壓扁處理對紫花苜蓿干燥特性及干草品質(zhì)的影響i

王坤龍，劉 燕，馮驍騁，尹 強，孫 林，賈玉山*

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010019；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010010)

壓扁處理對紫花苜蓿干燥特性及干草品質(zhì)的影響i

王坤龍1，劉 燕1，馮驍騁1，尹 強2，孫 林1，賈玉山1*

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010019；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010010)

為了研究紫花苜蓿干草田間調(diào)制過程中干燥特性及營養(yǎng)成分的變化規(guī)律，試驗采用壓扁和未壓扁二種處理方法，在田間自然晾曬條件下，分別在刈割后和含水量為50%、40%、30%、20%時進行取樣分析。結(jié)果表明：壓扁處理干燥速度顯著快于未壓處理(P<0.05)，水分散失均呈先快后慢的趨勢；壓扁處理顯著降低苜蓿葉片的損失(P<0.05)；含水量為50%、40%、30%、20%時，壓扁處理苜蓿干草的粗蛋白、總消化營養(yǎng)物質(zhì)、無氮浸出物、胡蘿卜素含量均明顯高于未壓處理；中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量明顯低于未壓扁處理，說明壓扁處理能明顯提高紫花苜蓿干燥速度，降低葉片損失，改善干草的營養(yǎng)品質(zhì)。

紫花苜蓿；壓扁；干草；干燥特性；營養(yǎng)品質(zhì)

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是畜禽特別是草食畜禽最主要的優(yōu)質(zhì)飼草,但青綠苜蓿存在收獲季節(jié)性明顯且集中,體積大、含水量高,不耐貯藏,不易商品化,無法異地、異季利用,難以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和滿足市場需求。利用青綠苜蓿調(diào)制干草是克服上述矛盾的有效方法之一〔1〕。然而在實際生產(chǎn)中，由于對苜蓿干草調(diào)制方式及所含水分掌握不好，造成富含蛋白質(zhì)的葉片大量脫落，營養(yǎng)物質(zhì)隨之流失，干草質(zhì)量嚴重下降，既影響生產(chǎn)者的收益，又影響畜牧產(chǎn)業(yè)的發(fā)展〔2〕。因此，如何調(diào)制優(yōu)質(zhì)的苜蓿干草顯得尤為重要。由于不同干燥方法所用時間不同，光化學(xué)反應(yīng)、微生物活動、牧草自身的呼吸作用及植物組織內(nèi)部的生理生化反應(yīng)也都存在較大的差異〔3，4〕。因此，不同的干燥方式下對紫花苜蓿干草營養(yǎng)價值有較大影響。

本文設(shè)未壓和壓扁2個處理，測定紫花苜蓿干草調(diào)制過程中干燥速度和不同水分含量時的營養(yǎng)成分，以期為優(yōu)質(zhì)苜蓿干草的調(diào)制提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1試驗材料

試驗于2012年8月份進行，原料取自于寧夏銀川市西夏區(qū)境內(nèi)的賀蘭山農(nóng)牧場苜蓿基地試驗田，品種為“金皇后”紫花苜蓿(MedicagosativaL.cv.Golden Empress)。所取材料均處于初花期，平均株高108cm。

1.2試驗方法

試驗設(shè)未壓和壓扁2個處理，未壓采用鐮刀人工刈割，不做任何處理；壓扁采用集刈割、壓扁于一體的New Holland 488型割草機(意大利凱斯紐荷蘭公司生產(chǎn))刈割，莖稈有縱向裂紋，但裂紋不明顯。留茬高度為5～6cm，刈割后苜蓿放置于苜蓿地進行自然干燥，草條厚度約為15cm，寬度約為50cm，當苜蓿含水率達到40%左右時翻曬1次。苜蓿在干燥過程中，白天(7∶00-19∶00)每隔2h取樣1次、進行苜蓿含水量的測定，每次取樣約500g，重復(fù)3次。用微波爐隨時監(jiān)控紫花苜蓿含水量[5]，同時記錄天氣狀況。鮮樣及含水量分別為50%、40%、30%、20%時各取樣1000g，重復(fù)3次。一部分在60℃烘箱中烘干48h，用微型植物試樣粉碎機(北京中興偉業(yè)儀器有限公司生產(chǎn))粉碎后過0.45mm(40目)篩，密封，保存。另一部分莖葉分離后置于75℃烘箱中，48h后準確稱重，計算不同含水量時的莖葉比。

1.3測定指標與方法

含水量、粗灰分和粗脂肪的測定參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》(楊勝，1993)。即含水量采用減重法進行測定，粗灰分采用GB6439-92燃燒法測定，粗脂肪采用索氏脂肪提取法測定。

粗蛋白利用FOSS Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀進行測定，粗纖維、中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維利用FOSS Fibertec 2010全自動纖維分析系統(tǒng)進行測定。

無氮浸出物(NFE)的以下式計算：

NFE(%)=1-(CP%+CF%+CA%+EE%)

(1)

總可消化營養(yǎng)成分采用修奈達氏(SCHNEDER)方法，用飼料成分的分析值求總消化營養(yǎng)成分(TDN)。TDN的計算方法如下：

Y=c+b1×X1+b2×X2+b3×X3+b4×X4

(2)

式中：Y-總消化養(yǎng)分(TDN)；X-X1、X2、X3、X4分別代表干物質(zhì)中CP、CF、EE、NFE的百分含量；C-各個種的常數(shù)；b-b1、b2、b3、b4分別代表CP、CF、EE、NFE所對應(yīng)的系數(shù)。

干草飼料TDN計算公式系數(shù)含義

1.4數(shù)據(jù)處理方法

本試驗數(shù)據(jù)的前期處理利用Microsoft Office Excel 2003軟件進行，數(shù)據(jù)的方差分析利用SPSS11.0軟件進行，所有數(shù)據(jù)均以平均值±標準差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1壓扁處理對紫花苜蓿干燥速度的影響

表1 紫花苜蓿不同晾曬時間含水量及天氣狀況測定表

注：表中同行同列數(shù)據(jù)右肩小寫字母不同者表示差異顯著(P<0.05)，標有相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。

從表1可以看出：不同處理對水分的散失速度的影響差異顯著，壓扁處理明顯快于未壓處理。首先，苜蓿兩個處理的初水分差異顯著，未壓處理初始含水量為73.93%，而壓扁處理僅為72.21%。隨著干燥過程的進行，兩個處理的含水量均隨時間的延長而逐漸降低，且壓扁與未壓兩個處理的水分散失速度均呈先快后慢的趨勢，當含水量較高時，水分散失速度很快，隨著晾曬時間的延長，含水量逐漸降低，其水分散失速度也隨之趨緩。但前期尤其是刈割后最初4h的晾曬過程中，壓扁處理的水分散失速度快于未壓處理。如經(jīng)過最初4h的晾曬，未壓處理含水量從73.93%降到了63.87%，降幅為10.06%，而壓扁處理則從72.21%降到了53.62%，降幅高達18.59%，壓扁處理的水分散失速度相當于未壓處理的185%。兩個處理的水分散失速度差異顯著(p<0.05)。然而翌日白天，從早上7∶00到11∶00的4h的干燥過程中，未壓處理水分散失8.96%，而壓扁處理含水量降低9.92%，未壓處理水分散失速度和壓扁處理接近。在夜間，未壓處理的水分散失速度要快于壓扁處理。如第一天18∶00至翌日7：00這13h的干燥過程中，未壓處理從63.87%下降到57.35%，降幅為6.52%，而壓扁處理從53.62%下降到48.95%，降幅僅為4.67%。未壓處理的水分散失速度要稍快于壓扁處理。第二天晚至翌日早晨，未壓處理含水量由33.69%升至34.77%，增加了1.08%，而壓扁處理則從24.64%升至28.42%，增加了3.78%，后者夜間回潮要大于前者。

在晾曬至49h時，壓扁處理的含水量降至20.11%，達到打捆標準進行打捆，而未壓處理在晾曬至53h時仍未達到打捆標準。壓扁處理的干燥速度快于未壓處理，通過打捆時間得到良好的體現(xiàn)。

2.2壓扁處理對不同含水量紫花苜蓿莖葉比及葉片損失率的影響

表2 不同含水量紫花苜蓿晾曬過程中莖葉比和葉片損失率變化規(guī)律

注：表中同行數(shù)據(jù)右肩小寫字母不同者表示差異顯著(P<0.05)，標有相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。

由表2可看出，在田間自然晾曬過程中，壓扁處理和未壓扁處理對紫花苜蓿干草莖葉比、葉片損失率的影響顯著(P<0.05)，且隨著紫花苜蓿水分的降低，莖葉比、葉片損失率明顯呈上升趨勢。當含水量降到20%時，壓扁處理莖葉比為1.5∶1，葉片的損失達到23.15%；未壓扁處理莖葉比為1.84∶1，葉片損失達到33.72%，比壓扁處理葉片損失率高10.57個百分點。由此可見，壓扁處理相對未壓扁處理可有效減少苜蓿葉片的損失。

2.3壓扁處理對不同含水量紫花苜蓿營養(yǎng)成分(干物質(zhì)基礎(chǔ))的影響

表3 不同含水量紫花苜蓿營養(yǎng)成分含量(干物質(zhì)基礎(chǔ))

注：同行數(shù)據(jù)肩標小寫字母完全不同表示差異顯著(P<0.05)，含有相同小寫字母表示差異不顯著(P>0.05)

從表3可以看出：壓扁處理和未壓扁處理顯著降低了紫花苜蓿鮮樣中的粗蛋白、粗脂肪、總消化營養(yǎng)物質(zhì)、無氮浸出物、胡蘿卜素含量(P<0.05)，隨著紫花苜蓿水分的降低，上述營養(yǎng)成分含量均呈明顯下降趨勢；壓扁處理和未壓扁處理對粗灰分含量影響不顯著(P>0.05)，但粗灰分含量隨著水分含量的降低呈上升趨勢，壓扁處理顯著提高了紫花苜蓿的中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量(P<0.05)；且在壓扁和未壓處理中，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量均隨著水分含量的降低而呈上升趨勢。當含水量為50%、40%、30%、20%時，壓扁處理苜蓿干草的粗蛋白、總消化營養(yǎng)物質(zhì)、無氮浸出物、胡蘿卜素含量均明顯高于未壓處理；中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量明顯低于未壓扁處理。由此可見，壓扁處理能明顯改善紫花苜蓿干草的營養(yǎng)品質(zhì)。

3 討論

3.1 在曬制初期,苜蓿的含水量較高,水分散失的途徑主要是通過維管系統(tǒng)、細胞間隙和氣孔〔5〕。因此,在開始干燥的前幾個小時內(nèi),苜蓿水分含量迅速降低,直到細胞間隙的自由水完全散失為止。隨著含水量的下降,植株體內(nèi)的水分大部分保留在細胞內(nèi),而水分從細胞內(nèi)進入細胞間隙時,細胞壁的阻力較大,尤其是豆科牧草,莖部表皮覆有蠟質(zhì)層,就大大增加了水分蒸發(fā)的阻力,降低了干燥速度〔6〕,因此隨著苜蓿水分含量的降低,水分蒸發(fā)速度逐漸減慢,所以在整個晾曬過程中苜蓿水分損失呈現(xiàn)先快后慢的規(guī)律。

壓裂莖稈是一種非常有效的加速牧草干燥的方法〔8〕。壓裂莖稈,破壞了其莖稈的角質(zhì)層、維管束和表皮,使莖稈的內(nèi)部暴露于空氣中,有助于消除莖稈角質(zhì)層和纖維束對水分蒸發(fā)的阻礙,加快莖中水分蒸發(fā)的速度,提高干燥速度,減少葉片在干燥中的營養(yǎng)損失〔9〕。壓扁處理將苜蓿莖稈壓扁的同時，也將植株中的一部分汁液擠出，使得其含水量低于植株的正常含水量，有利于水分的散失。夜間，當干草含水量高于53%時，含水量繼續(xù)下降；而低于34%時，苜蓿含水量出現(xiàn)反彈。其原因可能是夜間濕潤的空氣使苜蓿發(fā)生潮解，當含水量較高時，水分散失速度高于潮解速度，含水量繼續(xù)下降；而含水量較低時，潮解作用占主導(dǎo)地位，含水量出現(xiàn)反彈。壓扁處理因角質(zhì)層遭到破壞〔10〕，受外界條件影響較大，其受潮解的影響要大于未壓處理。

3.2 莖葉比是反映苜蓿干草質(zhì)量的重要指標，莖葉比的高低直接決定干草品質(zhì)的好壞。大多數(shù)研究認為，苜蓿葉片的干燥速度是莖稈2-3倍，當葉已達到安全水分時，莖的含水量還很高，此時任何輕微的移動都會造成葉片大量脫落〔11〕。在實際生產(chǎn)中，一般采取將莖稈壓裂的方式來縮短莖稈與葉片的干燥速度，使兩者干燥趨于同步，以達到減少葉片損失的目的，但此種方式會對葉片等嬌嫩部位造成一定損失。隨著含水量的下降，壓扁處理莖葉比要顯著低于未壓處理，其原因可能有二：一是苜蓿經(jīng)壓扁處理后，莖葉干燥速度趨于同步，葉片脫落相對較少；二是壓扁處理加快了苜蓿干燥速度，減少了生理生化過程對養(yǎng)分的損耗，特別是葉片中一些可溶性的營養(yǎng)物質(zhì)的損耗〔12〕。

3.3 營養(yǎng)價值的高低是評價苜蓿干草是否優(yōu)良的重要指標，主要取決于所含營養(yǎng)成分的種類和數(shù)量。粗蛋白由純蛋白和非蛋白含氮物組成，是家畜蛋白質(zhì)需求的主要來源。從表3可以看出，壓扁與未壓處理紫花苜蓿的粗蛋白含量在鮮樣中差異顯著，這可能是由于紫花苜蓿鮮樣在壓扁處理時汁液被擠出，其粗蛋白含量低于未壓處理。壓扁處理對粗蛋白質(zhì)含量的影響顯著，且隨著含水量的降低，粗蛋白均呈明顯的下降趨勢〔13〕。脂肪是含能量最高的營養(yǎng)素，脂類在生理條件下含有的能量是蛋白質(zhì)和碳水化合物的2.4倍左右。飼草中粗脂肪含量愈高，其營養(yǎng)價值也愈高〔14〕。壓扁處理對對粗脂肪含量影響顯著，隨著水分含量的降低，紫花苜蓿的粗脂肪含量逐漸降低。試驗中，隨著紫花苜蓿含水量的降低，葉片逐漸減少；且紫花苜蓿中一些胡蘿卜素、葉綠素和維生素類等物質(zhì)受陽光破壞較大，損失較多，通常粗飼料中中性洗滌纖維含量越低，其品質(zhì)越好。中性洗滌纖維通常用來計算總消化養(yǎng)分，和飼料的消化性能相關(guān)。本試驗中，含水量相同時，壓扁處理紫花苜蓿中的酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維含量均低于未壓處理，這可能是由于中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維主要存在于莖中，壓扁處理時紫花苜蓿莖稈被壓裂，使得木質(zhì)化和非木質(zhì)化細胞分開，在一定程度上降低了中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維含量。

4 結(jié)論

4.1 自然晾曬苜蓿干草時，其含水量隨時間延長而降低，且水分散失速度呈現(xiàn)先快后慢的規(guī)律，壓扁處理明顯快于未壓處理。

4.2 壓扁處理苜蓿干草的莖葉比明顯低于未壓扁處理，使得大量葉片得以保留。苜蓿干草的莖葉比隨其含水量的下降而顯著降低。

4.3 當含水量為50%、40%、30%、20%時，壓扁處理苜蓿干草的粗蛋白、總消化營養(yǎng)物質(zhì)、無氮浸出物、胡蘿卜素含量均明顯高于未壓處理；中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量明顯低于未壓扁處理。由此可見，壓扁處理能明顯改善紫花苜蓿干草的營養(yǎng)品質(zhì)。

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Drycharacteristicsandhayqualityofalfalfahaybycrushedtreatment

WANGKun-long1,LIUYan1,FENGXiao-cheng1,YINQiang2,SUNLin1,JIAYu-shan1*
(1.CollegeofEcologyandEnvironmentScience,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010018,China;2.GrasslandResearchInstitute,CAAS,Hohhot010010,China)

In order to study the variation of drying characteristics and nutritional composition variation of alfalfa hay modulation in the field, the crushed and un-crushed treatments were taken in the experiment, and the samples were analyzed under field-drying conditions which were obtained at the moisture content of 50%,40%,30%,20% after harvesting. The results show that: the drying rate of crushed treatment is significantly faster than un-crushed treatment (P<0.05). Moisture dissipation tended was fast at first and then turned slow. Crushed treatment reduced the loss of alfalfa leaves significantly (P<0.05);When the moisture content of alfalfa wad 50%,40%,30% and 20% , the CP、TDN、NFE、carotene content of crushed treatment was significantly higher than that of un-crushed treatment; The NDF、ADF content of cruded treatment was lower than that of the crushed treatment, indicate that crushed treatment could significantly accelerate the drying rate, reduce the loss of leave and improve the nutritional quality of alfalfa hay.

Medicago alfalfa; hay; crushed; dry characteristics;;nutritional quality

S541

A

2095—5952(2014)02—0054—05

2014-03-04

國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-35)

王坤龍(1988-)，男，遼寧省清原滿族自治縣人，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)在讀碩士，研究方向為牧草加工與貯藏。