苜蓿干燥過程中質(zhì)量變化規(guī)律研究

王坤龍，王千玉，王迪，宋彥軍，劉燕

（1.中國輝山乳業(yè)控股有限公司，遼寧沈陽110000；2.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010019）

添加劑

苜蓿干燥過程中質(zhì)量變化規(guī)律研究

王坤龍1，王千玉1，王迪1，宋彥軍1，劉燕2

（1.中國輝山乳業(yè)控股有限公司，遼寧沈陽110000；2.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010019）

為研究苜蓿干草田間干燥過程中含水量及營養(yǎng)成分變化規(guī)律，本試驗(yàn)以“金皇后”紫花苜蓿為試驗(yàn)原料，測(cè)定分析了自然干燥過程中苜蓿含水量、葉莖比及營養(yǎng)物質(zhì)變化。結(jié)果表明：苜蓿干燥過程中，植株含水量呈先快后慢的起伏下降趨勢(shì)，莖葉比隨含水量的降低而降低。中度壓扁使苜蓿莖葉干燥速度趨于同步，但夜間葉片返潮程度較大；當(dāng)植株含水量為40%左右時(shí)，葉片開始脫落。刈割后至含水量降到50%過程中，各含水量苜蓿CP、EE含量和相對(duì)飼用價(jià)值（RFV）降低緩慢，當(dāng)含水量由50%降到20%過程中，各含水量測(cè)定值降低速度加快，在含水量由40%降到30%階段下降明顯。干燥后期，RFV降低速度變緩，CP、EE含量卻有一定幅度的上升。

紫花苜蓿；含水量；營養(yǎng)成分；變化規(guī)律

紫花苜蓿（以下簡稱苜蓿）是全球栽培最廣泛的優(yōu)質(zhì)豆科牧草，其產(chǎn)量高，再生性強(qiáng)，年可多次刈割，且飼用價(jià)值高（張春梅等，2005）。干草是苜蓿生產(chǎn)中主要的加工利用手段，優(yōu)質(zhì)苜蓿干草的粗蛋白質(zhì)含量可達(dá)18%以上，其營養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)勝于其他同種類型飼料，是家畜非常喜歡采食的一種優(yōu)質(zhì)飼草。但目前我國苜蓿生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和集約化程度低，干草產(chǎn)量和品質(zhì)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)草食畜牧業(yè)發(fā)展的需求（劉玉鳳等，2014）。苜蓿在干燥過程中，伴隨著一系列復(fù)雜的生理、生化變化過程，造成營養(yǎng)成分損失，而營養(yǎng)物質(zhì)的損失程度取決于苜蓿干燥速度的快慢（Edwin等，2003）。研究表明，苜蓿干草調(diào)制過程中，干物質(zhì)損失率為10%～30%，可消化蛋白質(zhì)損失率達(dá)20%～30%（郭江澤，2009）。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于干草晾曬時(shí)間及機(jī)械作業(yè)時(shí)含水量掌握不好，易造成苜蓿干燥時(shí)間延長，葉片大量脫落，營養(yǎng)物質(zhì)損失嚴(yán)重，干草質(zhì)量下降。為探討苜蓿田間干燥過程中含水量及營養(yǎng)成分變化規(guī)律，本試驗(yàn)以“金皇后”紫花苜蓿為試驗(yàn)材料，測(cè)定分析苜蓿田間干燥過程中含水量、葉莖比以及營養(yǎng)成分含量變化，以期為苜蓿干草生產(chǎn)提供理論參考。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地點(diǎn)及概況試驗(yàn)地點(diǎn)位于遼寧省西南部凌海市沈陽茂源草業(yè)有限公司徐河作業(yè)區(qū)，地理位置介于北緯40°48′～41°26′，東經(jīng)120°42′～121°45′，屬溫帶季風(fēng)性氣候，雨熱同季。年平均氣溫8.9℃，年平均降水量610 mm，無霜期160～180 d。試驗(yàn)田地勢(shì)平坦，土壤類型屬于砂質(zhì)壤土。試驗(yàn)期間天氣晴朗，白天氣溫22～31℃，相對(duì)濕度65%～76%，東南風(fēng)≤3級(jí)。

1.2試驗(yàn)原料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1試驗(yàn)原料試驗(yàn)材料選用“金皇后”紫花苜蓿，材料種植年限為3年，條播播量為18 kg/hm2，刈割期為初花期，平均株高為86 cm。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)為貼近生產(chǎn)，試驗(yàn)采用自走式割曬機(jī)（NEW HOLLAND H8040型）刈割，調(diào)節(jié)機(jī)械壓輥距離，調(diào)整為中度壓扁即莖稈被壓扁有縱向裂紋，裂紋小部分分開，無汁液流出，刈割留茬高度為5～8 cm。刈割后在田地自然涼曬，草壟厚度為15 cm左右，寬度為110～120 cm。當(dāng)苜蓿含水量為35%時(shí)進(jìn)行集攏翻曬。苜蓿在干燥過程中，白天每隔2 h取樣1次，直至苜蓿達(dá)到安全含水量（15%）。用微波爐檢測(cè)苜蓿含水量，分別在含水量為73%（鮮草）、60%、50%、40%、30%、20%和15%時(shí)各取樣1000 g，并將葉片、莖稈分開烘干稱重，3次重復(fù)，烘干粉碎后過40目（孔徑0.45 mm）篩，進(jìn)行營養(yǎng)成分含量測(cè)定。

1.3常規(guī)營養(yǎng)成分測(cè)定方法含水量：參照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》用烘干法測(cè)定（張麗英，2003）；干物質(zhì)（DM）：利用鼓風(fēng)干燥箱65℃干燥法冷卻稱重；粗蛋白質(zhì)（CP）：凱氏定氮儀（FOSS 8400）進(jìn)行測(cè)定；粗脂肪（EE）：FOSS全自動(dòng)索氏抽提系統(tǒng)測(cè)定；中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）：利用纖維測(cè)定儀（ST116A型）測(cè)定；葉莖比：葉莖比=葉的烘干重/莖的烘干重。相對(duì)飼用價(jià)值（RFV）計(jì)算公式如下（王坤龍，2014）：

式中：DDM為可消化干物質(zhì)；DMI為干物質(zhì)采食量；%BW為占動(dòng)物代謝體重的百分比。

1.4統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)測(cè)得的平均值，前期處理利用Microsoft Office Excel 2003軟件進(jìn)行，數(shù)據(jù)利用SPASS 17.0軟件進(jìn)行方差分析，圖利用Sigma Plot10.0軟件進(jìn)行。

2　結(jié)果與分析

2.1苜蓿干燥過程中含水量變化規(guī)律從圖1可以看出，苜蓿莖稈初始含水量較葉片高，各部分含水量變化曲線均隨時(shí)間呈先快后慢的起伏下降趨勢(shì)，刈割后至含水量45%苜蓿水分散失迅速，隨后變慢；中度壓扁后苜蓿莖稈和葉片的干燥速度趨于同步，白天苜蓿含水量逐漸降低，而在夜間苜蓿含水量緩慢增加。在干燥過程中，葉片干燥速度較快，晾曬初期最為明顯，在刈割第2天的18∶00即達(dá)到安全含水量，此時(shí)植株含水量為30%左右，莖稈含水量接近36%左右，莖葉含水量相差較大，但干燥后期葉片夜間返潮程度嚴(yán)重。

圖1　自然干燥過程中苜蓿植株、莖、葉含水量變化曲線

2.2苜蓿干燥過程中葉莖比變化規(guī)律由圖2可知，干燥過程中，苜蓿葉莖比的變化曲線整體上隨著植株含水量的降低而降低，且呈先快后慢的起伏下降趨勢(shì)。第2天10∶00，葉莖比降低明顯，說明在干燥前期葉片干燥速度明顯快于莖稈。但在第2天18∶00至第3天8∶00葉莖比明顯增加，但植株含水量仍在下降，是因?yàn)橐归g空氣濕度大，干燥后期葉片吸收空氣中水分，說明葉片返潮現(xiàn)象出現(xiàn)比莖稈早，且較莖稈返潮程度嚴(yán)重。

圖2　自然干燥過程中苜蓿葉莖比隨含水量變化曲線

2.3苜蓿干燥過程中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量變化規(guī)律從圖3可知，在含水量降到20%過程中，CP、EE含量均呈先慢后快的下降趨勢(shì)，當(dāng)含水量由20%降到15%過程中，CP、EE含量均有一定幅度上升。刈割后至含水量降到50%過程中，CP、EE含量降低緩慢，各含水量苜蓿測(cè)定值差異不顯著（P＞0.05），當(dāng)苜蓿含水量由50%降到20%過程中，CP、EE含量降低速度加快，且各含水量苜蓿測(cè)定值差異顯著（P＜0.05），在此過程中，含水量由40%降到30%階段，CP、EE含量下降較明顯。試驗(yàn)結(jié)果說明，在苜蓿干燥前期，其CP、EE含量損失較少，CP、EE含量損失多集中在含水量由40%降到30%階段。

圖3　自然干燥過程中不同含水量紫花苜蓿CP、EE含量變化

2.4苜蓿干燥過程中中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量變化規(guī)律由圖4可知，隨著苜蓿含水量的降低，NDF、ADF含量逐漸增加，但干燥過程中各含水量測(cè)定值變化幅度不同。刈割后至含水量降到50%過程中，NDF、ADF含量增加緩慢，各含水量苜蓿測(cè)定值差異不顯著（P＞0.05）。在苜蓿含水量由50%降到20%過程中，隨著含水量的下降，NDF、ADF含量增加明顯，且各含水量苜蓿測(cè)定值差異顯著（P＜0.05），在此過程中，含水量由40%降到30%階段，NDF、ADF含量增加較明顯。

圖4　自然干燥過程中不同含水量苜蓿NDF、ADF含量變化

2.5苜蓿干燥過程中RFV值變化規(guī)律由圖5可以看出，隨著含水量的降低，RFV值變化曲線呈現(xiàn)慢-快-慢的下降趨勢(shì)。刈割后至含水量降到50%過程中，RFV值下降緩慢，且各含水量苜蓿RFV值差異不顯著（P＞0.05）。當(dāng)苜蓿含水量降到50%后，隨著含水量的下降，各含水量苜蓿RFV值差異顯著（P＜0.05）。在此過程中，含水量由40%降到30%過程中，RFV值降低幅度較大（P＜0.05）。在干燥后期，RFV值降低幅度變小，且差異不顯著（P＞0.05）。

圖5　自然干燥過程中不同含水量苜蓿RFV值變化曲線

3　討論

3.1苜蓿干燥過程中含水量變化規(guī)律王坤龍（2014）研究發(fā)現(xiàn)，通過壓扁莖稈可顯著加快苜蓿水分散失速度，使干燥時(shí)間縮短，且苜蓿干燥速度隨壓扁程度的增大而提高。王常慧等（2004）研究表明，苜蓿晾曬最初階段含水量降低迅速，但干燥速度隨著干燥時(shí)間的延長逐漸變緩。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，苜蓿在干燥過程中，含水量變化曲線均呈先快后慢的起伏下降趨勢(shì)，中度壓扁使苜蓿莖稈和葉片的干燥速度趨于同步，這與上述的研究結(jié)果相似。苜蓿在晾曬初始階段，細(xì)胞間隙的自由水逐漸散失，干燥速度較快；隨著干燥時(shí)間的延長，細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水逐漸散失，干燥速度變緩。白天苜蓿含水量逐漸降低，而在夜間苜蓿含水量緩慢增加，在干燥后期，增加程度越加明顯。原因是夜間空氣濕度較大，苜蓿吸水返潮，含水量上升，在干燥后期濕度差越大，含水量上升幅度越大。在晾曬過程中，葉片干燥速度明顯快于莖稈，晾曬初期最為明顯，在刈割第2天的18∶00即達(dá)到安全含水量，莖稈的角質(zhì)層和表皮較厚，水分散失阻礙程度較大，而葉片較薄，利于水分散失，但葉片夜間返潮較嚴(yán)重。

3.2苜蓿干燥過程中葉莖比變化規(guī)律葉莖比是衡量苜蓿品質(zhì)的重要指標(biāo)之一（Lenssen等，2011）。單貴蓮等（2008）研究發(fā)現(xiàn)苜蓿葉片的干燥速度是莖稈2～3倍。當(dāng)莖的含水量還很高時(shí)葉片已達(dá)到安全含水量，此時(shí)機(jī)械作業(yè)極易造成葉片大量脫落（張杰等，2007）。通過縮短干燥時(shí)間，減少機(jī)械作業(yè)次數(shù)，可明顯降低苜蓿葉片的損失（劉景艷等，2013）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，葉莖比的變化曲線整體上隨著植株含水量的降低而降低，且呈先快后慢的起伏下降趨勢(shì)，是因?yàn)檐俎Ｈ~片在干燥前期葉片干燥速度較快，莖稈干燥速度較慢，葉莖比快速降低。而在干燥中后期，葉片干燥速度變緩，莖稈干燥速度快于葉片，葉莖比有所增加。在第2天10∶00，葉莖比降低明顯，說明苜蓿植株含水量為40%左右，葉片開始脫落。但在第2天18∶00至第3天8∶00葉莖比明顯增加，但植株含水量仍在下降，是因?yàn)橐归g空氣濕度大，使得葉片與莖稈之間連接的部分變得柔韌，因此葉片脫落程度降低，同時(shí)開始吸收空氣中水分，說明葉子返潮現(xiàn)象比莖稈早，且較莖稈返潮程度嚴(yán)重。

3.3自然干燥過程中苜蓿營養(yǎng)成分變化規(guī)律研究表明，苜蓿干燥時(shí)間越長，葉片脫落程度越大，營養(yǎng)和能量損失越嚴(yán)重（Coblentz等，2013；Xu和Shi，2013）。另外，長時(shí)間的日光“漂白”作用也會(huì)造成苜?？扇苄责B(yǎng)分大量流失（汪春和車剛，2006）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，刈割后至含水量降到50%過程中，CP、EE含量和RFV值降低緩慢，當(dāng)苜蓿含水量由50%降到20%過程中，CP、EE含量和RFV值降低速度加快，NDF、ADF含量增加較快，尤其在含水量由40%降到30%階段，CP、EE含量和RFV值下降較明顯。是因?yàn)樵诤拷档?0%過程中，細(xì)胞大部分并未死亡，仍處于生理活性狀態(tài)，可溶性營養(yǎng)物質(zhì)不易留出，當(dāng)含水量降到50%以下，大部分細(xì)胞死亡，原生質(zhì)滲透性能提高，可溶性營養(yǎng)物質(zhì)損失程度逐漸增加。在含水量為35%時(shí)，機(jī)械摟草作業(yè)，也會(huì)使部分葉片脫落，造成營養(yǎng)物質(zhì)的損失。在干燥后期，RFV值降低幅度變小，但CP、EE含量卻有一定幅度的上升。其原因可能是干燥過程中，由于呼吸消耗、酶降解等作用使干物質(zhì)含量下降，使得CP、EE含量相對(duì)升高。

4　小結(jié)

本試驗(yàn)結(jié)果表明，苜蓿在干燥過程中，含水量和葉莖比均呈先快后慢的起伏下降趨勢(shì)，中度壓扁使苜蓿莖葉干燥速度趨于同步。葉片干燥較快，但夜間返潮現(xiàn)象早，且返潮程度較重，當(dāng)植株含水量為40%左右，葉片開始脫落。隨著含水量降低，CP、EE含量及RFV值均有不同程度的損失，主要集中在含水量由40%降到30%階段。

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This experiment was conducted to study the nutrients during the alfalfa hay of drying process in the field.“Gold Express”alfalfa was used as the test material to test the water content，stem-leaf ratio and the nutrient of alfalfa in natural drying process.The results showed that：during the drying process，the moisture content of after alfalfa showed first fast and than slow declined ups and downs.The stem/leaf ratio reduced with the moisture content decreased.Alfalfa stem leaf drying speed synchronized under moderate flattening,but the leaf got damp phenomenon at night，and the degree was heavier.When the water content of the plant was 40%，leaves began to fall off.From cutting to water content of 50%，the content of crude protein（CP），ether extract（EE）and relative feeding value（RFV）reduced slowly.When the water content of plant was from 50%to 20%，the water content reduced fast，the water content decreased significantly in 40%to 30% stage.In the late stage of drying process，the RFV reduced slowly，but the content of CP，EE content had a higher margin.

alfalfa；water content；nutrition；change regulation

S816.5

A

1004-3314（2016）10-0015-04

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20161005

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-35）