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秸秆氨化就是在密闭条件下向粉碎的农作物秸秆中加入一定比例的氨水、无水氨或尿素等，破坏木质素与纤维素之间的联系，促使木质素与纤维素、半纤维素分离，使秸秆细胞膨胀、结构疏松，从而使秸秆消化率提高、营养价值和适口性改善的加工处理方法。秸秆氨化技术原理主要包括3个方面。
1）碱化作用 秸秆中的纤维素、半纤维素能够被食草牲畜消化利用，但木质素基本上不能被利用，而且秸秆中一部分纤维素和半纤维素会与木质素紧紧结合在一起，阻碍牲畜的消化吸收。碱可以使木质素和纤维素之间的酯键断裂，破坏其镶嵌结构，溶解半纤维素、一部分木质素及硅酸盐，从而使反刍家畜瘤胃中的瘤胃液易于渗入，消化率提高。
2）氨化作用 在发酵能量不足的情况下，饲料不能被微生物充分利用，多余的氨可能被瘤胃壁吸收，从而使反刍动物中毒。通过氨化作用处理秸秆，可以减缓氨的释放速率，促进瘤胃微生物的活动，进一步提高秸秆的营养价值和利用率。
3）中和作用 氨能够与秸秆中的有机酸结合，中和秸秆中的潜在酸度，形成适宜瘤胃微生物活动的微碱性环境，从而使瘤胃内的微生物大量增加，形成更多的菌体蛋白。
氨化秸秆饲料的优点如下。
①由于氨具有杀灭腐败细菌的作用，氨化可防止饲料腐败，减少家畜疾病的发生。
②氨化后秸秆的粗蛋白质含量可从3%～4%提高到8%甚至更高。
③秸秆饲料的适口性大为增加，家畜的采食量可提高20%～40%。
④因为氨化使纤维素及木质素那种不利于家畜消化的化学结构破坏分解，使秸秆饲料的消化率大为提高，氨化秸秆比未氨化的消化率提高20%～30%。
⑤提高了秸秆饲料的能量水平，因为氨化可分解纤维素和木质素，可使它们转变为糖类，糖就是一种能量物质。
⑥氨化秸秆饲料制作投资少、成本低、操作简便、经济效益高，并能灭菌、防霉、防鼠、延长饲料保存期。
⑦家畜尿液中含氮量提高，对提高土地肥力还有好处。
⑧提高了家畜的生产能力。原因：第一，节约了采食消化时间，从而减少了因此而消耗的能量；第二，提高了秸秆单位容积的营养含量，从而有利于家畜生产能力的发挥。
但秸秆的氨化处理也存在不少问题。
①氨的利用率低 在氨化过程中，注入的含氨化合物的利用率只有50%，从而造成了资源的浪费。
②污染环境 在饲喂氨化饲料时，未被利用的氨释放到空气中，会造成一定的污染，同时对家畜和人的健康也有一定的危害。
③处理成本较高 每氨化1000kg秸秆，约需尿素40kg，与其他加工方法相比投入较高。
④降低了奶的品质 奶牛饲喂氨化饲料，有时会使牛奶带有异味，降低奶的品质。
⑤可能会引起家畜中毒现象 犊牛、羔羊在大量进食氨化饲料时，由于饲料中的余氨尚未散尽，可能会出现中毒事故。
⑥与NaOH处理相比，达到理想效果的处理时间长得多，同时需要密封，增加了成本，且液氨和氨水运输、贮存和使用不便，尿素和碳铵虽然运输、使用较为方便，但处理效果不稳定，特别是温度很低时。
秸秆中存有尿素酶，加进尿素，用塑料膜覆盖，尿素在尿素酶的作用下分解出氨，对秸秆进行氨化。方法是按秸秆质量的3%～5%加尿素。首先将尿素按1∶（10～20）的比例溶解在水中，均匀地喷洒在秸秆上。即100kg秸秆用3～5kg尿素，加30～60kg水。逐层添加堆放，最后用塑料薄膜覆盖。用尿素氨化处理秸秆的时间较液氨和氨水处理要求稍长一些。
液氨是较为经济的一种氨源。液氨是制造尿素和碳铵的中间产物，每吨液氨的成本只有尿素的30%。但液氨有毒，需高压容器贮运、安全防护及专用施氨设备，一次性投资较高。
具体方法：将秸秆打成捆或不打捆，切短或不切短，堆垛或放入窖中，压紧，盖上塑料薄膜密封；在堆垛的底部或窖中用特制管子与装有液氨的罐子相连，开启罐上压力表，通入秸秆质量3%的液氨进行氨化，即1t秸秆用30kg液氨。氨气扩散相当快，短时间即可遍布全垛或全窖，但氨化速度很慢，处理时间取决于气温，通常夏季约需1周，春、秋季2～4周，冬季4～8周甚至更长。液氨处理过的秸秆，喂前要揭开薄膜1～2d，使残留的氨气挥发。不开垛可长期保存。
液氨处理秸秆应注意秸秆的含水量，一般以25%～35%为宜。液氨必须采用专门的罐、车来运输。液氨输入封盖好的秸秆中要通过特制的管子，一般利用针状管。针状管用直径20～30mm、长3.5m的金属管制成，前端焊有长150mm的锥形帽，从锥形帽的连接处开始，每70～80mm要钻4个直径2～2.5mm的滴孔，管子的另一端内焊上套管，套管上应有螺纹。可以用来连接通向液氨罐的软管。如果一垛秸秆为8～10t，只要一处向垛内输送液氨即可；如果为20～30t，则可多选1～2处输送 [ 20 ] 。
碳铵是我国化肥工业的主要产品之一，年产量达800多万吨，由于用作化肥需深施，所以长期处于积压滞销状态。碳铵在常温下分解但又分解不彻底，在自然环境条件下，相同时间内，尿素在脲酶的作用下可完全分解，碳铵却仍有颗粒残存，然而其在69℃时则可完全分解。碳铵的使用方法与尿素相同。
与液氨相比较，氨水不需专用钢罐，可以在塑料和橡皮容器中存放和运输。用氨水处理秸秆时，要根据氨水的浓度，按秸秆干物质质量加入3%～5%的纯氨。由于氨水中含有水分，在处理半干秸秆时可以不向秸秆中洒水。在实际操作时，可从垛顶部分多处倒入氨水，随后完全封闭垛顶，让氨水逐渐蒸发扩散，充分与秸秆接触发生反应。或按比例在堆垛或装窖时把氨水均匀喷洒在秸秆上，逐层堆放，逐层喷洒，最后将堆好的秸秆用薄膜封闭严实。
值得注意的是：只能使用合成氨水，焦化厂生产的氨水因可能含有毒杂质不能应用；含氨量少于17%的氨水也不宜使用，因为在这种情况下秸秆的水分可能过高，长期贮存比较困难。在处理过程中，因人与氨的接触时间较长，要注意防毒和腐蚀污染身体等。
堆垛法，是指在平地上将秸秆堆成长方形条垛，用塑料薄膜覆盖，注入氨源进行氨化的一种作物秸秆处理方法。该方法不需要建造基本设施，投资较少，适于大量制作，堆放与取用方便，适于夏季气温较高的季节采用。主要缺点是塑料薄膜容易破损，使氨气逸出，影响氨化效果。秸秆堆垛氨化的地址，要选地势高燥、平整，排水良好，雨季不积水，地方较宽敞且距畜舍较近处，有围墙或围栏保护，能防止牲畜危害。麦秸、稻草等比较柔软的秸秆，既可铡成2～3cm的碎段，也可整秸堆垛。但较高大的玉米秸秆，应铡成1cm左右的碎秸。当用液氨作氨源时，秸秆含水量应该调整到20%左右；用尿素、碳铵作氨源，含水量应调整到40%～50%。
氨化容器有窖、池、缸及塑料袋之分。氨化前可用铡草机把秸秆铡碎，也可整株、整捆氨化。若用液氨，先将秸秆加水至含水量30%左右（一般干秸秆含水量约9%）装入容器，留个注氨口，待注入相当于秸秆质量3%的液氨后密封。如果用尿素，则先将相当于秸秆质量5%～6%的尿素溶于水，与秸秆混合均匀，使秸秆含水量达40%，然后装入容器密闭。小型容器法适宜于个体农户的小规模生产。
采用窖、池容器氨化秸秆时，若用尿素，每吨秸秆需尿素40～50kg，充分溶解于400～500kg清水中，用喷雾器均匀喷到秸秆表面，分批装入窖内，踩实。原料需高出窖口30～40cm，然后用塑料薄膜覆盖，之后在四周填压泥土，封闭严实。
采用塑料袋法时，塑料袋一般采用无毒、韧性好、抗老化的聚乙烯薄膜，颜色为黑色，厚度在0.12mm以上，袋口直径1～1.2m，长1.3～1.5m。一般用相当于干秸秆质量3%～4%的尿素或6%～8%的碳铵，溶在相当于秸秆质量40%～50%的清水中，然后与秸秆搅拌均匀装入袋内，袋口用绳子扎紧，放在向阳背风处。平均气温在20℃以上时，经15～20d即可完成秸秆氨化过程。此法的缺点是塑料袋易破损，需经常检查粘补，而且塑料袋的使用寿命较短，一般只能用2～3次，成本相对较高。
氨化炉既可以是砖水泥结构的土建式氨化炉，也可是钢铁结构的氨化炉。
土建式氨化炉用砖砌墙，水泥抹面，一侧安有双扇门，门用铁皮包裹，内垫保温材料如石棉。墙厚24cm，顶厚20cm。如果室内尺寸为3.0m×2.3m×2.3m，则一次氨化秸秆量为600kg。在左、右侧壁墙的下部各安装4根1.2kW的电热管，合计电功率为9.6kW。后墙中央上、下各开有一风口，与墙外的风机和管道连接。加温的同时开启风机，使室内氨浓度与温度均匀。亦可不用电热器加热，而将氨化炉建造成土烘房的样式，例如两炉一囱回转式烘房。用煤或木柴燃烧加热，在加热室的底部及四周墙壁均有烟道，加热效果很好。
钢铁结构的氨化炉可以利用淘汰的发酵罐、铁罐或集装箱等。改装时将内壁涂上耐腐蚀涂料，外壁包裹石棉、玻璃纤维以隔热保温。如果利用的是淘汰的集装箱，则在一侧壁的后部装上8根1.5kW的电热管，共计12kW。在对着电热管的后壁开上、下两个风口，与壁外的风机和管道相连，在加温过程中开动风机，使氨浓度与温度均匀。集装箱的内部尺寸为6.0m×2.3m×2.3m，一次氨化量为1.2t秸秆。
氨化炉一次性投资较大，但它经久耐用、生产效率高，综合分析是合算的（堆垛法所用的塑料薄膜只能使用两次）。特别是如果增加了氨回收装置，液氨用量可以从3%降至1.5%，则能进一步提高经济效益。挪威、澳大利亚等国采用真空氨化处理秸秆收到较好的效果。
用氨化炉或氨化池将秸秆用液氨、尿素、碳铵等氮素物喷洒混拌后进行密封氨化处理，使秸秆经氨化后成为优质饲料的过程。
1）液氨氨化 将秸秆打捆堆成垛，再用塑料薄膜覆盖密封，注入相当于秸秆干物质质量3%的液氨进行氨化。氨化时间夏季约需1周，春、秋季2～4周，冬季4～8周，甚至更长。若采用氨化炉氨化，由于温度较高，1d即可完成整个氨化过程。
2）尿素氨化 秸秆经切碎后置于氨化池中，加入相当于秸秆干物质质量5%的尿素溶液，均匀喷洒到秸秆上，氨化池装满、踩实后用塑料薄膜覆盖密封。
3）碳铵氨化 碳铵氨化的方法与尿素氨化相同，只不过由于碳铵含氨量较低，其用量应相应增加。
4）氨水氨化 方法同液氨氨化，由于氨水含氨量也较低，用量亦需相应增加。
1）秸秆的质量 氨化的原料主要有禾本科作物及牧草的秸秆。所选用的秸秆必须无发霉变质。最好将收获籽实后的秸秆及时进行氨化处理，以免堆积时间过长而霉烂变质。一般说来，品质差的秸秆氨化后可明显提高消化率，增加非蛋白氮的含量。
2）氨源的用量 根据具体的氨源种类来确定使用量。用量过小，达不到氨化的效果；用量过大，会造成浪费。氨的用量，一般以秸秆干物质质量的3%为宜。
3）秸秆含水量 含水量过低，水都吸附在秸秆中，没有足够的水充当氨的“载体”，氨化效果差。含水量过高，不但开窖后需延长晾晒时间，而且由于氨浓度低会引起秸秆发霉变质。水是氨的“载体”，氨与水结合成氢氧化铵，其中N
和OH
-
分别对提高秸秆的含氮量和消化率起作用。因而，必须有适当的水分，一般以25%～35%为宜。
水在秸秆中的均匀分布，也是影响氨化结果的因素，如上层过干、下层积水，都会妨碍氨化的效果。
4）氨化温度 氨化温度越高，完成氨化所需时间越短；相反，氨化温度越低，氨化所需时间就越长。温度与秸秆氨化时间的关系如表3-4所列。
表3-4 温度与秸秆氨化时间的关系
值得提出的是，用尿素进行氨化的时间要比表中所列时间长5d左右。因尿素首先在脲酶的作用下释放氨，温度越高，脲酶作用的时间越短。只有释放出氨以后，才能真正起到氨化的作用。
5）秸秆的粒度 用尿素或碳铵进行氨化，秸秆铡得越短越好，用粉碎机粉碎成粗草粉效果最好。用液氨进行氨化时，粒度应大一点，过小则不利于充氨。麦秸完全可以不铡。
1）注意防止爆炸 液氨遇火容易引起爆炸，因此，要经常检查贮氨容器的密封性。在运输、贮藏过程中，要严防泄漏、烈日暴晒和碰撞，并远离火源，严禁吸烟。
2）操作要迅速 氨化时操作要快，最好当天完成充氨和密封，否则将造成氨气挥发或秸秆霉变。
3）及时排除故障 要经常检查，如发现塑料膜的破漏现象，应立即粘好。
4）做好防护工作 氨水和液氨有腐蚀性，操作时应做好防护，以免伤及眼睛和皮肤。
秸秆氨化一定时间后就可开窖饲用。通常采用感官鉴定法来评定秸秆氨化的质量。若秸秆氨化后呈棕色，或为深黄色，发亮，则氨化质量较高；氨化好的秸秆质地柔软，具有糊香味。如果氨化秸秆变白、发灰、发黑或者有腐烂味，则说明秸秆已经变质，秸秆不能用于饲喂牲畜，原因可能是秸秆氨化过程中漏气跑氨。
取喂时，按需求量从氨化池取出秸秆，放置10～20h，在阴凉处摊开散尽氨气，至没有刺激的氨味即可饲喂。开始时应少量饲喂，待牲畜适应氨化秸秆后逐渐加大饲喂量，使其自由采食，亦可以与其他饲草混合饲喂，剩余的仍要封严，防止氨气损失或进水腐烂变质。
该工程处理的目的是改进秸秆的营养价值和适口性，适用于稻草、玉米秸和麦秸等的饲料化调制处理，适用于我国制作上述各类氨化饲料的地区。
利用氨与秸秆发生氨解反应，破坏木质素与多糖之间的酯键，从而提高秸秆的饲用价值。工艺流程：场地清理→铺膜（无毒，聚乙烯薄膜，0.1～0.2mm厚）→秸秆堆垛→封垛→注氨→贮存→开垛放氨→饲喂。
氨化堆垛饲料化处理的氨源使用尿素、碳铵、氨水或液氨均可，其中碳铵为较方便、经济和效果好的氨源。各种氨源的用量按干秸秆计算：尿素5%、碳铵10%、氨水10%～20%、液氨3% [ 12 ] 。
堆垛大小可以根据需求调节。大垛适合液氨氨化，规格一般为长×宽×高=4.6m×4.6m×2m；小垛适合尿素或碳铵氨化，规格一般为长×宽×高=2m× 2m×1.5m。
氨化堆垛饲料化处理时间取决于环境温度，温度越高，氨化时间越短：一般0～10℃需4～8周，10～20℃需2～4周，20～30℃需1～2周，30℃以上需1周以下。
该工程适于地势高、干燥平整的平地地块。秸秆堆垛时打捆或不打捆、切碎或不切碎均可以。实际调制时预先进行打捆和切碎处理效果会更好，一是方便饲喂，二是减少氨化用膜，三是可以减少秸秆刺破薄膜的危险。堆垛时，需调节秸秆水分至20%或以上，水分稍高，氨化效果稍好。使用碳铵或尿素作为氨源，需一边堆垛，一边浇洒氨源；使用氨水处理，可一次堆垛到顶后再浇泼氨源；使用液氨时，需用专门的设备将液氨注入。为方便注氨，堆垛时可先放一木杠，通氨时取出，插入注氨钢管即可，结束后注意密封好注氨管。开垛放氨宜选择晴朗天气，将氨化后的秸秆饲料摊开，一般1～3d即可。见图3-7。
图3-7 秸秆氨化堆垛工程
该工程处理的目的是改进秸秆的营养价值和适口性，适用于稻草、玉米秸和麦秸等的饲料化调制处理，适用于我国制作上述各类氨化饲料的地区。
利用氨与秸秆发生氨解反应，破坏木质素与多糖之间的酯键，从而提高秸秆的饲用价值。工艺流程：秸秆类原料→切碎→装填→撒氨或喷洒氨溶液→压实→密封→贮存→开窖放氨→饲喂。其中装填、喷洒氨溶液和压实作业可同时进行。
氨化窖饲料化处理的氨源一般使用尿素、碳铵和氨水，其中尿素为我国较为普及的一种氨源。各种氨源的用量按干秸秆计算：尿素5%、碳铵10%、氨水10%～20%。氨源可直接均匀地撒到秸秆原料上，也可制成水溶液进行均匀喷洒，一般每100kg的干秸秆用水20～30kg。碳铵和尿素可边装填边分层添加，氨水可将秸秆装填好之后直接在秸秆堆中部进行浇洒。
氨化窖饲料化处理时间取决于环境温度，温度越高，氨化时间越短。例如，一般0～10℃需4～8周，10～20℃需2～4周，20～30℃需1～2周，30℃以上需1周以下 [ 12 ] 。
该工程处理时一般需调节秸秆水分至30%～50%。氨化窖的大小可根据饲喂家畜的种类和数量进行调节，一般每立方米的窖装切碎风干秸秆在150kg左右。氨化窖可建在地上，也可建在地下或半地下，一般以长方形双联池较好，可轮换进行秸秆处理。氨化秸秆顶部要堆成馒头形，高出窖面至少1m，以防止下沉塌陷成坑，下雨积水。开窖放氨宜选择晴朗天气，将氨化后的秸秆饲料摊开，一般1～3d即可。秸秆氨化窖见图3-8。
图3-8 秸秆氨化窖
该工程处理是采用一种密闭保温的设备，通过外界能源加热，进行秸秆快速氨化饲料处理，主要是利用氨与秸秆发生氨解反应，破坏木质素与多糖之间的酯键，从而提高秸秆的饲用价值。该技术适用于稻草、玉米秸和麦秸等的饲料化调制处理，适用于我国制作上述各类氨化饲料的地区。
工艺流程：秸秆装车→氨液喷洒→进炉斗加热（950℃左右14～15h）再焖炉（5～6h）→出炉→通风放氨→饲喂。
氨化炉饲料化处理的氨源一般使用尿素、碳铵或氨水。各种氨源的用量按干秸秆计算：尿素为5%，碳铵为8%～12%，氨水为10%～20%。氨源溶液需均匀喷洒到秸秆原料上，将秸秆含水量调整到45%左右 [ 12 ] 。
氨化炉主要由炉体、加热装置、空气循环系统和秸秆车等组成。炉体要求保温、密封和耐酸碱腐蚀；加热装置可用电加热，也可用煤炭作为燃料通过水蒸气加热；秸秆车要求便于装卸、运输和加热，以带铁轮的金属网车为好。氨化炉饲料化处理可大大缩短氨化时间，24h可氨化好，不受季节限制，可均衡生产供应，但生产成本偏高。秸秆氨化炉见图3-9。
图3-9 秸秆氨化炉