前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇农作物缺硫的表现范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
1 复合肥不能单独使用
复合肥料比较固定,应根据不同土壤、不同作物、不同时期对各种养分的需求,与其他化肥配合使用。例如,磷酸二铵含氮18%,含五氧化二磷46%,用于需氮较多的作物,应当按磷计算用量,不足的氮索可用尿素、硫铵和碳铵来补充。
2磷酸二铵不宜过多施用于蔬菜
蔬菜需要大量的氮素和钾素,需要磷素较少。例如,茄子需氮、磷、钾三元素之比为3:1:4,芹菜为2:1:5,甘蓝为8:1:7。而磷酸二铵的氮磷含量比约为1:3,无钾,不能满足蔬菜生长的需求。
3含氮复合肥不宜过多施用于豆科作物
大豆、绿豆、蚕豆、花生等根部都有固氮根瘤菌,过多施用含氮复合肥,不仅造成浪费,而且还会抑制根瘤菌的活动,降低其固氮能力。
4碳酸氢铵不宜浅施
深度应在6cm以上,施后立即覆土。也不宜在温室内使用,因碳酸氢铵又称“气肥”,在温室易分解为氨气而挥发。
5稀土微肥不宜直接施于土中
应作为种肥或叶面肥。拌种时每667m2用量25-35g,浸种时配置成0.05%的溶液,种子浸泡12-24h后捞出播种。叶面喷施以0.05%浓度为宜,每667m2用量50-70kg,并可与农药混合使用。
6铵态氮肥忌与碱性肥料混施
碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵切勿与草木灰、窑灰钾混用。
7硫酸铵不能长期使用
硫酸铵属于生理性酸性肥料,在一块土地长期使用,会增加土壤酸陛、破坏土壤团粒结构。在碱性土壤中,硫酸铵中的铵离子被吸收,而酸根离子残留在土壤中,与钙发生作用,使土壤板结变硬。
8含氯化肥忌施用于盐碱地和忌氯作物上
氯化铵,氯化钾等化肥施人土壤后,氯离子则残留在土壤中,长期施用就会使土壤氯离子累积增多,导致土壤酸化,在盐碱地上使用,会加重盐害。对忌氯作物如甘蔗、甜菜、薯类、葡萄、西瓜、烟草等施用含氯化肥,会大大降低产量和品质。
9磷肥不宜分散使用
磷容易被土壤吸收固定,从而失去肥效。有很多农民朋友把钙镁磷肥料均匀撒施在土壤中,这样会造成很大浪费,应当减少磷肥与土壤接触面积。正确的方法应是:先将钙镁磷肥与积肥堆沤月余时间,再沟施或撤施在农作物根系附近。
10钾肥不宜在作物生长后期追施
钾能从农作物下部茎叶中转移到顶部幼嫩部分再利用。缺钾比缺氮、缺磷症状表现较晚。钾肥应在作物苗期或拔节前追施,或一次性作底肥施用。
11 尿素施后不宜立即浇水,更不宜随水撒施
尿素施入土壤后,转化为酰铵,很容易随水流失,因而施用后不宜马上浇水,也不宜在大雨前施用,深施盖土可提高肥效20%以上。
12 人粪尿不宜直接喷施在蔬菜上
人粪尿中含有多种病菌虫卵,如果不经过腐熟处理,直接用于菜地,就会污染蔬菜,更不宜过多用于瓜果、薯类,必须经过高温堆沤,或者与其他肥料混合堆积沤制,经药物处理后才能使用。
13 未腐熟的饼肥不宜大量直接施用于作物
饼肥碳氮比小,分解较快,易产生高温,施用未腐熟的饼肥会使局部温度升高,烧坏作物根系,或者影响种子发芽,还会招引、滋生地下害虫。所以应把饼肥压碎,用人粪尿浸泡至发热后施用。
【关键词】蔬菜栽培配方施肥初步应用
配方施肥,又叫测土施肥、平衡施肥,是施肥技术的一项重大改革。它是综合运用现代农业科技成果,根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应,在有机肥料为基础的条件下,产前提出氮磷钾及中、微量元素的适宜用量和比例以及相应施肥技术的科学施肥方法。
一、我国测土配方施肥的发展状况和前景
从农业部召开的全国测土配方施肥工作交流会议上获悉,2005年我国第一批对测土配方施肥的项目补贴为200万,其中包括200个县,2009年我国财政拨款11.5亿用于该专项项目的补贴,其中包括1861个县。由此可以看出测土配方施肥由试点转向了全面的深入。
我国农业种植管理司副司长胡元坤告诉记者,我国财政对配方施肥技术的投资已经相对稳定,国家加大人力和物力支持此项技术的研究。强调了我国今后的重点发展方向是:不断的完整经济农作物的施肥指标的体系,建立测土配方施肥长效机制,把技术推广给农户,全面开展技术培训,研究队伍加快时间完成任务。由此可见我国配方施肥是农业部重要的发展课题,对提高国民生产总值有至关重要的影响。
二、测土配方施肥的理论依据
我国现如今的配方施肥技术对于不同地区有不同的措施,专业人员经过仔细的研究得出了理论的依据,但是在实际生产运用中还是要结合蔬菜本身的一些特点进行合理的种植。
1.肥料效应报酬递减率
农作物在其他种植技术相对稳定的条件下,随着农作物的施肥量增加,产量也增加,但是单位施肥量的增产率却随着递减。这是一项最新的研究发现,在德国农学院已经通过大量的实验得到证实。
2.土壤最小养分率
为了合理的施肥,首先要通过实验测量找到土壤最小养分,根据所需的营养,施以养分和肥料,根据实验的一些数据来查找最缺乏的肥料,给予正确的施肥对策。
3.养分归还学说
地球上的所有资源都不是取之不尽,用之不竭的,土壤的养分含量也是如此,必须保证养分的供给和输出达到平衡的状态,有机肥的施量不能随着农作物产量的提高而增多,一定要合理施肥。
4.生产因子综合作用定律
在农作物的生产中,不只有施肥一个决定性的因素,其中还包括光照,水分,热量,二氧化碳等,这五种因素要协调搭配,尤其是肥料与水量的调剂,所以总体上来说施肥技术也是一个系统的工程。
三、测土配方的技术内容
主要包括九项内容:一、土壤测试。采集土壤的样品进行科学的测试,运用科学技术更加准确的测量微量元素的含量。二、田间试验。在农田里进行实际的农业种植的实验,根据产量的不同,所得的肥料参数进行严格的对比,确定单位不同作物的施肥量,比如基、追肥的比例分配。三、配方设计。在不同的环境下生长物所需的土壤的营养一定不相同,所以要在不同地区的农作物种植的土壤中分别进行采样,制定合适的配方设计。四、校正实验。科学实验与实际试验相对比参考。五、配方加工。要在专门生产肥料的厂家进行采购。六、示范推广。在实验成功以后,要广泛向农民推广,切实落到实处。七、宣传培训。对农科技人员和化肥制造商和农民实行专业知识的讲坛,多印刷一些科技农业知识的宣传单。八、效果评价。接纳别人的意见,不能凭主观进行理论上的研究,在群众中虚心听取合理的效果评价,这才能更好更快的发展农业。九、技术创新。在田间试验方法、土壤测试、肥料配制方法、数据处理等方面开展创新研究。
四、蔬菜作物需肥规律与施肥技术
蔬菜的种类很多,在生长中所需要的养分各不同,与大田的作物相比较,对养分的选择性更强,所以在实际施肥中要求更高的精准度。以下是蔬菜施肥规律与技术的实际例子。
1.白菜蔬菜类
具体包括(大白菜、大青菜、菠菜等),主要的表现特点是叶片大,蒸发水的含量大,根部扎根浅。整个生长过程中氮、磷、钾肥配合施用是丰产的关键,而且施量也应该充足。微量元素要在适合的时间进行适量的给予,其中不可缺少的微量元素主要是铁,其次钙、锌、硼、锰等。
2.茄果类蔬菜
具体包括(番茄、茄子和辣椒等),生长特点表现在边开花边结果,所以要特别注意营养生长和生殖生长的矛盾。在施肥过程中重视磷、钾的缺失,加强对钙、铁、锰、锌等微量元素的注意。
3.瓜类蔬菜
包括(黄瓜、冬瓜、丝瓜、苦瓜以及香瓜等),其生长特点是营养生长和生殖生长并存,在肥料的使用量上,要重视磷、钾,保证氮、磷、钾养分的平衡供应,微量元素要注意锰、铜和钙等微量元素的施用的适时和适量。
4.葱蒜类蔬菜
包括(韭菜、大葱、大蒜及洋葱等),在施肥的过程中主要是氮,其次是磷、钾,它与其他蔬菜不同的地方要注意硫肥的使用,因为缺少硫会导致叶片发黄,辛辣味大大降低。缺锰时,易引起洋葱植株倒伏。
5.根菜类蔬菜包括(萝卜、地瓜、土豆、胡萝卜等),他们主要供给人们使用的是根部,在施肥的过程中,应把握好氮肥用量和增施钾肥,注意微量元素肥料硼、铜、锰等的及时施肥。
五、总结
通过上文的分析,我们不难看出合理的配方施肥对蔬菜农作物的生产有着重要的影响,认真研究配方施肥的概念和发展现状,在了解蔬菜施肥的特性的基础上进行科学的施肥,保证蔬菜的产量稳步的增长。在未来我国的还要大力宣传此项技术,确保每个种植农户学到科学专业的种植知识。
参考文献:
[1]宋志伟,易玉林.蔬菜测土配方-施肥技术[M].中国农业科学技术出版社.2011(9).
[2]易春梅.大白菜施肥存在的问题及其测土配方施肥[J].四川农业科技.2011(12).
审定情况:2008年通过国家农作物品种审定委员会审定。
审定编号:国审油2008030。
特征特性:半冬性甘蓝型常规油菜品种,全生育期平均233.5天,与对照秦优7号熟期相当。子叶肾脏形,苗期为半直立,叶片形状为缺刻形,叶柄较长,叶肉较厚,叶色深绿,叶缘无锯齿,有蜡粉,无刺毛,裂叶3对。花瓣较大,黄色,侧叠。匀生型分枝类型,平均株高153.4厘米,一次有效分枝平均8.0个。抗裂荚性好,其抗裂角指数为0.76,是目前我国大面积种植的油菜品种中双9号(抗裂角指数0.315)的2.4倍,是不抗裂角材料R1(抗裂角指数0.185)的4.1倍,平均单株有效角果数357.60个,每角粒数20.20粒,千粒重4.66克。种子黑色,圆形。区域试验田间调查,平均菌核病发病率12.88%、病指6.96,病毒病发病率9.19%、病指4.99。抗病性鉴定结果为低抗菌核病。抗倒性强。经农业部油料及制品质量监督检验测试中心测试,平均芥酸含量0.0%,饼粕硫代葡萄糖苷含量18.84微摩尔/克,含油量49.04%,属特高含油量品种。
产量表现:2006―2007年度长江下游区域试验平均亩产177.92公斤,比对照减产2.37%,减产不显著;平均产油量87.17公斤/亩,比对照增产4.25%。2007―2008年度续试平均亩产156.54公斤,比对照增产0.64%;平均产油量76.83公斤/亩,比对照增产8.75%。两年区域试验共17个试验点,9个点增产8个点减产,两年平均亩产167.23公斤,比对照秦优7号减产0.98%;产油量两年平均为82.0公斤/亩,13个试点增产,比对照秦优7号增加6.31%。2007―2008年全国(长江下游组)生产试验,平均亩产159.63公斤,比对照秦优7号减产3.58%。其中嘉兴试点比对照增产14.10%。
栽培要点:(1)适时早播:长江下游地区育苗适宜播种期为9月中、下旬,10月中、下旬移栽;直播在9月下旬到10月初播种。(2)合理密植:在中等肥力水平下,育苗移栽合理密度为1.2万~1.5万株/亩,肥力较高水平时,密度1.0万~1.2万株/亩。直播可适当密植。(3)科学施肥:重施底肥,亩施复合肥50公斤;追施苗肥,于5~8片真叶时亩施尿素10~15公斤;必施硼肥,底施硼砂每亩1~1.5公斤,薹期喷施(浓度为0.2%)硼砂溶液。(4)防治病害:在重病区注意防治菌核病。于初花期后1周喷施菌核净,用量为每亩100克菌核净对水50公斤。
适宜范围:适宜在江苏省淮河以南、安徽省淮河以南、浙江省、上海市的冬油菜主产区推广种植。
选育单位:中国农业科学院油料作物研究所
联系地址:武汉市武昌区徐东二路2号
邮政编码:430062
联 系 人:刘贵华
联系电话:027-86836265
关键词:重金属;来源危害;机理;植物效应
收稿日期:2011-07-19
作者简介:袁根勤(1978―),男,江苏泰州人,在职硕士研究生,主要从事环境监测方面的研究工作。
中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2011)09-0124-03
1 土壤重金属污染来源及危害
土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中,致使土壤重金属含量明显高于背景含量,并造成生态环境质量恶化的现象。
1.1 土壤重金属污染的主要来源
(1)污水灌溉。包括城市污水、工业污水、采矿污水等。
(2)固体废弃物。工业废渣、污泥、城市垃圾等。特别是部分地区将污泥和城市垃圾未经处理或稍加处理就作为肥料在农田施用。
(3)农药及化肥的施用。如长期大量施用含重金属的杀虫剂、杀菌剂、除草剂、杀鼠剂等。据统计,农田表土中80%的Cd来自于磷肥的施用。我国和一些国家磷肥的Cd含量见表1。
表1 部分国家磷肥Cd含量
(4)大气沉降物。含重金属的飘尘,特别在冶炼厂周围及高速公路两旁。
1.2 土壤重金属污染对人的危害分析
大量研究证明,土壤重金属污染会严重影响作物产量和品质,并通过食物链而危害人类的生命和健康。土壤重金属污染具有隐蔽性和潜伏性。水体、大气污染比较直观,而土壤污染则往往要通过农作物,包括粮食、蔬菜、水果或通过牧草到动物再到人,引起人的健康明显变化时才能反映出来。从遭受污染到严重后果有一个相当长的逐步积累过程,因而具有隐蔽性和潜伏性,同时还具有不可逆性和长期性,土壤一经污染就难以恢复。其后果具有严重性,这一点与前面两点密切相关,一旦发现就很严重,一旦形成就不好治理。
2 土壤重金属污染的植物效应分析
2.1 重金属对植物的毒害效应
重金属对植物产生毒害的典型症状很少,比较普遍的症状为:失绿、叶片上棕色斑块、叶缘变色,根颜色变深、发育不良及形成珊瑚壮根。
对植物产生毒害的重金属浓度及毒害效应非常难以评价,因为它取决于很多因素,一些非常重要的因素包括相关离子的比例,与重金属结合形成的化合物,与氧结合形成的阴离子等。这些结合物可能比简单的重金属离子更高毒或低毒。
2.2 植物对重金属的耐性
2.2.1 外部因素
根际重金属的可溶性和移动性。金属离子间的拮抗。菌根及氧化胶膜的形成。试验表明:菌根通过富集重金属而减少其向上部运转。将菌根培养在含高浓度Cu、Cd、Zn的培养基中,重金属和菌根中的蛋白质等物质结合形成二硫化物外壳或金属硫醇外壳,从而将重金属固定在菌根中。此前有学者提出:菌根增加了寄主植物根部表皮细胞的吸收面积,因此限制了重金属向上部运转。
2.2.2 内部因素
对离子的选择性吸收。根内离子转移性低。将重金属离子固定于某些器官或细胞,形成非活动形态,因而不干扰正常代谢活动。如多肽与金属的结合可以降低毒性金属离子的浓度。代谢形式的改变,如增加被抑制的酶系统,增加拮抗代谢物质,使代谢路径绕过被抑制部位。对酶中的金属被重金属取代产生适应性。通过过滤、分泌、老叶脱落等将重金属从植物体去除。
耐力指数(%)×100。
2.3 镉在植物中的吸收、转运及毒害机理
镉是一种柔软银白色稀有金属。自然界中很少有纯镉出现,总是伴生于其它金属矿中,镉是一种危险的环境污染物质,它能引起人和动物的一系列疾病。动物实验表明:镉能抑制生长,引起高血压,以及对酶系统、生育力和某些必需元素的不良影响。
2.3.1 植物对镉的吸收和运转
镉为植物非必需元素,但植物对镉的吸收和运转作用都很强,植物体内的镉含量与土壤中的镉含量成直线关系。另外,镉在植物体内有很强的累积作用。镉在植物体中长距离运输的机制可能与锌相似,通过某种载体、形成化合物或金属螯合物。植物对镉的吸收和运转因土壤状况、植物种类、生育期、器官不同而有很大关系。
2.3.2 对植物的毒害及机理
镉的最重要的生化特性就是与巯基团(硫氢基团)有很强的亲合力,镉也与蛋白质侧链及磷酸盐有亲合力。Dabin等研究指出:镉易积累于植物的蛋白质部分,这一点对于食用作物的生产非常重要。没有一种酶的活动需要镉,但镉特别容易诱导大豆中半胱氨酸和蛋氨酸的合成,而且与植物的耐性水平有关系。镉被认为是一种毒性元素,其基本毒理是干扰酶的活动。Cunningham等研究报告指出:镉胁迫下,植物花青素和叶绿素的合成受抑制。一般情况下,镉胁迫的明显症状是生长缓慢及根受害,叶片黄化,叶缘及叶脉变成褐色。在生理毒性方面,干扰一些微量元素的代谢,抑制光合作用,干扰蒸腾作用及CO2的固定,改变细胞膜的透性。镉还会干扰植物与微生物的共生关系,降低植物对病害的抵抗能力。Schulze等研究,在水溶液中添加镉100mg/kg时,燕麦根部细胞中的ATP酶活性下降,防碍K向根内输导,因而认为,镉的第一个作用点即是降低K的吸收。本间也认为,镉的作用性质和氧化磷酸化公轭剂一样,严重防碍K、P的吸收。
镉胁迫下,耐性较弱的作物叶片内叶绿体的提取量小于耐性较强的作物。据推断,叶绿体中可与蛋白质上-SH基或其它侧链结合或取代其中的Fe2+、Zn2+,直接破坏叶绿体结构,或使酶活性降低,影响叶绿体量及光合作用。
对叶片中可溶性糖含量测定结果显示:镉胁迫下,耐性较强的作物可溶性糖总含量变化小,耐性较弱的作物确明显降低。据推断,耐性较弱的作物体内可溶性糖中的镉,移动性及生物活性较强的形态所占的比例较大,因此,镉在作物体内的存在状态,也是决定其耐性的机制之一。
2.3.3 与其它元素的交互作用
在自然情况下,土壤中常常同时存在多种重金属污染,因此对植物的影响与镉单独污染时肯定不同,有多种元素与镉之间有交互作用,不论在吸收运输方面还是在生物化学方面。
2.4 铅在植物中的吸收、转运及毒害机理
铅对人有毒,铅毒的临床表现包括贫血、便秘、腹痛、呕吐及食欲减退等。幼儿大脑对铅的污染比较敏感,易出现智力障碍和行为异常。人体吸收铅的主要途径有:呼吸含铅尘埃、食物链、饮用水等。
土壤中铅的形态很多,有氧化物、硫化物、卤化物等多种多样。铅在土壤中的移动性很低,根据土壤类型、水分管理及生物状态不同而不同。需要强调的是,土壤污染正以不可逆转的方向增加,铅在表土中的累积是一个严重的生态问题。因为铅影响土壤的生物活动,土壤中铅含量的增加会抑制土壤中微生物产生的酶的活性,其结果是土壤中没有完全分解的有机物积累增加,特别是那些分解慢的有机物,如纤维素类。富含铅的土壤中硝酸盐会累积。铅作为污染元素正日益受到关注。
2.4.1 铅在植物体内的吸收和运转
植物的根对铅的吸收是被动吸收,吸收量与土壤中铅的浓度及温度有关。当营养液中的铅以水溶状态给予时,根也能吸收相当数量的铅,但铅从根到地上部运转很有限。铅在植物体内主要以焦磷酸盐及结晶体形态储存于细胞壁,无论在根、茎及叶中。
植株积累铅最高的报道是叶类蔬菜,主要是莴苣,在非铁冶炼厂附近可达0.15%(干重比)。在城市及工业区的蔬菜中,日益升高的铅含量对人类健康是一种威胁。
据研究报道,水稻各部位含铅量随土壤投加量的增加而增加,其分配规律为:根>茎叶>糙米,分配比为210∶2.4∶1。随着添加铅的增加,吸收率除根递增外,其余部位呈下降趋势,可间接反映重金属在土壤-植物系统中的迁移特性。
2.4.2 铅对植物的毒害作用及机理
尽管没有任何研究证明铅为任何植物的必需元素,但有相当多的研究报道,低浓度铅盐(主要为Pb(NO3)2)对植物的生长有促进作用,然而也有一些报道低浓度铅对植物的代谢有抑制作用。由于铅与其他元素及很多环境因素存在交互作用,所以很难确定对植物的重要生命活动有毒害的铅浓度,大多数研究给出的范围为100~500×10-6。铅对植物的亚细胞效应与干扰电子传递,因而抑制呼吸和光合作用有关。一些植物的种或生态型能产生耐铅机制,这种耐性与膜的特性相关。
细胞壁对铅的吸持作用很强,其中最活跃的是果胶酸,因此铅对细胞壁的弹性和可塑性有影响,其结果是使细胞壁变硬。对铅敏感的植物与耐性植物相比,会吸持较多的铅在其细胞壁。大量的铅累积于细胞膜明显会干扰其功能。另一方面,耐铅生态型在其根部累积的铅为非活性状态,如铅的焦磷酸盐和正磷酸盐。尽管低浓度铅可能会抑制植物的一些重要的生命过程,但铅毒很少能在大田自然情况下观察到。
2.4.3 与其它元素的相互作用
铅能干扰膜对离子的透性,刺激根系对镉的吸收。铅与锌有拮抗作用,相互降低由根向地上部运转的量。铅和钙的相互作用对代谢有影响,因为铅能模仿钙的生理功能,从而对一些酶有抑制作用,施用石灰可降低植物对土壤中铅的吸收,但效果因土壤类型不同而不同。磷能降低铅的毒性,其原因是在植物组织及土壤中,铅与磷会形成不溶性磷酸盐。硫能抑制铅向地上部运转,土壤缺硫会大大增加铅由根向地上部转移。
3 结语
纵观前人的工作,关于镉、铅污染对水稻的效应在下列方面研究较多:生长介质的镉、铅浓度与水稻各器官中镉、铅的积累;生长介质的镉、铅浓度对水稻生长发育的影响;土壤类型及土壤pH值与镉、铅对水稻的效应。在下列方面研究较少:水稻不同基因型品种对镉、铅的反应;根系的生理功能与镉、铅的效应;镉、铅污染对水稻中营养物质运转的影响;水稻不同生育期对镉、铅污染的反应;不同生育时期、不同程度的水分控制与镉、铅的效应;镉、铅在水稻体内吸收与运转的生理机制及遗传基础。
参考文献:
[1] 陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京:科学出版社,1996.
[2] 何振立.污染及有益元素的土壤化学平衡[M].北京:中国环境科学出版社,1998.
[3] 杨居荣.农作物Cd耐性的种内和种间差异I.种间差[J].应用生态学报,1994,5(2):192~196.
[4] 杨居荣.农作物对Cd的耐性机理探讨[J].应用生态学报,1995,6(1):87~91.
[5] 王凯荣.Cd对不同基因型水稻生长毒害影响的比较研究[J].农村生态环境,1996,12(3):18~23.
Effects of Heavy Metal Pollution of Plants
Yuan Genqin Zhang Jing Zhu Fangfang Ma Yangguang3
(1.TaiZhou Environmental Protection Agency,Taizhou JiangSu 225300,China;2.Jiangyan
Environmental Protection Agency,Jiangyan Jiangsu 225500,China;3.China Medical City,
TaiZhou,JiangSu Province 225300,China)
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 straws 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 developing 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。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 1950~1972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,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、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,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,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
的高量超氧化物歧化酶(sod),可有效地催化体内超氧阴离子自由基(o2-1),转换成无害的
h2o2和o2,解除o2-1对机体的毒害作用,而放线菌的大多数菌种,在代谢过程中能产生不同类型
的抗生素,从而确保畜禽健康。
2、提高畜禽生产性能,降低饲养成本,增加经济效益。
em中的许多菌体本身就含有大量的营养物质,如光合细菌,蛋白质含量在60%以上,并富含各种维
生素,特别是vb12,叶酸和生物素,这些微生物加到饲料中,作为营养物质被畜禽摄取利用,从
而促进生长。同时,e央发酵过程中,还能产生大量生物活性物质,如维生素,各种消化酶,内分
泌激素及促进生长的刺激因子,从而调整和提高畜禽各器管的生理功能,促进畜禽生长,增加产
蛋和产奶量。乳酸菌可摄取光合细菌产生的物质,分解饲料中的粗纤维,使其转化为畜禽有效的
养分。
3、改善禽产品品质,生产绿色食品
em是一种复合微生物菌剂,不含任何化学有害物质,无毒副作用,不污染环境,用它作原料或配
制成的饲料所生产的产品是安全可靠,无公害,绿色食品。采用em技术饲养畜禽的生存环境,还可
显著提高机体的抵抗力和免疫力,减少疾病的发生,从而大大减少抗生素,激素和化学药物的使用
,并使畜禽产品品质大为改善。
4, 消除粪便恶臭,改善环境卫生。
畜禽粪便中有相当数量的含氮物质,极易腐败分解,产生恶臭,不仅污染空气,而且臭气及所含
氨气和硫化氢等有害物质还严重影响禽的健康和生长,em中含有大量的纤维素分解菌,半纤维素
分解菌,固氮菌及乳酸菌。这些微生物与畜禽肠道内的有益菌相互协同,能有效增强肠道的活动
功能,从而提高蛋白质的利用率。同时,em可以竞争性排斥或抑制在原有肠道内的腐败菌群,阻
止外来有害菌的侵袭,从而减少蛋白质的氨及胺的转化,使肠内及血液中氨的含量下降,减少随粪
便排出的氨量,臭味得到有效控制。
5,扩大饲料来源节约粮食。
发酵桔杆等粗饲料,提高营养价值。em在发酵过程中,产生大量的微生物酶,促使纤维素一木聚
糖链和木质素聚合物酯键被酶解,增加秸秆的柔软性和膨胀度,提高了粗饲料消化率。em中纤维
分解菌和半纤维分解菌,可将部分木质素类物质转化为糖类,同时,em发酵时还产生大量营养丰富
的微生物菌体及其有益的代谢产物,如aa、维生素、抗生素、激素等,提高了粗饲料的营养价值,
并且有酒曲香味和苹果香味。
发酵畜禽粪便,开发蛋白饲料资源。鸡粪经em发酵后,不仅杀死病原微生物,去除臭味,改善适
口性,还可合成大量糖类,氨基酸和蛋白质等营养物质,并产生大量生物活性物质,使其营养价
值得到提高。
综上所述,由于em中的各种有益微生物的综合协同作用,对促进畜牧生产及环境净化方面有显著作
用,尤其对解决我国生态养殖业生产中存在的饲料资源不足,抗生素使用过多和畜禽粪便污染等
问题提供了一个较理想的途径,有着广阔的应用前景。
五、em发酵秸秆的机理
在秸秆发酵过程中,由于有效m在适宜的温度和厌氧条件下,生长繁殖旺盛,分泌酶也多,秸秆中纤
维素---本聚糖链以及本质素聚合物酯键被酶解,增加了秸秆的柔软性和膨胀度,使反刍动物瘤胃
m能直接与纤维素接触,从而提高了粗纤维的消化率。同时在发酵过程中,部分木质纤维素类物质
转化为糖,糖又被有机酸发酵菌转化为乳酸和挥发性脂肪酸,使ph值降至4。0-----5。0左右,抑
制了丁酸菌腐败等有害菌的繁殖,使秸秆能够长期保存。秸秆等粗饲料经过有益m发酵后,饲料中
的纤维素,淀粉,pr等复杂的大分子有机物在一定程度上降解为动物容易消化吸收的单糖,双糖
和氨基酸等小分子物质,从而提高了饲料的消化吸收率,起到了饲料机械起不到的深度生物加工
作用,粗饲料发酵过程中还产生并积累大量营养丰富的m菌体及有用的代谢 中间产物,如氨基酸
,有机酸以及醇、醛、酯、维生素、激素、微量元素等,使饲料变软变香,营养增加。这其中,
有机酸(如乳酸,醋酸,乙醇,对饲料还有防腐作用,有的能增加动物的抗病能力,刺激其生长
发育,如维生素,抗生素,激素,微量元素及未知促生长因子。
家畜利用有效的em发酵的秸秆后,由于各种纤维素分解菌群的生长发育和代谢活性提高,增加了
细菌和瘤胃中纤毛等的协调作用,采食量和消化率明显提高,两者共存时,纤维素的消化率可提
高到65。2%,瘤胃中挥发性脂肪酸的增加,淀粉,纤维素被糖化,以及氮素等构成菌体pr、生长
酶,对于促进动物生长,抑制病原菌等都有重要意义。总之,秸秆经有效m发酵后营养价值明显增
加,有效性提高,能促进家畜日增重和产奶量的提高。
六、em发酵饲料的优点
用em发酵的干玉米秸,经营养分析约等于玉米青贮的营养价值。据资料介绍,667米2 所产的玉米
秸秆青贮的营养价值相当于125kg玉米。而667米2 干玉米秸秆相当于46kg玉米,但用em发酵后其
营养价值却相当于玉米青贮,可见em发酵秸秆的效益很高。薛充连(97年)报道,em发酵干玉米
秸与青贮玉米的成分对比:
饲料成分及营养价值分析对比
饲名样品说明干物质粗蛋白粗纤维无氮浸出物
青贮玉米浙江乳熟期251.51.711.9
em发酵干玉米秸赤峰外贸牛场25.381.658.8412.09
用em发酵秸秆与微贮,氨化相比,具有如下优点:
(1)与秸秆微贮相比,发酵时间短,周转快,供应及时。
(2)与秸秆氨化相比,饲料调制成本大为降低,1千克em菌液30元。可以处理秸秆1000kg;而用
氨化,需尿素30----50kg需上百元。
(3)由于em发酵秸秆饲料中含有大量的多种有益菌,对保持家畜肠道菌群平衡,防病促生长具有
重要作用,这是目前其它任何m发酵菌剂所无法相比的。
(4)家畜饲用em发酵饲料排粪臭味减少,畜舍卫生改善,这时净化环境,保障家畜健康有重要
意义。
em用于秸秆等粗饲料发酵在我国才刚刚开始,有待继续实践,不断总结经验,加以提高。
第二章 实 验 部 分
一,引言
em液发酵秸秆饲料是一种新型的微生物技术,em是一种把厌氧菌和好氧菌共存的活菌制剂。依靠
改善动植物体内各环境微生物而发挥作用。组成em有效微生物菌液的有效微生物群是由光合菌,
乳酸菌,纤维素分解菌,半纤维素分解菌,酵母菌,放线菌,固氮菌等5个科,10个属的80多种有
效微生物组合而成,通过这些对分解秸秆有效,对动物生长和防病有益的微生物群的作用,在一
定温度和厌氧条件下实现秸杆的生物转化和饲料转化。
目前,在全国不少地区,大量农作物秸杆没有得到充分利用,有的堆积在田埂和路旁,多数在田
间付之一炬。这种处理方法不但浪费资源而且会造成严重的环境污染,破坏生态平衡。如果能把
秸杆通过科学的加工与调制,即可用来饲养牛羊等草食家畜,发展秸杆畜牧业,这是一个一举多
得的“绿色事业”,本试验取南阳市周围农村的玉米秆,花生秧,稻草。研究em发酵各种秸秆的
作用效果和最佳作用条件,使em发酵秸秆饲料能够推广应用。
二,材料和方法
材料:em原液,南阳市周边农村的玉米秆、稻草、花生秧。
方法:本试验测试项目为:
[1]水分 [2]粗脂肪 [3]粗纤维 [4]粗蛋白 [5]灰分 [6]中性洗涤纤维 [7]酸性洗涤纤维
(1)水分的测定
[1]仪器:粉碎机,烘箱,天平,称量瓶,干燥器
[2]步骤:称2g试样置100℃---105℃干燥恒重后称量瓶中,在100℃----105℃度烘箱中干燥3---4
个小时,取出置干燥器中,冷却至室温,称重。再于相同温度下干燥1小时左右,同上操作至恒重。
[3]计算 水分(%)=100%(w1—w2)/(w1—w0)
w0—瓶重(g), w1—干燥前试样与称量瓶重(g) ,w2—干燥后试样与称量瓶重(g)
(2)粗脂肪的测定:
[1] 原理:乙醚提取试样,称重提取物的重量,除脂肪外还有有机酸、磷脂、脂溶性维生素、叶
绿素等。固而称粗脂肪。
[2] 仪器:a、粗碎机 b、分样筛0.45mm c、水溶锅 e、恒温烘箱50~500℃ f、索氏脂肪取器(带
球形冷凝管)100或150ml . g、滤纸(中速脱脂).
[3]试剂:无水乙醚(分析纯)
[4]测定步骤:
a、 索氏抽取器应于燥无水。抽提瓶(内有沸石数粒)在105℃烘箱中烘60 min至干。干燥器中冷
却30 min,称重。再烘干30min,同样冷却、称重,再次重量之差小于0.0008g为恒重。
b 称取试样125g(准确为0.0002g) 于滤纸筒中,或用滤纸包好.放入105℃烘箱中烘干60min。干燥
器中冷却30min,称重再烘干30min,同样冷却称重,再次重量之差小于0.0008g为恒重.
c、 称取试样1~5g(准确度0.0002g),于滤纸筒中,或用滤纸包好,放入105℃烘箱中,烘干2h(或取
测水分后的开试样,折算成风干样重).滤纸筒应高于提取器虹吸管的高度。滤纸包长度应全部浸
泡于乙醚中为准,将滤纸筒或包放入抽提管)在抽提瓶中加无水乙醚60~100ml.在60~75℃水浴上
加热,使乙醚回流,控制乙醚回流次数为每小时约10次,共同回流约50次或检查抽提管流水的乙
醚挥发后不留下油迹为抽提终点。
d 、取出试样,仍用原撮器回收乙醚直到抽提瓶几乎全部收完,取下抽提瓶,在水浴上蒸去残余
乙醚.擦净瓶外壁,将抽提瓶放入105℃烘箱中烘干2h,干燥器中冷却30min称重,再烘干30min,同
样冷却称重。两次的重量差小于0.001g为恒重。
[5]计算: 粗脂肪(%)=100%(m2—m1)/m
m—用干试样重量 m1—已恒重的抽提瓶重量(g)
m2—已恒重的盛有脂肪的抽提瓶重量(g )
(3)粗纤维的测定:
[1]原理: 试样经酸、碱处理后,使淀粉、半纤维素、蛋白质、脂肪等变成可溶性物质而被除去,
残剩的纤维素和其他植物质的膜壁等。统称为粗纤维素,称重定量。对含油脂较高的试样可用硝
酸—醋酸处理试样。
[2] 试剂:a、1.25% h2so4 溶液。b、1.25% naoh 溶液 c、乙醚 d、乙醇
[3]测定步骤
准确称取2-3g试样,置入500ml三角瓶中,加入100ml 乙醚,盖严,静置过夜,以除去脂肪。
用倾泻法除去乙醚层,再用乙醚洗涤残渣,残存少量乙醚于水浴中蒸发除去(或直接取测定粗脂
肪后的残渣进行测定)。
200 ml 1.25%硫酸溶液煮沸半小时,抽滤(滤器可用布氏漏斗,上铺亚麻布或府绸或用1-2号耐
酸玻璃过滤器),用热水洗涤到滤液呈中性。
将残渣用1。25%naoh溶液转入500ml烧杯中,补足1.25% naoh 溶液至200ml 盖上表面皿煮沸半小
时(小火)。用古氏坩埚抽滤(30 ml, 预先加入酸洗石柿悬乳液30ml(内含酸洗石柿0.2-0.3g)
再抽干,石棉厚度均匀,不透光为宜,上下铺两层玻璃纤维有助于过滤。)用热水洗涤至滤液呈
中性,再用乙醇,乙醚洗涤。
将古氏坩连同纤维素,于100---105℃干燥至恒重w1,然后燃烧至恒重(w2)
[4]计算。粗纤维素(%)=100%(w1—w2)/w w——试样重量(g)
(4)粗蛋白的测定
[1] 原理:将试样与浓h2so4共热消化,使pr分解其中n与h2so4化合成(nh4) 2so4,然后碱化蒸馏使
氨游离,用标准酸接收,过量酸用标准碱滴定。
总氮量除pr外,还有氨基酸、酰胺、核酸中的氮,换算成蛋白质,称粗蛋白。
[2] 试剂:a、浓h2so4 b、k2so4 c、 cuso4.5h2o d、 h2o2 (30%) e、naoh(30%) f、 0.1
(nh4)2so4 g 、 0.1 n naoh h、 0.1%甲基红指示剂
[3] 步骤:
a 、 试样消化,取2g试样置入250ml凯氏定氮瓶中,加3gk2so4 和1g cuso4,加20ml浓h2so4 ,
瓶口安放小三角漏斗,于电炉上加热消化。若消化色泽难退,则冷却后,加3---5mlh2o2,继续
加热,直至清彻透明为止。冷却,转入100ml容量瓶中(先加20ml水),充分洗涤凯氏定氨瓶,冷
却至室温,再用水定容至刻度摇匀。
b 加碱蒸馏:吸取50ml稀释消化液,置入500ml平底烧瓶中,加约100ml水和数粒沸石,加入60m
l30%naoh液.或在烧瓶上安一分液漏斗加碱,立即盖严,蒸馏约45分钟(或蒸出原液体积的1/3)
,接收瓶中先加入25或50ml 0.1na2so4。.
c、滴定,蒸后,用水洗涤冷凝器,取出接收瓶,加4滴0.1%甲基红指示剂,用0.1naoh滴定至黄色。
d计算,含氮(%)=[(nv)h2so4 -(hv)naoh]x0.01401x(100/50)x(1/w)x100%
0.01401—氮的mg当量, 100/50—稀释倍数, w—样重
粗蛋白(%)=6.25x含氮(%)
e.<5>灰分的测定
①.原理:试料在550℃燃烧所得残渣,用质量百分率来表示,残渣中主要是氧化物、盐类等矿物
质,也包括混入饲料中的砂石、土等,故称粗灰分。
②.仪器:a ,粉碎机 b, 分样筛 孔径为0.45mm(40目) c,分析天平 0.0001g d. 高温炉
550+-20℃ e 坩埚瓷质容积50ml f, 变色硅胶作干燥剂
③测定: 将干净坩埚放入高温炉,在550℃下灼烧30min,取出在空气中冷却约1min,放入干燥
器冷却30min,称量,再重复灼烧,冷却,称重,直至两次质量差小于 0.0005g为恒重。在已恒
重的坩埚中称取2---5g (灰分质量0.05g以上).试样,准确至0。0002g,在电炉上小心碳化,在
炭化过程中,应将试料在较低温度状态加热灼烧至无烟,然后升温灼烧至样品中基本无炭粒。再
放入高温炉,于550℃下燃烧3h,取出,在空气中冷却约1min,放入干燥器是冷却至30min,称重
,再同样燃烧1h,冷却,称重,直至两次质量之差小于0.001g为恒重。
结果计算和表述
粗灰分(%)=(m2--m0)/(m1--m0) *100%
m0——恒重空坩埚重 m1—加试样品的坩埚重 m2—灰化后坩埚重
三、实验方案设计
[1]、麸皮、玉米秆、稻草、花生秆的常规成份测定与分析
[2]、发酵麸皮单因素试验,取四个因素:(1)接种量(2)温度[3]时间(4)水分,以粗蛋白为
主要指标
[3]、发酵玉米秆的温度、时间、水分三因素交叉试验
[4]、发酵稻草、花生秆初探
2测定定项目 水分%、粗蛋白%、粗脂肪%、粗纤维%、粗灰分%
无机氮浸出物%=100%—水%—粗蛋白%—粗纤维%—粗灰分%1、发酵麸皮
接种量温度℃时间水分
1%20℃2d30%
1.5%25℃3d40%
2%30℃4d50%
2.5%35℃5d60%
3 发酵玉米秆 温度a、时间b、水分c,以1%的接种量三因素交叉分组设计
发酵时间b1(15天)b2(30天)
料水比c1(1:1)c2 (1:2)c1 (1:1)c2 (1:2)
a1 15℃a111a112a121a122
a2 20℃a2111a212a221a222
a3 25℃a311a312a321a322
a4 30℃a411a412a421a422
试样分析项目
vansoest法测定试样中性洗涤纤维(ndf)酸性洗涤纤维(adf)的含量
四 试验结果与分析
1、发酵麸皮单因素试验
(1) 温度(2%接种量、50%水分、4天)
温度℃25℃30℃35℃40℃
粗蛋白27.533.721.020.6
分析:25℃条件下培养时,菌体生长速度比较迟缓,35℃ ,40 ℃ 条件下培养,初生长速度较快,达
到峰值后快速进入衰亡期,粗蛋白含量不高,30℃培养对em的生物转化较为适宜.
(2 ) 含水量 (30℃ 2‰ 4天)
含水量30%40%50%60%70%
前后粗蛋白变化量2%3%15%12%10%
分析:含水量在50%--60%时比较有利于菌体的繁殖生长,含水量在40%以下时,菌体蛋白增长缓慢
,粗蛋白含量无明显增加,而基料含水量高于60%时,则由于出现过多的游离水,使得酶和营养物
质的传逆性较差,阴碍了em菌体繁殖,所以菌体蛋白增长也呈缓慢趋势,此时微生物呈现表面生
长现象。
一般来说,真菌可以在没有游离水的基质上生长良好,而酵母,细菌必须在含水量为40%以上的基
质上才能生长,若要长生良好则需有充分的游离水,适量的游离水有利于营养物质的渗透传递,
也利于酶及代谢产物的扩散。
(3)接种量(30℃ 50%水分 4天)
接种量1%1.5%2%2.5%
粗蛋白22.9%27.8%34.5%34.6%
分析:em在基料上生长繁殖,提高了基料中粗蛋白的含量,em接种量不同其生物转化效果不同,从上
面实验看出%的效果最好
(4) 发酵时间不同时的情况
发酵时间0d2d3d4d5d
粗蛋白17.8%26.6%29.7%33.7%22.5%
分析:第四天菌体数达最大值,粗蛋白含量最大。
小结:现初步确定最佳条件,即基料中,初始含水量为50%,接种量为2%、培养温度为30 发酵4
天,发酵状况最佳.
2、玉米秆、花生秆、稻草、小麦 常规成份测定结果及分析
水分%干物质%粗蛋白%粗脂肪%粗纤维% 粗灰分%无机氮浸出物%
皮11.1988.8115.233.98.94.756.08
玉米秆10.6689.349.193.0927.713.3136.05
稻草12.8387.175.181.435.614.7830.21
花生秆12.2487.7611.833.232.422.5927.74
分析:农作物秸秆是由大量的有机物和少量的无机盐及水所构成。其有机物的主要成份是纤维素
类的碳水化合物,此处还有少量的粗蛋白和粗脂肪。碳水化合物由纤维类物质和可溶性糖类组成
。纤维素类物质是植物细胞壁的主要成份,它包括纤维素,半纤维素和本质素等,用粗纤维表示;
可溶性糖类用无氮浸出物表示;秸秆中的无机盐用粗灰分表示,由硅酸盐和其它少量微量元素组
成,含量大约为6%,但有的高达12%以上。农作物成熟后其秸秆中的维生素差不多全被破坏了,含
有很少。
农作物秸秆由许多植物细胞组成,所有的秸秆细胞可以分为细胞内容物和细胞壁两部分。秸秆用
中性洗涤剂(ph7)消化(煮沸1小时)。细胞内容物溶于中性洗涤剂中,不溶的就是细胞壁,细
胞壁是纤维素多聚物。经中性洗涤剂消化而得的纤维叫中性洗涤纤维(ndf)随后将中性洗涤纤维
用酸性洗涤消化,能溶于酸的叫酸性洗涤可溶物,不溶的物质叫酸性洗涤纤维。能溶于酸的物质
大部分是半纤维素和细胞壁含氮物质。不溶于酸的酸性洗涤纤维,又分为纯纤维素和酸性质素,
木质素经灼烧成灰分,灰分是由各种无机盐组成的。
成份(%干物质fdm粗蛋白cp中性洗涤纤维 ndf酸性洗涤纤维 adf
稻草90.34.469.156.9
玉米秸93.29.269.7743.74
花生秧88.011.236.627.8
秸秆营养价值的限制性
由于农作物秸秆化学成分的特性,其营养价值很低,用它作为主要粗饲料来饲养反刍动物,尚具
有许多限制性因素。一是纤维素类物质含量高,水稻、小麦和玉米三大作物秸秆的中性洗涤纤维
分别为61。9%---74。4%,67。1%---73。0%和60。4%---71。9%;酸性洗涤纤维分别为40。
2%---53。0%,53。0%---56。2%和37。4%---51。1%。可见中性洗涤纤维一般高于60%,酸性洗涤
纤维高于40%。
二是粗蛋白含量低,稻草,麦秸和玉米秸的粗蛋白含量分别为3。8%---5。9%,4。0%---5。1%和
8。8%---9。6%,一般平均为3%---6%可见,秸秆饲料不仅可发酵氮极低,而且过病胃蛋白也几乎
为零。三是无机盐含量低,并缺乏动物生长所必需的维生素a,维生素d,维生素e等,以及钴、
铜、硫、硒和碘等矿物质元素。例如,秸秆饲料中含有大量的硅酸盐,它严重影响病胃中多糖类
物质的降解作用,ca和p的含量一般也低于牛、羊的营养需要水平,许多地区钴、锌、硫、硒和
铜等元素也明显缺乏。四是可消化能值很低。由于上述秸料的营养限制因素,严重影响了家畜对
秸秆饲料的采食量和营养物质的消化率,从而制约了动物生产性能的表现。因此要科学地利用秸
秆来饲喂家畜,必须利用em来提高秸秆饲料营养价值这一有效途径,这个途径是秸秆的综合处理
和营养物质的添补。
3、玉米秸交叉分组发酵试验
按玉米秸粉量的1%接em菌种,并接料水比1:1,1:2加水,充分混匀,ph值取自然,分装500ml瓶
中密封。分别在15℃、20℃、25℃、30℃的温度下发酵15天,20天。
取发酵后的试样,置60 烘箱烘干,制成风干样,经受40目筛的粉碎机粉碎,然后严格按4分法取
样以各分析,通过色泽、质地、气味等观察发酵试样的品质。
测定中性洗涤纤维ndf,酸性洗涤纤维adf的含量。
(1) 原玉米秸中部分营养成分含量
营养成分dmndfadf
含量%93.2169.7743.74
试验所得数据:统计用excel进行,方差分析及多重比较用sas软中的anova过程进行。
(2) 不同条件下发酵样品的ndf,df含量(%)
发酵时间料水比15℃20℃25℃30℃
mdf15d1:11:1 64.51+0。3763.37+0。8763.91+0。6263.06+0。80
1:267.70+0。7567.53+0。8767.54+0。6569.43+0。86
20d1:160.29+0。6962.33+0。8862.41+0。7265.67+0。69
1:265.37+0。7561.94+0。8564.99+0。8738.56+0。68
adf15d1:139.14+0。640.52+0。6340.52+0。8343.34+0。65
1:242.63+0。6741.98+0。9840.93+0。9241.75+0。89
20d1:137.86+0。9139.84+0。8538.98+0。9239.21+0。76
1:241.93+0。7839.82+0。8440.99+0。2940.56+0。83
分析结果:发酵试样均色泽鲜黄,质地变软,透有酸香气味,无霉败异味。不同条件下经em发酵
的饲料试样品的ndf和adf含量显著低于其它处理组合。
(3) 同因素对发酵玉米秸纤维含量的显著性比较(最小显著差数法)
因素交互作用abcaxbaxcbxcaxbxc
ndf***ns***
adfns**ns*ns*
(* 表示差异显著 p<0.05, ns表示差异不显著 )
由上表可见温度a,时间b,水分含量对em发酵玉米秸中的ndf含量影响均显著p〈0,05;且温度和
水分(axc),时间和水分(bxc)及温度和时间和水分(axbxc)对其影响也显著,但对于adf含
量只有发酵时间a,温度b,水分含量c及(axbxc)的影响显著,其它均不显著。
(4) 不同因素各处理组合adf平均数:邓肯多重比较lsr
处理组合a4b1c2a1b1c2a2b1c2a1b2c2a4b2c1a3b2c2a3b1c2
数据43.3442.6341.9893.4175.4099.4040.93
差异显著性aababcabcbccdcd
a3b1c1a2b1c1a2b2c1a2b2c2a1b1c1a2b2c1a4b1c1a1b2c1
40.5240.5239.8438.8239.1438.9838.5637.86
cdecdedefdefefgfgfgg
em发酵玉米秸秆饲料试样感官品质说明,em生物体系在厌氧酸化的微生态可抑制其它微生物区系
的生长繁殖,使发酵秸秆在不灭菌的情况下不霉败变味无素安全。由于微生物产酸的浸渍及酶解
作用,一定程度的分散秸秆组织结构,导致其坚韧致密的纤维松结、软化。另外,所用微生物的
生长繁殖将秸秆中的碳、氮源部分转化为菌体蛋白,提高了发酵玉米秸作为饲料的营养价值。
由以上统计结果可知,温度,时间,水分等因素及其交互作用对玉米秸发酵有显著影响,而温度
是影响有效高级生物发酵的首要因素,本试验的三要素即温度,时间,水分含量直接影响有效微
生物生长繁殖,间接体现为玉米秸发酵的效果。初步明确温度15℃---30℃,含水量为40%----70%,
发酵时间为15天----30天.经比较以下几个效果较好.
15℃ 料水比 1:1 30天
20℃ 料水比 1:2 30天
30 ℃ 料水比 1:2 15天
4、花生秧、稻草发酵初探
将其粉碎,em原液:红糖:水=1:1:9,混和后30℃活化2 天,再将秸秆:em活化液:井水=1000
:1000:900,混匀厌氧25℃发酵10天.稻草略带有酸酒香味,质地柔软,花生秧呈深褐色,略有
酸酒香味,质地柔软。如果添加尿素:硫酸铵=2%:1%后,发酵前后粗蛋白含量有一定提高,但留
有刺鼻的氨味,口味较差。
em发酵秸秆饲料的质量鉴别方法,总的来说是一看,二实,三手感。优质em秸秆饲料呈金黄色或
茶黄色,具有醇香味和萍果香味,口尝有弱酸香甜味。若温度过高或水分过多酸味加重;若有腐
臭味、发霉味,则不能饲用,在手感方面,手感松散湿润而柔软为优质;手感发粘为质地不佳;
手感虽然松散,但干燥粗硬,也属于质不良。
注:将发酵麸皮和发酵秸秆分别制作成功后再适度混合,经试验粗蛋白的提高率较大,且有较好
的适口性,便于实验的进行和成份测定。