響。玉米秸稈的蛋白質(zhì)含量要比其他農(nóng)作物秸稈高，含有的粗纖維含量也比較。在對玉米秸稈進(jìn)行加工時，應(yīng)該考慮到其化學(xué)特征，選擇合適的加工方案，進(jìn)而提高秸稈飼料的營養(yǎng)價值，并促進(jìn)消化率的提高。

　　我國的農(nóng)作物中，玉米是其中主要的一部分，其秸稈數(shù)量比較大，能夠直接用作粗飼料，年產(chǎn)量在 2 億左右范圍。玉米秸稈用作飼料的比例比較低，主要原因在于其利用率低，秸稈中含有大量的粗纖維，而所含有的半纖維以及多糖含量比較低。纖維素是一種葡萄糖的聚合體，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為穩(wěn)定的扁帶狀，化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，可溶性比較低。同時，玉米的纖維結(jié)構(gòu)能夠提供對酶的抵抗力，使得胃部的微生物無法有效講解玉米秸稈中的維生素，直接用作粗飼料的效率非常低。玉米秸稈中含有多種營養(yǎng)成分，經(jīng)發(fā)酵處理后，可以使?fàn)I養(yǎng)價值得到進(jìn)一步提高，且適口性良好，采食量增加，是喂養(yǎng)動物的好飼料。在此背景下，對玉米秸稈進(jìn)行有效的發(fā)酵成為提高玉米秸稈利用率的有效途徑，能夠促進(jìn)飼料業(yè)的發(fā)展。

1.2 玉米秸稈的常規(guī)處理方法

　　玉米秸稈的營養(yǎng)價值比較低，在用作飼料時，必須要采取有效的預(yù)處理方式，進(jìn)而提高飼料的適口性以及營養(yǎng)價值。玉米秸稈在日常生活中主要通過物理方法以及化學(xué)方法兩種形式進(jìn)行預(yù)處理，其中物理方法主要是對玉米秸稈的結(jié)構(gòu)以及外形進(jìn)行有效處理，主要采取的手段有熱壓、膨化等，沒有改變玉米秸稈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，只能單方面提高玉米秸稈的適口性，但是無法提高玉米秸稈的營養(yǎng)價值，同時物理方法一般對設(shè)備要求比較高，能耗也比較高，利潤率比較低，不適宜進(jìn)行推廣應(yīng)用。

　　玉米秸稈處理中的化學(xué)方法，則能夠?qū)崿F(xiàn)對玉米秸稈的化學(xué)成分進(jìn)行處理，提高其消化率以及營養(yǎng)價值，但是一般會有較大的污染，成本消耗也比較高，也無法進(jìn)行有效推廣。常用的化學(xué)處理方法有堿化處理、酸化處理以及藥劑處理，在進(jìn)行氨化處理時，甚至?xí)霈F(xiàn)引發(fā)家畜中毒，得不償失?；瘜W(xué)處理對設(shè)備的要求比較高，對環(huán)境的污染比較大，也是化學(xué)處理的較嚴(yán)重的缺陷。

　　對玉米秸稈進(jìn)行微生物處理，主要是利用微生物產(chǎn)生混合發(fā)酵或者厭氧發(fā)酵。玉米秸稈的微生物處理中的常用微生物有纖維素酶，廣泛用于秸稈發(fā)酵的添加劑。纖維素酶能夠有效水解植物細(xì)胞壁，并將其分解為游離狀態(tài)的單糖，從而有效減少細(xì)胞壁物質(zhì)的含量，并不斷改善玉米秸稈飼料的營養(yǎng)價值。

2.1 玉米秸稈微生物發(fā)酵技術(shù)的優(yōu)勢分析

　　我國具有豐富的玉米秸稈資源，玉米秸稈本身的應(yīng)用價值比較低，通過發(fā)酵飼料能夠有效促進(jìn)其應(yīng)用價值的提高，并有效改善其營養(yǎng)價值，能夠促進(jìn)畜牧業(yè)的發(fā)展。單一的玉米秸稈具有較低的能力消化率，品質(zhì)不高，蛋白質(zhì)含量也不高。通過微生物發(fā)酵能夠顯著提高秸稈的利用率以及消化率，同時能夠提高微生物秸稈的營養(yǎng)價值，同時改善玉米秸稈飼料的適口性，促進(jìn)家畜進(jìn)食量。

　　同時，采用微生物處理方法能夠延長玉米秸稈的貯存保質(zhì)期，可以明顯改善家畜的飼料進(jìn)食情況，最終提高秸稈飼料的轉(zhuǎn)化率。采用微生物處理方法生產(chǎn)的玉米秸稈飼料能夠顯著提高家畜機(jī)體的免疫能力，并能夠有效預(yù)防腸道疾病。采用微生物處理方法可以有效減少氨的產(chǎn)生，避免發(fā)生氨中毒，同時能夠有效減少糞便污染，提高家畜的飼養(yǎng)環(huán)境，進(jìn)而降低疾病的發(fā)生率。采用微生物飼料生產(chǎn)的飼料能夠顯著改善家畜的肉質(zhì)，并提高家畜的奶質(zhì)，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益價值。

　　玉米秸稈的發(fā)酵過程中，運(yùn)用的發(fā)酵制劑能夠分泌或者合成大量活菌、蛋白質(zhì)、氨基酸、各種生化酶、促生長因子等營養(yǎng)與激素類物質(zhì)，能調(diào)整和提高動物機(jī)體各器官功能，提高飼料轉(zhuǎn)化率，對動物產(chǎn)生免疫、營養(yǎng)、生長刺激等多種作用，達(dá)到防病治病、提高成活率、促進(jìn)生長和繁殖、降低成本、消除糞尿臭味、凈化環(huán)境、增產(chǎn)增收等效果。

　　玉米秸稈采用微生物發(fā)酵技術(shù)制成飼料，具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

　?。?）改善飼料適口性，提高采食量及速度；

　?。?）顯著增加飼料營養(yǎng)成份，能轉(zhuǎn)化成動物所必需的多種營養(yǎng)全面的有效氨基酸成份；

　?。?）提高飼料消化吸收利用率；

　　（4）提高免疫力，預(yù)防并治療腸道疾病，建立腸道微生態(tài)平衡，抑制有害病菌的繁殖，增加有益微生物繁殖；

　?。?）除臭驅(qū)蠅，從而減少環(huán)境污染；

　?。?）改善肉蛋奶品質(zhì)，生產(chǎn)"綠色肉"、"農(nóng)家蛋"、"無抗奶"，微生物發(fā)酵技術(shù)通過增強(qiáng)動物的消化吸收功能，充分吸收利用飼料中營養(yǎng)成分及原料的天然色素；

　　（7）部分發(fā)酵制劑能天然增加動物產(chǎn)品著色度和食用風(fēng)味，皮膚紅潤，毛色發(fā)亮；

　?。?）部分發(fā)酵劑可以使得肉雞肉鴨顏色加深，同時有效改善蛋殼的質(zhì)量和顏色，蛋清厚稠，蛋黃鮮紅。用于水產(chǎn)動物，則顏色更加健康，無斑點(diǎn)。

2.2 玉米秸稈微生物發(fā)酵技術(shù)需要注意的問題

　　玉米秸稈發(fā)酵得用發(fā)酵劑，發(fā)酵劑中一般含有以光合菌、乳酸菌、酵母菌為主體的多種有益微生物、酶及代謝產(chǎn)物等。能夠適應(yīng)青貯、糠粃、米糠、次粉、魚粉、餅粕等制作發(fā)酵飼料全過程。玉米秸稈的微生物發(fā)酵技術(shù)必須要注意以下幾點(diǎn)問題，第一點(diǎn)，玉米秸稈的微貯過程必須要注意保持密封，物料必須要進(jìn)行壓實(shí)，同時不能出現(xiàn)加干層。 第二點(diǎn)，微生物菌液應(yīng)該保持噴灑均勻，同時水分應(yīng)該控制在 50%到60%之間。第三點(diǎn)，霉變的農(nóng)作物秸稈不宜作微貯飼料。玉米秸稈發(fā)酵劑中具有多種有益微生物，促進(jìn)秸稈的有機(jī)廢棄物的快速分解，并能夠提高飼料中的有機(jī)質(zhì)含量，從而提高營養(yǎng)含量，繁殖大量的有益菌微生物，能夠促進(jìn)動物的健康生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.3 玉米秸稈微生物發(fā)酵的具體過程

　　玉米秸稈微生物的發(fā)酵，可以通過以下過程來進(jìn)行：

　?。?）收割玉米秸稈：玉米秸稈要適時收割，青貯飼料生產(chǎn)中以獲得最多營養(yǎng)物質(zhì)為目的。收割過早，原料含水多，可消化營養(yǎng)物質(zhì)少；收割過晚，纖維素含量增加，適口性差，消化率降低。

　?。?）玉米秸稈的切碎：為了便于裝袋和貯藏，原料須經(jīng)過切碎。玉米秸桿青貯前均必須切碎到長約 1 到 2㎝，青貯時才能壓實(shí)。將玉米稈切碎，但切碎效果也不是很好,最好再用搓揉機(jī)搓成細(xì)絲狀。

　　（3）加入添加劑：原料切碎后立即加入添加物，目的是讓原料快速發(fā)酵。使用如金秸稈青貯專用菌種，可達(dá)到完全發(fā)酵玉米秸稈提高發(fā)酵后物料品質(zhì)的目的。加入一定量的尿素，尿素可以發(fā)酵生成菌體蛋白，也可以被牛癌胃微生物利用最終被牛利用。100 公斤干玉米稈加 60到 70 公斤水，可以把尿素溶入水中一塊添加。加入一定比例的發(fā)酵劑，也就是一些酵母菌乳酸菌等的活菌制劑，這步可加可不加，但最好還是加，要不發(fā)酵效果不好。

　?。?）裝填貯存：通常可以用塑料袋和窖藏等方法。窖四壁鋪塑料薄膜，以防漏水透氣，裝時要踏實(shí)，可用推土機(jī)碾壓，人力夯實(shí)，封頂時先鋪一層切短的秸稈，再加一層塑料薄膜，然后覆土拍實(shí)。用塑料布密封，發(fā)酵一段時間，夏天的話一般 1 個星期就差不多了，冬天時間要長點(diǎn)。通風(fēng) 10 到 24 小時，散發(fā)氨氣。經(jīng)過這樣的處理,纖維素含量一般能下降 10%，有機(jī)物消化率可提高 20%以上，基本上可以滿足牛的精飼料需要了。

　　在對玉米秸稈進(jìn)行微生物處理中，主要采用的具體處理方法有以下兩種：

3.1 酶處理

　　酶處理方法，是指在玉米秸稈的發(fā)酵過程中，通過添加秸稈發(fā)酵劑，來促進(jìn)秸稈化學(xué)成分的有效降解。利用酶制劑，又稱酶類降解劑（纖維酶制劑），對粗飼料進(jìn)行分解。其產(chǎn)品主要有：如纖維酶制劑、纖維酶、酸酵酶、糖化酶、多聚糖酶、八寶威、銀多、酵得肥、新力肥、大得快等。對玉米秸稈進(jìn)行酶處理發(fā)酵，可顯著提高飼料的消化率。

　　目前，我國的玉米秸稈發(fā)酵工程中，主要采用的添加劑便是酶制劑，而多采用淀粉酶、半纖維素酶以及纖維素酶等酶制劑，可以有效促進(jìn)秸稈飼料利用率的提高，同時不斷改善家畜動物的生產(chǎn)性能。玉米秸稈能夠利用溫氧法進(jìn)行預(yù)處理，將玉米秸稈中的木質(zhì)素進(jìn)行有效分離，同時利用添加的纖維素酶將玉米秸稈中的纖維素進(jìn)行有效降解，從而不斷提高纖維素的降解率。

　　有研究發(fā)現(xiàn)，超聲波能夠?qū)⒗w維素的水解率有效提高，同時有想降低酶制劑的使用率，提高酶制劑的有效利用率，具有應(yīng)用價值。韓繼富等研究指出，纖維素酶以及復(fù)合乳酸菌在秸稈消化中的應(yīng)用效果比較低，降解效果無明顯變化，而實(shí)驗結(jié)果中，乳酸含量發(fā)生了重大的變化。楊永明有研究得出，溫度的變化能夠?qū)ν庠w維復(fù)合酶的降解效果造成明顯的效果，在 40℃溫度情況下，該纖維素酶的降解效果非常好。

　　實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，玉米秸稈能夠在纖維素酶以及稀酸兩種物質(zhì)的共同作用下，顯著改善水解率。通過響應(yīng)曲面法能夠顯著改善玉米秸稈酶的水解效果。 在玉米秸稈的酶處理之前，可以通過超聲波、蒸汽爆破法等方法進(jìn)行有效預(yù)處理，進(jìn)而改善玉米秸稈中的纖維素利用率，并不斷優(yōu)化玉米秸稈的水解效果，可以不斷優(yōu)化反應(yīng)的條件，促進(jìn)玉米秸稈轉(zhuǎn)化率的提高。

3.2 菌處理

　　對玉米秸稈進(jìn)行家菌處理，能夠顯著提高秸稈的利用率。在玉米秸稈中通過引入微生物活性菌種，可以促進(jìn)玉米秸稈發(fā)酵，將玉米秸稈發(fā)酵為酸味、帶香的粗飼料。秸稈發(fā)酵多是利用單菌接種，有效降低發(fā)酵飼料的 PH 值，改善飼料中的乳酸含量，進(jìn)而提高穩(wěn)定性效果。單純接種能夠顯著改善粗飼料的有氧穩(wěn)定性，同時有效降低有氧條件下的損失，降低乳酸含量，所含有粗飼料的營養(yǎng)成分也會降低。

　　而通過兩種乳酸的有效混合進(jìn)行發(fā)酵，能夠在保證有氧穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上，提高營養(yǎng)價值。李日強(qiáng)等通過將真菌菌種中的維生素進(jìn)行有效分離實(shí)驗中，發(fā)現(xiàn)羧甲基纖維素酶的活力以及天然纖維素酶的活力比較大。

　　通過階段處理法，結(jié)合氨化法能夠顯著改善多菌種發(fā)酵效果。纖維素諾卡氏菌能夠?qū)w維素進(jìn)行處理，促進(jìn)碳源以及能源的生產(chǎn)，并可以提高玉米秸稈的有效降解率。纖維素分解菌 - 纖維素分解酶混合制劑處理法：這種方法是最好的方法，能最大限度提高營養(yǎng)價值。

　　菌種分液體與固體，可在養(yǎng)殖業(yè)中直接運(yùn)用和發(fā)酵成生物飼料。生物活性飼料是一個生態(tài)工程原理，采用好氧與厭氧結(jié)合的發(fā)酵工藝，以光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌等有益微生物組成。經(jīng)粉碎混合發(fā)酵而成，可以用微生態(tài)制劑，也可以用袋裝的活菌干粉。

　　我國的玉米秸稈發(fā)酵飼料在研究上剛起步，常用的生物技術(shù)有酶解法、微生物發(fā)酵法，兩種方法都屬于初步探索階段。 我國的部分玉米秸稈發(fā)酵技術(shù)尚處于實(shí)驗室階段，少部分用于成果轉(zhuǎn)化。尚未形成產(chǎn)業(yè)。

　　我國的玉米秸稈發(fā)酵飼料技術(shù)正在不斷發(fā)展中，尚未找到有效的降解途徑。在玉米秸稈發(fā)酵飼料技術(shù)中，已經(jīng)融合了基因克隆等新型技術(shù)，依然具有一些局限性。由于秸稈技術(shù)的目的是促進(jìn)營養(yǎng)價值以及降解率的提高，實(shí)踐結(jié)果表明，對玉米秸稈中的半纖維以及木質(zhì)素進(jìn)行降解能夠獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該是玉米秸稈發(fā)酵飼料的重要發(fā)展方向。

　　對于玉米秸稈發(fā)酵飼料研究中存在的問題，應(yīng)該采取以下幾種策略：

　?。?）玉米秸稈的生物發(fā)酵技術(shù)研究應(yīng)該要保持高起點(diǎn)，可以從分子水平進(jìn)行研究，同時應(yīng)該借鑒國際的最新研究方法。

　?。?）必須要建設(shè)高水平的質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)，提高質(zhì)量的檢測水平。

　　（3） 對玉米秸稈發(fā)酵飼料技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，開展有效的區(qū)分性研究。針對玉米秸稈的發(fā)酵技術(shù)的研究，應(yīng)該從政府層面給與政策以及資金上的傾斜，促進(jìn)相關(guān)研究的積極性。

　　玉米秸稈的發(fā)酵技術(shù)核心在于生物發(fā)酵制劑的制定，必須要對生物發(fā)酵制劑進(jìn)行不斷研發(fā)，改善其應(yīng)用作用，提高技術(shù)含量水平，并不斷促進(jìn)飼料加工技術(shù)的發(fā)展。在對生物發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)研究上，必須要重點(diǎn)探究生物制劑之間的相互影響，同時分析不同成分之間的相互作用。根據(jù)微生物在不同環(huán)境下的作用特點(diǎn)選擇合適的技術(shù)方法。

　　我國的玉米秸稈飼料技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于動物的飼養(yǎng)中，其發(fā)展方向應(yīng)該在單胃動物的玉米秸稈發(fā)酵技術(shù)上。玉米秸稈的飼料發(fā)酵技術(shù)得到了進(jìn)步，科研力度也在不斷加大中，能夠促進(jìn)研究成果的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)玉米秸稈的飼料加工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，有效提高玉米秸稈的利用率，提高農(nóng)民的生活水平。