本试验旨在研究超声处理对氨化和碱化水稻秸秆纤维类物质含量、瘤胃降解特性以及碳水化合物分子结构的影响。本试验采用响应面设计,以超声功率、超声时间、液固比、容器内声功率密度构建四因素五水平的中心组合设计模型,以中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和酸性洗涤木质素(ADL)含量为响应值建立多元二次回归数学模型,得到最佳的超声工艺参数,并与实际测量值比较,验证模型的可靠性,同时测定该工艺参数处理前后氨化和碱化水稻秸秆营养价值与瘤胃降解参数,并利用傅里叶红外光谱变换技术(FTIR)分析其碳水化合物分子结构的变化,进而研究他们的相关关系。研究结果如下:试验一:利用响应面试验设计优化氨化和碱化水稻秸秆的超声工艺参数响应面分析法可以有效的预测超声处理氨化水稻秸秆ADL(R~2=0.71)、ADF(R~2=0.88)的含量。显著性分析表明,超声功率对ADL和ADF的含量影响程度较高。利用响应面对各模型超声参数进行优化,得到氨化水稻秸秆最佳超声条件为超声功率112 W,超声时间17.3min,液固比10.7:1,容器内声功率密度1.317 W/ml;响应面分析法可以有效的预测超声处理碱化水稻秸秆ADL(R~2=0.75)、ADF(R~2=0.84)的含量。显著性分析表明容器内声功率密度对ADL和ADF的含量影响程度较高。利用响应面对各模型超声参数进行优化,得到碱化水稻秸秆最佳超声条件为超声功率90 W,超声时间14.1 min,液固比14.4:1,容器内声功率密度1.716 W/ml。在响应面拟合得到最佳的超声工艺参数下,氨化水稻秸秆ADL和ADF的含量的预测值分别为7.95%、43.75%,实际值分别为7.40%、42.59%;碱化水稻秸秆ADL和ADF的含量的预测值分别为5.95%、40.95%,实际值分别为6.57%、38.32%,实际结果与模型预测接近。试验二:超声处理对氨化和碱化水稻秸秆的营养成分和瘤胃降解特性的影响根据营养成分分析得出,超声处理可以在氨化的基础上显著降低ADL和ADF的含量(P<0.05),在碱化的基础上极显著降低ADL和ADF的含量(P<0.01),但对NDF的含量均影响不大。其中氨化水稻秸秆ADL含量降低了11.37%,ADF含量降低了6.64%;碱化水稻秸秆ADL含量降低了25.85%,ADF含量降低了14.46%。在瘤胃降解实验中,超声处理后的氨化和碱化水稻秸秆DM、NDF、ADF的慢速降解部分(b)、潜在降解部分(d)和有效降解率(ED)均得到极显著提高(P<0.01),其中氨化水稻秸秆DM、NDF和ADF有效降解率分别提高了38.84%、24.98%和24.00%,碱化水稻秸秆干物质(DM)、NDF和ADF有效降解率分别提高了7.15%、10.88%、9.55%。试验三:利用傅里叶红外光谱变换技术(FTIR)分析碳水化合物分子结构的变化超声处理前后的氨化和碱化水稻秸秆碳水化合物分子结构之间存在差异。超声前后的纤维复合物峰面积(A＿CELC)和总碳水化合物峰面积(A＿CHO)以及比值(A＿CELC/A＿STCHO)均存在显著差异(P<0.05)。而且,A＿CELC、A＿CHO以及A＿CELC/A＿STCHO可以有效地估测ADF(R~2=0.73)和ADL(R~2=0.80)的含量,DM有效降解率(R~2=0.71)、NDF有效降解率(R~2=0.71)以及ADF有效降解率(R~2=0.70)。综上所述,适宜的超声处理可以降低氨化和碱化水稻秸秆中ADF和ADL的含量,提高其有效降解率。