论文摘要:

工程处理法对改善农作物秸秆营养价值的机理研究是一个十分复杂的问题，它涉及到秸秆本身的物理和化学特性以及在反刍动物瘤胃的消化和降解状况。本文从实验方法、化学特性、显微组织特性和物理特性等四个方面进行了初步研究。

对植物细胞壁降解产物色谱分析（HPLC & GLC）的前处理程序进行了较大改进。用80％乙醇超声波浸提（低于30℃）来代替中性洗涤（Van Soest法）能有效地去除可溶性酚类物质和碳水化合物及其它一些杂质，最大限度地保持了秸秆细胞壁不溶性成分的完整性。通过不断摸索，本文首次找到了在糖腈乙酰酯法制备单糖衍生物过程中控制葡萄糖和半乳糖不出杂峰（异构衍生物）的条件，并给出了一套快速、准确和实用的日常分析方法。 利用色谱分析手段（HPLC & GLC）深入考察和分析了工程预处理前后（包括在反刍动物瘤胃消化前后）秸秆细胞壁的化学特性以及与干物质消化率之间的关系，指出木质素（非核木质素和核心木质素）对干物质消化率的影响作用随植物品种不同存在着明显的差异，因此选择性地去除非核木质素（与半纤维素之间的共价键联接）以及破坏细胞壁中纤维素的木质化外壳（主要由构成核心木质素的丁香醛等组成）均有利于改善作物秸秆在反刍动物瘤胃的消化特性。

借助扫描电镜对工程预处理前后（包括在瘤胃消化前后）秸秆细胞壁的微观结构和组织的变化情况及规律性进行了考察和分析，指出瘤胃微生物对植物细胞壁的降解作用首先是从植物组织的破裂（开裂）处进行的。破坏表皮层的角质（蜡质）和硅质细胞以及细胞腔内表面上抗微生物降解的具瘤层，可提高微生物对植物组织的消化和降解速度。 基于工程预处理影响秸秆物理结构和状态的情形，提出了比孔隙率的概念，并将容重、比孔隙率、溶胀特性和持水特性等物理参数与秸秆宏观和微观上的结构与状态的变化联系起来，便于从物理方面认识工程预处理对秸秆的影响作用。

最后，本文从化学特性、显微组织特性和物理特性等三方面的实验结果进行了综合探讨，首次较为系统地提出了工程预处理法对改善秸秆营养价值的作用机制（机理），给出了农作物秸秆和低质牧草有效利用的具体改进措施及可行的复合处理方法，这对今后改进工程预处理法具有明确的指导意义和理论价值。 关键词：工程预处理；仪器分析；化学特性；显微组织分析；物理特性；机理