香蕉副产物利用现状
(一)饲料化利用
饲料化利用是香蕉副产物目前利用较普遍、应用前景最广的一种方式,早在20世纪80年代,国内外就有了许多香蕉副产物饲料化利用的示范案例。印度马德拉斯兽医学院V.S.Poyyamozhi,R.Kadirvel等人利用香蕉茎秆作为饲料饲养山羊,实验证明,香蕉茎秆完全可以取代猢狲草,对动物的健康无不利影响;乌干达、肯尼亚等非洲国家约10%香蕉茎秆废弃物用作牲畜饲料。据哥斯达黎加农牧业部提供的材料,利用香蕉茎秆作为奶牛辅助饲料的试验获得了成功,这样可以大幅度减少现有辅助饲料玉米的进口量,同时为旱季短缺的青草饲料找到了可行的替代品。林陆山等用香蕉茎叶粉为主要原料生产菌体蛋白饲料,可以代替10%~35%的各类畜禽饲料。魏登山等用香蕉茎叶粉和废菌筒混合发酵生产菌体蛋白饲料,并用该饲料代替15%~20%的配合饲料喂猪,饲料的适口性好,不影响猪的生长性能;经过对鸡、猪、山羊的喂养证明,以香蕉茎秆为主要原料生产的菌体蛋白饲料添加剂适口性好,能促进畜禽的生长发育和增强免疫能力,缩短育肥周期。
经实践应用证明香蕉副产物通过青贮生产反刍动物饲料和生产菌体蛋白饲料用于家禽、猪饲养添加料的两种饲料化利用方式中,目前利用量、利用率、利用效益最高的利用方式是在反刍动物饲料应用之中。
国内研究主要集中在香蕉副产物青贮饲料加工和饲喂利用效果等方面。王明媛等比较了香蕉茎叶分别与4%的玉米面粉、30%的稻草以及30%甘蔗梢混合青贮后喂牛的效果,结果表明3种青贮饲料都是肉牛很好的育肥饲料,育肥牛肉品质好,牛只的高档肉比例高。云南省草地动物科学研究院刘建勇等的实验显示香蕉茎叶的单宁含量随着青贮天数的增加而逐渐降低,用添加10%玉米面混合青贮的香蕉茎叶喂牛,牛的日增重可达1.62kg。韦英明等用青贮香蕉茎叶代替60%的粗饲料饲喂奶牛,结果不影响奶牛的产奶性能。黄必志等研究发现用青贮玉米秸秆与青贮香蕉茎叶饲喂云岭牛育肥效果相当,且用香蕉茎叶饲喂的牛只每头可减少136.33元的成本。李志春等用青贮香蕉茎叶饲喂波尔山羊发现,其对山羊的肝脏和肾脏的蛋白质代谢无不良影响。Nogueira等认为香蕉茎叶不仅可用作绵羊饲料,同时具备防治绵羊肠道线虫生长的功效。刘仙喜等将香蕉秸秆经加工并按照一定比例添加生物饲料发酵菌(剂)、糖蜜等物质,混合调制后进行青贮,制备成的香蕉秸秆生物饲料适口性好,食用安全,饲喂牛只采食效果和增重效果明显。云南省草地动物科学院黄必志、刘建勇等率先在红河炆远牧场进行了香蕉副产物青贮饲料生产应用;广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所游向荣等形成以添加植物乳杆菌、产朊假丝酵母和单宁酶复合微生物菌剂为核心的香蕉副产物青贮加工技术。
自2014年开始,在国家公益性行业专项“中国南方经济作物副产物饲料化利用技术研究与示范”项目支持下,云南省农业科学院在云南省草地动物科学研究院前期研究结果的基础上,对香蕉副产物青贮轻简化加工技术和饲喂应用技术进行了系统、全面的专题研究。饲料生产加工方面通过不同原材料配比、不同加工混合方式、不同青贮时间等试验研究形成了“香蕉副产物混合青贮生产技术及饲喂应用技术”即以主料(香蕉副产物)+吸水辅料(干作物秸秆)+C源辅料(玉米面、麦麸、糖蜜)按比例添加的混合青贮技术,窖池青贮香蕉副产物生产加工效率为15~20t/h,密封青贮30~40d后即可开封取喂;袋装、打包青贮生产加工效率为6~8t/h,密封青贮30~40d后即可开袋饲喂。两种加工方式生产出的青贮饲料产品经检验测定营养价值、外观品质均达到青贮饲料的良好指标,通过实践应用分别编制完成了窖池、袋装香蕉副产物混合青贮生产技术规程和饲喂应用技术规程,在5家肉牛规模养殖企业进行了示范应用,青贮饲料产品质量稳定符合青贮饲料相关的良好指标,保质贮存期可长达10~12个月不腐坏变质。
(二)提取纤维
香蕉纤维位于香蕉树的韧皮内部,属于韧皮纤维类。具有一般纤维的特点,例如强度高,伸长小,回潮率大、重量轻、光泽好等。目前人们通过机械改造法提取纤维大大提高了手工提取的效率。印度Jarman等人对香蕉茎秆纤维的小规模提取及加工技术进行研究,其研制的刮麻机提取效率为2.5kg/h(纤维),以香蕉假茎干物质中含有粗纤维20.52%计,按每亩香蕉园的假茎和叶片产量平均为2000kg计算,每亩香蕉的干物质大约为200kg,200kg干物质中含有粗纤维40kg,利用这种方法提取每亩香蕉茎秆的纤维大约需要16h,尚不含处理副产物所需的其它时间。中国热带科学院研制出提取纤维的关键机械QP-1800型香蕉茎秆切割破片机和GZ-390型香蕉茎秆刮麻机加工效率为100kg/h(茎秆),以2013年中国香蕉的单产2500kg计,香蕉茎秆产量与香蕉单产等量,处理1亩香蕉茎秆的时间大约需要25h。可利用纤维含量较低,生产加工成本高昂,生产出的产品缺乏优势,更无法与常规纤维作物相竞争,实际应用只能停留在研究、试验中,无法实现规模化生产应用。
(三)造纸利用
黄润燕等建立了香蕉茎秆综合利用中试车间并取得成功,香蕉纤维纸浆板质量比较稳定,各种机械强度接近于竹浆,证明香蕉茎秆是可以作为一种新的造纸原料进行回收利用。西双版纳星鑫农业科技有限责任公司是国内首家利用香蕉茎秆进行造纸的企业,投资300万元,在景洪市的勐罕镇建立了香蕉茎秆综合利用中试车间,采取免蒸煮、无需安装锅炉和使用烧碱助剂方式,利用香蕉茎秆、果柄和叶制造纤维纸浆板,有能够日产纸浆50t的造纸生产线,每年可生产香蕉纤维纸浆板8.96万t。经当地环保部门检测,公司造纸生产线所有排放物指标均达到国家一级排放标准。实际应用中干物质含量才15%左右,利用率低,采收搬运无法实现机械化,生产成本较高,目前亟需解决的是如何在一定的生产规模下获得期望的生产率与经济效益。
(四)基质肥料利用
将香蕉茎秆废渣与微生物肥料堆制成有机肥、育苗基质,香蕉秸秆含有易降解的有机成分和矿物质成分,水溶性糖类含量高,C/N比适宜,能够在堆肥过程中起到微生物学的营养培养基作用,有利于增加土壤有机质及N、P、K营养元素含量,改善土壤理化性状,促进作物根部生长,增强植株抗病能力。中国热带农业科学院海口实验站韩丽娜堆肥原料由香蕉茎秆、畜禽粪、稻壳、花生秸秆组成,质量比为50~55∶25~30∶5~10∶10~15,并加入适当菌剂以及腐秆剂进行堆肥54d,得到肥料品质好。广东省农科院果树研究所匡石滋等人采用生物发酵的方法,将香蕉废弃茎秆预处理后与鸡粪一起堆沤发酵,使之成为无害化、高质化的生物有机肥,并循环利用于香蕉生产;通过对发酵过程中的C/N比、水分含量、发酵温度等工艺指标的调控,分析总结出一套容易掌握的香蕉废弃茎秆与鸡粪堆肥化利用技术规程,为香蕉废弃茎秆的资源化利用实践提供技术支撑和科学依据。
但香蕉植株秸秆体积大,堆放过程中占用空间大,降低耕作面积的利用率,会给耕作带来一些影响,进行堆肥或搬运需要较多的人工劳动力;植株水分含量高达80%以上自然脱水困难、周期长,干物质少发酵腐熟难,即使按有机肥标准可允许30%的含水量利用率仍然较低。如果经过粉碎后利用可以大大提高利用率,降低人工成本,目前国内田间破碎机的研究主要是广东省农业机械研究所研制出的1XHJ系列香蕉田间破碎机。其主要结构有粉碎室壳体、定刀、Y形甩刀、转子、防护部件等组成。工作过程中,由拖拉机运动驱动粉碎室转子,使安装在转子上的Y形甩刀与地面作高速的切线运动,将被拖拉机机头推倒的香蕉茎秆从地面勾起,输送到粉碎室,香蕉茎秆在粉碎室进一步被砍切、打击、揉搓、彻底粉碎,最后通过还田机后部的倒流板均匀地铺放到田间表面。国内香蕉茎秆切割破片机有QP-1800型香蕉茎秆切割破片机,其主要结构有链轮、链推进装置、横刀、竖刀、电机等。工作时,香蕉茎秆靠两个相同的安装在两组链轮上的两个链推进装置同时推动,推向前面安装的横刀和竖刀,经过横刀、竖刀的作用最终被切割成四块排出机外,完成整个切割过程,但在使用中还是存在机械功率较大的问题,香蕉种植规格必须符合机械操作要求才相适应。