沟垄压扁晾晒对苜蓿水分散失和品质的影响

蔡卓山 师尚礼* 寇江涛 袁 婧

(1.甘肃农业大学草业学院，兰州 730070;2.草业生态系统教育部重点实验室，中－美草地畜牧业可持续研究中心，兰州 730070)

沟垄压扁晾晒对苜蓿水分散失和品质的影响

蔡卓山1，2师尚礼1，2*寇江涛1，2袁 婧1，2

(1.甘肃农业大学草业学院，兰州 730070;2.草业生态系统教育部重点实验室，中－美草地畜牧业可持续研究中心，兰州 730070)

本研究旨在观察沟垄压扁晾晒对苜蓿水分散失及青干草粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)和粗纤维(CF)含量的影响。以游客紫花苜蓿为材料，进行晾晒调制试验，设地表沟垄处理和刈割压扁处理2个因素，沟垄处理设平地晾晒和起垄晾晒2个水平，压扁处理设不压扁、间隔0、10、15和20 cm压扁5个水平，平地和不压扁为对照。结果表明，起垄压扁(RC0)处理水分散失速度最快(P＞0.05)，晾晒10 h后水分含量降为18.87%，比平地不压扁晾晒(FN)处理低19.82个百分点;RC0处理的苜蓿干草CP含量显著高于其他处理(P＜0.05)，为20.52%，比对照高2.2个百分点;平地间隔15 cm压扁(FC15)处理的苜蓿干草 EE含量最高(P＞0.05)，为2.92%，比对照高0.76个百分点。以CP含量为品质主要参考因子，则RC0处理在促进水分散失的同时能够调制获得具有较高品质的青干草，是较为理想的干燥方式。

起垄;压扁晾晒;水分散失;干草品质

苜蓿(Medicago sativaL.)是世界上应用最广、经济价值最高及栽培面积最大的一种优质蛋白型牧草，在现代草业的可持续发展中具有突出的地位［1］。它不仅为现代畜牧业的发展提供优质饲草，而且还可以改善土壤的理化性质，增强土壤肥力，改善生态环境［2］。但在生产实践中，往往由于干草调制过程中水分散失速率难以控制，容易造成营养物质损失，质量严重下降。如何提高水分散失速率，缩短紫花苜蓿干燥时间，尽可能减少营养损失，尤其是蛋白质的损失，成为提高苜蓿干草品质的关键［3］。

干燥是苜蓿收获后干草调制的必要处理过程，采用科学的干燥方法可以保持苜蓿的营养成分和颜色，获得优质草产品［4］。干燥条件对苜蓿的品质指标有较大影响，不合理的干燥方法可能导致苜蓿品质下降，如营养成分(尤其是维生素)降解及绿色衰退等现象。不同的干燥方式导致干燥后水分和营养成分含量差异很大［5］，因此，如何控制干燥方式，保持和提高苜蓿干燥后品质(包括营养成分、外观颜色和内部微观结构等)是研究苜蓿干草调制的一个重要方面［3，6］。

大田晾晒是现今调制青干草的主要方法之一，具有应用范围广、成本低及操作简单等特点。沟垄集雨技术已广泛运用于马铃薯、玉米、小麦和苜蓿等作物栽培，但对于如何利用沟垄进行牧草种植并刈割晾晒，以及这种沟垄晾晒方式对牧草品质影响方面的研究很鲜见［7－12］。为探讨苜蓿干草调制的最佳天然晾晒方式以获得优质的苜蓿干草，本试验利用田间起垄和压扁处理结合的方式进行晾晒，利用垄沟中空气的流动加速苜蓿鲜草中的水分散失，以期缩短晾晒时间，减少苜蓿营养成分的损失。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2010年5月28日在甘肃农业大学兰州牧草试验站开始。试验站位于甘肃省兰州市区西北部，地处黄土高原西端，地理坐标为105°41'，北纬34°05'，海拔1 517.3 m。属温带半干旱大陆性气候，四季分明，气候温和干旱，光照充足。年平均降水量320 mm，年平均蒸发量1 664 mm。年平均温度8.9℃，最热月平均最高气温29.1℃，最冷月平均最低气温－14.9℃。试验地具有灌溉条件。

1.2 试验材料

以种植2年龄的游客紫花苜蓿(Medicago sativaL.Eureka)为试验材料，第1茬苜蓿在初花期(5月28日)进行刈割。设地表沟垄处理和刈割压扁处理2个因素，沟垄处理设平地和起垄2个水平，垄高8 cm，垄宽5 cm，垄面与地面成45°，沟宽24 cm(图 1)。

图1 沟垄晾晒示意图Fig.1 Schematic diagram of ridge and furrow drying

苜蓿压扁处理设间隔0(全压扁)、10、15和20 cm压扁和不压扁5个水平。刈割留茬高度5 cm，刈割的鲜草进行茎秆人工轻度压裂，压扁宽度5 cm。试验共10个处理(2种地表处理方式×5种茎秆压扁方式)，每个处理重复3次。以R为起垄，F为平地，C 为压扁，N 为不压扁，0、10、15和20分别代表压扁间隔距离，试验处理编号为:FN、RN、RC0、RC10、RC15、RC20、FC0、FC10、FC15和 FC20。

07:00时刈割并完成压扁处理后，每处理称取3份各2.5 kg鲜草进行晾晒。晾晒时间:08:00—18:00，每隔2h称重并记录。然后每处理称取3份各100 g左右的样品，用牛皮纸袋封存，待自然风干后粉碎分析。

1.3 测定指标

1.3.1 水分测定

水分采用差量法(GB/T 6435—86)测定。通过恒温干燥法测出苜蓿的初始含水量为79.59%。晾晒开始后，每2 h从各处理的草层中取适量样品，在分析天平上称重(记为G1)后将试样置于105℃的烘箱中，干燥6 h烘至恒重，取出后放在干燥器中冷却至室温，用分析天平称干重(记为G2)，根据苜蓿的初始含水量、G1和G2可计算出各处理在相应晾晒时间点苜蓿的含水量，并将烘干后的草样装入自封袋中待测。

1.3.2 粗蛋白质测定

粗蛋白质采用凯氏定氮法(GB/T 6432—94)测定。

1.3.3 粗脂肪测定

粗脂肪采用索氏浸提法(GB/T 6433—94)测定。

1.3.4 粗纤维测定

粗纤维采用浓硫酸消煮法(GB/T 6434—94)测定。

1.4 数据统计

采用Excel 2003进行数据处理和图表绘制，数据结果以平均值±标准误表示。采用SPSS 18.0软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA)，用Sidak法进行多重比较，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 不同处理对苜蓿水分散失的影响

2.1.1 地表起垄处理对苜蓿水分散失的影响

由图2可知，经过10 h晾晒，起垄和平地处理下苜蓿鲜草水分散失的趋势相同，即0～8 h水分散失的速度较快，8 h后减慢，2个处理苜蓿含水量从开始的 79.59%分别下降到 25.43%和29.65%，降幅分别为54.16% 和 49.94%，苜蓿起垄晾晒后的水分含量较平地晾晒降低了4.22%，但差异不显著(P＞0.05)，且2个处理苜蓿8和10 h水分含量均无显著差异(P＞0.05)。

图2 平地和沟垄晾晒下苜蓿水分含量Fig.2 Themoisture content of alfalfa in flat and ridging drying treatments

2.1.2 压扁处理对苜蓿水分散失的影响

由图3可知，5个压扁水平处理下，苜蓿水分散失趋势相同，均为0～8 h水分散失速度较快，8 h后散失速度变慢。除C20处理晾晒10 h的苜蓿水分含量与N处理无显著差异(P＞0.05)外，其余3个处理晾晒10 h苜蓿水分含量与N处理差异显著(P＜0.05);压扁处理下，晾晒10 h的苜蓿水分含量由高到低的顺序依次为:N=C20＞C15＞C10＞C0，表明随着压扁间隔距离的缩小，苜蓿水分散失的速度逐渐加快，各处理8和10 h的苜蓿水分含量均无显著差异(P＞0.05)。

图3 不同压扁处理下苜蓿水分含量Fig.3 Themoisture content of alfalfa in different crushed drying treatments

2.1.3 沟垄压扁组合处理对苜蓿水分散失的影响

由图4可知，晾晒10 h后，各处理水分散失速度从快到慢的顺序依次为:RC0＞RC10＞RC15=FC10=FC0=FC15＞RC20＞FC20＞RN＞FN。RC0处理下苜蓿青干草的水分含量最低，为18.87%，RC10 次之，为 22.94%，分别比 FN 处理降低19.82个百分点和15.75个百分点，各处理下8和10 h的苜蓿水分含量均无显著差异(P＞0.05)。

图4 不同处理下晾晒8和10 h苜蓿的水分含量Fig.4 Themoisture content of alfalfa in different treatments after drying 8 and 10 h

2.2 不同处理对苜蓿青干草粗蛋白质含量的影响

2.2.1 起垄晾晒对苜蓿青干草粗蛋白质含量的影响

由表1可知，经过10 h晾晒，起垄晾晒后苜蓿CP含量显著高于平地晾晒(P＜0.05)。起垄晾晒10 h后苜蓿青干草的CP含量为19.25%，比平地晾晒高0.64个百分点。

2.2.2 压扁处理对苜蓿青干草粗蛋白质含量的影响

由表2可知，经过10 h晾晒，随着压扁间隔距离的加大，苜蓿CP含量逐渐减少，CP含量由高到低的顺序依次为:C0＞C10=C15=C20=N，说明对苜蓿茎秆进行压裂处理晾晒，不仅可以缩短晾晒时间，还减少了苜蓿青干草在晾晒过程中的CP损失量，具体表现为C0处理CP的含量与其他处理间差异显著(P＜0.05)，其他各处理 间均无显著差异(P＞0.05)。

表1 起垄和平地处理下苜蓿青干草粗蛋白含量(绝干样)Table 1 CP content of alfalfa green hay in ridging and flat drying treatments(utterly dry sample) %

表2 压扁处理下苜蓿青干草粗蛋白质含量(绝干样)Table 2 CP content of alfalfa green hay in crushed drying treatments(utterly dry sample) %

2.2.3 沟垄压扁组合晾晒对苜蓿青干草粗蛋白质含量的影响

由表3可知，经过10 h晾晒，RC0处理的苜蓿青干草CP含量显著高于其他处理(P＜0.05)，为20.52%，其他各处理间均无显著差异(P＞0.05)。

表3 沟垄压扁组合处理下苜蓿青干草粗蛋白质含量(绝干样)Table 3 CP content of alfalfa green hay in ridging and crushed combination drying treatments(utterly dry sample)%

2.3 沟垄压扁处理对苜蓿粗脂肪和粗纤维含量的影响

由表4可知，经过10 h晾晒，起垄压扁处理对苜蓿青干草中EE含量和CF含量无显著影响(P＞0.05)。

表4 沟垄压扁组合处理下苜蓿青干草粗脂肪和粗纤维含量(绝干样)Table 4 EE and CF contents of alfalfa green hay in ridging and crushed combination drying treatments(utterly dry sample) %

2.4 粗蛋白质含量和不同处理下苜蓿水分间的相关性

由表5可知，经过10 h晾晒，在起垄和平地处理下，各处理苜蓿水分和CP含量呈显著负相关关系(P＜0.05)。在间隔压扁处理中，随着间隔压扁距离的增大，水分和CP含量负相关性表现为下降趋势(P＞0.05)，C0和 C10处理的水分和CP含量呈显著负相关关系(P＜0.05)，其他各处理下水分和CP含量虽呈负相关关系，但相关性不显著(P＞0.05)。

表5 粗蛋白质含量和不同处理下苜蓿水分间的相关系数Table 5 Correlation coefficient of CP contents and moisture of alfalfa in different treatments

3 讨论

研究表明，随着CP水平提高，绵羊饲粮中干物质和CP消化率显著增加，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、半纤维素和纤维素消化率增加;适当的CP水平可满足生长期试验兔维持最佳免疫状态的需求［13－15］。苜蓿干草调制中，为最大限度保存干草营养物质，必须加快干燥速度，使分解营养物质的酶尽早失去活性，并且要及时堆放，避免日光曝晒，减少胡萝卜素损失。目前，我国尚缺少低成本高效的苜蓿干燥机械设备，苜蓿草产品调制一直停留在青鲜草自然晾干的水平上，由于雨淋，叶片脱落及长时间的日光“漂白”作用，苜蓿养分损失严重［16－18］。平地晾晒苜蓿干草过程中，天气状况是很重要的因素，其中太阳光照强度影响最大，当太阳光照强度和温度较高，而空气湿度较低时，水分散失速度就明显加快，随着光照强度的减弱，其水分散失速度也随之趋缓。当苜蓿水分散失难度逐渐加大，其水分散失速度也由快变慢。平地晾晒方式简单易行，但空气流动性较差，影响了水分散失速度，营养成分损失随之增大，尤其是CP的损失增大［19］。

苜蓿干燥时间长短主要取决于其茎秆干燥所需时间，叶片的干燥速度比茎秆快得多，只有加快茎秆的干燥速度，才能缩短干燥过程。压扁即将茎秆压裂，破坏角质层、维管束和表皮，并使之暴露于空气中，可以加快茎杆内水分的散失速度，缩短茎秆和叶片干燥时间差，使各部位的干燥速度趋于一致，从而缩短干燥时间［20］。从试验结果可以看出，起垄处理苜蓿水分散失速度快于平地处理，而且随着压扁间隔距离的缩小，苜蓿水分散失的速度逐渐加快，沟垄和压扁组合处理后的结果与压扁单因素处理结果不完全相同，沟垄和压扁2个因素间有互作效应，表现为起垄与压扁的结合能够加大N与C20水平间的差异显著性。RC0处理在晾晒10 h后苜蓿水分就可达到18.87%，比FN处理的含水量低19.82个百分点。

由于起垄增加了草层底部的空气流动空间，使原本因底部空气流动性差而导致的苜蓿水分散失慢的问题得以解决。被太阳辐射加热后的空气不仅可以将底部苜蓿散失的水分沿沟的方向带出，还能增加垂直方向的空气流量和速度，并可减少晾晒地土壤水分散失对苜蓿晾晒的影响，使太阳辐射能够均匀地加热草层，从而达到缩短晾晒时间和均匀干燥的目的。

本试验表明，起垄晾晒不但能够利用沟垄的空气流动带走草层中的水分，而且压裂茎秆还可以消除其表皮、角质层和纤维束对水分蒸发的阻碍，更加快了茎中的水分蒸发速度，从而缩短干燥时间。起垄处理后的苜蓿不仅加速了水分的散失速度，而且降低了晾晒过程中CP损失，沟垄晾晒处理中水分和CP含量呈显著的负相关关系;在间隔压扁处理中，随着间隔压扁距离的加大，水分和CP含量负相关性下降。说明随着晾晒时间的延长，苜蓿中由于呼吸作用、光化学作用和蛋白质酶的分解反应而损失的CP越多，而存留在青干草中的CP越少。

4 结论

①沟垄压扁晾晒方式能够加快苜蓿水分散失速度，减少苜蓿晾晒过程中CP的损失量。RC0处理为最优处理组合，晾晒10 h后苜蓿水分含量达到18.87%，比FN处理的含水量低19.82个百分点，并使茎秆和叶片的干燥程度趋于一致，在较短时间内使苜蓿干草达到安全贮存含水量。沟垄晾晒可提高青干草中CP的含量，平均CP为19.25%，比平地晾晒高0.64个百分点，增大了青干草中CP的存留量。

②以CP含量为品质主要参考因子，则RC0处理在促进水分散失的同时能够调制获得具有较高品质的青干草，是较为理想的干燥方式。

③沟垄处理下青干草水分含量和CP含量呈显著的负相关关系。

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*Corresponding author，professor，E-mail:shishl@gsau.edu.cn

(编辑 陈 鑫)

Effects of Ridge and Furrow Drying on Moisture Loss and Quality ofMedicago Sativa

CAIZhuoshan1，2SHIShangli1，2*KOU Jiangtao1，2YUAN Jing1，2
(1.College of Grassland Science，Gansu Agricultural University，Lanzhou730070，China;2.Key Laboratory for Ecosystem of Ministry of Education，Sino-Us Center for Grazingland Ecosystem Sustainability，Lanzhou730070，China)

This experimentwas conducted to study the effects of ridge and furrow drying on moisture loss and the contents of crude protein(CP)，ether extract(EE)and crude fiber(CF)of alfalfa green hay.A twofactors(ridging×crushed)interactive experimental design was used in this experiment.Two levels of ridge and furrow drying were flat and ridging，and five levels of crushed drying were no crushed and interval crushed(interval distance was 0，10，15 and 20 cm，respectively).The flat and no crushed(FN)drying treatment served as control.Results showed that the moisture loss speed of alfalfa in the ridging and crushed(RC0)treatmentwas the fastest among all treatments(P＞0.05).A fter drying 10 h，moisture content in the RC0 treatment was 18.87% ，and itwas decreased by 19.82%compared with that in the control.CP content of alfalfa green hay in the RC0 treatmentwas 20.52%，which was the highest content among all treatments(P＜0.05)，and itwas increased by 2.2%compared with that in the control.EE contentof alfalfa green hay in the flat and crushed at a distance of 15 cm(FC15)treatment was 2.92%.It was the highest content among all treatments(P＞0.05)，and itwas increased by 0.76%compared with that in the control.Using CP content served as amain quality reference factor，these results indicate that drying by RC0 can promote moisture loss and get high quality alfalfa green hay.Accordingly，ridging and crushed combination is an ideal way to drying.［Chinese Journal of Animal Nutrition，2011，23(10):1826-1832］

ridging;crushed drying;moisture loss;quality of alfalfa green hay

S816.5

A

1006-267X(2011)10-1826-07

10.3969/j.issn.1006-267x.2011.10.025

2011－04－02

农业部行业专项(nyhyzx07-22);农业部牧草种质资源收集保护项目;国家现代牧草产业技术体系建设项目

蔡卓山(1979—)，男，甘肃武威人，硕士研究生，从事牧草育种的研究。E-mail:caizs@gsau.edu.cn

*通讯作者:师尚礼，教授，博士生导师，E-mail:shishl@gsau.edu.cn