专利名称：黑贮液体营养强化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种专用于以玉米秸秆为原料制造的草食动物用黑贮粗饲料的液体营养强化剂配方。
背景技术：
所谓黑贮，是以玉米等农作物秸秆为原料，经发酵生产的呈黑/棕色的粗饲料，可以长期贮存，能单独饲喂或与其他饲料成分混合饲喂草食动物。
目前对于产籽玉米秸秆的处理方法主要有四种作为垃圾焚烧、作为农区生活用燃料、直接还田、用作草食动物粗饲料，其中用作草食动物粗饲料又有4种处理方式，下面对于其缺点分析说明如下一、作为农业垃圾直接焚烧既浪费可利用的饲料资源，又污染大气环境。严重时甚至威胁民用航空器的正常飞行；二、作为农区生活用燃料既浪费可利用的营养资源，又污染大气环境；三、秸秆直接还田浪费动物可利用的饲料资源，在干旱或寒冷地区对土壤结构有不利影响；四、草食动物粗饲料1)直接饲喂粉碎后在冬春季节直接饲喂草食动物。秸秆的营养素含量低，经风干后木质化严重，质地干硬，营养素的含量和利用率再大幅度下降。提供的营养素极为有限，仅起填充体积的饱感和过腹还田的作用；2)氮化处理使用无机或有机含氮化合物的氨化(包括化肥如尿素，氨水；有机肥如动物和人粪尿)处理秸秆。提高非蛋白氮含量，不具备防止养分流失的功能。有毒有害物质和细菌污染、传染疾病的风险极高，与饲料卫生法规相抵触。有害物质直接威胁乳和肉产品的品质。尿素/氨水处理后的秸秆需要放氨，损失大，污染环境和空气。适口性差，饲喂后不能立即饮水，易发生氨中毒事故；3)酸/碱化处理盐酸或氢氧化钠浸泡处理秸秆。不具备强化养分和防止养分流失的功能。适口性差，对操作人员和设备有强腐蚀性。秸杆饲喂前必须用水将对动物有害的盐酸或氢氧化钠清除掉。盐酸或氢氧化钠浸泡处理法严重污染环境；4)微生物处理接种外源微生物进行混合发酵。需要添加谷物或粮食加工副产品(占干物质20％)，成本高。提高非蛋白氮和无氮浸出物含量。因杂菌污染腐烂风险高，制作成功率低。发酵后遇空气在极短时间内发生有害的二次发酵，成品损耗大，导致食入率低。动物易发生霉菌中毒事故。
发明内容
针对以上所述的以现有技术未能对产籽玉米秸秆妥善处置，作为食草动物粗饲料时又存在种种缺陷的技术问题，本发明提出一种专用于以玉米秸秆为原料制造的草食动物用黑贮粗饲料的液体营养强化剂，利用预混合技术和总养分平衡原理，根据产籽后玉米秸杆的养分含量，以肉用和乳用反刍动物(牛，羊)的基础代谢和生产需要为配方补充营养素的设计目标，通过高浓度复配剂一次性添加达到强化补充11种营养素、促乳酸发酵、防止二次发酵、离子平衡、解毒和矫正适口性6种功能。
本发明全部使用液体和/或水溶性/水分散性营养素配料，以水为溶剂。利用配料自身的互补特性，使本液体营养强化剂具抗凝固，无挥发，无刺激和无腐蚀等特性。
本发明的具体技术内容如下一种黑贮液体营养强化剂，其特征在于以重量计每100克黑贮液体营养强化剂中包含0.60-2.50克丙酸原料，0.50-3.00克甲酸原料，0.40-2.00克氨水原料，65.0-95.0克浓缩液体糖蜜(CMS)，不足100克时以水添加至100克，其中丙酸原料是指丙酸含量为99.5％，甲酸原料是指甲酸含量为85％，氨水指含量为33％的浓氨水，浓缩液体糖蜜每千克含硫元素≥30克和含氯元素≥35克。
已知人工养殖的商业用途的草食动物畜禽必须进食粗饲料(草，植物茎，叶等)维持生命。维持高生产水平所必需的营养素需要依靠粗饲料至少提供营养总量的50-60％。以传统方式处理的产籽玉米秸杆无法达到要求的营养素水平。主要缺乏粗蛋白，可溶性碳水化合物，矿物质。
而本发明通过一次性复配方式产生的互补、协同增效作用满足设计要求。配方中各组分的功能如下
利用乳酸发酵保存秸杆养分，同时根据秸秆的养分含量选择需要补充并具有协同增效作用的营养素/原料(有机酸，粗蛋白，可溶性碳水化合物，矿物质)。实现充分利用资源的同时满足营养要求和降低饲料成本的目的。
甲酸/丙酸的铵盐根据不同有机酸对各种微生物生长的影响，结合草食动物的代谢需要和对配方腐蚀性、挥发性、刺激性的考虑，选择具有营养作用的甲酸和丙酸。创造发酵需要的酸性环境条件和抑制有害微生物。利用甲酸促进秸秆中天然的乳酸杆菌属(Lactobacillus)细菌生长，抑制酵母和细菌生长的作用。利用丙酸促进乳酸杆菌属细菌生长，抑制霉菌生长的作用。利用氨水与甲酸/丙酸形成甲酸/丙酸的铵盐，可提高配方的pH，降低腐蚀性、挥发性和刺激性。甲酸/丙酸铵盐的多功能作用为能量营养作用，7.1MJ代谢能/kg甲酸/丙酸铵(奶牛)，8.9MJ代谢能/kg甲酸/丙酸铵(肉牛)；提供非蛋白氮，80g/kg甲酸/丙酸铵。
浓缩糖蜜为乳酸杆菌属细菌提供生长所需要的可发酵碳水化合物(以无氮浸出物表示)、氮源和氨基酸。能量营养作用，6.3MJ代谢能/kg浓缩液体糖蜜(奶牛和肉牛)；提供非蛋白氮，44.8g/kg浓缩液体糖蜜；提供氨基酸130g/kg浓缩液体糖蜜。糖蜜的多功能作用为有动物喜食的香甜味，解决强化阴离子时的适口性差问题。本发明使用市售浓缩糖蜜(CMS)商品，当其中硫元素和氯元素含量不能达到每公斤含硫元素≥30克、氯元素≥35克时，可通过添加硫酸铵和氯化铵补足。
硫和氯为草食动物提供生长所需要的硫和氯元素，起离子平衡作用，降低配方的阴阳离子差。使配方的冰点降至-18℃以下。硫的多功能作用为氰氢酸的解毒剂。
钙和磷为草食动物提供代谢、生长和生产所需要的钙和磷元素。
黑贮的生物化学过程概述如下秸秆粉碎、排气、压实的同时添加黑贮液体营养强化剂。密封后细胞继续其呼吸代谢，需氧微生物生长繁殖。消耗可发酵碳水化合物和氧气，放出二氧化碳，水和热。在甲酸/丙酸铵的作用下pH快速降低，抑制细胞呼吸令其逐渐减弱。丙酸开始抑制霉菌的生长繁殖，甲酸开始抑制酵母和细菌的生长繁殖，氧气数量持续下降，二氧化碳和温度持续缓慢上升，以乳酸杆菌属细菌为主的厌氧菌利用氮、氨基酸和矿物质加速增殖合成自身。同时将可溶性碳水化合物转化为乳酸，乙酸，丙酸等有机酸和醇类，霉菌，酵母和需氧菌在氧气耗尽的情况下完全停止。当pH值降低至4左右时整个黑贮发酵制作完成，进入稳定阶段。
兹将本发明的有益效果分别再从经济效益和社会效益两个方面进一步阐述<经济效益>添加量小(5-10％)，具有包括营养素补充，阴离子平衡，解毒，促乳酸发酵，防止二次发酵和矫正适口性6种功能。依靠自温发酵制成黑贮粗饲料，成功率高。可以在严寒地区使用，不受外界温度的限制。综合成本比干草至少低1倍以上；产籽玉米秸秆在未风干前含有丰富的可消化营养物质，是草食动物喜食的粗饲料，但是风干后品质急剧下降。原料来源广，成本低，适用范围宽。既可以收获玉米籽实后剩余的秸秆为单一原料，也可掺加其它秸杆混合制作黑贮粗饲料。对原料可溶性碳水化合物的含量要求低。秸杆的水分含量适用范围宽达40-75％，几乎覆盖了各种可能的水分含量。制成的黑贮粗饲料的营养价值和适口性显著高于处理前的秸秆，达到全株玉米制作的青贮产品相似的特点，黑贮产品可替代干草在冬春枯草季节长期使用，具有耐贮存，成品使用期长，不腐败，可单独饲喂。
具有预防和缓解围产期离子不平衡引起的代谢病及其饲草型氰氢酸中毒的特点。<社会效益>相比之下，黑贮液体营养强化剂用秸杆为农区发展草食动物养殖，提供充足的优质粗饲料。在人多地少、耕地资源贫乏的地区，依赖种植饲用全株玉米或饲草无法达到既生产粮食，又生产优质草食动物粗饲料的目的。黑贮粗饲料不争耕地面积、不增加水肥等农业投入，即可大量提供高品质粗饲料，实现农田的二次增值。在短期内就有可能缓解目前因粗饲料资源限制农区草食动物进一步发展的问题。也避免了依赖引进外来草类植物提供粗饲料造成的破坏物种生态系统平衡的风险。
本发明的黑贮液体营养强化剂全部由营养素复合而成，及其用其制造的黑贮秸秆粗饲料无任何不良物质。符合国家和国际饲料安全和卫生法规标准。对人，畜和产品安全。无有害物质在排泄物中富集和向土壤中转移的问题。也无其它处理方法对水源和空气的污染，黑贮粗饲料过腹后以有机肥的形式还田，减少对化肥的依赖并且缓解化肥对土壤的副作用。
具体实施例方式
按表1配制出两种黑贮液体营养强化剂表B(层3)(GSM-3G)
下面再将本发明的技术要点归结如下将5类(有机酸，氨基酸，非蛋白氮、矿物质、碳水化合物)11种营养素(甲酸，丙酸，铵盐，赖氨酸，碳水化合物，钙，磷，钾，钠，氯和硫)高浓度复配。采用完全无药化的饲料和畜产品安全型环保设计。配方中使用的目标成分物质选用具有营养和配方双重功能。配方的关键在于目标成分的绝对含量和比例范围。有机酸和氨基酸、非蛋白氮、矿物质发挥各自独立的5项主要功能。
高含量强化补充11种营养素以实例配方为例与制造黑贮前的风干秸杆比较(干物质基础)，黑贮液体营养强化剂将粗蛋白含量由6.5％，提高至9.4-12.5％；氯由0％，提高至0.26-0.56％；硫由0％，提高至0.22-0.48％；促乳酸发酵甲酸/丙酸在秸秆黑贮过程中发挥促乳酸发酵作用。根据不同的发酵时间和需要，采取甲酸和丙酸的对应配位设计。甲酸∶丙酸(纯酸比)＝1∶0.98-1.40，快速降低秸秆的pH值和减缓植物细胞的呼吸作用，抑制不同类型的有害微生物，为天然乳酸菌生长创造条件。利用丙酸抑制产籽玉米秸秆中霉菌，甲酸抑制酵母和需氧细菌。然后随黑贮进入动物体内，均被吸收和利用。直接参与体内的三羧酸循环，合成脂肪和提供能量。
防止二次发酵丙酸和甲酸及其对应的铵盐能够持续稳定地存留于黑贮粗饲料中，防止出现黑贮粗饲料开启接触空气和饲喂过程中需氧微生物二次生长繁殖发酵的问题。
离子平衡可预防和缓解围产期因阴离子低引起的代谢病。通过提供硫和氯(30g硫和35g氯/Kg浓缩液体糖蜜)的含量，将配方的阴阳离子差降到-1350---1641meq/kg。
解毒功能青绿秸杆常含有氰氢酸，易引发饲草型中毒。硫具有一定的解毒功能。
配方利用营养素间的互补、协同累加效应实现设计目标，有5个互补/协同或双重作用甲酸/丙酸-铵盐的消除腐蚀性，挥发性和刺激性功能首次将2类(甲酸，丙酸)与作为目标物质组合复配。在发挥各自独立的营养功能基础上，利用氨水对2酸特性进行修饰形成对应的2盐，甲酸∶丙酸∶氨水(原料比)＝1∶0.83-1.20∶0.67-0.80，达到降低配方腐蚀性和挥发性的目的。
氨水-非蛋白氮-氨基酸氨水形成甲酸/丙酸铵盐在黑贮中发挥作用后进入体内继续作为非蛋白氮被微生物利用。氨基酸氮∶非蛋白氮＝1∶2.2-2.5，在可溶性碳水化合物充足的条件下，黑贮发酵过程中的乳酸菌和草食动物瘤胃微生物利用其合成自身蛋白质。
碳水化合物-甲酸/丙酸铵-阴离子盐的适口性功能阴离子盐适口性很差，动物拒食。利用浓缩液体糖蜜中的醣的香甜味道，甲酸/丙酸铵的酸甜气味，使配方具有动物喜食的味道。
氯和硫的离子平衡/解毒功能-配方抗低温凝固功能总酸和总矿物质降低液体冰点至-18℃以下。
利用水作为溶剂，降低粘度，提高液体的稳定性。保持流动性。
权利要求
1.一种黑贮液体营养强化剂，其特征在于以重量计每100克中包含0.60-2.50克丙酸原料，0.50-3.00克甲酸原料，0.40-2.00克氨水原料，65.0-95.0克浓缩液体糖蜜，以水添加至100克，其中丙酸原料是指丙酸含量为99.5％，甲酸原料是指甲酸含量为85％，氨水指含量为33％的浓氨水，浓缩液体糖蜜每千克含硫元素≥30克和含氯元素≥35克。
2.根据权利要求1所述的黑贮液体营养强化剂，其特征在于以重量计每100克黑贮液体营养强化剂中包含0.76克丙酸原料，0.80克甲酸原料，0.59克氨水原料，90克浓缩液体糖蜜，7.85克水。
3.根据权利要求1所述的黑贮液体营养强化剂，其特征在于以重量计每100克黑贮液体营养强化剂中包含2.29克丙酸原料，2.40克甲酸原料，1.77克氨水原料，74克浓缩液体糖蜜，19.54克水。
全文摘要
本发明公开一种黑贮液体营养强化剂，其特征在于以重量计每100克中包含0.60－2.50克丙酸原料，0.50－3.00克甲酸原料，0.40－2.00克氨水原料，65.0－95.0克浓缩液体糖蜜(CMS)，以水添加至100克，其中丙酸原料是指丙酸含量为99.5％，甲酸原料是指甲酸含量为85％，氨水指含量为33％的浓氨水，浓缩液体糖蜜每千克含硫元素≥30克和含氯元素≥35克。本发明作为一种专用于以玉米秸秆为原料制造的草食动物用黑贮粗饲料的液体营养强化剂，通过高浓度复配剂一次性添加达到强化补充11种营养素、促乳酸发酵、防止二次发酵、离子平衡、解毒和矫正适口性6种功能。
文档编号A23K1/14GK1620889SQ200310116829
公开日2005年6月1日 申请日期2003年11月28日 优先权日2003年11月28日
发明者张若寒 申请人:巴斯夫(中国)有限公司