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小麦秸秆是丰富的生物质资源,其所含的纤维素和半纤维素可被反刍动物消化利用。然而,小麦秸秆复杂的物理和化学结构阻碍了酶和微生物对其降解。因此,预处理是提高小麦秸秆消化率的必要条件。蒸汽爆破作为一种环境友好型的物理化学方法,可通过降低颗粒大小、改变纤维素的聚合度及结晶度、水解部分半纤维素、增加孔隙率等多种机制提高生物质的消化率,从而提高其营养价值。因此,本试验通过探索蒸汽爆破对小麦秸秆的瘤胃体外发酵、糖产量及微生物区系的影响,为蒸汽爆破在农作物秸秆饲料化的应用提供参考。1.响应面法优化蒸汽爆破小麦秸秆的参数本试验选取蒸汽压强(1.5 Mpa-2.5 Mpa)、水分含量(10%-50%)和维压时间(90 s-210 s)为自变量,瘤胃体外发酵挥发酸产量为响应值,利用响应面建立回归模型并进行回归方程拟合,预测最佳工艺。结果显示:(1)维压时间对挥发酸产量有显著影响,随着维压时间延长,挥发酸的产量也在逐渐增加;(2)在蒸汽压强为2.30 Mpa,水分含量为36.46%和维压时间90 s条件下蒸汽爆破处理小麦秸秆,体外发酵的挥发酸产量达到最大值。2.蒸汽爆破对小麦秸秆体外发酵糖产量及微生物区系的影响利用试验一筛选的条件对小麦秸秆进行蒸汽爆破,分析蒸汽爆破后的小麦秸秆的瘤胃体外发酵参数,糖含量及微生物区系。结果表明:(1)在最适蒸汽爆破条件下,蒸汽爆破预处理显著提高了小麦秸秆体外发酵液中VFA及各组分的浓度,降低了乙酸/丙酸的值(P<0.01);(2)显著提高了发酵液中果糖、木糖、阿拉伯糖、麦芽糖和纤维二糖的含量(P<0.05);(3)改变了发酵液中微生物的区系结构,在门水平上,提高了Firmicutes的相对丰度(P<0.01),但对Bacteroidetes无显著的影响(P>0.05);在属水平上,增加了Saccharofermentans和Butyrivibrio的相对丰度(P<0.01),显著降低了Succiniclasticum和Selenomonas的相对丰度(P<0.01),但对Prevotella和Ruminococcus的相对丰度没有影响(P>0.05)。3.蒸汽爆破对小麦秸秆瘤胃降解的影响采用尼龙袋法将未处理和最优条件下蒸汽爆破处理的小麦秸秆在瘤胃内消化2 h、6 h、12 h、24 h、48 h和72 h,分析小麦秸秆中NDF和ADF的瘤胃动态降解率。结果表明:(1)24 h和48h蒸汽爆破小麦秸秆ADF降解率显著高于对照组的小麦秸秆(P<0.05),在72 h时极显著高于对照组的小麦秸秆(P<0.01),且降解率增加了28.78%;蒸汽爆破也显著提高了小麦秸秆中NDF的有效降解率(P<0.05);(2)24 h和48 h蒸汽爆破小麦秸秆ADF降解率显著高于对照组的小麦秸秆(P<0.05),在72 h时极显著高于对照组的小麦秸秆(P<0.01),且降解率增加了18.02%;对小麦秸秆中ADF的有效降解率无显著影响(P>0.05)。综上所述,蒸汽爆破可提高小麦秸秆营养水平,从而成为反刍动物的粗饲料资源。