EM发酵秸秆饲料的应用研究
2014-06-19 01:27
导读：物理论文毕业论文，EM发酵秸秆饲料的应用研究在线阅读，教你怎么写，格式什么样，科教论文网提供各种参考范例：摘要：进行了玉米秸秆、稻草、花生秧、麸皮的各种常规成分的测定和EM发酵实
摘要：进行了玉米秸秆、稻草、花生秧、麸皮的各种常规成分的测定和EM发酵实验。结果表明EM
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，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。 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
世界面临的三大：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，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
（转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网） 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，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，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
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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效益，还会收到
重要的环境效益和效益。
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
（科教作文网http://zw.ΝsΕac.cOM编辑） 后果。我国年产约5亿 秸秆，是一项宝贵的有机化肥资源，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，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、
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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
（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
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，它是由日本琉球比嘉照夫教授
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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
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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
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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
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问题提供了一个较理想的途径，有着广阔的前景。
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。
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六、EM发酵饲料的优点
用EM发酵的干玉米秸，经营养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
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，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
秸杆通过的加工与调制，即可用来饲养牛羊等草食家畜，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的玉米秆，花生秧，稻草。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。
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] 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(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
（科教作文网http://zw.nseAc.com） 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。
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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。
（科教作文网http://zw.ΝsΕac.cOM编辑） 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
（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理）
[1]、麸皮、玉米秆、稻草、花生秆的常规成份测定与
[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；
（转载自中国科教评价网www.nseac.com ）
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
（科教论文网 lw.nSeAc.com编辑发布） 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，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
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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
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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，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。
参阅
1、 余佰良 微生物饲料生产技术（轻出版社）
中国大学排名
2、 邢廷铣 农作物秸秆饲料加工与（金盾出版社）
3、 林东康 常用饲料配方与设计技巧（河南科学技术出版社）
2、 李蕴玉 EM菌剂在畜牧业中的应用
3、 田平 EM技术在畜牧生产上的应用
4、 薛刚 优化实验设计及统计分析法
