河西地區(qū)苜蓿干草調(diào)制添加防腐劑試驗研究

張延林　張兆軍　李天銀

摘要 為了研究防腐劑使用對不同含水量苜蓿草打捆的影響，以總結(jié)河西地區(qū)苜蓿打捆時的水分區(qū)間以及防腐劑添加量，2015年在金塔盛地草業(yè)公司對美國貝斯特緩沖酸干草防霉劑（主要成分丙酸、檸檬酸等，pH=6，白色至淡黃色透明液體）做了專門試驗探究。結(jié)果表明：在不加防腐劑的情況下打捆，水分高于16%的草捆均有發(fā)熱霉變現(xiàn)象。在添加防腐劑的情況下打捆，苜蓿草實際平均水分區(qū)間在16%～22%，最高水分低于27%時，不會發(fā)生霉變、腐爛等情況，可以進行存儲。在草條水分均勻的條件下，大方捆打捆添加防腐劑可以比不加防腐劑提高3～5個百分點水分，防腐劑具有明顯效果。牧草水分高于27%的部位較多時，草捆溫度會在3～5 d內(nèi)迅速升高至50 ℃以上，且霉變部分較多，不具備存儲價值。

關(guān)鍵詞 苜蓿干草調(diào)制；防腐劑；含水量；草捆溫度；河西地區(qū)

中圖分類號 S816.5 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）08-0251-02

Abstract In order to study the effect of adding preservatives to alfalfa hay under different water contents，and explore the proper range of water content and the appropriate preservatives added quantity，this study tested the American bester-preservatives（main ingredient： propionic acid，citric acid，etc.；pH=6，white to light yellow transparent liquid）on bundling alfalfa by Jinta-Shengdi pastoral company in 2015. Results showed that adding preservatives in the process of bundling alfalfa，the average water content of alfalfa hay was 16%～22%，the best water content was 27%，without moldy and rotten phenomenon occurred and could be stored. When the hay water content was well-distributed，add preservatives to alfalfa hay could increase 3～5 percent point of water content，indicating the effect of adding preservatives is obviously. However，when the water content of the most part of alfalfa hay beyond 27%，the temperature of alfalfa hay would rapidly increase to more than 50℃，most part of alfalfa hay mildew and rotted，the storage value of alfalfa hay disappeared.

Key words alfalfa hay modulation；preservative；water content；bale temperature；Hexi area

干草是反芻家畜冬季重要的粗飼料之一，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)干草對提高反芻家畜生產(chǎn)性能具有重要意義[1]。牧草的高水分打捆貯藏是減少牧草養(yǎng)分損失的有力措施，但是在貯藏過程中也會因為微生物的活動使牧草發(fā)熱或腐爛而導(dǎo)致養(yǎng)分的損失。因此，在干草調(diào)制過程中，應(yīng)添加干草防腐劑以抑制微生物的生長和繁殖。干草防腐劑的種類很多，主要包括有機酸類、酸式鹽、銨類化合物、尿素和生物制劑等[2]。河西走廊氣候干旱，許多地方降雨量不足200 mm。若田間干燥不足時導(dǎo)致水分過高打捆，潮濕的干草適宜霉菌生長，可產(chǎn)生過多的熱量，引起牧草干物質(zhì)、粗蛋白和酸性洗滌纖維的明顯降低，從而使干草品質(zhì)下降[3]；若田間干燥過度打捆時，會造成極大的干草損失，降低品質(zhì)。同時有研究表明，牧草在田間干燥時，如果受到雨淋，可造成高達62%的葉片損失和37%的干物質(zhì)損失[4]，甚至會造成80%的牧草養(yǎng)分損失[5]，影響打捆。因此，紫花苜蓿干草調(diào)制中可用于合理打捆的時間區(qū)間段較小，機械利用率不高，嚴重降低了田間的工作效率。為了增加打捆的時間段，提高紫花苜蓿安全貯藏的含水量范圍，獲得較好的牧草品質(zhì)，使用防腐劑勢在必行。國外對紫花苜蓿添加防腐劑有很多研究，但國內(nèi)研究并不多見，尤其是在河西地區(qū)，正處于防腐劑應(yīng)用試行階段，應(yīng)用技術(shù)不成熟，因此防腐劑用量的研究對生產(chǎn)實際有很大的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗設(shè)在金塔盛地草業(yè)公司二隊，面積15.33 hm2。盛地草業(yè)公司位于國營生地灣農(nóng)場，光熱資源豐富，年日照總時數(shù)3 225 h左右，農(nóng)作物生育期（4—9月）日照時數(shù)達2 200 h左右，占全年日照時數(shù)的68%左右，日照百分率為68%～75%，太陽總輻射為年609.2～643.5 kJ/cm2之間，多年平均氣溫8 ℃，極端最高氣溫38 ℃，極端最低氣溫-29 ℃，≥10 ℃的積溫3 250 ℃。多年平均降雨量59.9 mm，極端最多年降雨量117.1 mm，蒸發(fā)量2 538 mm，為降雨量的40倍以上，屬于嚴重干旱區(qū)。多年平均風速3.7 m/s，最大風速28 m/s，年內(nèi)大風天數(shù)最多51 d，最少8 d，平均32 d。

1.2 試驗材料

法國庫恩LSB1290大方捆打捆機、美國貝斯特緩沖酸干草防霉劑（主要成分緩沖丙酸、檸檬酸等，pH值6，白色至淡黃色透明液體）、水分測定儀和溫度測定儀。

1.3 試驗方法

對不同水分含量的苜蓿按要求添加防腐劑后打捆進行記錄觀察，總結(jié)初始溫度、防腐劑添加量對牧草腐爛變質(zhì)情況的關(guān)系，確定在添加防腐劑情況下適合打捆的濕度范圍。打捆規(guī)格1.2 m×0.9 m×1.8 m，單捆重量400 kg。第1期苜蓿草于5月21日上午、5月22日上午、5月22日下午分別刈割苜蓿2 hm2，適時進行耬草，監(jiān)測水分及天氣變化。5月24日夜間在不添加防腐劑的情況下打捆4個，編號001～004，平均水分20.33%～24.17%，作為對照草捆。添加防腐劑打捆8個，編號005～012，每捆初始平均水分22.42%～35.12%，每捆最高水分點都超過38%，且每捆多處水分超過27%。

第2期5月30日凌晨添加防腐劑打捆25個，編號601～625，選取其中平均水分在18%左右的10個草捆進行監(jiān)測，其中7個草捆最高水分低于27%（編號分別為603、605、606、609、611、612、622），3個草捆最高水分高于27%（編號分別是604、607、619）。

對以上2期處理的草捆進行追蹤檢測，定時定點測量記錄捆內(nèi)濕度、溫度的變化情況，并對所得數(shù)據(jù)進行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 第1期結(jié)果分析

經(jīng)過3 d觀測，發(fā)現(xiàn)不加防腐劑的001～004等4個草捆，最高溫度達到46.7℃，拆解后發(fā)現(xiàn)草捆出現(xiàn)大部分腐爛霉變的現(xiàn)象。對添加防腐劑的005～008等4個溫度較高的草捆拆開后發(fā)現(xiàn)，局部高水分地方發(fā)生霉變，其中007號草捆溫度上升幅度最大，最高溫度達到54.2 ℃，牧草顏色變黃，且有腐爛現(xiàn)象。對009～012等4個草捆觀測至5月31日，發(fā)現(xiàn)局部最高溫度已達到52 ℃，拆解后發(fā)現(xiàn)草捆溫度較高的部位已經(jīng)霉變、腐爛，很多部位變黃變黑，而溫度較低的部分色澤、氣味正常。這說明當最高水分高于27%打捆時，防腐劑并不能有效阻止草捆的發(fā)霉變質(zhì)，水分再高于38%時，包內(nèi)溫度會迅速上升。

2.2 第2期結(jié)果分析

由表1可知，為打包時系統(tǒng)測定水分，根據(jù)推薦確定牧草不同水分的防腐劑添加量“水分16%～18%，防腐劑施用量2 L/t，水分19%～21%，防腐劑施用量3 L/t，水分22%以上，防腐劑施用量5 L/t”，換算為防腐劑添加量。

6月1日監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)609號草捆局部水分高于40%，溫度上升至54.5 ℃，拆解后發(fā)現(xiàn)溫度上升部位有部分苜蓿草仍然新鮮，該部分已經(jīng)發(fā)生重度霉變，且霉變部分已經(jīng)輻射至周圍部分。6月2日，對未納入監(jiān)測范圍的15個草捆進行了1次水分及溫度檢測，監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)，608號草捆局部水分高于40%，拆解后，發(fā)現(xiàn)草捆內(nèi)有3個部位有鮮活草，已發(fā)生霉變，溫度升高至50 ℃，由此可見，鮮活草和水分不均勻打捆都是影響草捆安全貯藏的重大障礙。

609號草捆拆解后，其他9個監(jiān)測草捆水分檢測變化規(guī)律如圖1所示，顯示了試驗不同草捆從打捆開始的水分變化，可以看出，607、619、604號草捆水分較高，其中，607號草捆的水分（22.0%～32.5%）顯著高于其他草捆，619號草捆（最高達到27%）次之，604號草捆水分（18.0%～22.5%）。622草捆的水分（12.5%～17.5%）較小，其他草捆的水分（16%～20%）處于中間水平。在檢測中發(fā)現(xiàn)，苜蓿草捆水分處于升高和降低的不斷變化之中，這是由于夜間濕度較大時會有返潮現(xiàn)象的發(fā)生導(dǎo)致的。由圖1可知，水分最高的3個草捆隨檢測時間的變化水分呈現(xiàn)上升趨勢，并且初始濕度越大上升的幅度越大，這可能與霉菌在捆內(nèi)的代謝有很大關(guān)系。而其他草捆水分變化不明顯，有的甚至出現(xiàn)下降的趨勢。

由圖2可知，各個草捆相對初始溫度都較低，隨著時間的推移，溫度增幅較大的草捆有607、604、619號草捆，這也是相對初始濕度最大的3個，這與水分的變化趨勢是一致的，這可能是因為在濕度較大的草捆里，霉菌的代謝活躍而導(dǎo)致的。其中607號草捆的最高溫度達到46 ℃左右，在后期的檢測中上升到54.2 ℃。619號草捆最高溫度達到了47 ℃，后期達到52 ℃左右。604號草捆最高溫度為35 ℃，后期達到40 ℃左右。605、612的溫度略有升高，但未超過30 ℃，606、611、622的溫度略有降低。由于晝夜溫差的變化，包內(nèi)草捆晝夜溫度也存在于升高和降低的不斷變化之中，但是從趨勢圖可以明顯的看到溫度隨日期變化的規(guī)律。

7月1日，對防腐劑試驗監(jiān)測的9個草捆進行全面拆解，603、604號草捆內(nèi)各有2個點發(fā)生霉變，其他地方苜蓿色澤、氣味正常，且葉片較多；由圖3可知，607號草捆整體出現(xiàn)霉變現(xiàn)象，水分較高地方較為嚴重，苜蓿草變黑，且有白色霉斑；619號草捆有1個高水分夾層發(fā)生霉變，605、606、611、612、622共5個草捆苜蓿色澤、氣味全部正常。

此外，對最高水分低于20%的15個草捆進行水分、溫度監(jiān)測，6月1日發(fā)現(xiàn)609號草捆局部水分高于40%，溫度上升至54.5 ℃，拆解后發(fā)現(xiàn)溫度上升部位有部分苜蓿草仍然新鮮，該部分已經(jīng)發(fā)生重度霉變，且霉變部分已經(jīng)輻射至周圍部分。6月2日，機械記錄數(shù)據(jù)平均水分16%，最高水分28%的608號草捆被拆解，發(fā)現(xiàn)草捆內(nèi)有3個部位已發(fā)生霉變，溫度升高至50 ℃，由此可見，鮮活草和水分不均勻打捆都是影響草捆安全貯藏的重大障礙。

3 結(jié)論與討論

在添加防腐劑的情況下打捆，苜蓿草實際平均水分16%～22%，最高水分低于27%的草捆，不會發(fā)生霉變、腐爛等情況，可以進行存儲，苜蓿草水分高于27%的部位會發(fā)生霉變、腐爛現(xiàn)象，該部位溫度上升明顯，牧草水分高于27%的部位較少時，該部位溫度在3～5 d內(nèi)迅速升高至50 ℃左右，3～5 d后溫度變化不明顯；牧草水分高于27%的部位較多時，草捆溫度會在3～5 d內(nèi)迅速升高至50 ℃以上，且霉變部分較多，不具備存儲價值。不加防腐劑打捆水分高于16%時草捆均有發(fā)熱霉變現(xiàn)象，這說明不加防腐劑大方捆打捆平均水分不能高于16%。因此得出在添加防腐劑打捆最高水分不能高于27%，平均水分與高點水分差距不能過大，鮮活草是造成水分高點過高的主要原因。在草條水分均勻的條件下，大方捆打捆添加防腐劑水分控制可以比不加防腐劑提高3～4個百分點，此時防腐劑能發(fā)揮明顯效果。

智建飛等研究表明，儲藏的草捆，水分含量應(yīng)控制在20%以下。含水量在17%以上的干草，由于植物體內(nèi)的酶以及外部微生物的活動常會引起發(fā)酵，使溫度上升到40～50 ℃[6]，這與本研究結(jié)果一致。

近年來，我國在牧草防腐劑的研究和應(yīng)用方面取得了一些進展，但由于牧草的收獲技術(shù)和貯藏條件的限制，尚有許多問題需要在今后的工作中做進一步的深入研究，并逐步得以解決。生物防腐劑具有無毒無害的優(yōu)點，國外許多研究已經(jīng)表明其在干草貯存中能表現(xiàn)出較好的效果，將會有更好的應(yīng)用前景。而國內(nèi)的干草貯存多使用化學防腐劑，在干草生物防腐劑方面的研究還很欠缺，因此開展干草生物防腐劑研究不僅對我國干草貯存研究是一個技術(shù)儲備，也是生產(chǎn)安全優(yōu)質(zhì)干草產(chǎn)品的現(xiàn)實需要[7]。

4 參考文獻

[1] 余成群，榮輝，孫維，等.干草調(diào)制與貯存技術(shù)的研究進展[J].草業(yè)科學，2010，27（8）：143- 150.

[2] 王成杰，玉柱.干草防腐劑研究進展[J].草原與草坪，2009（2）：22.

[3] EDMUND D，JERZY K，SYLWESTER B，et al.Effects of micro-biological additive on baled wet hay[J].Biosystems Eng，2006，95（3）：379-384.

[4] COBLENZ W K，TURNER I E，SCARBROUGH D A，et al.Storage char-acteristic of Bermuda grass hay as affected by mois-ture content and density of square bales[M].Arkansas Agricultural Press，1999：154-161.

[5] EDMUND D，JERZY K，SYLWESTER B，et al.Effects of micro-biological additive on baled wet hay[J].Biosystems Eng，2006，95（3）：379-384.

[6] 智建飛，劉忠寬，劉振宇，等.影響紫花苜蓿干草調(diào)制的因素[J].河北農(nóng)業(yè)科學，2012，16（9）：68-70.

[7] 胡發(fā)成.種植苜蓿改良培肥地力的研究初報[J].草業(yè)科學，2005（8）：47-49.