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第四节

大豆秸秆

一、优质大豆品种

1.豫豆29号

豫豆29号由河南省农科院棉花油料作物研究所选育,品种审定编号为国审豆2003031。

(1)特征特性 该品种紫花,灰毛,圆叶,株形收敛,有限结荚习性。2年区试平均生育期109天,株高81cm,百粒重20.06g。种皮黄色,强光泽,椭圆粒,浅褐脐。抗倒性、抗病性好。适宜在河南中部和北部、河北南部、山西南部、陕西中部、山东西南部夏播种植。

(2)栽培要点 播种,6月上、中旬播种,每亩播种量4kg,亩留苗以1.2万~1.5万株为宜。行距40~50cm,株距10~13cm。要求麦收后足墒播种,力争全苗。肥水管理,在结荚期、鼓粒期遇旱浇水,可增加结荚数,提高粒重。

(3)产量表现 2000—2001年参加黄淮海中片夏大豆品种区域试验,2000年平均亩产189.7kg,2001年平均亩产172.3kg,2年区试平均亩产181.0kg。2001年参加黄淮海中片夏大豆品种生产试验,平均亩产174.5kg,平均粗蛋白质含量42.8%,粗脂肪含量20.34%。

2.菏豆13

菏豆13号由山东省菏泽市农业科学院选育的大豆品种,审定编号为国审豆2005012。

(1)特征特性 紫花,灰毛,椭圆形叶,亚有限结荚习性。平均生育期105天,株高53.14cm,有效分枝1.71个,单株有效荚数30.86个,单株粒数60.08个,百粒重22.38g。中感大豆花叶病毒病,高感大豆胞囊线虫病,抗倒伏性较好。

(2)栽培要点 6月上中旬足墒播种;亩留苗以1.5万~2.0万株为宜;开花结荚期注意防旱排涝。该品种属黄淮海夏大豆晚熟高产品种,适宜在山东省西南部、河南省南部、江苏和安徽两省淮河以北地区夏播种植。生产上注意防治大豆孢囊线虫病。

(3)产量表现 2003年参加黄淮海南片夏大豆品种区域试验,平均亩产144.44kg。2004年续试,平均亩产177.96kg。2年区试平均亩产161.20kg。2004年生产试验平均亩产168.26kg,平均粗蛋白质含量41.84%,粗脂肪含量19.03%。

3.邯豆9号

邯豆9号由邯郸市农业科学院于2007年选育而成,2011年3月通过品种审定,审定编号为冀审豆2011005。

(1)特征特性 属亚有限结荚习性,生育期约108天,株高97cm,底荚高14cm,主茎19.5节,有效分枝1.4个,卵圆叶,紫花,棕毛。单株有效荚37.6个,单荚粒数2.5个,百粒重25.2g。适宜在河北省中南部、河南等地区夏播种植。籽粒圆形,黄色种皮,深褐色种脐,微有光泽。抗病性较强。

(2)栽培要点 适宜播期6月上中旬后,留苗密度1.2万~1.6万株/亩,行距40~50cm。底肥亩施磷酸二铵15~20kg、钾肥5kg,或氮、磷、钾复合肥15~20kg。开花期亩追施尿素5kg,花荚期、鼓粒期遇旱及时浇水。注意防治病虫害。

(3)产量表现 2008年河北省夏播组区域试验平均亩产221kg,2009年同组区域试验平均亩产200kg。2010年同组生产试验平均亩产198kg,粗蛋白质(干基)40.19%,粗脂肪(干基)20.56%。

4.中黄13号

中黄13号由中国农业科学院作物研究所选育,品种审定编号为国审豆2001008。

(1)特征特性 主茎节数14~16节,结荚高度在10~13cm,有效分枝3~5个。粒形圆,种皮黄色,百粒重为24~26g,脐褐色,紫斑粒率和虫蚀率低,商品品质较好。中抗孢囊线虫和根腐病。本品种增产潜力大,如肥水等管理措施得当,亩产可达250kg。该品种夏播生育期105~108天,春播生育期为130~135天。株高50~70cm,是半矮秆品种,适于密植,抗倒伏性强。适宜在安徽省淮河流域、淮北地区、天津市种植。

(2)栽培要点 中黄13属半矮秆型品种,分枝较多,亩保苗以1.0万~1.2万株为宜,行距45~50cm。该品种喜肥水,适宜于肥地种植。一定要注意足墒播种,合理施肥,亩施有机肥2~3t和5~10kg磷钾肥。在花期及结荚期及时浇水。注意防治病虫害,开花前后注意防治蚜虫。及时收获,太晚易炸荚。中黄13号适应性广,可在安徽、山东、陕西南部、河北南部、河南、江苏夏播,又可在天津、辽宁南部、北京、河北北部和四川等地作为春播种植。

(3)产量表现 1999—2000年参加安徽省区试,2年区试平均亩产202.73kg;1998和2000年参加天津市区试,1998年平均亩产163.8kg,2000年平均亩产157.6kg。2000年参加安徽生产试验,平均亩产191.96kg。1999—2000年参加天津市生产试验,平均亩产166.85kg。经农业部农作物谷物品质监督检验测试中心测定,北京生产的种子蛋白质含量为42.72%,脂肪含量为19.11%;安徽生产的种子蛋白质含量为45.8%,脂肪含量为18.66%。

5.淮豆11号

淮豆11号由江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所育成,审定编号为苏审豆201104。

(1)特征特性 出苗势强,叶片卵圆形。植株直立,亚有限结荚习性。紫花,荚弯镰形,籽粒椭圆形,种皮黄色,种脐淡褐色,商品性较好。成熟时落叶性好,不裂荚。江苏省区试平均结果,生育期114天,株高79.7cm,结荚高度13.3cm,主茎14.2节,有效分枝2.9个,单株结荚45.4个,每荚2.2粒,百粒重21.7g。中国国家大豆改良中心接种鉴定,中感大豆花叶病毒病SC3株系。属淮北中晚熟夏大豆品种。适宜在江苏省淮北地区作夏大豆种植。

(2)栽培要点 轮作,选择前两茬未种过豆类作物的田块种植。播种期,一般在6月10~30日,最适播期6月15~25日。种植密度,每亩定植1.1万~1.4万株,行距为40cm左右,株距15cm左右,亩用种6kg,迟播适当增加播种量。肥水管理,一般基肥亩用纯氮2kg、氧化磷5kg、氧化钾1.5kg左右,初花期根据苗情亩追施纯氮2.5kg左右。花荚期注意抗旱排涝,保持土壤湿润。病虫草害防治,播前使用土壤杀虫剂防治地下害虫。播后及时防病、治虫、除草。

(3)产量表现 2008—2009年参加江苏省区试,2年平均亩产197.5kg。2010年生产试验平均亩产180.4kg。农业部谷物品质监督检验测试中心2009年测定,粗蛋白质含量42.2%,粗脂肪含量19.8%。

二、大豆秸秆的营养特性及其影响因素

我国大豆秸秆年产量约0.3亿吨,其饲料利用率仅为20.7%。国内外的有关研究主要集中在玉米秸、稻草秸、小麦秸、大麦秸甚至棉花秸等农作物秸秆的开发和利用上,对大豆秸秆饲用品质方面的报导则较少。

1.大豆秸秆营养价值的变异性

不同地点和不同收获时间,豆秸营养价值差异较大。范华等在山西省测定了收获当天豆秸的粗蛋白质和中性洗涤纤维含量分别为13.98%和61.96%,储存60天后,粗蛋白质含量降低为11.55%,而中性洗涤纤维增加至63.48%;单洪涛等报道豆秸粗蛋白质和中性洗涤纤维含量分别为5.3%和78.6%,与范华等结果相距甚远。北方地区豆秸收获较晚,豆秸粗纤维含量较高。卢焕玉等(2010)试验显示,豆秸酸性不溶木质素含量比玉米秸秆高66.74%,豆秸干物质有效降解率仅有17.98%,比玉米秸秆干物质有效降解率低43.26%,质地坚硬和较高木质素含量是导致豆秸较低采食量和较低养分瘤胃降解率的主要原因。

(1)不同保存时间豆秸营养物质的变化情况 在自然状态下,随着保存时间的延长,大豆秸秆中粗蛋白质、有机物和水溶性碳水化合物含量逐渐减少,而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量逐渐增加,差异极显著。与收获当天相比,粗蛋白质含量在收获后5天、10天、15天、30天和60天时分别减少了1.36%、1.93%、7.65%、12.23%和17.38%;水溶性多糖分别减少了4.32%、14.41%、18.16%、31.12%和38.62%;有机物减少了0.33%~2.24%;中性洗涤纤维增加了0.09%~2.45%;酸性洗涤纤维增加了2.12%~5.93%。

在自然保存状态下,保存时间对于粗蛋白质和水溶性碳水化合物的影响主要在15天和30天左右。刚收获时,植物体内的酶会水解蛋白质,生成肽和氨基酸,其中一些氨基酸继续降解,从而减少了整个植株中的粗蛋白质。但由于植物细胞的光合作用也并未停止,并且还可以补偿呼吸作用的部分损失,因而总损失较小;随着时间的延长,水分含量逐渐降低,光合作用停止,粗蛋白质含量快速下降,当水分含量降到40%以下时植物细胞呼吸停止进而死亡,粗蛋白质含量趋于稳定。另外,由于大豆在刚收获时异化作用占优势,水溶性多糖被迅速氧化分解为二氧化碳和水而排掉,再加上雨淋、露水等外部因素的影响,因此损失较快,之后趋于稳定。

(2)不同保存方法豆秸营养物质的变化情况 保存方法对豆秸粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和水溶性多糖含量影响差异均极显著,对有机物影响差异不显著。粗蛋白质含量的顺序为氨化>棚舍保存>露天保存>青贮,其中氨化与其他3种方法相比可使粗蛋白质含量分别提高35.24%、41.11%和68.42%;水溶性多糖含量的顺序为棚舍保存>露天保存>氨化>青贮,且棚舍保存与其他3种方法相比可使水溶性多糖含量分别提高17.31%、151.51%和169.91%。

保存方法对于豆秸营养成分的影响差异显著。就粗蛋白质而言,其顺序为氨化>棚舍保存>露天保存>青贮。这是因为青贮是通过微生物发酵合成菌体蛋白的结果,氨化是通过尿素而增加的非蛋白氮氨化保存时,豆秸中的中性洗涤纤维含量稍有降低,酸性洗涤纤维含量则略有提高;而青贮却可明显提高中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的含量。这是由于在氨化过程中,半纤维素溶解,使得中性洗涤纤维含量下降,但由于氨与细胞壁成分形成二氮复合物,故使酸性洗涤纤维含量提高。

而在青贮过程中,一方面由于乳酸菌分解水溶性多糖;另一方面由于水分增加,从而导致干物质中可溶性养分损失过多,使中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量相对提高。棚舍保存时水溶性多糖含量最高,青贮则最低,这是由于青贮过程中,乳酸菌将水溶性多糖作为能量来源发酵为有机酸,主要是乳酸,从而大大降低了水溶性多糖含量;氨化过程中由于细胞壁结构的破坏,使存在于其中的水溶性多糖释放出来,因而含量降低,而棚舍保存虽然有呼吸代谢引起的水溶性多糖损失,但要少得多。

(3)不同干燥方法豆秸营养物质的变化 干燥方法对豆秸粗蛋白质、有机物、酸性洗涤纤维影响差异极显著,对水溶性多糖影响差异显著,对中性洗涤纤维影响差异不显著。粗蛋白质、有机物、水溶性多糖含量的顺序为烘干>阴干>晒干,烘干与晒干相比,粗蛋白质含量提高4.48%、有机物含量提高5.82%、水溶性糖类含量提高22.62%;酸性洗涤纤维含量的顺序为烘干>晒干>阴干,烘干与阴干相比,酸性洗涤纤维含量提高4.39%。

干燥方法对于豆秸的营养成分的影响差异显著。一般直接烘干对于水溶性多糖和粗蛋白质含量的影响较小,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维也相应较低,而晒干则相反。其原因是由于在晒干过程中,植物体细胞并未死亡,仍能进行呼吸作用和蒸腾作用,植物体内储藏的部分无氮浸出物被水解而作为能源消耗掉。少量的蛋白质也被分解为以氨基酸为主的氨化物,随着水分的减少,细胞壁趋于死亡,呼吸作用停止,而植物体本身及外部微生物的酶类还继续氧化,从而使氨化物被分解成氨而损失,糖类变成二氧化碳和水。由于这些消耗物质是细胞内物质,细胞壁物质的浓度相对提高,故粗纤维含量增加而蛋白质等营养物质含量下降。

(4)不同保存方法对豆秸营养物质有效降解率的影响 不同豆秸成分在瘤胃的有效降解率因豆秸保存方法的不同而有一定差异,对干物质瘤胃降解率的影响差异不显著;对有机物的影响差异显著,且露天保存的有机物降解率分别比氨化和青贮高6.15%和17.44%;对中性洗涤纤维影响差异显著,其顺序为露天保存>氨化>棚舍保存>青贮>烘干,露天保存的中性洗涤纤维降解率分别比氨化、青贮和烘干高11.60%、21.71%和33.62%;对酸性洗涤纤维降解率差异不显著。

保存方法对豆秸营养成分瘤胃降解率的影响有一定差异。烘干处理和氨化处理可以明显提高瘤胃降解率,而青贮保存时豆秸的瘤胃降解率最低。氨化过程中,豆秸中的有机物与氨发生氨解作用,生成铵盐,从而作为瘤胃微生物的氮源而增强其活力,同时,氨化使细胞壁结构疏松,膨胀度增加,从而有利于微生物的发酵分解,增强其对豆秸的消化力;烘干使豆秸中的水分迅速蒸发,减少了营养物质的大量流失,使降解率提高;青贮中营养物质由于呼吸、厌氧发酵和渗出液流失造成一定损失,在青贮阶段仅粗蛋白质含量就有20%~50%的损失,加上青贮中水溶性多糖被大部分分解,故豆秸进入瘤胃后,瘤胃微生物失去了一部分能量来源,活力减弱,对豆秸的降解率也降低。

2.大豆秸秆摘荚抑制生长对其秸秆粗纤维和粗蛋白质含量的影响

(1)大豆秸秆摘荚抑制生长改善品质提出的背景 大豆籽粒收获后的成熟秸秆,不能广泛用作动物饲料的限制因素是粗纤维含量和木质化程度高,粗蛋白质含量较低。提高秸秆营养价值的主要措施有两类,一是收获后饲用前对秸秆进行的前处理;二是在作物栽培过程中采取一定的农艺措施。翟云龙等认为只有从作物自身栽培技术着手,弄清秸秆饲用营养品质形成的生理基础,才能实现秸秆饲用品质实质性的提高。

影响作物秸秆饲用价值的农艺措施之一为抑制生殖生长。植物的营养生长与生殖生长有对立统一的关系,钟筱波研究得出,小麦籽粒的发育会争抢植株营养体中所存的细胞内含物。有文献报道,玉米籽粒的发育是以牺牲秸秆的营养价值为代价的。张吉旺等研究证明,抑制玉米的生殖生长提高了秸秆的饲用价值。摘荚处理是抑制大豆生殖生长的措施之一。在大豆摘荚处理方面的报道多是研究去荚与大豆产量,百粒重以及大豆籽粒品质性状的关系。

(2)大豆秸秆摘荚对其饲用品质的影响 试验研究大豆秸秆摘荚对其饲用品质的影响,处理1为鼓粒初期(R5期)全部摘荚,处理2至处理4依次为R5期后5天、10天、15天全部摘荚。两边各有保护行。成熟后收获,对照摘去余荚,所有秸秆去根去叶后备用。粗纤维含量,各品系及各处理间均存在差异。未经处理的大豆秸秆粗纤维含量集中在44%~49%;鼓粒初期开始随摘荚抑制大豆植株生殖生长的时间逐步推后,各品系秸秆粗纤维含量变化规律不完全相同,大致是随处理时间的推后逐渐升高,个别品系处理间变化趋势较平缓;除处理4秸秆的粗纤维含量比对照略高外,其他各品系植株处理后秸秆粗纤维含量明显低于对照,如处理1相比对照秸秆粗纤维含量低15%。

粗蛋白质含量,对照组秸秆粗蛋白质含量集中在3%左右;随着鼓粒初期开始摘荚时间的逐渐推后,各品系秸秆粗蛋白质含量变化规律有一定的差异,部分品系呈现逐渐下降趋势,部分品系变化趋势为先上升后下降,在处理1、处理2和处理3情况下均有部分品系秸秆粗蛋白质含量达到最高值;除处理4秸秆粗蛋白质含量比对照略低外,所有品系处理后秸秆粗蛋白质含量明显高于对照,其中处理1比对照粗蛋白质含量高约10%。

三、大豆秸秆的利用技术

案例1.豆皮和花生皮对生长獭兔的营养价值评定

(1)材料与方法 试验材料,饲粮组成及营养水平见表1-40。选择18只60日龄、平均体重1.64kg白色獭兔,随机分为3组,每组6个重复,每个重复1只。1组为基础日粮,2组为豆皮饲粮组(85%基础饲粮+15%豆皮原料),3组为花生皮饲粮组(85%基础饲粮+15%花生皮原料)。基础饲粮和试验饲粮均制成直径4mm、长10mm的颗粒饲料。

表1-40 基础饲粮组成及营养水平

(2)结果 饲粮和饲料原料中总能和主要营养物质含量见表1-41。豆皮的粗蛋白质含量为11.47%,明显高于花生皮中粗蛋白质含量(8.06%)。但花生皮粗纤维含量较高,为57.23%,且含有16.46%的酸性洗涤木质素,总能的含量低于豆皮。豆皮的钙、磷含量略高于花生皮。豆皮饲粮和花生皮饲粮总能含量基本接近,粗纤维、粗蛋白质含量差异较大。

表1-41 生长獭兔饲粮和饲料原料中总能和主要营养物质含量

饲粮和饲料原料的表观消化能及能量表观消化率,见表1-42。豆皮和花生皮的表观消化能分别为6.57MJ/kg和5.19MJ/kg,基础饲粮的表观消化能为9.85MJ/kg,高于花生皮饲粮和豆皮饲粮。豆皮和花生皮能量的表观消化率分别为43.81%和34.14%,基础饲粮能量的表观消化率为59.96%,高于豆皮饲粮和花生皮饲粮。

表1-42 生长獭兔饲粮和饲料原料的表观消化能及能量表观消化率

饲粮和饲料原料中主要营养物质的表观消化率,见表1-43。生长獭兔对豆皮和花生皮中粗蛋白质的消化率较高,分别为73.38%和54.21%,对粗纤维的表观消化率较低,分别为29.95%和21.01%,对中性洗涤纤维的表观消化率分别为48.23%和37.64%,对酸性洗涤纤维的表观消化率分别为40.88%和33.93%。对基础饲粮中酸性洗涤木质素的表观消化率为2.10%。对豆皮饲粮和花生皮饲粮中酸性洗涤木质素的表观消化率极低,分别为1.47%和1.50%,对粗脂肪的表观消化率分别为77.85%和75.50%,对无氮浸出物的表观消化率均超过了70%。

表1-43 生长獭兔饲粮和饲料原料中主要营养物质的表观消化率

(3)结论 生长獭兔对豆皮和花生皮中粗蛋白质、灰分和钙的消化率较高,对粗纤维的消化率低,对酸性洗涤木质素消化极少。结合两种饲料营养物质含量总体分析,豆皮对生长獭兔的营养价值要高于花生皮。

案例2.大豆秸粉在獭兔日粮中的应用研究

(1)材料与方法 大豆秸秆收集后晾晒粉碎制成草粉,粉碎后长度在0.5~1.0mm。试验分4组,Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组为试验组,大豆秸秆颗粒料分别替代10%、15%和20%的精料;Ⅳ组为对照组,不添加大豆秸粉。每组试验獭兔9只,各处理组饲料配方详见表1-44。试验期60天,预试期7天。

表1-44 试验各组饲料配方

(2)结果与分析 增重结果经过30天的喂养试验,各处理兔只的增重情况见表1-45。Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组处理组与对照组Ⅳ比较,每只兔平均日增重为19.00g、17.67g、19.33g、20.00g,各处理组间差异不显著。这说明在獭兔日粮中添加10%~20%的大豆秸粉对獭兔日增重没有显著影响。试验组的粗纤维较高。但在盲肠微生物的作用下,变成菌体蛋白,又以食软粪的形式被重新吸收,保证了獭兔的蛋白质需要,因此对獭兔的生长、增重没有发生影响。

表1-45 试验兔试验期增重情况及饲料报酬

经济效益见表1-46。按市场平均价测算,90日龄的獭兔经60天喂养,处理Ⅲ组比对照组每只兔增加毛利5.15%,其他处理略低于对照组。

表1-46 试验兔的增重效益分析

(3)结论 在獭兔日粮中添加10%~20%大豆秸粉,日粮蛋白质的含量保持在16%~17%,粗纤维含量在12%~14%,对獭兔增重影响不大。獭兔日粮中添加大豆秸粉,能够降低饲料成本,解决冬春粗饲料的不足,添加20%的大豆秸粉效果最好。 ev/C1HWosABik6250BuWNB4qr15k9AwTaCX93p89VYUL2CiVjqDrsi/84eUhEM0G

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