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秸秆氨化技术的原理是什么?

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秸秆的主要成分是粗纤维,而粗纤维中所含的纤维素、半纤维素是可以被草食家畜作为饲料消化利用的,木质素则基本上不能消化。秸秆中所含的部分纤维素与木质素结合紧密,从而阻碍其被牲畜消化吸收。氨化的作用在于切断这种联系,使纤维素与木质素分开,使其能被牲畜消化吸收。此外,氨化还增加了秸秆的粗蛋白含量。

 1.碱化作用 
  秸秆中碳水化合物含量丰富,但绝大部分细胞壁构成成分,如纤维素、半纤维素、木质素和角质等。纤维素和半纤维素可在牛羊瘤胃微生物作用下分解为脂肪 酸,为牛羊吸收和利用;而木质素和角质等不能消化,它们坚固地镶嵌在纤维素中,并且紧密相联,形成木质化和结晶化,妨碍着动物的消化和分解。碱类物质中氢 氧根能使饲料纤维内部的氢键结合变弱,导致纤维分子的膨胀,而且能溶解半纤维素、皂化糖醛酸和乙酸的酯键、中和游离的糖醛酸、削弱纤维素与木质素之间的联 系,这样就使反刍动物瘤胃微生物更易起作用。电子显微镜观察也证实了碱处理粗饲料的组织结构发生了变化,更易为瘤胃微生物附着和消化。因此,通过碱化作 用,能使纤维素、半纤维素与木质素部分分解,打断纤维素、半纤维素与木质素等的紧密联系,从而增加渗透性,使牛羊的消化液和细菌酶类直接与纤维素、半纤维 素接触;同时,有少量木质素被溶解,形成羟基本质素,从而提高秸秆的消化率。
  2.氨化作用
  氨化处理过程中,氨源游离、分解而产生的氨(NH3)遇到粗饲料时,就与其中的有机物质发生氨解反应(如下式):
  R-COO-R’+NH3—→R-CO-NH2+HOR’
  R’:多糖链
  R:多糖链或羟基苯的氢原子或木质素的苯丙烷单位
  通过氨解反应,在破坏木质素与多糖间酯键的同时,形成铵盐。铵盐一种非蛋白氮化合物,能被反刍动物瘤胃微生物利用,合成优良的菌体蛋白,后者可在下 部消化道与饲料蛋白质一道被动物消化吸收,供畜体利用。同时,由于瘤胃微生物获得了生长所必需的氮源,其活力将大大提高,对饲料的消化作用就会更大。在氨 水的作用下,每千克秸秆可形成40克醋酸铵,在牛、羊瘤胃内,可以形成同等数量的菌体蛋白。经过氨化处理,低质粗饲料的含氮量能提高一倍或更高。
  3.中和作用
  氨属于碱性,当处理低质粗饲料时,能与其中的有机酸化合,消除酸根,中和饲料的潜在酸度,为牛羊反刍动物瘤胃微生物的活动创造良好的环境条件。这样, 随着微生物数量的增加,不但可生产更多的菌体蛋白,而且将消化更多的饲料供畜体利用。另一方面,氨化秸秆属于碱性饲料,在精饲料喂量较高或饲喂大量青贮饲 料导致瘤胃pn值降低时,氨化秸秆能产生一定的缓和作用