兩種機(jī)械收獲模式對(duì)苜蓿干草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

景鵬成，魯為華，馬春暉，張凡凡，王樹林，靳省飛

(石河子大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】苜蓿(Medicagosativa)是當(dāng)前我國(guó)乃至世界上種植面積最大的牧草品種，其蛋白質(zhì)含量高、適口性好等營(yíng)養(yǎng)特性成為牧草種植的首選[1-2]。苜蓿的干草收獲工藝分為3個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會(huì)造成苜蓿干草品質(zhì)及產(chǎn)量的下降[3]。不同的收獲方式及機(jī)械類型對(duì)苜蓿干草品質(zhì)及產(chǎn)量的影響各有差異[4]，篩選出經(jīng)濟(jì)適用的苜蓿干草收獲模式是非常有必要的?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】我國(guó)牧草收獲機(jī)械化水平對(duì)于牧草業(yè)的發(fā)展處于滯后狀態(tài)[5]。國(guó)外的牧草收獲工藝已達(dá)到了專業(yè)化、規(guī)模化、大型化、自動(dòng)化的地步，這也是我國(guó)苜蓿干草收獲機(jī)械發(fā)展的方向[6]。我國(guó)將實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)三元結(jié)構(gòu)調(diào)整，苜蓿草作為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的首選飼料作物[7-8]，是畜牧業(yè)的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。工藝方面還沒(méi)有成熟的體系[9]，我國(guó)的調(diào)制干草技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展的需要[10]。【本研究切入點(diǎn)】目前我國(guó)干草收獲機(jī)械化技術(shù)含量低、可靠性不穩(wěn)定，雖然也做了大量的研究，但是現(xiàn)階段苜蓿機(jī)械的研究還存在嚴(yán)重不足。研究不同機(jī)械收獲模式對(duì)苜蓿產(chǎn)量及品質(zhì)的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)兩種常用機(jī)械收獲模式為研究對(duì)象，研究不同機(jī)械收獲模式對(duì)苜蓿產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為牧草產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗(yàn)地點(diǎn)位于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師147團(tuán)7連。地理坐標(biāo)為N44°34′16.6″，E86°5′41.8″，海拔為357 m，屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候。日照充沛，年日照數(shù)為2 721～2 818 h；年降水量180～270 mm，年蒸發(fā)量1 900～2 200 mm。土壤質(zhì)地為壤土。

試驗(yàn)地為2塊相鄰的苜蓿地(品種為三得利)，面積均為6 hm2，種植模式為滴灌，行距30 cm，播種量為15 kg/hm2，采取常用田間管理方式。

試驗(yàn)在第一茬苜蓿初花期進(jìn)行，以人工取樣(CK)、CLAAS系列收獲模式和New Holland系列收獲模式為3個(gè)處理。表1

表1 兩種機(jī)械類型參數(shù)
Table 1 The parameters of two mechanical types

型號(hào)Model名稱Name動(dòng)力Power幅寬Breadth(m)掛接Mount速率Speed(hm2/h)切割器Sickle刀盤/齒簧數(shù)Numberofcutter/toothspring(個(gè))草捆規(guī)格Specifications(m)CLAAS割草機(jī)配套拖拉機(jī)2.1后三點(diǎn)懸掛,側(cè)置0.5～0.8旋轉(zhuǎn)式5/摟草機(jī)配套拖拉機(jī)2.5牽引式1/12/打捆機(jī)配套拖拉機(jī)1.65牽引式1.5齒輪驅(qū)動(dòng)/1.0×0.45×0.35NewHolland割草機(jī)自帶動(dòng)力渦輪增壓5.5自走式6.5MowMax切割器14/摟草機(jī)配套拖拉機(jī)2.59×2牽引式3/90×2打捆機(jī)配套拖拉機(jī)2.4牽引式5.5液壓驅(qū)動(dòng)/1.5×1.2×0.9

1.2 方 法

1.2.1 產(chǎn)量測(cè)定

人工(CK)產(chǎn)量：采用樣方法測(cè)定。選取1 m2長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的苜蓿植株測(cè)定樣方內(nèi)鮮草重，3次重復(fù)算出鮮草產(chǎn)量。另外取300 g左右鮮樣帶回實(shí)驗(yàn)室，在65℃烘箱內(nèi)烘至質(zhì)量恒定，通過(guò)測(cè)定含水率計(jì)算干草產(chǎn)量[11-12]。

干草產(chǎn)量(kg/hm2)=鮮草產(chǎn)量×(1-水分含量(%))。

機(jī)械收獲產(chǎn)量：采用干草捆測(cè)產(chǎn)。經(jīng)過(guò)刈割、摟草翻曬、打捆之后，1 hm2選3個(gè)草捆作為樣本，測(cè)定草捆的質(zhì)量，數(shù)出1 hm2苜蓿草地的草捆數(shù)，并計(jì)算出苜蓿的干草產(chǎn)量(kg/hm2)。

干草產(chǎn)量(kg/hm2)=草捆質(zhì)量×草捆數(shù)。

1.2.2 草捆指標(biāo)

草捆水分用Wile 25草捆水分測(cè)定儀(型號(hào)：LI03-AL360073)測(cè)定。

草捆密度(kg/m3)=草捆質(zhì)量/草捆體積。

1.2.3 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

粗蛋白質(zhì)(CP)采用凱氏定氮法測(cè)定，酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)采用范氏洗滌法測(cè)定[13]，相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)可用NDF和ADF計(jì)算得出[14]：RFV=DMI×DDM/1.29；DMI=120/NDF；DDM=88.9-0.779×ADF，式中：DMI為干物質(zhì)采食量，DDM為可消化干物質(zhì)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel進(jìn)行整理和繪圖，采用DPS 12.26軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿草捆指標(biāo)及干草產(chǎn)量

研究表明，不同的機(jī)械類型所處理的草捆水分和密度各不相同，產(chǎn)量也有所差異。New Holland機(jī)械生產(chǎn)的草捆水分和密度分別為16.45%和238.43 kg/m3，CLAAS機(jī)械生產(chǎn)的草捆水分和密度分別為18.58%和150.20 kg/m3，二者差異極顯著(P<0.01)。表2

不同處理方式對(duì)苜蓿的干草產(chǎn)量也有影響，CK的干草產(chǎn)量最高，達(dá)到5 019.11 kg/hm2，New Holland機(jī)械和CLAAS機(jī)械收獲的干草產(chǎn)量分別為4 915.71和4 492.74 kg/hm2，與CK相比，都表現(xiàn)為差異顯著(P<0.05)。表2

表2 不同類型機(jī)械下苜蓿草捆指標(biāo)及干草產(chǎn)量變化
Table 2 Effects of Different Types of Mechanical on Alfalfa Bundle Index and hay Yield

處理Treatment草捆水分Moisture(%)草捆密度Density(kg/m3)產(chǎn)量Yields(kg/hm2)CK//5019.11±166.90aACLAAS18.58±0.3358aA150.20±3.9597bB4492.74±108.51bANewHolland16.45±0.2334bB238.43±2.1834aA4951.71±106.95aA

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差極異顯著(P<0.01)

Note: The different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05), different capital letters indicate significant difference (P<0.01)

2.2 不同處理對(duì)苜蓿粗蛋白含質(zhì)量的影響

苜蓿干草收獲的3個(gè)環(huán)節(jié)中，粗蛋白質(zhì)的含量隨著收獲過(guò)程的進(jìn)行在發(fā)生變化，不同機(jī)械作業(yè)時(shí)的粗蛋白質(zhì)損失率也各不相同。苜蓿鮮草在New Holland和CLAAS兩種機(jī)械刈割后測(cè)定粗蛋白質(zhì)的含量分別為18.21%和18.13%，與CK含量18.59%相比，差異不顯著(P>0.05)，兩種機(jī)械刈割后粗蛋白質(zhì)含量互相比較，差異也不顯著(P>0.05)。圖1

苜蓿鮮草在干燥過(guò)程中的粗蛋白質(zhì)含量最容易損失，尤其是在摟草翻曬環(huán)節(jié)。New Holland機(jī)械摟草翻曬后粗蛋白質(zhì)含量為17.77%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機(jī)械摟草翻曬后粗蛋白質(zhì)含量為13.75%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；2種機(jī)械摟草翻曬后粗蛋白質(zhì)含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

不同機(jī)械作業(yè)在打捆后的粗蛋白質(zhì)含量存在差異。New Holland機(jī)械打捆后的粗蛋白質(zhì)含量為16.27%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機(jī)械打捆后的粗蛋白質(zhì)含量為13.75%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機(jī)械打捆后粗蛋白質(zhì)含量互相比較，差異顯著(P<0.05)。圖1

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平上差異顯著

Note: Small letters indicate significant difference atP< 0.05 level

圖1 不同處理下苜蓿粗蛋白質(zhì)含量變化
Fig.1 The content of crude protein of Alfalfa under different treatments

2.3 不同處理對(duì)苜蓿中性洗滌纖維含量的影響

在苜蓿干草收獲過(guò)程中，不同機(jī)械作業(yè)對(duì)中性洗滌纖維含量也有影響。苜蓿經(jīng)過(guò)New Holland和CLAAS兩種機(jī)械刈割后測(cè)定的中性洗滌纖維含量分別為45.70%和46.35%，與CK相比，差異都不顯著(P>0.05)；兩種機(jī)械刈割后中性洗滌纖維含量互相比較，差異也不顯著(P>0.05)。

中性洗滌纖維的含量在摟草翻曬等干燥環(huán)節(jié)也在發(fā)生著變化，不同機(jī)械作業(yè)后的中性洗滌纖維的含量各不相同。New Holland機(jī)械摟草翻曬后中性洗滌纖維的含量為47.07%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機(jī)械摟草翻曬后中性洗滌纖維的含量為48.57%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機(jī)械摟草翻曬后中性洗滌纖維含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

研究表明，不同機(jī)械作業(yè)在打捆后的中性洗滌纖維含量存在差異。New Holland機(jī)械打捆后中性洗滌纖維含量為48.07%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機(jī)械打捆后中性洗滌纖維含量為50.05%，與CK相比，差異極顯著(P<0.01)；兩種機(jī)械打捆后中性洗滌纖維含量互相比較，差異顯著(P<0.05)。圖2

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平上差異顯著；不同大寫字母下同表示不同處理間在P<0.01水平上差異極顯著。下同

Note: Small letters indicate significant difference atP< 0.05 level; Large letters indicate significant difference atP< 0.01 level. The same below. The same as below

圖2 不同處理下苜蓿NDF含量變化
Fig.2 NDF content of Alfalfa under different treatments

2.4 不同處理對(duì)苜蓿酸性洗滌纖維含量的影響

酸性洗滌纖維的含量在不同機(jī)械作業(yè)后有所不同，各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的酸性洗滌纖維的含量也存在差異。苜蓿經(jīng)過(guò)New Holland和CLAAS兩種機(jī)械刈割后測(cè)定的酸性洗滌纖維含量分別為35.74%和36.02%，與CK相比，差異都不顯著(P>0.05)；兩種機(jī)械刈割后酸性洗滌纖維含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

在摟草翻曬環(huán)節(jié)，New Holland機(jī)械摟草翻曬后酸性洗滌纖維的含量為38.34%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機(jī)械摟草翻曬后酸性洗滌纖維的含量為40.07%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機(jī)械摟草翻曬后酸性洗滌纖維含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

研究表明，苜蓿干草經(jīng)過(guò)2種機(jī)械打捆后的酸性洗滌纖維含量各有不同。New Holland機(jī)械打捆后酸性洗滌纖維含量為38.86%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機(jī)械打捆后酸性洗滌纖維含量為41.12%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機(jī)械打捆后酸性洗滌纖維含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。圖3

2.5 苜蓿干草相對(duì)飼用價(jià)值

不同的機(jī)械作業(yè)在不同的收獲階段苜蓿干草相對(duì)飼用價(jià)值變化動(dòng)態(tài)顯示，苜蓿經(jīng)過(guò)New Holland和CLAAS兩種機(jī)械刈割后苜蓿干草的RFV值分別為124.29%和122.11%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；兩種機(jī)械刈割后測(cè)定的苜蓿干草的RFV值互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

在摟草翻曬環(huán)節(jié)，New Holland機(jī)械摟草翻曬后測(cè)定的苜蓿RFV值為114.66%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機(jī)械摟草翻曬后測(cè)定的苜蓿RFV值為112.66%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機(jī)械摟草翻曬后測(cè)定的苜蓿RFV值相互比較，差異不顯著(P>0.05)。

在打捆環(huán)節(jié)，苜蓿干草經(jīng)過(guò)2種機(jī)械打捆后的RFV值差異較大。New Holland機(jī)械打捆后苜蓿RFV值為113.45%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；CLAAS機(jī)械打捆后苜蓿RFV值為105.69%，與CK相比，差異極顯著(P<0.01)；兩種機(jī)械打捆后苜蓿RFV值相互比較，差異顯著(P<0.05)。圖4

圖3 不同處理下苜蓿ADF含量變化
Fig.3 ADF content of Alfalfa under different treatments

圖4 不同處理下苜蓿干草RFV值變化
Fig.4 RFV value of alfalfa hay under different treatments

3 討 論

3.1 苜蓿草捆是苜蓿干草運(yùn)輸貯藏的主要形式，也有利于苜蓿干草中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效保存。水分和密度是草捆的2個(gè)重要的指標(biāo)，水分含量越小，發(fā)生霉變的機(jī)率越小，貯藏越安全；草捆在貯藏時(shí)密度與水分同時(shí)達(dá)標(biāo)才可以很好的保存其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在草捆的安全水分下打捆時(shí)，草捆的密度越大，干草養(yǎng)分損失越小[15]。2種不同類型的機(jī)械在經(jīng)過(guò)相同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)后所打草捆指標(biāo)有所差異，New Holland機(jī)械作業(yè)后的草捆水分比CLAAS機(jī)械業(yè)后的草捆水分含量低，這是因?yàn)椴煌臋C(jī)械作業(yè)對(duì)苜蓿草的莖稈壓扁程度不同，也有可能是苜蓿在樓草翻曬環(huán)節(jié)作業(yè)的程度有差異，造成苜蓿草在2種機(jī)械作業(yè)時(shí)水分散失存在差異。

3.2 苜蓿干草產(chǎn)量是衡量苜蓿生產(chǎn)能力的重要指標(biāo)[16]，產(chǎn)量的高低與苜蓿的品種、施肥、管理模式及收獲過(guò)程有很大的關(guān)聯(lián)[17]。不同的機(jī)械作業(yè)對(duì)苜蓿的產(chǎn)量有一定的影響，New Holland機(jī)械收獲的苜蓿產(chǎn)量顯著高于CLAAS機(jī)械收獲的產(chǎn)量，這是由于New Holland機(jī)械作業(yè)對(duì)苜蓿的葉片及莖稈損失較小；CLAAS機(jī)械作業(yè)會(huì)在各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)使苜蓿草的葉片脫落，尤其是在摟草翻曬環(huán)節(jié)最容易造成苜蓿葉片脫落，因此造成產(chǎn)量下降。

3.3 苜蓿干草品質(zhì)的優(yōu)劣取決于其營(yíng)養(yǎng)成分的含量，而CP、NDF和ADF的含量是衡量苜蓿營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的主要指標(biāo)[18]。苜蓿葉片是富含蛋白質(zhì)的組織[19]，在收獲過(guò)程中苜蓿葉片的保存率與苜蓿干草的CP含量成正相關(guān)，與NDF和ADF的含量成負(fù)相關(guān)[20]。研究通過(guò)2種機(jī)械對(duì)苜蓿干草收獲后表明，在一定程度上2種機(jī)械作業(yè)都或多或少地降低了苜蓿的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但是每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的營(yíng)養(yǎng)損失各不相同。在刈割環(huán)節(jié)，2種機(jī)械作業(yè)對(duì)于苜蓿的CP、NDF和ADF含量影響不大，這是因?yàn)檐俎Ｘ赘顣r(shí)水分含量大，葉片及莖稈損失較??；而在摟草翻曬及打捆環(huán)節(jié)，2種機(jī)械作業(yè)對(duì)于苜蓿的CP、NDF和ADF含量影響顯著，使得苜蓿干草的CP含量降低，NDF和ADF的含量有所升高，究其原因是苜蓿的養(yǎng)分流失與晾曬時(shí)間成正相關(guān)。苜蓿在干燥過(guò)程中隨著日光漂白時(shí)間的加長(zhǎng)，苜蓿葉片隨著水分的降低發(fā)生脫落，CP含量自然下降，NDF和ADF含量也隨著牧草呼吸作用的加長(zhǎng)而有所升高。New Holland機(jī)械作業(yè)時(shí)采取莖稈包葉的工作模式，在摟草翻曬時(shí)使苜蓿莖稈將葉片包在里面，防止葉片損失，有效的保存了苜蓿的CP含量，NDF和ADF含量也隨之降低；CLAAS機(jī)械作業(yè)時(shí)間比New Holland機(jī)械長(zhǎng)，葉片損失也較嚴(yán)重，因此，CLAAS機(jī)械作業(yè)收獲的苜蓿養(yǎng)分流失較高。

3.4 相對(duì)飼用價(jià)值(RFV)是衡量干草品質(zhì)的重要指標(biāo)，RFV值越高表明飼用價(jià)值越高[21]。2種機(jī)械作業(yè)收獲的苜蓿干草RFV值存在差異，在各階段收獲的干草New Holland機(jī)械作業(yè)RFV值高于CLAAS機(jī)械作業(yè)的RFV值，這是因?yàn)椴煌臋C(jī)械作業(yè)對(duì)苜蓿的粗纖維含量降低程度不同，養(yǎng)分損失也各不相同。

4 結(jié) 論

4.1 New Holland機(jī)械作業(yè)生產(chǎn)的草捆水分較CLAAS機(jī)械作業(yè)的低2.13%，密度也是其1.5倍，更有利于草捆的保存，養(yǎng)分損失也較小。2種機(jī)械收獲的苜蓿干草產(chǎn)量差異不大。

4.2 苜蓿干草的CP含量與苜蓿品質(zhì)成正相關(guān)。New Holland和CLAAS機(jī)械作業(yè)對(duì)苜蓿干草CP的影響存在差異，在刈割階段，CP損失分別為0.38%和0.46%，CP損失較小，二者差異不顯著(P>0.05)；摟草翻曬階段的CP損失分別為0.82%和2.84%，New Holland機(jī)械顯著比CLAAS機(jī)械CP損失??；打捆環(huán)節(jié)CP損失分別為2.32%和4.84%，二者表現(xiàn)為差異顯著(P<0.05)。

4.3 刈割階段2種機(jī)械作業(yè)后苜蓿的NDF和ADF的含量都沒(méi)有大的變化；摟草翻曬和打捆階段，New Holland機(jī)械作業(yè)使苜蓿NDF和ADF的含量分別升高0.23%和2.53%，顯著低于CLAAS機(jī)械作業(yè)后的1.73%和5.31%；2種機(jī)械打捆后，New Holland機(jī)械使苜蓿NDF和ADF的含量分別升高1.23%和3.05%，也顯著低于CLAAS機(jī)械作業(yè)后的3.21%和5.1%。

4.4 2種機(jī)械作業(yè)后，RFV值在刈割階段變化不大；在摟草翻曬和打捆環(huán)節(jié)，New Holland機(jī)械使RFV值分別下降了6.49%和7.70%，顯著低于CLAAS機(jī)械作業(yè)后的8.49%和15.46%。

4.5 New Holland機(jī)械和CLAAS機(jī)械作業(yè)分別對(duì)苜蓿干草收獲進(jìn)行作業(yè)，刈割階段苜蓿的各營(yíng)養(yǎng)成分變化不大；而摟草翻曬和打捆階段，New Holland機(jī)械對(duì)于苜蓿的養(yǎng)分損失較小，顯著低于CLAAS機(jī)。兵團(tuán)推廣New Holland機(jī)械收獲牧草的模式，降低苜蓿的營(yíng)養(yǎng)損失，為畜牧業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的牧草。

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