不同干燥劑對苜蓿干草干燥速率的影響

李偉軍，蘇 濤，李 金，李勝旺，賈學峰，郝 耀

(1.烏拉特前旗草原工作站，內(nèi)蒙古烏拉特前旗 014400；2.烏拉特前旗林業(yè)局，內(nèi)蒙古烏拉特前旗 014400)

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不同干燥劑對苜蓿干草干燥速率的影響

李偉軍1，蘇 濤1，李 金2，李勝旺1，賈學峰1，郝 耀1

(1.烏拉特前旗草原工作站，內(nèi)蒙古烏拉特前旗 014400；2.烏拉特前旗林業(yè)局，內(nèi)蒙古烏拉特前旗 014400)

化學干燥劑能夠加速飼草的干燥，減輕由于植物細胞、人類活動和天氣等因素所引起的營養(yǎng)損失。本論文以苜蓿干草為研究對象，闡述了不同干燥劑對不同處理苜蓿干草干燥速率的影響。

苜蓿干草；干燥劑；干燥速率

紫花苜蓿(MedicagoSativaL.)作為世界上應(yīng)用最廣、經(jīng)濟價值最高和栽培面積最大的一種優(yōu)質(zhì)蛋白飼料作物，在現(xiàn)代草業(yè)的可持續(xù)發(fā)展中具有突出的地位。在美國，干草生產(chǎn)是其五大農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之一，其中苜蓿干草占其干草總量的60%，美國干草專家和重視干草質(zhì)量的生產(chǎn)者們認為苜蓿干草完全可能達到精飼料同樣的飼用價值。目前，我國正處于苜蓿產(chǎn)業(yè)大發(fā)展時期，我國許多省份都成立了專門的苜蓿草業(yè)開發(fā)機構(gòu)，并建立一些苜蓿草制品加工工業(yè)，促進我國草業(yè)的發(fā)展。但是目前我國苜蓿干草的調(diào)制、加工工藝水平還較低，在質(zhì)量上還無法與國際市場上同類產(chǎn)品比較，在這方面的研究還遠遠不夠，因此，迫切需要開展此方面的工作，提高苜蓿干草質(zhì)量，緩解草畜矛盾，為生產(chǎn)實踐提供理論和技術(shù)支持。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗材料

試驗以種植第四年的“草原二號”紫花苜蓿為試驗材料。

1.2 試驗方法

本試驗采用正交試驗設(shè)計，由于試驗采用的是多汁的鮮樣，無法進行粉碎，先應(yīng)該進行干燥處理，即試驗開始時采用自然曬干的干燥方法進行干燥預處理；采用兩種干燥助劑即NaHCO3和K2CO3，干燥劑添加量分別設(shè)為三個梯度：對照、2%、3%(噴灑量為600 L/ hm2，對照組噴灑等量的水)。為接近生產(chǎn)條件，晾制時草堆的厚度為15cm左右，寬35cm左右，通風條件良好。對于樣品按時進行取樣，將樣品在105℃烘箱中烘15分鐘，立即降至65℃，烘干5～6h。取出后，在室內(nèi)空氣中冷卻4小時，稱重，得到風干試樣后，可以計算它的預干燥減重。公式(1)如下：

(1)

其中： m1—105℃烘干前試樣及稱樣皿質(zhì)量

m2—105℃烘干后試樣及稱樣皿質(zhì)量

m0—已恒重的稱樣皿質(zhì)量

每個試樣采取兩個平行進行測定，以其算數(shù)平均值為結(jié)果。

接下來對風干試樣進行粉碎，過篩，之后在105℃烘箱中烘到恒重為止，對風干試樣進行水分的測定，最終水分的計算公式(2)如下：

原試樣總水分(%)=預干燥減重(%)+〔100-預干燥減重(%)〕×風干試樣水分(%)

(2)

本試驗共有20樣品，各個樣品采用的處理如下表所示：

表1 A1——A20分別是20個樣品的代碼

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥劑調(diào)制苜蓿干草對苜蓿干燥速度的影響

表2 原試樣總水分

由表2可以看出，各個處理的苜蓿含水量均隨著晾曬時間的延長而逐漸降低，水分散失呈先快后慢的規(guī)律?？梢钥闯鰧φ諛悠?表中加粗部分即：A1，A6，A11，A16)相對于添加了干燥劑的樣來說，水分明顯高于后者，說明添加不同干燥劑較常規(guī)法更有利于苜蓿水分的散失。

2.2 不同物理處理下不同干燥劑的干燥效果

圖1 A1-A5水分變化

圖2 A6-A10水分變化

圖3 A11-A15水分變化

圖4 A16-A20水分變化

由圖1，圖2，圖3，圖4可以看出所有樣品的水分含量逐漸降低，加入了干燥劑的樣品明顯含水量低于對照樣品。但是由圖1，圖3可以看出添加了濃度為3%的K2CO3(A5，A15)的樣品干燥效果相對于其它處理較好；同樣通過圖2，圖4可以大致看出添加了濃度為2%的NaHCO3(A7，A17)的樣品干燥效果相對于其它處理較好。

2.3 物理處理和化學處理混合應(yīng)用效果比較

2.3.1 壓扁+K2CO3處理與單獨用K2CO3和單獨壓扁處理比較

圖5 僅K2CO3，僅壓扁，K2CO3+壓扁三種處理效果比較

而由圖5可明顯看出，壓扁+K2CO3處理(A10)比單獨壓扁(A6)或K2CO3處理(A5)的飼草干燥速度快些。這說明如果采用K2CO3作為飼草干燥劑，再經(jīng)過壓扁處理后干燥效果會達到最好，即適當?shù)奈锢硖幚砼c化學處理混合應(yīng)用效果更好。

2.3.2 壓扁+NaHCO3處理與單獨用NaHCO3和單獨壓扁處理效果比較

圖6 僅壓扁，僅NaHCO3，壓扁+NaHCO3三種處理效果比較

而由圖6可明顯看出，壓扁+NaHCO3處理(A8)比單獨壓扁(A6)或NaHCO3處理(A3)的飼草干燥速度快些。這說明如果采用NaHCO3作為飼草干燥劑，再經(jīng)過壓扁處理后干燥效果會達到最好，即適當?shù)奈锢硖幚砼c化學處理混合應(yīng)用效果更好。

2.4 添加2% K2CO3和3% K2CO3樣品干燥速度比較

圖7 添加2% K2CO3和3% K2CO3樣品干燥速度比較

由圖7可明顯看出經(jīng)過添加3%處理的樣品明顯比添加2%的樣品干燥速度快，即添加了3% K2CO3的A5比同等條件下添加了2% K2CO3的A4干燥效果好，添加了A10比A9干燥效果好。

3 討論

(1)所有處理組苜蓿的含水量均隨著晾曬時間的延長而逐漸減少，水分散失的速度呈先快后慢的規(guī)律，即在苜蓿割后最初最快，隨著晾曬時間的延長水分散失的速度逐漸減慢。這是由于在苜蓿刈割后晾曬的初期，苜蓿的含水量高，水分蒸發(fā)速度快，散出的主要是植物體內(nèi)的游離水分。當水分降到40%-50%時，水分蒸發(fā)速度下降，此時主要是植物體內(nèi)結(jié)合水的散出。

(2)添加不同濃度干燥劑處理苜蓿，水分散失速度均快于常規(guī)法，其中以未經(jīng)壓扁處理、濃度為3% K2CO3和經(jīng)過壓扁處理、濃度為2%NaHCO3添加組效果較好。前者是由于添加K2CO3破壞了苜蓿表面的角質(zhì)層和蠟?zāi)ぃ龠M結(jié)合水的散出，從而加快苜蓿干燥速度。Meredith研究認為碳酸鹽中堿金屬離子對水分的滲透有特殊的作用。當一價堿金屬離子存在時，干燥劑的pH值影響堿金屬離子對水分滲透性的作用，pH=3或pH=11時，角質(zhì)層水分的滲透性可以提高5倍。因此，K2CO3能夠加快首楷干燥速度是由于K+作用于角質(zhì)層提高水分滲透性及CO32-為這一作用提供適當?shù)膒H值共同作用的結(jié)果。而對于后者，由于采用了壓扁處理，B.J.Hong(1987)研究表明，電鏡下壓扁莖稈最明顯的效果就是將木質(zhì)化和非木質(zhì)化的細胞分開，壓扁使莖稈分成許多部分，從而增加莖稈表面面積，減弱了保持水分的能力。干燥劑與苜蓿的接觸面積相對增大，而且對于NaHCO3來說本身穩(wěn)定性不好經(jīng)過日曬后釋放氣體，從而更易于苜蓿的干燥。所以對于未經(jīng)壓扁處理的苜蓿采用濃度為3%的K2CO3效果最好，而對于經(jīng)過壓扁處理的苜蓿采用濃度為2%的NaHCO3效果最好。

(3)試驗過程中由于受到天氣原因，試驗誤差等因素影響，有些數(shù)據(jù)并不符合最后得出的結(jié)論，這正是以后需要注意的地方，即盡量縮小額外的因素對試驗本身結(jié)果產(chǎn)生不良影響。

4 結(jié)論

(1)添加不同干燥劑較常規(guī)法更有利于苜蓿水分的散失。干燥劑可使植物表皮的物理化學結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使氣孔開張，改變表皮的蠟質(zhì)疏水性，從而增加了水分的散失。

(2)當處理苜蓿草僅加入干燥劑時，濃度為3%的K2CO3效果最好。

(3)經(jīng)過壓扁處理的苜蓿草，加入不同濃度的K2CO3，NaHCO3作為干燥劑時，以濃度為2%的NaHCO3效果最好。

(4)經(jīng)過用壓扁+K2CO3處理的樣品干燥效果比單獨用壓扁或者單獨用K2CO3處理效果好。

(5)經(jīng)過用壓扁+NaHCO3處理的樣品干燥效果比單獨用壓扁或者單獨用NaHCO3處理效果好。

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The Impact of Different Desiccant Drying Rate of Alfalfa Hay

Chemical desiccant can accelerate the drying of the forage,to reduce as a result of plant cells,human and weather factors such as nutrient loss caused by. Alfalfa hay in this paper for the study on different desiccant drying rate of alfalfa hay impact.The use of clover,the three kinds of chemical treatment (control,2% and 3% of the desiccant) and four types of physical treatment (control,crushed,cut,cut off the squash) with repeated design,of different approaches to natural drying rate effects of alfalfa hay. The results showed that:the concentration of desiccant to deal with different samples of alfalfa hay on the impact of different drying rate:For untreated samples,and cut off the spray of alfalfa concentration of 3% potassium carbonate solution best for spraying off the alfalfa sample concentration of 2 % of sodium bicarbonate best.

Alfalfa Hay Desiccant Drying Rate

2015-08-27

國家自然科學基金項目(31160109、31460125);內(nèi)蒙古自然科學基金(2015MS0319)；教育部科學技術(shù)研究項目(213006A);國家科技支撐計劃項目(2012BAD13B00)

朱國棟(1988-)，男，內(nèi)蒙古鄂爾多斯人，在讀研究生，從事草地資源、生態(tài)與管理方面的研究工作，Email：nmggdzhu@126.com

王成杰E-mail:nmgcjwang3@163.com

S551+.7

A

2095—5952(2015)04—0007—50

利用苜蓿草，采用3種化學處理(對照、2%和3%的干燥劑)及四種物理處理(對照、壓扁、切短、切斷壓扁)的有重復設(shè)計，研究不同處理方法對自然曬制苜蓿干草干燥速率的影響。結(jié)果表明：用不同濃度干燥劑處理樣品，對苜蓿干草干燥速率的影響不同：對于只做切短處理的苜蓿樣品噴灑濃度為3%碳酸鉀溶液效果最好，而對于壓扁處理的苜蓿樣品噴灑濃度為2%的碳酸氫鈉效果最好。