干燥方式對西藏河谷區(qū)燕麥+箭筈豌豆青干草失水和品質(zhì)特性的影響

周娟娟， 白瑪嘎翁， 魏 巍， 參木友， 多吉頓珠

（省部共建青稞和牦牛種質(zhì)資源與遺傳改良國家重點實驗室/西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院草業(yè)科學研究所，西藏拉薩850000）

青干草作為畜牧業(yè)生產(chǎn)最主要的飼草來源，具有調(diào)制成本低、簡單易行、便于貯藏等優(yōu)點。但干草收獲時間、方式和調(diào)制期間環(huán)境條件等多種因素，極大地制約著青干草的品質(zhì)。有研究顯示，雨淋使苜蓿粗蛋白質(zhì)、相對飼用價值降低，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維增加，致使品質(zhì)下降（周倩等，2018）；機械干燥較自然攤曬、化學干燥更能有效地保存燕麥青干草粗蛋白質(zhì)、粗脂肪和可溶性碳水化合物的含量（王偉等，2019）；干草在空氣濕度較大的環(huán)境中，干燥時間延長，營養(yǎng)損失增加（劉麗英，2019）；因此，開展不同干燥方式對牧草干燥速率和降低干草調(diào)制過程中的營養(yǎng)物質(zhì)損失的研究是畜牧業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展的基礎，也是生產(chǎn)安全畜產(chǎn)品的前提（都帥等，2019）。

西藏自治區(qū)是我國五大傳統(tǒng)牧區(qū)之一，擁有全國21%的天然草地（呂曉潔等，2019）。然而，天然草場生產(chǎn)力低下，牧草產(chǎn)量和品質(zhì)仍是限制西藏畜牧業(yè)發(fā)展的主要瓶頸問題。近年來，通過飼草引種示范，篩選出一系列適宜種植的牧草品種，其中以禾本科牧草燕麥和豆科牧草箭筈豌豆表現(xiàn)最為優(yōu)良，燕麥和箭筈豌豆混播已經(jīng)成為高寒地區(qū)主要的混播品種組合。目前關(guān)于燕麥、苜蓿青干草調(diào)制技術(shù)的研究頗多，但受區(qū)域氣候條件不同其干燥過程也存在很大差異。因此，篩選西藏河谷農(nóng)區(qū)生產(chǎn)實踐中燕麥+箭筈豌豆一系列調(diào)制技術(shù)變得十分重要。

本研究在拉薩河谷區(qū)采用7種干燥方式，開展牧草晾曬方式對燕麥+箭筈豌豆失水特性及其干燥過程中營養(yǎng)損失的影響研究，旨在為西藏農(nóng)區(qū)牧草干燥提供有效、簡單易行的燕麥+箭筈豌豆青干草調(diào)制方式。

1材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地位于拉薩河河谷區(qū)，地理坐標為 29°48′N， 91°36′E，海拔 3800 m，該區(qū)屬高原溫帶季風半干旱氣候區(qū)，氣候相對溫和，晝夜溫差大，日照強烈，水熱同期。由圖1可知，試驗點最冷月（1月）-1.9℃，最熱月（7月）14.7℃，年均氣溫7.4℃，飼草收獲季節(jié)9月最低氣溫3.5℃，最高氣溫23.4℃?？諝鉂穸葹?5%左右，年降水量613.5 mm。年蒸發(fā)量2198.9 mm，日照時數(shù)為2900～3400 h，年無霜期 130 d 左右（拉巴等，2015）。

1.2 供試材料 試驗材料為當年種植的燕麥和箭筈豌豆混合牧草，燕麥種子由正道公司提供，品種名為夢龍，箭筈豌豆種子由蘭州大學草地農(nóng)業(yè)科技學院提供，品種名為蘭箭3號春箭筈豌豆，混播比例為3：1。干燥劑碳酸氫鈉和磷酸二氫鉀為分析純。

1.3 試驗設計 試驗于2019年9月進行，燕麥處于灌漿期，箭筈豌豆結(jié)莢期。選擇晴朗的天氣收獲，收獲采用人工齊地刈割，進行青干草調(diào)制。每個處理稱取新鮮樣品2 kg（傳統(tǒng)晾曬草捆5 kg），每個處理重復4次，處理方法見表1。水分散失監(jiān)測時間為10：00～次日18：00。隨后將樣品放置烘箱內(nèi)65℃烘干至恒重。粉碎后過1 mm篩孔，保存用以測定青干草營養(yǎng)成分。

1.4 測定項目和方法 牧草實時含水量和失水速率測定：試驗于上午10：00，每隔2 h進行稱重，并進行翻堆，采用差值法進行牧草含水量和水分散失速率計算。

式中：Wt為t時間點測定樣品重量，Wd為烘干樣品質(zhì)量；Mt為 t時間點重量，Mt+Δt為 t+Δt時間的重量。

表1試驗處理方法

青干草營養(yǎng)品質(zhì)測定：采用干燥粉碎后的樣品，進行粗蛋白質(zhì)（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）和粗脂肪（EE）的測定，CP采用凱氏定氮法，NDF和ADF采用范氏洗滌纖維法，EE采用索氏脂肪提取法。

1.5 飼草價值評價方法

干物質(zhì)采食量（DMI）=120/NDF；

可消化干物質(zhì)（DDM）=88.9-0.779×ADF；

相對飼用價值（RFV）=干物質(zhì)采食量×可消化干物質(zhì)/1.29。

灰色關(guān)聯(lián)理論，是通過建立“最優(yōu)調(diào)制方法”參考序列。計算不同干燥方式與“最優(yōu)調(diào)制方法”之間的關(guān)聯(lián)度，獲得綜合評價結(jié)果。首先設“最優(yōu)調(diào)制方法”為參考序列X0，對數(shù)據(jù)進行標準化處理，用各參試干燥方式的各指標Xi（k）除以“最優(yōu)配比”對應的指標X0（k），隨后根據(jù)無量綱初值化處理后的數(shù)據(jù)計算各點的絕對差，Δi（k）=∣X0（k）-Xi（k）∣。

關(guān)聯(lián)系數(shù)計算 ζi（k）=（a+ρb）/（Δi（k）+ ρb）；

式中：a=min min|X0（k）-Xi（k）|；b=max max|X0（k）-Xi（k）|；ρ 為分辨系數(shù)，一般為 0.5。

依據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)求得比較序列Xi（k）對參考序列X0（k）的關(guān)聯(lián)度，計算方法參見周娟娟等（2013）的報道。

1.6 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理和作圖采用Excel 2007軟件，采用SPSS 16.0中的One-way ANOVA進行方差分析（顯著水平為P＜0.05），采用Duncan’s檢驗對不同干燥處理間進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分散失速率和牧草含水量的變化 調(diào)制方法不同，燕麥+箭筈豌豆的干燥特性和干燥速率存在差異，如圖2～3。供試方法中，燕麥+箭筈豌豆干燥的先后順序為對照（CK-1）、壓扁+噴干燥劑（D-7、D-6）、壓扁（D-5）、草架晾曬（D-3）、未壓扁晾曬（D-4）、傳統(tǒng)晾曬（D-2）、陰干（D-1）。 相同干燥時間內(nèi)，陰干處理燕麥+箭筈豌豆的含水量最高。干燥速率越快，所需時間最短。直接烘干與其他的處理相比差異顯著（P＜0.05）。除了對照組以外，其他參試方法的水分散失均分為三個階段，前 9 h，水分迅速散失，在下午 13：00 ～ 15：00達到峰值，中間16 h水分散失緩慢，最后10 h水分散失又再次加快，在第二天14：00時達到峰值，整個過程水分損失呈現(xiàn)先快后慢又變快的趨勢。

三個階段，D-5、D-6和 D-7均具有較好效果，陰干用時最長。D-5、D-6和D-7，經(jīng)過9 h的晾曬，燕麥+箭筈豌豆的含水量可降至40%以下，其中D-6和D-7在第三個階段經(jīng)過6 h的晾曬，含水量已降至15%以下；D-5處理在第三個階段經(jīng)過8 h的晾曬，含水量也可降至15%以下，均可直接打捆。

2.2 不同處理營養(yǎng)成分變化規(guī)律 不同晾曬方式燕麥+箭筈豌豆營養(yǎng)品質(zhì)變化如圖4，粗蛋白質(zhì)含量從高到低順序為 CK-1（8.81%）＞D-7（8.71%）＞D-6（8.58%）＞D-5（8.48%）＞D-1（8.45%）＞D-3（8.24%）＞D-4（8.08%）＞D-2（7.56%），CK-1、D-7、D-6、D-5和D-1粗蛋白質(zhì)含量顯著高于D-4、D-3和 D-2（P ＜ 0.05），D-2、D-3和 D-4較 CK-1分別降低了1.25%、0.73%和0.57%。粗脂肪、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量分別為5.2%～6.0%、30.9%～34.5%和56.7% ～62.9%。CK-1粗脂肪含量顯著高于其他晾曬處理（P＜0.05）。D-4酸洗洗滌纖維含量最高，顯著高于D-1、D-2和D-7（P＜0.05），D-7和D-5的中性洗滌纖維含量顯著低于 D-3、D-4和 D-6（P ＜ 0.05）。

2.3 飼料營養(yǎng)價值評定 由表2可知，以D-1、D-7和D-5的相對飼用價值最高。然而主觀的依靠單一營養(yǎng)指標來衡量一種晾曬方法的優(yōu)劣是不科學的，通過灰色關(guān)聯(lián)度理論可以通過5種指標綜合分析，篩選出最為合理可靠的干燥處理。通過加權(quán)關(guān)聯(lián)度值得出，干燥方式優(yōu)劣順序為D-7＞D-5＞D-1=CK-1＞D-6＞D-2＞D-3＞D-4。

3 討論

快速降低水分達到安全含水量 （18%以下），是防止青干草調(diào)制過程中營養(yǎng)流失的有效途徑。快速脫水的方法是優(yōu)質(zhì)青干草調(diào)制的關(guān)鍵技術(shù)。生產(chǎn)中常用的物理方法有鼓風干燥、高溫干燥等，輔助干燥措施有壓扁、切斷和噴施干燥劑等，均可提高干燥效率。劉麗英等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，自然干燥條件下，干燥速率與太陽輻射強度和地面溫度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達0.66和0.28。王巧玲等（2014）試驗發(fā)現(xiàn)，燕麥調(diào)制過程中壓裂莖稈在干燥初期作用明顯，噴灑KH2PO4干燥效率最高，KH2PO4和NaHCO3干燥劑在整個晾曬過程中均起效果。本研究中，整個晾曬過程水分散失速率呈現(xiàn)2個峰值，在晾曬當日12：00～16：00最高，與太陽輻射和近地氣溫基本同步。此階段，燕麥+箭筈豌豆混合牧草與大氣之間水勢差較大，氣孔阻力和空氣阻力較小，其水分散失速率較快（Anower等，2017）。 壓扁+噴灑干燥劑（KH2PO4、NaHCO3）和壓扁晾曬處理，水分散失速率在整個晾曬過程均高于其他處理，壓扁+噴灑干燥劑與壓扁處理相比水分散失速率可迅速達到峰值，且速率能保持較高水平，壓扁+噴灑干燥劑和壓扁處理燕麥+箭筈豌豆混合牧草的含水量在晾曬8 h均能降低至30%，經(jīng)過30 h，這三種處理牧草含水量可降低至15%以下，干燥時間低于李宇宇等（2019）、王巧玲等（2014）的研究結(jié)果，其原因可能受制于牧草種類和當?shù)貧夂驐l件。

表2 營養(yǎng)價值評定

牧草干燥經(jīng)歷著復雜的生理生化過程，期間植物細胞呼吸自身分解、組織內(nèi)部生理生化反應和微生物作用逐漸降低直至停止。此過程牧草蛋白、纖維素和胡蘿卜素等營養(yǎng)物質(zhì)大量分解。楊永林等（2005）研究指出，苜蓿在干燥過程通過細胞呼吸造成淀粉、蛋白質(zhì)消耗5%～10%，酶的分解造成的營養(yǎng)損失達15%～30%。本研究燕麥+箭筈豌豆不同晾曬處理的粗蛋白質(zhì)含量均低于烘干處理。說明晾曬過程均有養(yǎng)分損失，其中以傳統(tǒng)晾曬粗蛋白質(zhì)下降最多，為1.25%。此階段通過莖稈壓裂破碎輔助加速燕麥+箭筈豌豆干燥，減少了牧草粗蛋白質(zhì)損失，壓扁處理粗蛋白質(zhì)較傳統(tǒng)晾曬提升0.92%以上。陰干處理粗蛋白質(zhì)含量高于未壓扁和草架晾曬，可能原因是植株受長日光“漂白”作用導致牧草營養(yǎng)有所損失 （高彩霞等，1997）。研究中粗脂肪含量高于侯建杰等（2014）測定結(jié)果，原因是海拔造就的低溫環(huán)境，有利于粗脂肪的積累（張曉慶等，2017）。除粗蛋白質(zhì)、粗脂肪外，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維也是衡量飼用價值的重要指標，而本研究中不同晾曬處理對中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量影響規(guī)律不明顯。通過相對飼用價值和灰色關(guān)聯(lián)度理論對不同晾曬方式的飼草進行品質(zhì)評定，相對飼用價值結(jié)果顯示，飼用品質(zhì)最優(yōu)處理為壓扁+噴灑KH2PO4，灰色關(guān)聯(lián)度評定結(jié)果顯示前3種處理為壓扁+噴灑KH2PO4＞壓扁＞陰干=烘干。