我國草食動物粗飼料短缺問題已成為制約畜牧業(yè)發(fā)展的關鍵因素之一。近年來，隨著草食動物養(yǎng)殖規(guī)模的持續(xù)擴大，對粗飼料的需求量急劇攀升，然而國內優(yōu)質粗飼料的供應卻遠遠無法滿足實際需求。作為農業(yè)大國，我國每年產生大量農作物秸稈，近十年產量穩(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題，還能減少秸稈焚燒帶來的環(huán)境污染，合理利用秸稈具有重要的經濟、社會和環(huán)境意義。然而秸稈營養(yǎng)價值低、質地粗硬、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程。究其原因，秸稈的主要成分木質纖維素，特別是其中的木質素，它與半纖維素經共價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鍵限制因素。因此，如何有效降解秸稈中的木質素成分，是當下秸稈飼料化生產中亟需解決的問題。
針對上述問題，畜牧所飼草加工與草畜結合創(chuàng)新團隊開展了一系列研究工作，并取得顯著成效。相關研究成果發(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，每年產生約7億噸稻草。然而，稻草的木質素含量高，難以有效利用，導致其常被閑置或焚燒，造成經濟損失和環(huán)境污染。木質素是植物細胞壁的重要組成部分，其結構復雜，難以被微生物和酶降解。通過降解木質素，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物飼料的價值。為此，飼草加工與草畜結合創(chuàng)新團隊利用漆酶對稻草進行木質素降解處理，探究其對稻草青貯發(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，漆酶能有效降解稻草中的木質素，降低纖維素的結晶度，提高纖維素酶的水解效率。組合添加乳酸菌（團隊自主研發(fā)）、纖維素酶和漆酶能顯著提高稻草的青貯發(fā)酵品質，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。經漆酶處理的稻草青貯飼料在體外瘤胃發(fā)酵過程中表現出更高的總產氣量，表明其營養(yǎng)價值和可消化性顯著提高。因此，通過生物降解木質素的方法，可以將稻草轉化為高質量的反芻動物飼料，減少溫室氣體排放，促進農業(yè)廢棄物的再利用，為可持續(xù)畜牧業(yè)生產提供了一種新思路。
相關成果以題為“Effect of biological lignin depolymerization on rice straw enzymatic hydrolysis, anerobic fermentation characteristics and in vitro ruminal digestibility”在線發(fā)表于化學領域權威期刊International Journal of Biological Macromolecules（IF=7.7，中科院一區(qū)TOP期刊）。
?。?）小麥秸稈是一種豐富的可再生資源，可用于動物飼料、生物質能源和工業(yè)化學品生產。然而，小麥秸稈含有大量木質素，使其難以被高效利用。為此，飼草加工與草畜結合創(chuàng)新團隊提出了一種通過漆酶降解木質素的處理方法，用于改善小麥秸稈貯存和利用。結果表明，漆酶和乳酸菌菌劑復合添加能顯著改善小麥秸稈的化學結構、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，還為生物質能源生產、反芻動物飼料優(yōu)化和高附加值產品開發(fā)提供了重要科學依據，也為下一步構建降解木質素的基因工程乳酸菌奠定了基礎。
相關成果以題為“Biological delignification and anaerobic fermentation of wheat straw: a promising approach for sustainable utilization of crop straw bioresources”在線發(fā)表于農林科學領域權威期刊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合創(chuàng)新團隊的Mudasir Nazar博士后為第一作者，團隊負責人劉蓓一副研究員和丁成龍研究員為共同通訊作者，江蘇省農業(yè)科學院畜牧研究所為第一單位，研究得到了國家自然科學基金外國學者研究基金項目（W2433086）等項目的資助。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.141664
https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2025.120839
