不同干燥剂对苜蓿干草干燥速率的影响

李伟军，苏 涛，李 金，李胜旺，贾学峰，郝 耀

(1.乌拉特前旗草原工作站，内蒙古乌拉特前旗 014400；2.乌拉特前旗林业局，内蒙古乌拉特前旗 014400)



不同干燥剂对苜蓿干草干燥速率的影响

李伟军1，苏 涛1，李 金2，李胜旺1，贾学峰1，郝 耀1

(1.乌拉特前旗草原工作站，内蒙古乌拉特前旗 014400；2.乌拉特前旗林业局，内蒙古乌拉特前旗 014400)

化学干燥剂能够加速饲草的干燥，减轻由于植物细胞、人类活动和天气等因素所引起的营养损失。本论文以苜蓿干草为研究对象，阐述了不同干燥剂对不同处理苜蓿干草干燥速率的影响。

苜蓿干草；干燥剂；干燥速率

紫花苜蓿(MedicagoSativaL.)作为世界上应用最广、经济价值最高和栽培面积最大的一种优质蛋白饲料作物，在现代草业的可持续发展中具有突出的地位。在美国，干草生产是其五大农业产业之一，其中苜蓿干草占其干草总量的60%，美国干草专家和重视干草质量的生产者们认为苜蓿干草完全可能达到精饲料同样的饲用价值。目前，我国正处于苜蓿产业大发展时期，我国许多省份都成立了专门的苜蓿草业开发机构，并建立一些苜蓿草制品加工工业，促进我国草业的发展。但是目前我国苜蓿干草的调制、加工工艺水平还较低，在质量上还无法与国际市场上同类产品比较，在这方面的研究还远远不够，因此，迫切需要开展此方面的工作，提高苜蓿干草质量，缓解草畜矛盾，为生产实践提供理论和技术支持。

1 试验材料和方法

1.1 试验材料

试验以种植第四年的“草原二号”紫花苜蓿为试验材料。

1.2 试验方法

本试验采用正交试验设计，由于试验采用的是多汁的鲜样，无法进行粉碎，先应该进行干燥处理，即试验开始时采用自然晒干的干燥方法进行干燥预处理；采用两种干燥助剂即NaHCO3和K2CO3，干燥剂添加量分别设为三个梯度：对照、2%、3%(喷洒量为600 L/ hm2，对照组喷洒等量的水)。为接近生产条件，晾制时草堆的厚度为15cm左右，宽35cm左右，通风条件良好。对于样品按时进行取样，将样品在105℃烘箱中烘15分钟，立即降至65℃，烘干5～6h。取出后，在室内空气中冷却4小时，称重，得到风干试样后，可以计算它的预干燥减重。公式(1)如下：

(1)

其中： m1—105℃烘干前试样及称样皿质量

m2—105℃烘干后试样及称样皿质量

m0—已恒重的称样皿质量

每个试样采取两个平行进行测定，以其算数平均值为结果。

接下来对风干试样进行粉碎，过筛，之后在105℃烘箱中烘到恒重为止，对风干试样进行水分的测定，最终水分的计算公式(2)如下：

原试样总水分(%)=预干燥减重(%)+〔100-预干燥减重(%)〕×风干试样水分(%)

(2)

本试验共有20样品，各个样品采用的处理如下表所示：

表1 A1——A20分别是20个样品的代码

2 结果与分析

2.1 干燥剂调制苜蓿干草对苜蓿干燥速度的影响

表2 原试样总水分

由表2可以看出，各个处理的苜蓿含水量均随着晾晒时间的延长而逐渐降低，水分散失呈先快后慢的规律。可以看出对照样品(表中加粗部分即：A1，A6，A11，A16)相对于添加了干燥剂的样来说，水分明显高于后者，说明添加不同干燥剂较常规法更有利于苜蓿水分的散失。

2.2 不同物理处理下不同干燥剂的干燥效果

图1 A1-A5水分变化

图2 A6-A10水分变化

图3 A11-A15水分变化

图4 A16-A20水分变化

由图1，图2，图3，图4可以看出所有样品的水分含量逐渐降低，加入了干燥剂的样品明显含水量低于对照样品。但是由图1，图3可以看出添加了浓度为3%的K2CO3(A5，A15)的样品干燥效果相对于其它处理较好；同样通过图2，图4可以大致看出添加了浓度为2%的NaHCO3(A7，A17)的样品干燥效果相对于其它处理较好。

2.3 物理处理和化学处理混合应用效果比较

2.3.1 压扁+K2CO3处理与单独用K2CO3和单独压扁处理比较

图5 仅K2CO3，仅压扁，K2CO3+压扁三种处理效果比较

而由图5可明显看出，压扁+K2CO3处理(A10)比单独压扁(A6)或K2CO3处理(A5)的饲草干燥速度快些。这说明如果采用K2CO3作为饲草干燥剂，再经过压扁处理后干燥效果会达到最好，即适当的物理处理与化学处理混合应用效果更好。

2.3.2 压扁+NaHCO3处理与单独用NaHCO3和单独压扁处理效果比较

图6 仅压扁，仅NaHCO3，压扁+NaHCO3三种处理效果比较

而由图6可明显看出，压扁+NaHCO3处理(A8)比单独压扁(A6)或NaHCO3处理(A3)的饲草干燥速度快些。这说明如果采用NaHCO3作为饲草干燥剂，再经过压扁处理后干燥效果会达到最好，即适当的物理处理与化学处理混合应用效果更好。

2.4 添加2% K2CO3和3% K2CO3样品干燥速度比较

图7 添加2% K2CO3和3% K2CO3样品干燥速度比较

由图7可明显看出经过添加3%处理的样品明显比添加2%的样品干燥速度快，即添加了3% K2CO3的A5比同等条件下添加了2% K2CO3的A4干燥效果好，添加了A10比A9干燥效果好。

3 讨论

(1)所有处理组苜蓿的含水量均随着晾晒时间的延长而逐渐减少，水分散失的速度呈先快后慢的规律，即在苜蓿割后最初最快，随着晾晒时间的延长水分散失的速度逐渐减慢。这是由于在苜蓿刈割后晾晒的初期，苜蓿的含水量高，水分蒸发速度快，散出的主要是植物体内的游离水分。当水分降到40%-50%时，水分蒸发速度下降，此时主要是植物体内结合水的散出。

(2)添加不同浓度干燥剂处理苜蓿，水分散失速度均快于常规法，其中以未经压扁处理、浓度为3% K2CO3和经过压扁处理、浓度为2%NaHCO3添加组效果较好。前者是由于添加K2CO3破坏了苜蓿表面的角质层和蜡膜，促进结合水的散出，从而加快苜蓿干燥速度。Meredith研究认为碳酸盐中碱金属离子对水分的渗透有特殊的作用。当一价碱金属离子存在时，干燥剂的pH值影响碱金属离子对水分渗透性的作用，pH=3或pH=11时，角质层水分的渗透性可以提高5倍。因此，K2CO3能够加快首楷干燥速度是由于K+作用于角质层提高水分渗透性及CO32-为这一作用提供适当的pH值共同作用的结果。而对于后者，由于采用了压扁处理，B.J.Hong(1987)研究表明，电镜下压扁茎秆最明显的效果就是将木质化和非木质化的细胞分开，压扁使茎秆分成许多部分，从而增加茎秆表面面积，减弱了保持水分的能力。干燥剂与苜蓿的接触面积相对增大，而且对于NaHCO3来说本身稳定性不好经过日晒后释放气体，从而更易于苜蓿的干燥。所以对于未经压扁处理的苜蓿采用浓度为3%的K2CO3效果最好，而对于经过压扁处理的苜蓿采用浓度为2%的NaHCO3效果最好。

(3)试验过程中由于受到天气原因，试验误差等因素影响，有些数据并不符合最后得出的结论，这正是以后需要注意的地方，即尽量缩小额外的因素对试验本身结果产生不良影响。

4 结论

(1)添加不同干燥剂较常规法更有利于苜蓿水分的散失。干燥剂可使植物表皮的物理化学结构发生变化，使气孔开张，改变表皮的蜡质疏水性，从而增加了水分的散失。

(2)当处理苜蓿草仅加入干燥剂时，浓度为3%的K2CO3效果最好。

(3)经过压扁处理的苜蓿草，加入不同浓度的K2CO3，NaHCO3作为干燥剂时，以浓度为2%的NaHCO3效果最好。

(4)经过用压扁+K2CO3处理的样品干燥效果比单独用压扁或者单独用K2CO3处理效果好。

(5)经过用压扁+NaHCO3处理的样品干燥效果比单独用压扁或者单独用NaHCO3处理效果好。

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The Impact of Different Desiccant Drying Rate of Alfalfa Hay

Chemical desiccant can accelerate the drying of the forage,to reduce as a result of plant cells,human and weather factors such as nutrient loss caused by. Alfalfa hay in this paper for the study on different desiccant drying rate of alfalfa hay impact.The use of clover,the three kinds of chemical treatment (control,2% and 3% of the desiccant) and four types of physical treatment (control,crushed,cut,cut off the squash) with repeated design,of different approaches to natural drying rate effects of alfalfa hay. The results showed that:the concentration of desiccant to deal with different samples of alfalfa hay on the impact of different drying rate:For untreated samples,and cut off the spray of alfalfa concentration of 3% potassium carbonate solution best for spraying off the alfalfa sample concentration of 2 % of sodium bicarbonate best.

Alfalfa Hay Desiccant Drying Rate

2015-08-27

国家自然科学基金项目(31160109、31460125);内蒙古自然科学基金(2015MS0319)；教育部科学技术研究项目(213006A);国家科技支撑计划项目(2012BAD13B00)

朱国栋(1988-)，男，内蒙古鄂尔多斯人，在读研究生，从事草地资源、生态与管理方面的研究工作，Email：nmggdzhu@126.com

王成杰E-mail:nmgcjwang3@163.com

S551+.7

A

2095—5952(2015)04—0007—50

利用苜蓿草，采用3种化学处理(对照、2%和3%的干燥剂)及四种物理处理(对照、压扁、切短、切断压扁)的有重复设计，研究不同处理方法对自然晒制苜蓿干草干燥速率的影响。结果表明：用不同浓度干燥剂处理样品，对苜蓿干草干燥速率的影响不同：对于只做切短处理的苜蓿样品喷洒浓度为3%碳酸钾溶液效果最好，而对于压扁处理的苜蓿样品喷洒浓度为2%的碳酸氢钠效果最好。