我國(guó)草食動(dòng)物粗飼料短缺問(wèn)題已成為制約畜牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。近年來(lái)，隨著草食動(dòng)物養(yǎng)殖規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，對(duì)粗飼料的需求量急劇攀升，然而國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)粗飼料的供應(yīng)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足實(shí)際需求。作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)每年產(chǎn)生大量農(nóng)作物秸稈，近十年產(chǎn)量穩(wěn)定在8億噸/年。因此，秸稈飼料化不僅可以緩解粗飼料短缺問(wèn)題，還能減少秸稈焚燒帶來(lái)的環(huán)境污染，合理利用秸稈具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境意義。然而秸稈營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低、質(zhì)地粗硬、適口性差，直接用作飼料利用率低，極大限制了秸稈的飼料化進(jìn)程。究其原因，秸稈的主要成分木質(zhì)纖維素，特別是其中的木質(zhì)素，它與半纖維素經(jīng)共價(jià)鍵等連接形成一道致密的天然屏障，難以被瘤胃微生物降解消化，成為了秸稈飼料化的關(guān)鍵限制因素。因此，如何有效降解秸稈中的木質(zhì)素成分，是當(dāng)下秸稈飼料化生產(chǎn)中亟需解決的問(wèn)題。

 

　　針對(duì)上述問(wèn)題，畜牧所飼草加工與草畜結(jié)合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一系列研究工作，并取得顯著成效。相關(guān)研究成果發(fā)表在中科院一區(qū)TOP期刊SCI論文2篇。

 

　?。?）全球約有50%的人口以大米為主食，每年產(chǎn)生約7億噸稻草。然而，稻草的木質(zhì)素含量高，難以有效利用，導(dǎo)致其常被閑置或焚燒，造成經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。木質(zhì)素是植物細(xì)胞壁的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以被微生物和酶降解。通過(guò)降解木質(zhì)素，可以提高稻草的發(fā)酵效率，減少溫室氣體排放，并提高其作為反芻動(dòng)物飼料的價(jià)值。為此，飼草加工與草畜結(jié)合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用漆酶對(duì)稻草進(jìn)行木質(zhì)素降解處理，探究其對(duì)稻草青貯發(fā)酵特性、纖維素生物降解和體外瘤胃消化率的影響。研究發(fā)現(xiàn)，漆酶能有效降解稻草中的木質(zhì)素，降低纖維素的結(jié)晶度，提高纖維素酶的水解效率。組合添加乳酸菌（團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)）、纖維素酶和漆酶能顯著提高稻草的青貯發(fā)酵品質(zhì)，保留更多水溶性碳水化合物，降低pH值，抑制有害微生物的生長(zhǎng)。經(jīng)漆酶處理的稻草青貯飼料在體外瘤胃發(fā)酵過(guò)程中表現(xiàn)出更高的總產(chǎn)氣量，表明其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和可消化性顯著提高。因此，通過(guò)生物降解木質(zhì)素的方法，可以將稻草轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的反芻動(dòng)物飼料，減少溫室氣體排放，促進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用，為可持續(xù)畜牧業(yè)生產(chǎn)提供了一種新思路。

 

　　相關(guān)成果以題為“Effect of biological lignin depolymerization on rice straw enzymatic hydrolysis, anerobic fermentation characteristics and in vitro ruminal digestibility”在線發(fā)表于化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊International Journal of Biological Macromolecules（IF=7.7，中科院一區(qū)TOP期刊）。

 

　　（2）小麥秸稈是一種豐富的可再生資源，可用于動(dòng)物飼料、生物質(zhì)能源和工業(yè)化學(xué)品生產(chǎn)。然而，小麥秸稈含有大量木質(zhì)素，使其難以被高效利用。為此，飼草加工與草畜結(jié)合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提出了一種通過(guò)漆酶降解木質(zhì)素的處理方法，用于改善小麥秸稈貯存和利用。結(jié)果表明，漆酶和乳酸菌菌劑復(fù)合添加能顯著改善小麥秸稈的化學(xué)結(jié)構(gòu)、發(fā)酵特性和體外消化率。該方法不僅提高了小麥秸稈的生物可降解性，還為生物質(zhì)能源生產(chǎn)、反芻動(dòng)物飼料優(yōu)化和高附加值產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了重要科學(xué)依據(jù)，也為下一步構(gòu)建降解木質(zhì)素的基因工程乳酸菌奠定了基礎(chǔ)。

 

　　相關(guān)成果以題為“Biological delignification and anaerobic fermentation of wheat straw: a promising approach for sustainable utilization of crop straw bioresources”在線發(fā)表于農(nóng)林科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Industrial Crops & Products（IF=5.6，中科院一區(qū)TOP期刊）。

 

　　上述發(fā)表論文，畜牧所飼草加工與草畜結(jié)合創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的Mudasir Nazar博士后為第一作者，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人劉蓓一副研究員和丁成龍研究員為共同通訊作者，江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧研究所為第一單位，研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金外國(guó)學(xué)者研究基金項(xiàng)目（W2433086）等項(xiàng)目的資助。

 

　　文章鏈接：

 

　　https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.141664

 

　　https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.120839