柠条饲料加工相关问题的探讨.doc

柠条饲料加工相关问题的探讨22卷6期Vo1.22,No.6草业科学PRATACULTURALSCIENCE756/2005柠条饲料加工相关问题的探讨王峰,左忠,张浩,余峰,温学飞(1.宁夏农林科学院荒漠化治理研究所,宁夏银川750002;2.宁夏回族自治区林业局,宁夏银川750004)摘要:从柠条Caragana饲料加工利用的角度出发,分析和探讨了柠条养分,饲料加工,饲喂方法等问题.从养分角度来看,柠条平萑间隔期越长,营养成分含量越低,反之则高;月季间养分差异很大,其中6月营养成分含量最高,钙磷比6月前基本平衡.从加工和营养角度综合考虑,选择以3年为一个平茬周期最好,提出了依靠压缩平茬周期来提高柠条饲料粉碎效率,营养成分和利用效果等观点.关键词:柠条;原材料;营养成分;加工中图分类号:$541.909.9文献标识码:A文章编号:10010629(2005)06007506柠条是豆科锦鸡儿属Caragana植物的俗称,广泛分布于我国北方各省区,是主要的防风固沙和水土保持造林树种.在宁夏主要分布的种有小叶锦鸡儿C.microphylla,柠条锦鸡儿C.koushinskii,中间锦鸡儿C.intermedia,狭叶锦鸡儿C.stenophylla等1.柠条枝叶富含氮,磷,钾,为优良的绿肥,根,花,种子亦可人药,有滋阴养血,通经,镇静,止痒等作用,茎纤维可供造纸及制造纤维板2,目前主要用于自由放牧和生态治理.本文主要从柠条平茬和饲料加工利用的角度出发,分析和探讨了与之相关的一些性状,旨在加快其合理开发和应用的力度,促使其向规模化和产业化的方向发展.1试验区自然概况试验地位于宁夏回族自治区盐池县花马池镇,为宁夏中部干旱带的重要组成部分,年均气温7.6,1月均温一8.9,7月均温22.3,年温差31.2oc,10oc年积温2944.9,无霜期138d,年降水量250300mm,其中79月降水量占全年降水量的60以上,降水年变率大于3O,潜在蒸发量2100mm,干燥度3.1,年均风速2.8m/s,年均大风时间25.2d,主害风为西北风,南风次之,主要自然灾害为春夏旱和沙尘暴.主要造林树种为柠条,约占总造林面积的95.因此研究和开发柠条资源对当地畜牧业发展和农民增收,部分替代传统的豆类,油料等高蛋白粮食饲料,发展节粮型畜牧产业具有举足轻重的作用,特别是自实施禁牧以来柠条饲料加工的研究与开发已成为解决当前畜产品供不应求与饲料严重不足的方法之一.2柠条营养成分分析2.1不同平茬期柠条营养成分变化柠条营养价值很高,但不同生育期的营养价值差异很大.在营养期内含有较高的粗蛋白(CP)和钙(Ca),开花至结实期则显着下降,而粗纤维的含量则相反2.柠条粗蛋白品质较好,含有丰富的家畜必需的氨基酸,其含量高于一般禾谷类饲料.柠条维生素含量丰富,其中以Vc含量较高,3年生枝条Vc含量可达0.5684mg/g,高于许多水果,主要存在于韧皮部4.因此,作为饲料加工粗蛋白的原料,柠条具有很强的可推广性.关于柠条鲜枝营养成分,柠条氨基酸,维生素含量等近几年报道较多,但从柠条饲料加工利用的角度出发,以不同平茬间隔年,各季节内相同林龄等全株营养成分动态变化却鲜为报道.试验通过对不同平茬间隔年份,月份等处理对柠条全株营养成分和主要生长季各月间柠条叶养分变化做收稿日期:20040604资金项目:宁夏回族自治区十五重点科技攻关项目柠条饲料开发利用技术研究的部分内容,区林业局资助作者简介:王峰(1956一),男,宁夏吴忠人,研究员,学士,主要从事沙区资源开发,作物培肥等方面的研究与开发工作.PRATACULTURALSCIENCE(Vo1.22,No.06)了一次综合性的对比化验,借以全面了解和分析中不同平茬间隔年份样品为当年4月采集,表中柠条各项营养指标,为各不同时期柠条饲料平茬13年生样品(对照未平茬)为1990年种植生长了利用提供试验依据.测定方法为常规分析法,其13年,之前从未平茬.表1不同平茬间隔年限柠条营养成分测定上次平茬时间水分粗蛋白粗脂肪无氮浸出物粗纤维木质素粗灰分钙磷13年生(对照)5年生4年生3年生2年生1年生从表1可看出,粗蛋白,粗脂肪(EE),无氮浸份,粗脂肪以8月最高,为6.229/6,无氮浸出物以出物都以1年生样品最高,分别为10.60./o,3.999月最高,为37.35,粗纤维和木质素休眠期较和40.36;木质素(ADL)含量以2年生最低,为高.说明柠条全株营养成分季节性变化较大,总26.0,13年生相对较高,为28.76;粗纤维含体表现为生长旺盛季营养成分含量较高,特别是量以5年生和13年生最高,分别为17.09和粗蛋白,粗脂肪和无氮浸出物等主要营养指标.16.59,其他成分差异不大.总体上讲,营养成柠条叶养分化验按照柠条花期,果期和成熟分以1年生,2年生和3年生最为理想,直接反应期等主要生育期采集了5月,6月和9月,总体上出平茬周期越短,柠条枝条就越鲜嫩,营养成分含讲,各类成分变化幅度不大.从表3中可以看出,量越高,周期越长,粗纤维,粗灰分(cA)等相对就5月柠条叶粗蛋白可达22.82,为最高,9月相越高,营养价值越低.说明通过人为调控,选择3对较小,为19.03.粗脂肪和无氮浸出物9月样年左右为1个平茬周期,对提高柠条营养成分,降品含量最高,分别为3.70和46.48,无氮浸出低柠条加工成本等方面都有很大的贡献和很强的物在33.5346.48,是玉米无氮浸出物_4含可操作性.量的66.23,粗纤维,木质素和粗灰分6月样品表2中所测各项内容都为当月采集到的柠条最高,分别为19.55,9.10和8.45,钙磷比多年生全株风干物样营养成分.可以看出,柠条都平衡.由此可见,柠条叶养分含量和质量都要全株6,7,8月营养成分含量最高,其中粗蛋白以6比柠条全株含量好的多,而且季节性变化幅度不月样品最高,可达12.65,明显要高于其他月大,是理想的家畜饲料.表2不同平茬月份柠条营养成分%平茬月份水分粗蛋白粗脂肪无氮浸出物粗纤维粗灰分木质素2月4月5月6月7月8月9月10月11月8.017.117.327.616.996.566.577.346.019.019.5610.2612.6511.281O.339.687.119.30582574778877000000282512546755;289777596904323333639002742702866660222223995053503833676468【lO57636189343678870333334235019879479332333677570258296888090l11379404354556666660121967410136955308777666762045960136762155252234443330678565233755674324295679124433333442635975754901353102366547653333333335186025586917524883333563436/2005草业科学(第22卷6期)772.2柠条原材料钙磷元素年变化钙和磷是家畜矿物营养中密切相关的2种元素E引,在家畜骨骼发育和正常的代谢方面都起着很重要的作用,日粮中如果缺乏钙磷或钙磷比例失调都会引起家畜特别是胎畜的不良发育,家畜let粮钙磷的最佳比例为2:1,反刍家畜可通过腮腺和唾液分泌再循环重复利用大量的磷,所以反刍家畜耐受钙磷的极限可达7:1,因此在各类饲料配制过程中必须考虑钙磷2003年10月采集外,其他都为2003年4月采集.表4中各年平茬项为4月取的多年生从未平茬柠条枝叶混合样.可以看出,钙磷比相差不大,说明林龄,平茬间隔期对柠条钙磷比影响不大,而各月平茬项差异很大.当年5月以前钙磷比值都接近于2:1,可以达到反刍家畜耐受范围,而68月比值明显偏大,在这一时期平茬的柠条就必须考虑适当添加富含磷元素如麦麸,米糠,骨粉或的最佳比例.表4中各年平茬样除1年生10月为各类油料饼等来调节其比例.表4不同平茬时期柠条钙磷比处理间隔年份钙()磷()比值处理平茬月份钙()磷()比值13年生1.520.752.0320.930.412.27各等LOL90各41?52O?752?O3矩4年生l?62O?82l?9850.780.401.82月3年生1?75o?852?06一60.980.166.13;篆耋71.180.111O.73茬81.46O.1O14.6O项1年生(O月测)O.86O.661.30I而90.900.751.201OLO80.412.633柠条的平茬与加工饲喂3.1不同间隔期平茬柠条产量及粉碎效率3.1.1饲料粉碎的意义饲料粉碎是饲料生产的一道重要工序,对饲料生产成本,产量,后续加工工序,饲料的营养价值及动物的生长生产性能影响很大6.粉碎工序的耗电量占饲料厂生产车间总电耗的3070_7.饲料粉碎在饲料加工中的意义重大,饲草适当粉碎或制成饲料可增大表面积,增加采食量45(绵羊)和11(牛),且食物在瘤胃中的停留时间缩短,进入十二指肠的氨基酸和微生物蛋白合成效率提高E.另据刘继业报道9,饲料经粉碎后,表面积增大,与肠道消化酶或微生物作用的机会增加,消化利用率提高;粉碎使配方中各组分均匀地混合,提高了饲料的调质与制粒效果以及适口性等Em.而当粉碎较细时,饲料以较快的速度经胃进入十二指肠,空肠和回肠,导致肌胃萎缩(质量减轻,内容物pH值升高),小肠肥大,肠道食糜pH值降低,细菌发酵加强,挥发性脂肪酸(VFA)增加.此变化将影响食欲,导致采食量下降,进而影响动物的生产性能不同平茬间隔年限柠条原材料粉碎效率测定图1中所用柠条都为种植13年的成林柠条样,其中13年样为该柠条已生长了13年,期间从未平茬,5年,4年等分别表示最后一次平茬后生长了5年,4年等.对各处理样各采50株测得,图中单株质量指平均鲜质量.粉碎效率采用内蒙古杭锦后旗产的9FG-42B型锤片式切割型下出料饲料粉碎机测得,配套动力为11Kw,筛孔孔径为15,粉碎效率和粉碎损失率都指湿粉而言,其中粉碎损失率指粉碎前后质量之差与粉碎前的百分比.PRATACULTURAISCIENCE(Vo1.22,No.06)11蓬一粉碎效率口粉碎损失率.J._一.-_n.1一1234513平茬或种植时间(年)图1不同平茬处理柠条产量与粉碎效率由图1可以看出,平茬后2年柠条单株鲜质量就可达4.48,与平茬后3年和3年以上样本相差很小,是对照的81%,而且粉碎效率要比样本高近1倍,但由于枝条鲜嫩,粉碎损失率相对较高.由此可见,从柠条产量和加工效率上讲,选择3年左右为一个平茬周期是完全可行的,比以生态建设为主要目地的传统利用方式所提倡的以5年左右l3为一个平茬周期的产量可提高23倍.3.1.3柠条柔韧性的测定原材料的柔韧性是饲料加工的一项很重要的指标,一般来说,原料柔韧性的大小直接决定着粉碎程度的难易.根据植物纤维折,搓,拉,捶等一般的测定方法口引,选择了65枝不同粗度生长通直的柠条风干枝条(含水量为6.549/6),截成30cm,测量枝条中部的茎粗后,在市用台称上用力下按,记录下压折时瞬间最大读数,绘出地径与压力的曲线图,具体如下:从表5中可以看出,除INV曲线相关系数的平方RSQ值为0.559较小以外,其他数值都在0.71:1上,说明柠条茎粗与抗压折力有着很好的拟合关系,呈很规律的分布.实验发现,当枝条径粗接近1.0cm时,抗压折力就直线上升,间接反映出如想从根本上减小过粗柠条在原料中的比例,降低粉碎成本,就要从压缩柠条平茬周期,增加柠条平茬频度上下功夫.表5柠条茎粗与抗压折力曲线拟合序号模型曲线RSQ值I)_F.FSIGFb066.80895.4906106.76425.609349.09940.5671212.1096.21670.56710.5671191.89889.799135.438173.26329.363322.85624.945181.37833.7953.46491.51956.72606.72603?1.4柠条原料粉碎方式的确定按照饲喂需要和柠条特性,可采用一次成粉,粗粉再加工和先切段后粉碎等工艺.对于平茬间隔期为2年或2年以内的原材料,径粗一般在7mm以内,风干后可直接一次成粉;平茬间隔期为3年左右,长势不太好,径粗在9nlin以内的柠条,可粗粉后再加工;5年以上未平茬的柠条径粗一般都在10nlin以上,为有效提高粉碎效率,最好采取先切段后粉碎的加工方式,条件允许时可用揉碎机直接对原料揉碎后再加工成草粉或颗粒,或与其他秸秆制成混合饲料.为便于机械操作,柠条原料粉碎时含水量要控制在159/6以内.目前正着手于柠条专用粉碎机,平茬机具和切割机具的研制与开发,预计将会有较大的突破,较好地解决柠条加工机械化问题,可以从根本上降低柠条饲料加工成本,加大柠条资源开发力度,带动柠条产业的加9609021L乙螂啪5299998099跗踮踮韶踮鸥叭一一s1234567890草业科学(第22卷6期)迅速发展.3.2柠条平茬时期的确定从当年】1月至次年4月,柠条粗蛋白含量为8.2610.6,季节性差异不大,与玉米的8.09.5含量相当;钙磷比在2:1左右波动,完全可满足反刍家畜7:1的极限需求5;由于土壤封冻,有利用各种平茬工具的操作,平茬效率高,用工少,成本低,而且是农闲时期,在此期间平茬起到复壮更新的同时,也是优良的蛋白饲料,平茬后隔年就可少量结实,2年后就能正常结实,但粗纤维和木质素含量较高.5月是柠条萌发期与花期的交替时段,平茬后是柠条次年结实的最后时段,粗蛋白含量也较4月高.6月是柠条钙磷比较平衡的最后期,柠条蛋白含量最大,达19.46,是优良的粗蛋白原料采收的最佳时期,当年还可采种,在此之前平茬的原料不用添加其他磷原料就可直接饲用,大大减少了饲料配制中的营养问题,在农村具有很强的可推广性.78月粗蛋白含量也相当高,当年可采种,但钙磷比较高,8月平茬是柠条当年萌发的最后期,当年可生长23cm.9月及以后则是当年生物量积累最多的月份,单从平茬前产量考虑,这一时期是柠条平茬的最佳时期.由此可见,关于柠条平茬的最佳时期,要根据柠条生育期,平茬目的和平茬效益等综合考虑而定.在此建议选择6月,9月和整个土壤封冻期为主要平茬时期,在此时段内再根据平茬需要选择最佳的柠条平茬期.3.3柠条的凉晒牧草最佳的干燥方法是直接烘干,其次是晒后烘干,阴干,晒干最差l】引.含水率降低越快,即达到安全含水率经过的时间越短,牧草的养分损失越小.由于Et光的光化作用引起胡萝卜素(维生素A的主要来源)破坏,Et晒时间愈长且直射作用越强,养分损失就愈大1.因此,柠条平茬后要及时收集,尽量阴干,不要曝晒.3.4饲喂方法柠条有直接利用和与精饲料混合2种饲喂方法,前者包括直接放牧采食,平茬粉碎后直接饲喂和粉碎后直接饲喂.后者包括与精料混后直接饲喂和用制粒机制成全价饲料后饲喂,条件允许时也可通过青贮,黄贮,微贮,氨化,要特别注意压紧盖实,以防雨水进入,也可直接加入木质素降解酶常温处理后饲喂1.经青贮,氨化,微贮等处理后的柠条粗蛋白含量比未处理有明显的提高,特别是氨化后可提高6左右,粗纤维和木质素都有不同程度的降低.由于在与精料混合时可以结合柠条不同生育期养分含量与比例灵活操作原料比例,包括一些用于降低柠条纤维素酶,半纤维素酶和木质素酶等酶制剂,纤维素酶等酶制剂的添加量,一般为0.10.3%2,设备允许时可制成颗粒饲料,饲喂利用率近乎100.相比之下,直接饲喂成本和利用率低,技术含量小,饲喂效率不显着.对于准备制粒的柠条原粉,制粒前可配合一定精料,骨粉,豆粕,麦麸,尿素,食盐和其他添加剂等,添加比例要根据饲喂家畜种类,柠条原材料平茬时期和饲喂户经济条件等决定.一般在柠条生长季平茬,原材料养分含量较高,配制比例可小些,反之在休眠期平茬的原料则要大些,同时,长期饲喂时还要注意其钙磷比的平衡.采用江苏正昌集团公司生产的SZIH30型环模制粒机试验,制粒效率为410650kg/h,是精饲料效率的一半左右.羊饲料最适粒径为60或80.由于柠条受压后很紧实,粒径过小(特别是制羊料时)下次制粒前易出现阻塞现象,料粗不能小于40.为避免阻塞,每次制粒后必须用精料冲淘环模再停机.牛饲料需稍大些,可选择8120.草粉和颗粒饲料最好用麻袋或透气性好的编制袋盛装,保存在黑暗干燥的房间或专用库房,定期查看,及时饲喂.4讨论4.1从营养成分来看,平茬间隔期越短,柠条养分越高.但差别不太明显,说明缩短平茬周期对提高柠条养分有一定的贡献.柠条生长季内养分变幅很大,其中6月样粗蛋白含量最大,粗脂肪,无氮浸出物和粗灰分都以9月为最大,粗纤维4月最大,钙磷比6月以前平衡.另外,需加大纤维素和木质素等降解方式的研究.4.2柠条茎粗与抗压折力有着很好的线性关系,其二次多项式(QUA),三次多项式(CUB)相关系数的平方(RSQ)都为0.929,呈规律分布.同时PRATACULTURALSCIENCE(Vo1.22,No.06)发现,直径在0.90cm以上时抗压折力直线上升.从柠条产量和加工效率上讲,选择3年左右为1个平茬周期也是完全可行的.4.3建议每隔3年左右为1个平茬周期,以柠条营养成分为主要衡量指标,兼顾其他主要影响因子,采用分期隔行的平茬方法,除可有效降低粉碎成本外,还可提高沙质地表柠条带阻沙能力,是很值得推广的平茬方式.4.4关于柠条平茬的最佳时期,要根据柠条生育期,平茬目的和经济效益等综合考虑.从饲料加工的角度考虑,建议在6月平茬,9月初是当年生物量积累最多的月份,单从平茬前产量考虑,这一时期最为理想.如果单为柠条更新复壮而平茬,则在整个土壤封冻期(当年11月一次年3月)为好.参考文献:1周世权,马恩伟.植物分类学M北京:中国林业出版社,2003.117119.2刘国谦,张俊宝,刘东庆.柠条的开发利用及草粉加工饲喂技术J.草业科学,2003,20(7):2631.3王北,李生宝,袁世杰.宁夏沙地主要饲料灌木营养分析J.林业科学研究,1992,5(12):98103.4张强,牛西午,杨治平,等.小叶锦鸡儿营养特征研究J.林业科技管理,2003,(增刊):7074.5王玉魁,闰艳霞,安守芹.乌兰布和沙漠沙生灌木饲用营养成分的研究D.中国沙漠,1999,19(3):280-284.6/20056周庆安,姚军虎,刘文网,等.粉碎工艺对饲料加工营养价值以及动物生产性能的影响J.西北农林科技大学(自然科学版),2002,30(6):247252.7庞声海,饶应昌,张华珍,等.配合饲料机械I-M.北京:农业出版社,1989.68127.1-8韩正康,陈杰.反刍动物瘤胃的消化和代谢I-M.北京:科学出版社,1988.148.9刘继业.饲料工业手册I-M.北京:新华出版社,1990.227272.10刘建平,冯斌.饲料加工工艺与饲料质量J.中国饲料,2001,24(9):27.11何明勋.资源植物学M.上海:华东师范大学出版社,1996.92.12裴彩霞,董宽虎,范华.不同刈割期和干燥方法对牧草营养成分含量的影响J.中国草地,2002,20(11):3237.13中国科学技术协会普及部,中国农学会.退耕还草与草地生态建设I-M.北京:中国农业科学技术出版社,2002.161.14中国饲用植物编辑委员会.中国饲用植物志(第1卷)I-M.北京:农业出版社,1987.219225.15中国饲用植物编辑委员会.中国饲用植物志(第2卷)I-M.北京:农业出版社,1989.154159.16温学飞,左忠,王峰.宁夏中部干旱带草地畜牧业发展措施的研究J.草业科学,2003,20(11):4446.17刘晶,魏绍成,李世钢.柠条饲料生产的开发J.草业科学,2003,20(6):3235.StudyoilCaraganamicrophyllafeedproc