农作物秸秆

农作物秸秆

1.1农作物废弃物

「水

1-有机物—

赭秆饲料-

L含氮物质（粗蛋白）

「粗纤维

「碳水化合物-

-无氮物质--

秸秆的化学成分组成成分表

L无氮浸出物

L粗脂肪（醸浸出物）

L干物质-

L无机盐（粗灰 份》

秸秆饲料的化学组成成分

农作物秸秆是由大量的有机物和少量的无机物及水所组成的， 肪。碳水化合物又由纤维素类物质和可溶性糖类组成。

其 纤维

有机物的主要成分是纤维素类的碳水化合物， 此外还有少量的粗蛋白 质和粗脂素类物质是植物细胞壁的主要成分，它包括纤维素、半纤维素和木质 素等。在常规分析中，纤维素类物质用粗纤维表示；可溶性糖类用无 氮浸出物表示，泛指不包括粗纤维的碳水化合物，一般不再进行化学 分析测定，而是根据秸秆中其他养分的含量进行计算得出即：

无氮浸

出物含量％=100%（水 附粗蛋白 附粗脂肪附粗纤维潜粗灰分% 秸秆中的无机盐用粗灰份来表示，由硅酸盐和其他少量微量元素组 成，含量大约为6%但稻草中的硅酸盐含量较高达到 12%以上。农作 物成熟以后，其秸秆中的维生素差不多全被破坏， 因此秸秆中很少含 有维生素。 1.2秸秆中的纤维素类物质的组成

作物秸秆中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。秸秆用中性洗涤剂消化（煮沸一小时），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。

随后将中性洗

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涤纤维用酸性洗涤剂消化，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洗涤木质素， 木质素经灼烧成灰分，灰分是由各种无机盐组成的。见下图：

农作物秸秆中的纤维物质组成

秸秆

细胸墜成分（中性冼檢紆雉〉

細胸內容物 丈中性蛹涤剂可濬性勵质）

酿性拣洙口

.T洛物

純紆雜素

醴性洗济木殛.素

半纤堆耒』细胞薙吉氮物质

J烧灼衣化

丄经申性挠漁剜消化

秸秆中紆雉初质俎戍

由此可知：中性洗涤纤维主要包括纤维素，半纤维素，木质素,

酸性洗:涤纤维

二氧化硅，角质蛋白，蜡质和木质化含氮物等，一般说来，蜡质和木 质化含氮

物很微量，可以不计。

1.3秸秆主要组成成分的化学特性与作用

（1）纤维素

纤维素是植物中最丰富的物质，又是细胞壁的主要结构成分，在 作物秸秆中的含量达40— 50%纤维素分子是由许多葡萄糖分子经 B -1 , 4糖苷键结合而成的吡喃葡萄糖单位组成。在自然界中主要以 微纤维组成的结晶形状存在。化学性能稳定，不溶于稀酸。在高温、 高压和酸性条件下，可以水解成为葡萄糖。在家畜消化道生的微 生物能分泌水解纤维素的酶，可将纤维素分解成为挥发性脂肪酸乙 酸、丙酸和丁酸，被家畜吸收利用。

（2）半纤维素

半纤维素是戊糖、己糖和多糖醛酸及其甲酯的缩合物， 其主要成 分是戊

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聚糖。

般不溶于热水，而溶于稀酸。半纤维素在秸秆的木质素部分含

量很高，植物木质部分的半纤维素主要是木聚糖和葡萄糖醛酸的缩合 物，其比例是6--12 ： 1。

小麦秸秆中半纤维素主要是糖醛酸、阿拉伯糖和木糖缩合体，其 比例为1 ： 1 ： 23。玉米轴里的半纤维素是5.1%的葡萄糖醛酸和94.8% 的木糖的缩合物。豆科植物(苜蓿)则几乎都是单纯的半乳糖缩合体。 半纤维素在植物体内的作用，一是起支架和骨干作用，二是起贮存碳 水化合物的作用。在家畜消化道中，只有共生的微生物分泌的酶才能 水解半纤维素，分解的最终产物是乙酸、丙酸和丁酸等低级挥发性脂 肪酸。反刍动物对半纤维素的消化率一般为 60— 80%

(3) 木质素

木质素是一类酚酸多聚体混合物，它是由苯丙烷及其衍生物为基 本单位构成的高分子芳香醇，一般不能被家畜所利用，它常常与半纤 维素，纤维素镶嵌在一起，极不容易分开。在木质素的生物合成过程 中，有香豆醇、松柏醇和芥子醇三个重要先体。 在缩合物中其相应的 结构成分为羟基苯、邻甲氧苯基和丁香。

由于木质素的存在，不仅影响微生物酵解纤维素和半纤维素， 而 且也影响消化道中的酶对饲料中其他有机物的消化作用， 使饲料有机 物消化率降低。据报道，饲料中的木质素每增加 1%反刍动物对饲 料的消化率则下降0.8%。

植物中木质素的功能是，在细胞壁中与其他成分一起形成复杂结 构，防止微生物的侵袭；在细胞之间作为一种粘合剂起支架的作用； 还可以缓和水通过细胞壁向内渗透。

(4) 粗蛋白

作物秸秆中的粗蛋白质含量很低，且变化很大，据报道：稻草、 麦秸、和玉米秆的粗蛋白平均含量分别为：5.1%、4.4%、9.3%，变化 范围分别为：3.4 — 5.9%、3.8 — 5.0%、8.8 — 9.8%。燕麦麦秸平均为 2.4%,高梁秸为3.4%。又据我国《奶牛饲养标准和典型日粮配方》： 干物质中粗蛋白含量玉米秸为 7.7%,燕麦为7.5%,粟秸为5%小麦 秸为4.7%，稻草为3.9%。粗蛋白主要分布在秸秆的细胞壁中，故其消化

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率一般也较低。

（5） 低分子碳水化合物

禾本科作物秸秆中含有少量的低分子碳水化合物，不同种类的作 物含量不同。如冬小麦秸秆中的果糖、葡萄糖、蔗糖、阿拉伯糖和甘 露糖的含量分别为：2.6，1.2，0.4，1.5和1.3克/千克干物质；春 小麦秸秆则分别为：2.5，1.8，4.4，2.1和1.8克/千克干物质；大 麦秸秆为：1.9，2.1，0.8，1.2和1.4克/千克干物质；这些低分子 碳水化合物的消化率均很高，几乎为 100%

（6） 无机盐

秸秆中无机盐含量都很低，而且明显缺乏钻、铜、硫、钠、硒、 和碘等元素。由于稻草细胞壁中二氧化硅的含量很高， 全面的是美国一加拿大《饲料成分表》 1.4秸秆的成分和营养价值

（1）秸秆的成分和消化率

1）粗纤维含量很高，秸秆多处于植物成熟后阶段，这时植物细胞 木质化的程度很高，一般在31 %〜45%之间。

秸秆的主要成分是纤维（表1、2），主要集中于细胞壁，

细胞

壁含量占70%以上，由纤维素、半纤维素、木质素组成；酸性洗涤 纤维由纤维素和木质素组成。纤维素、半纤维素可在牛羊的瘤胃中被 纤维分解菌酸解，生成挥发性脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，被牛 羊吸收作为能源利用。瘤胃中细菌不能分解木质素。秸秆中纤维素、 半纤维素和木质素紧密地结合在一起，

使秸秆的消化率受到影响。秸

这类物质的有机物消化率低，一般牛、羊很少超过 消化能在7.775〜10.450MJ/ kg之间。

50 %，饲料

秆成熟得越老，木质化程度越高，秸秆的消化性越差。

严重影响瘤胃

较为

中多糖类物质的降解。有关秸秆中无机盐含量的研究资料很少，

植干物 灰分 粗蛋 纤维成分（% DM） ______________________ I I ___________ 5 _______________________________________________________

玉米 秸 粗纤 纤维 半纤 木质 维 素 素 维素 稻 草 96.1 7. 0 19.4 6.4 6.4 4.4 6.0 9.3 3.2 2.6 2.9 4.1 3.4 29.3 32.9 32.5 35.1 39.6 34.3 43.6 43.2 22.4 41.6 40.7 23.8 4.6 6.3 9.5 8.0 小麦 95.0 秸 91.0 大麦 .4 秸 燕麦 秸 .2 93.5 41.0 44.0 25.2 11.2 41.8 42.2 31.6 7.6 高粱 秸

不同作物秸秆的主要化学成分

各种秸秆的营养成分 （全干基础 ）

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秸 每千克干物质 每千 消化能/ MJ 秆

其他成分含量比例/% 克干 7

名 称 Z-I- 物质 可消 化蛋 粗纤 木质 猪 白质 / r / v 牛 维 素 灰分 钙 磷 的量 / g 稻 8.318 草 8.987 小 8.109 5.058 2.0 35.1 17.0 0.21 0.08 I 0.16 0.08 I 0.35 0.10 ) 0.27 0.10 ) 5.0 2.332 5.0 43.6 12.8 7.2 41.6 9.3 6.9 麦 秸 9.698 4.0 49.0 14.6 7.6 10.617 2.161 23.0 34.0 大 6.9 0.6 0.1 麦 8.318 秸 燕 麦 6.0 41.7 6.1 6.4 0.09 1.59 0.06 5 7.774 3.912 14.0 44.3 10.408 2.776 47.0 39.5 2.303 55.0 41.5 6.5 8.7 秸 8.151 玉 米 粟

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谷 秸 大 豆 秸 豌 豆 秸 蚕 豆 秸

(2)

蛋白质含量很低，一般为3〜6%，只能满足维持需要的65% 左右。

成熟阶段的植物，其营养已转移到其籽实中，茎秆中有效营 养成分很低，所以，蛋白质含量也很低。一般豆科为8 .9%〜9.6%, 禾本科在4. 2%〜6. 3%之间，豆科比禾本科稍好，但总的来看， 可消化蛋白质都很低。

一般秸秆的消化率都很低，如干物质消化率稻草为40 %〜50%， 小麦秸为45%〜50%，玉米秸为47%〜51%。

(3) 粗灰分含量很高，但其中大量是矽酸盐，对动物有营养意义的

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矿物元素很少。 矿物质和维生素含量都很低，特别是钙、磷含量很

低，含磷量变动在0.02 ~0.16% ,而牛日粮配合所需的含磷量都在 0.2%以上。 远低于动物的需要量（表3）。

农作物秸秆中的矿物元素和维生素含量

成分 钙（％） 磷（％） 钠（％） 氯（％） 镁（％） 钾（％） 硫（％） 铁（mg / kg） 玉米 小麦 大麦 -++- 苜蓿 需要量 稻草 心 * 秸 秸 草 0.08 0.18 0.15 0.38 1.25 0.40 0.06 0.05 0.02 0.31 0.31 0.23 0.02 0.14 0.11 0.03 0.04 0.08 0.32 0.67 0.34 0.40 0.12 0.34 0.31 0.28 0.10 1.42 0.31 1. 3.41 0.65 0.19 0.17 0.11 0.31 0.10 300 200 300 210 227 50 4.1 47 3.1 3.9 60 27 6.6 9.0 27 8 30 40 铜（mg / kg） 476 36 5.6 34 锌（mg / kg） 0.65 0.08 0.26 0.09 0.10 0.50 锰（mg / 0.08 0.10 202 5.5

kg） 钻（mg / 2.0 2.0 1.0 10

kg) 碘(mg / kg) 硒（mg/kg） 胡萝卜素 （mg/ kg） 各种秸秆间的成分与消化率是有所差别的， 例如玉米秸与小麦秸

相比，前者较好，后者较差。高粱秆与玉米秸成分接近，但高粱秆的 粗蛋白质含量、磷含量及干物质消化率都较高。燕麦秸和大麦秸的饲 养价值介于玉米秸与小麦秸之间，而稻草与小麦秸的饲用价值不相上 下。稻草消化率受硅酸盐含量影响大， 大豆秸、收籽后的苜蓿秸木质 素含量高，因而饲用价值低。 1.5秸秆各部位的营养价值

秸秆中各部位的成分与消化率是不同的，甚至差别很大。表 节间茎秆部分的粗蛋白含量较低，

纤维素和灰分含量最

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是从24个品种的稻草分析得到的不同形态部位的化学成分和有机物 体外消化率，高，而消化率最低。其他秸秆的不同部位成分组成与稻草有所差别， 一般叶片的灰分和纤维含量较低，消化率则远高于节间茎秆部分。玉 米秸各部位的干物质消化率茎为 53.8 %,叶为56.7 %,芯为55.8 %, 苞叶为66.5 %，全株为56.6 %。另有报道认为，玉米干物质消化率 茎叶为59%，苞叶为68%，芯为37% :小麦叶为70%，节为53%, 麦壳为42%，茎为40%。

稻草不同部位的化学成分和有机物体外消化率

（IVOMD）

节间茎秆

叶鞘 叶片 平 范围 平 范围 平 范围 11

均 粗蛋白 均 6.4 均 6.9 2.7 1.7〜 3.5 2.0〜 4.6 3.2〜 (% DM) 8.6 总灰分 15 11〜 20 14〜 18 12〜 (% DM) 20 25 25 剩余灰分 8 6 5〜13 14 6〜20 14 8〜20 (% DM) NDF(% DM) 81 77〜 82 77〜 76 71〜 85 ADF(% DM) 60 55〜 86 81 57 〜 51 47〜 62 56 纤维素 47 38〜 39 33〜 31 27〜 (% DM) 51 21 13〜 49 35 半纤维素 (% DM) 25 21〜 25 20〜 31 29 28 5 木质素 (% DM) IVOMD%) 4〜6 4 4 〜6 6 4 〜8 42 34〜 45 39〜 44 31〜

55 59 12