溝壟壓扁晾曬對苜蓿水分散失和品質(zhì)的影響

蔡卓山 師尚禮* 寇江濤 袁 婧

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，蘭州 730070;2.草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)研究中心，蘭州 730070)

溝壟壓扁晾曬對苜蓿水分散失和品質(zhì)的影響

蔡卓山1，2師尚禮1，2*寇江濤1，2袁 婧1，2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，蘭州 730070;2.草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)研究中心，蘭州 730070)

本研究旨在觀察溝壟壓扁晾曬對苜蓿水分散失及青干草粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)和粗纖維(CF)含量的影響。以游客紫花苜蓿為材料，進(jìn)行晾曬調(diào)制試驗(yàn)，設(shè)地表溝壟處理和刈割壓扁處理2個(gè)因素，溝壟處理設(shè)平地晾曬和起壟晾曬2個(gè)水平，壓扁處理設(shè)不壓扁、間隔0、10、15和20 cm壓扁5個(gè)水平，平地和不壓扁為對照。結(jié)果表明，起壟壓扁(RC0)處理水分散失速度最快(P＞0.05)，晾曬10 h后水分含量降為18.87%，比平地不壓扁晾曬(FN)處理低19.82個(gè)百分點(diǎn);RC0處理的苜蓿干草CP含量顯著高于其他處理(P＜0.05)，為20.52%，比對照高2.2個(gè)百分點(diǎn);平地間隔15 cm壓扁(FC15)處理的苜蓿干草 EE含量最高(P＞0.05)，為2.92%，比對照高0.76個(gè)百分點(diǎn)。以CP含量為品質(zhì)主要參考因子，則RC0處理在促進(jìn)水分散失的同時(shí)能夠調(diào)制獲得具有較高品質(zhì)的青干草，是較為理想的干燥方式。

起壟;壓扁晾曬;水分散失;干草品質(zhì)

苜蓿(Medicago sativaL.)是世界上應(yīng)用最廣、經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高及栽培面積最大的一種優(yōu)質(zhì)蛋白型牧草，在現(xiàn)代草業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中具有突出的地位［1］。它不僅為現(xiàn)代畜牧業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)飼草，而且還可以改善土壤的理化性質(zhì)，增強(qiáng)土壤肥力，改善生態(tài)環(huán)境［2］。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，往往由于干草調(diào)制過程中水分散失速率難以控制，容易造成營養(yǎng)物質(zhì)損失，質(zhì)量嚴(yán)重下降。如何提高水分散失速率，縮短紫花苜蓿干燥時(shí)間，盡可能減少營養(yǎng)損失，尤其是蛋白質(zhì)的損失，成為提高苜蓿干草品質(zhì)的關(guān)鍵［3］。

干燥是苜蓿收獲后干草調(diào)制的必要處理過程，采用科學(xué)的干燥方法可以保持苜蓿的營養(yǎng)成分和顏色，獲得優(yōu)質(zhì)草產(chǎn)品［4］。干燥條件對苜蓿的品質(zhì)指標(biāo)有較大影響，不合理的干燥方法可能導(dǎo)致苜蓿品質(zhì)下降，如營養(yǎng)成分(尤其是維生素)降解及綠色衰退等現(xiàn)象。不同的干燥方式導(dǎo)致干燥后水分和營養(yǎng)成分含量差異很大［5］，因此，如何控制干燥方式，保持和提高苜蓿干燥后品質(zhì)(包括營養(yǎng)成分、外觀顏色和內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)等)是研究苜蓿干草調(diào)制的一個(gè)重要方面［3，6］。

大田晾曬是現(xiàn)今調(diào)制青干草的主要方法之一，具有應(yīng)用范圍廣、成本低及操作簡單等特點(diǎn)。溝壟集雨技術(shù)已廣泛運(yùn)用于馬鈴薯、玉米、小麥和苜蓿等作物栽培，但對于如何利用溝壟進(jìn)行牧草種植并刈割晾曬，以及這種溝壟晾曬方式對牧草品質(zhì)影響方面的研究很鮮見［7－12］。為探討苜蓿干草調(diào)制的最佳天然晾曬方式以獲得優(yōu)質(zhì)的苜蓿干草，本試驗(yàn)利用田間起壟和壓扁處理結(jié)合的方式進(jìn)行晾曬，利用壟溝中空氣的流動加速苜蓿鮮草中的水分散失，以期縮短晾曬時(shí)間，減少苜蓿營養(yǎng)成分的損失。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2010年5月28日在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州牧草試驗(yàn)站開始。試驗(yàn)站位于甘肅省蘭州市區(qū)西北部，地處黃土高原西端，地理坐標(biāo)為105°41'，北緯34°05'，海拔1 517.3 m。屬溫帶半干旱大陸性氣候，四季分明，氣候溫和干旱，光照充足。年平均降水量320 mm，年平均蒸發(fā)量1 664 mm。年平均溫度8.9℃，最熱月平均最高氣溫29.1℃，最冷月平均最低氣溫－14.9℃。試驗(yàn)地具有灌溉條件。

1.2 試驗(yàn)材料

以種植2年齡的游客紫花苜蓿(Medicago sativaL.Eureka)為試驗(yàn)材料，第1茬苜蓿在初花期(5月28日)進(jìn)行刈割。設(shè)地表溝壟處理和刈割壓扁處理2個(gè)因素，溝壟處理設(shè)平地和起壟2個(gè)水平，壟高8 cm，壟寬5 cm，壟面與地面成45°，溝寬24 cm(圖 1)。

圖1 溝壟晾曬示意圖Fig.1 Schematic diagram of ridge and furrow drying

苜蓿壓扁處理設(shè)間隔0(全壓扁)、10、15和20 cm壓扁和不壓扁5個(gè)水平。刈割留茬高度5 cm，刈割的鮮草進(jìn)行莖稈人工輕度壓裂，壓扁寬度5 cm。試驗(yàn)共10個(gè)處理(2種地表處理方式×5種莖稈壓扁方式)，每個(gè)處理重復(fù)3次。以R為起壟，F(xiàn)為平地，C 為壓扁，N 為不壓扁，0、10、15和20分別代表壓扁間隔距離，試驗(yàn)處理編號為:FN、RN、RC0、RC10、RC15、RC20、FC0、FC10、FC15和 FC20。

07:00時(shí)刈割并完成壓扁處理后，每處理稱取3份各2.5 kg鮮草進(jìn)行晾曬。晾曬時(shí)間:08:00—18:00，每隔2h稱重并記錄。然后每處理稱取3份各100 g左右的樣品，用牛皮紙袋封存，待自然風(fēng)干后粉碎分析。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 水分測定

水分采用差量法(GB/T 6435—86)測定。通過恒溫干燥法測出苜蓿的初始含水量為79.59%。晾曬開始后，每2 h從各處理的草層中取適量樣品，在分析天平上稱重(記為G1)后將試樣置于105℃的烘箱中，干燥6 h烘至恒重，取出后放在干燥器中冷卻至室溫，用分析天平稱干重(記為G2)，根據(jù)苜蓿的初始含水量、G1和G2可計(jì)算出各處理在相應(yīng)晾曬時(shí)間點(diǎn)苜蓿的含水量，并將烘干后的草樣裝入自封袋中待測。

1.3.2 粗蛋白質(zhì)測定

粗蛋白質(zhì)采用凱氏定氮法(GB/T 6432—94)測定。

1.3.3 粗脂肪測定

粗脂肪采用索氏浸提法(GB/T 6433—94)測定。

1.3.4 粗纖維測定

粗纖維采用濃硫酸消煮法(GB/T 6434—94)測定。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)，用Sidak法進(jìn)行多重比較，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對苜蓿水分散失的影響

2.1.1 地表起壟處理對苜蓿水分散失的影響

由圖2可知，經(jīng)過10 h晾曬，起壟和平地處理下苜蓿鮮草水分散失的趨勢相同，即0～8 h水分散失的速度較快，8 h后減慢，2個(gè)處理苜蓿含水量從開始的 79.59%分別下降到 25.43%和29.65%，降幅分別為54.16% 和 49.94%，苜蓿起壟晾曬后的水分含量較平地晾曬降低了4.22%，但差異不顯著(P＞0.05)，且2個(gè)處理苜蓿8和10 h水分含量均無顯著差異(P＞0.05)。

圖2 平地和溝壟晾曬下苜蓿水分含量Fig.2 Themoisture content of alfalfa in flat and ridging drying treatments

2.1.2 壓扁處理對苜蓿水分散失的影響

由圖3可知，5個(gè)壓扁水平處理下，苜蓿水分散失趨勢相同，均為0～8 h水分散失速度較快，8 h后散失速度變慢。除C20處理晾曬10 h的苜蓿水分含量與N處理無顯著差異(P＞0.05)外，其余3個(gè)處理晾曬10 h苜蓿水分含量與N處理差異顯著(P＜0.05);壓扁處理下，晾曬10 h的苜蓿水分含量由高到低的順序依次為:N=C20＞C15＞C10＞C0，表明隨著壓扁間隔距離的縮小，苜蓿水分散失的速度逐漸加快，各處理8和10 h的苜蓿水分含量均無顯著差異(P＞0.05)。

圖3 不同壓扁處理下苜蓿水分含量Fig.3 Themoisture content of alfalfa in different crushed drying treatments

2.1.3 溝壟壓扁組合處理對苜蓿水分散失的影響

由圖4可知，晾曬10 h后，各處理水分散失速度從快到慢的順序依次為:RC0＞RC10＞RC15=FC10=FC0=FC15＞RC20＞FC20＞RN＞FN。RC0處理下苜蓿青干草的水分含量最低，為18.87%，RC10 次之，為 22.94%，分別比 FN 處理降低19.82個(gè)百分點(diǎn)和15.75個(gè)百分點(diǎn)，各處理下8和10 h的苜蓿水分含量均無顯著差異(P＞0.05)。

圖4 不同處理下晾曬8和10 h苜蓿的水分含量Fig.4 Themoisture content of alfalfa in different treatments after drying 8 and 10 h

2.2 不同處理對苜蓿青干草粗蛋白質(zhì)含量的影響

2.2.1 起壟晾曬對苜蓿青干草粗蛋白質(zhì)含量的影響

由表1可知，經(jīng)過10 h晾曬，起壟晾曬后苜蓿CP含量顯著高于平地晾曬(P＜0.05)。起壟晾曬10 h后苜蓿青干草的CP含量為19.25%，比平地晾曬高0.64個(gè)百分點(diǎn)。

2.2.2 壓扁處理對苜蓿青干草粗蛋白質(zhì)含量的影響

由表2可知，經(jīng)過10 h晾曬，隨著壓扁間隔距離的加大，苜蓿CP含量逐漸減少，CP含量由高到低的順序依次為:C0＞C10=C15=C20=N，說明對苜蓿莖稈進(jìn)行壓裂處理晾曬，不僅可以縮短晾曬時(shí)間，還減少了苜蓿青干草在晾曬過程中的CP損失量，具體表現(xiàn)為C0處理CP的含量與其他處理間差異顯著(P＜0.05)，其他各處理 間均無顯著差異(P＞0.05)。

表1 起壟和平地處理下苜蓿青干草粗蛋白含量(絕干樣)Table 1 CP content of alfalfa green hay in ridging and flat drying treatments(utterly dry sample) %

表2 壓扁處理下苜蓿青干草粗蛋白質(zhì)含量(絕干樣)Table 2 CP content of alfalfa green hay in crushed drying treatments(utterly dry sample) %

2.2.3 溝壟壓扁組合晾曬對苜蓿青干草粗蛋白質(zhì)含量的影響

由表3可知，經(jīng)過10 h晾曬，RC0處理的苜蓿青干草CP含量顯著高于其他處理(P＜0.05)，為20.52%，其他各處理間均無顯著差異(P＞0.05)。

表3 溝壟壓扁組合處理下苜蓿青干草粗蛋白質(zhì)含量(絕干樣)Table 3 CP content of alfalfa green hay in ridging and crushed combination drying treatments(utterly dry sample)%

2.3 溝壟壓扁處理對苜蓿粗脂肪和粗纖維含量的影響

由表4可知，經(jīng)過10 h晾曬，起壟壓扁處理對苜蓿青干草中EE含量和CF含量無顯著影響(P＞0.05)。

表4 溝壟壓扁組合處理下苜蓿青干草粗脂肪和粗纖維含量(絕干樣)Table 4 EE and CF contents of alfalfa green hay in ridging and crushed combination drying treatments(utterly dry sample) %

2.4 粗蛋白質(zhì)含量和不同處理下苜蓿水分間的相關(guān)性

由表5可知，經(jīng)過10 h晾曬，在起壟和平地處理下，各處理苜蓿水分和CP含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)。在間隔壓扁處理中，隨著間隔壓扁距離的增大，水分和CP含量負(fù)相關(guān)性表現(xiàn)為下降趨勢(P＞0.05)，C0和 C10處理的水分和CP含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)，其他各處理下水分和CP含量雖呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性不顯著(P＞0.05)。

表5 粗蛋白質(zhì)含量和不同處理下苜蓿水分間的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficient of CP contents and moisture of alfalfa in different treatments

3 討論

研究表明，隨著CP水平提高，綿羊飼糧中干物質(zhì)和CP消化率顯著增加，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、半纖維素和纖維素消化率增加;適當(dāng)?shù)腃P水平可滿足生長期試驗(yàn)兔維持最佳免疫狀態(tài)的需求［13－15］。苜蓿干草調(diào)制中，為最大限度保存干草營養(yǎng)物質(zhì)，必須加快干燥速度，使分解營養(yǎng)物質(zhì)的酶盡早失去活性，并且要及時(shí)堆放，避免日光曝曬，減少胡蘿卜素?fù)p失。目前，我國尚缺少低成本高效的苜蓿干燥機(jī)械設(shè)備，苜蓿草產(chǎn)品調(diào)制一直停留在青鮮草自然晾干的水平上，由于雨淋，葉片脫落及長時(shí)間的日光“漂白”作用，苜蓿養(yǎng)分損失嚴(yán)重［16－18］。平地晾曬苜蓿干草過程中，天氣狀況是很重要的因素，其中太陽光照強(qiáng)度影響最大，當(dāng)太陽光照強(qiáng)度和溫度較高，而空氣濕度較低時(shí)，水分散失速度就明顯加快，隨著光照強(qiáng)度的減弱，其水分散失速度也隨之趨緩。當(dāng)苜蓿水分散失難度逐漸加大，其水分散失速度也由快變慢。平地晾曬方式簡單易行，但空氣流動性較差，影響了水分散失速度，營養(yǎng)成分損失隨之增大，尤其是CP的損失增大［19］。

苜蓿干燥時(shí)間長短主要取決于其莖稈干燥所需時(shí)間，葉片的干燥速度比莖稈快得多，只有加快莖稈的干燥速度，才能縮短干燥過程。壓扁即將莖稈壓裂，破壞角質(zhì)層、維管束和表皮，并使之暴露于空氣中，可以加快莖桿內(nèi)水分的散失速度，縮短莖稈和葉片干燥時(shí)間差，使各部位的干燥速度趨于一致，從而縮短干燥時(shí)間［20］。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，起壟處理苜蓿水分散失速度快于平地處理，而且隨著壓扁間隔距離的縮小，苜蓿水分散失的速度逐漸加快，溝壟和壓扁組合處理后的結(jié)果與壓扁單因素處理結(jié)果不完全相同，溝壟和壓扁2個(gè)因素間有互作效應(yīng)，表現(xiàn)為起壟與壓扁的結(jié)合能夠加大N與C20水平間的差異顯著性。RC0處理在晾曬10 h后苜蓿水分就可達(dá)到18.87%，比FN處理的含水量低19.82個(gè)百分點(diǎn)。

由于起壟增加了草層底部的空氣流動空間，使原本因底部空氣流動性差而導(dǎo)致的苜蓿水分散失慢的問題得以解決。被太陽輻射加熱后的空氣不僅可以將底部苜蓿散失的水分沿溝的方向帶出，還能增加垂直方向的空氣流量和速度，并可減少晾曬地土壤水分散失對苜蓿晾曬的影響，使太陽輻射能夠均勻地加熱草層，從而達(dá)到縮短晾曬時(shí)間和均勻干燥的目的。

本試驗(yàn)表明，起壟晾曬不但能夠利用溝壟的空氣流動帶走草層中的水分，而且壓裂莖稈還可以消除其表皮、角質(zhì)層和纖維束對水分蒸發(fā)的阻礙，更加快了莖中的水分蒸發(fā)速度，從而縮短干燥時(shí)間。起壟處理后的苜蓿不僅加速了水分的散失速度，而且降低了晾曬過程中CP損失，溝壟晾曬處理中水分和CP含量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系;在間隔壓扁處理中，隨著間隔壓扁距離的加大，水分和CP含量負(fù)相關(guān)性下降。說明隨著晾曬時(shí)間的延長，苜蓿中由于呼吸作用、光化學(xué)作用和蛋白質(zhì)酶的分解反應(yīng)而損失的CP越多，而存留在青干草中的CP越少。

4 結(jié)論

①溝壟壓扁晾曬方式能夠加快苜蓿水分散失速度，減少苜蓿晾曬過程中CP的損失量。RC0處理為最優(yōu)處理組合，晾曬10 h后苜蓿水分含量達(dá)到18.87%，比FN處理的含水量低19.82個(gè)百分點(diǎn)，并使莖稈和葉片的干燥程度趨于一致，在較短時(shí)間內(nèi)使苜蓿干草達(dá)到安全貯存含水量。溝壟晾曬可提高青干草中CP的含量，平均CP為19.25%，比平地晾曬高0.64個(gè)百分點(diǎn)，增大了青干草中CP的存留量。

②以CP含量為品質(zhì)主要參考因子，則RC0處理在促進(jìn)水分散失的同時(shí)能夠調(diào)制獲得具有較高品質(zhì)的青干草，是較為理想的干燥方式。

③溝壟處理下青干草水分含量和CP含量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

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*Corresponding author，professor，E-mail:shishl@gsau.edu.cn

(編輯 陳 鑫)

Effects of Ridge and Furrow Drying on Moisture Loss and Quality ofMedicago Sativa

CAIZhuoshan1，2SHIShangli1，2*KOU Jiangtao1，2YUAN Jing1，2
(1.College of Grassland Science，Gansu Agricultural University，Lanzhou730070，China;2.Key Laboratory for Ecosystem of Ministry of Education，Sino-Us Center for Grazingland Ecosystem Sustainability，Lanzhou730070，China)

This experimentwas conducted to study the effects of ridge and furrow drying on moisture loss and the contents of crude protein(CP)，ether extract(EE)and crude fiber(CF)of alfalfa green hay.A twofactors(ridging×crushed)interactive experimental design was used in this experiment.Two levels of ridge and furrow drying were flat and ridging，and five levels of crushed drying were no crushed and interval crushed(interval distance was 0，10，15 and 20 cm，respectively).The flat and no crushed(FN)drying treatment served as control.Results showed that the moisture loss speed of alfalfa in the ridging and crushed(RC0)treatmentwas the fastest among all treatments(P＞0.05).A fter drying 10 h，moisture content in the RC0 treatment was 18.87% ，and itwas decreased by 19.82%compared with that in the control.CP content of alfalfa green hay in the RC0 treatmentwas 20.52%，which was the highest content among all treatments(P＜0.05)，and itwas increased by 2.2%compared with that in the control.EE contentof alfalfa green hay in the flat and crushed at a distance of 15 cm(FC15)treatment was 2.92%.It was the highest content among all treatments(P＞0.05)，and itwas increased by 0.76%compared with that in the control.Using CP content served as amain quality reference factor，these results indicate that drying by RC0 can promote moisture loss and get high quality alfalfa green hay.Accordingly，ridging and crushed combination is an ideal way to drying.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2011，23(10):1826-1832］

ridging;crushed drying;moisture loss;quality of alfalfa green hay

S816.5

A

1006-267X(2011)10-1826-07

10.3969/j.issn.1006-267x.2011.10.025

2011－04－02

農(nóng)業(yè)部行業(yè)專項(xiàng)(nyhyzx07-22);農(nóng)業(yè)部牧草種質(zhì)資源收集保護(hù)項(xiàng)目;國家現(xiàn)代牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目

蔡卓山(1979—)，男，甘肅武威人，碩士研究生，從事牧草育種的研究。E-mail:caizs@gsau.edu.cn

*通訊作者:師尚禮，教授，博士生導(dǎo)師，E-mail:shishl@gsau.edu.cn