淋雨收获对紫花苜蓿营养品质及其体外消化特性的影响

尤思涵，刘 燕，都 帅，孙 林，格根图，贾玉山

(内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古 呼和浩特 010019)



淋雨收获对紫花苜蓿营养品质及其体外消化特性的影响

尤思涵，刘 燕，都 帅，孙 林，格根图，贾玉山*

(内蒙古农业大学生态环境学院，内蒙古 呼和浩特 010019)

为研究不同淋雨量对苜蓿干草品质及其体外消化特性的影响，采用人工模拟雨淋试验。以鲜样未雨淋(CK)、鲜样受雨淋5mm及鲜样受雨淋10mm 3个处理进行营养品质和体外消化特性研究。结果表明：与未受雨淋鲜样相比，受雨淋鲜样中性洗涤纤维(Nutral Detergent Fiber, NDF)和酸性洗涤纤维(Acid Detergent Fiber, ADF)含量随淋雨量的增加而显著增加(P<0.05)，粗蛋白质(Crude Protein , CP)、粗灰分(Crude Ash, CA)含量和相对饲用价值(Relative Feeding Value, RFV)显著减少(P<0.05)；在体外培养过程中，挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acid, VFA)浓度和干物质消化率(dry matter digestibility, DMD)随淋雨量的增加而显著下降(P<0.05)，各处理体外培养液pH值则均呈“先下降后升高”的趋势。淋雨量大的苜蓿营养物质流失严重，品质较差。雨淋处理降低了苜蓿干草的品质，基于此，应尽量避免苜蓿收获时受雨淋影响，在苜蓿抢收时节，可在雨中进行收获作业，以减少苜蓿在干燥过程中雨淋的影响。

紫花苜蓿；淋雨收获；营养品质；体外消化

伴随着我国养殖业需求的日益增加，苜蓿(MedicagosativaL.)逐渐成为了具有较高经济效益的新兴产业。与其它饲草相比，苜蓿干草生产成本低、储存时间长、制作过程简单，是当前我国奶牛养殖业和草产品市场中供求量较大的草产品〔1〕。而先进的苜蓿干草调制技术是获得优质高产的苜蓿草产品的重要保障。在调制苜蓿干草的过程中，经晾晒草堆与鲜样相比，淋雨后苜蓿干草中干物质和CP含量极显著降低，NDF和ADF含量升高；随着草堆厚度的增加，淋雨后苜蓿干草中CP和可溶性碳水化合物(water-soluble carbohydrate , WSC)含量极显著升高，NDF和ADF含量极显著降低〔2〕。同时，有害微生物的活动可能会漂白牧草并且产生有害物质〔3〕。淋雨不仅会使干草损失大量营养物质，还会使茎干叶片变得粗糙易碎〔4〕。苜蓿的收获一般正值雨季，在使用田间自然干燥技术调制干草的过程中，降雨的影响不可忽略。如何在现有的生产环境条件下，尽量减少淋雨造成的损失，以保证苜蓿干草的品质和产量，进而保证畜产品品质，是苜蓿生产中亟待解决的问题。Schonher等〔5〕的研究认为，青干草的品质应根据营养成分含量及消化率来评定，其中CP、NDF及ADF是较重要的指标。本试验结合国内外苜蓿收获技术研究，对1∶1比例混合种植的金皇后紫花苜蓿和三得利紫花苜蓿进行研究，探索苜蓿收获加工和干草调制过程中，不同降雨量对其营养品质和体外消化特征的影响，以期获得优质、高产、低损耗的苜蓿干草产品，并为赤峰地区广大农牧民生产实践提供可借鉴的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地自然概况

试验地位于内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗绍根镇巴彦尔草业基地，地处北纬43°37′，东经120°22′。该试验地属中纬度温带半干旱大陆性季风气候，春季温差大，夏季温热雨集中，秋高雨少霜期早，冬季漫长而寒冷。年平均气温5.5℃，年积温2900～3400℃；年平均降水量300～400mm；无霜期95～140d，日照充足。

1.2 试验材料与设计

试验于2012年6月15日至20日、7月24日至28日、8月22日至26日进行，以2010年播种的按1∶1比例种植的金皇后紫花苜蓿和三得利紫花苜蓿为试验材料。

试验采用人工模拟雨淋试验，以鲜样未受雨淋(CK)、鲜样受雨淋500ml及鲜样受雨淋1000ml 3个处理。草堆厚度与大田自然干燥厚度一致，设为15cm；降雨量根据当地年降雨量及分布情况换算为毫米，分别为0mm、5mm、10mm。

1.3 测定内容

1.3.1 营养成分分析

样品准备：称取试样200～300g，在105℃下烘干15min，之后立即降至65℃烘干5～6h，取出置于室内冷却4h后称重，即得风干样品。

水分含量的测定：利用烘干法进行测定〔6〕。在65±2℃下烘干48h，取出置于干燥器内冷却0.5 h后称重，重复此步骤，直至前后两次重量相差不超过2mg，即为恒重。

CA的测定：利用灼烧法进行测定〔7〕。在550℃下灼烧后，所得残渣即为粗灰分，用质量分数表示。

CP的测定：利用凯氏定氮法进行测定，测定仪器为FOSS Kjeltec 8400全自动凯氏定氮仪。

NDF、ADF的测定：利用范氏法进行测定，测定仪器为ANKOM 220型纤维分析系统〔7〕。

RFV的计算：利用公式(1)～(3)计算。

DMI(%BW)=120/NDF(%DM)

(1)

DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(%DM)

(2)

RFV=DMI×DDM/1.29

(3)

式中：DMI(dry matter intake)为干物质采食量，%BW(body weight)为占动物代谢体重的百分比，DDM(digestible dry matter)为可消化干物质。

1.3.2 体外消化试验研究

供体羊的准备：选取6只装有内径45mm瘘管，体重在25kg左右的健康成年山羊作为瘤胃液的供给试验羊。

样品准备：将不同降雨量处理的苜蓿粉碎后过40网目标准筛，之后在105℃下干燥6h，即为备用样品。

pH值的测定：在发酵终止后利用25型酸度计进行测定。

VFA的测定：利用日本岛津GC-7A气相色谱仪内标法进行测定。

DMD的测定：利用体外消化法进行测定，测定仪器为ANKOM体外消化仪，并利用公式(4)计算。

P(%)=〔A-(B-C)〕/A×100%

(4)

式中：P为待测饲草的干物质消化率，A为样品中干物质的含量，B为样品中未消化干物质的含量，C为空白干物质的含量。

1.4 数据处理

本文中的图表分析绘制及数据的前期处理均利用Microsoft Office Excel 2003软件进行，数据的差异显著性检验利用SAS9.0(Statistical Analysis System)软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同降雨量对苜蓿营养品质的影响

表1所示为不同降雨量条件下苜蓿营养成分分析结果。

由表1可知，3个处理中各营养成分之间均存在显著差异(P<0.05)。随着降雨量的增加，苜蓿的水分含量显著增加(P<0.05)，即其DM含量减少。未受雨淋的对照组(CK)中苜蓿的水分含量为6.25%，而当降雨量为10mm时，其水分含量增加到8.47%；NDF和ADF含量同样随降雨量的增加而显著增加(P<0.05)；而CP含量和RFV则随降雨量的增加而显著减少(P<0.05)，其中RFV下降了9.17。

表1 不同降雨量条件下苜蓿营养成分分析Tab.e.1 Effects of different rainfall on alfalfa nutrient contents

注：同列标注相同小写字母者表示差异不显著(P<0.05)，下同

Note: Different lowercase letters indicated significant differences(P<0. 05 )，the same as below

2.2 不同降雨量对苜蓿体外培养液pH值的影响

不同降雨量条件下苜蓿体外培养液pH值48小时内变化情况如表2所示。

由表2可见，在体外培养过程中，随着时间的增加，各处理苜蓿体外培养液pH值均呈“先下降后升高”的趋势。主要是由于在体外培养前期，各处理苜蓿总挥发性脂肪酸(total volatile fatty acids, TVFA)浓度不大，故pH值相对较高；随着碳水化合物的不断发酵，TVFA浓度持续升高，进而导致pH值下降。在体外培养后期，随着蛋白质的不断发酵，TVFA浓度逐渐下降，NH3-N浓度逐渐升高，从而导致pH值回升。未受雨淋的对照组(CK)的pH均值高于降雨量5mm和10mm条件下的苜蓿，其原因是受降雨影响的苜蓿植株体内硝酸盐和亚硝酸盐浓度增加，导致体外培养液中的酸性增加，pH值下降。

表2 48小时内不同降雨量条件下苜蓿体外培养液pH值变化Tab.e.2 The changes of medium pH value of the solution under different rainfall within 48h

2.3 不同降雨量对苜蓿体外培养挥发性脂肪酸的影响

表3所示为不同降雨量条件下苜蓿体外培养48小时后VFA浓度情况。

从表3可以看出，降雨量对苜蓿的VFA及乙酸/丙酸均有显著影响(P<0.05)。未受雨淋的对照组(CK)苜蓿的乙酸、丙酸、丁酸、TVFA浓度及乙酸/丙酸均为最高，分别为45.84mol/L、9.67mol/L、4.72mol/L、60.21mol/L及4.74；而随着降雨量的增加，各项指标均显著下降(P<0.05)。3个处理的有机酸含量中，乙酸含量均为最高，丁酸含量普遍较低，各项指标的大小顺序均为：未受雨淋的对照组(CK)>降雨量5mm条件下的苜蓿>降雨量10mm条件下的苜蓿。

表3 不同降雨量条件下苜蓿体外培养48小时挥发性脂肪酸浓度(mol/L)Tab.e.3 The VFA concentration for alfalfa in vitro after 48h of different rainfall (mol/L)

2.4 不同降雨量对苜蓿体外培养干物质消化率的影响

不同降雨量条件下苜蓿体外培养DMD 48小时内变化情况如表4所示。

由表4可知，在体外培养48小时内，3个处理中苜蓿DMD均随体外培养时间的增加而增加。其中未受雨淋的对照组(CK)苜蓿的消化率在各个时间点均显著高于受雨淋的苜蓿(P<0.05)，主要原因是苜蓿受雨淋后部分叶片脱落、变黄，使苜蓿的茎秆部分比例增加，进而导致消化率降低。3个处理中苜蓿DMD各个时间点的大小顺序均为：未受雨淋的对照组(CK)>降雨量5mm条件下的苜蓿>降雨量10mm条件下的苜蓿。

表4 48小时内不同降雨量条件下苜蓿体外培养干物质消化率Tab.e.4 The dry matter degradation rate of alfalfa under different rainfall within 48h

3 讨论

在苜蓿收获期间，天气状况是决定其干燥成败的重要因素之一〔2〕。大部分地区苜蓿第一茬收获后就地晾晒、打捆，即可生产出质量较好的干草，而后茬收获适逢雨季，降雨不仅会推后苜蓿的收获时间，延长干燥时间，使营养物质的损失增多，也会使苜蓿中的可溶性成分因溶解而流失〔8〕。此外，降雨还会为微生物的大量繁殖创造有利条件，使苜蓿产生热害或病害，进而引起苜蓿品质的大大降低〔9〕。国内外关于顶雨收获的报道相对较少，仅在数篇文章中提及。本试验通过研究不同降雨量对苜蓿干草营养品质和体外消化特征的影响，对苜蓿淋雨收获进行了探索。

雨淋处理降低了苜蓿的CP含量和RFV，增加了NDF和ADF含量。这与白春生等〔10〕在关于续降雨对紫花苜蓿干草品质影响的研究中得出的结论一致，即随着持续降雨时间的增加，CP、钙等家畜易于吸收的营养成分含量及CA含量呈下降趋势，而NDF、ADF、ADL及半纤维素等家畜不易吸收的营养成分含量呈上升趋势。丁武荣等〔11〕的研究也表明，CP含量的下降是由于降雨带走了植株体内的含氮可溶性化合物。NDF含量的增加则是降雨使大部分叶片脱落，苜蓿的茎秆含量比例增加所致，而Collins、Rotz等〔12-13〕则认为降雨后苜蓿中NDF含量的增加是水溶性养分的流失所致。因此，关于NDF增加的原因仍有待进一步的研究。

本研究中发现，淋雨量大的苜蓿营养物质流失严重，品质较差；许庆方等〔2〕在《淋雨对苜蓿干草品质的影响》一文中也指出，雨淋使苜蓿干草品质下降，晾晒苜蓿遭受雨淋后养分损失更为严重。因此，在苜蓿抢收时节，为了尽量避免苜蓿在干燥过程中受雨淋影响，可以在雨中进行收获作业。

4 结论

雨淋处理降低了苜蓿干草的品质，故应尽量避免苜蓿收获时受雨淋影响。在苜蓿抢收时节，可在雨中进行收获作业，以减少苜蓿在干燥过程中雨淋的影响。淋雨量大的苜蓿营养物质流失严重，品质下降较明显。

〔1〕董志国,李学森,宋传胜.苜蓿干草收获技术研究〔J〕.草原与饲料,2010,Vol.30(6):41-43

〔2〕许庆方,王保平,董宽虎,等.淋雨对苜蓿干草品质的影响〔J〕.草地学报,2010,18(6):848-853

〔3〕白春生,朱若蝉,白龙,等.持续降雨时间对紫花苜蓿干草品质的影响〔C〕.中国畜牧业协会.第三届中国苜蓿发展大会论文集.2010:446-452

〔4〕毛培胜.草产品质量与安全监测〔M〕.北京:中国农业出版社,2012:53

〔5〕Schonher J. Water permeability of isolated cuticular membranes: The effect of pH and cations on diffusion, hydrodynamic permeability and size of polar pores in cutin matrix〔J〕. Planta,1976,128(2):113-126

〔6〕杨胜.饲料分析及饲料质量检测技术〔M〕.北京:北京农业大学出版社,1993.15-98

〔7〕张丽英.饲草分析及饲料质量检测技术〔M〕.北京:中国农业大学出版社,2012

〔8〕杨耀胜.不同调制方式对苜蓿干草品质的影响〔D〕.郑州:河南农业大学硕士学位论文, 2009

〔9〕仲延凯,包青海,孙维.干草调制及其提高利用率的研究〔J〕.中国草地,1997,(3):50-55

〔10〕第三届中国苜蓿发展大会论文集〔C〕.中国畜牧业协会(China Animal Agriculture Association),中国草学会(Chinese Grassland Society).白春生,朱若蝉,白龙等.持续降雨时间对紫花苜蓿干草品质的影响〔A〕. 2010:7.

〔11〕丁武蓉.高水分苜蓿干草贮藏技术及其添加剂的研究〔D〕.成都:四川农业大学硕士学位论文, 2008

〔12〕Collins M. Wetting and maturity effects on the yield and quality of legume hay〔J〕. Agron Journal, 1983,75:523-527

〔13〕Otz C A , Davis R J, Ab ram s S M . Influence of rain and crop characteristics on alfalfa damage 〔J〕. Transactions of ASAE,1991,34(4):1583-1591

Effects of Drenching Harvest on Nutritional Quality and in vitro Digestibility of Alfalfa

YOU Si-han, LIU Yan, DU Shuai, SUN Lin, Gegentu, JIA Yu-shan*

(College of Ecology and Environment Science, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot, Inner Mongolia 010019, China)

To research the influence on Alfalfa hay quality and in vitro digestibility under different rainfall, the researches choose artificial rain test. Fresh samples without rainfall (CK), fresh samples under 5mm rainfall and fresh samples under 10mm rainfall as 3 treatments separately to carry out research of Nutritional quality and in vitro digestibility. The results show that compared to the fresh samples without rainfall (CK),the contents of ADF and NDF with the rain increase is obviously on the rise(P<0.05), the contents of CP Ash and RFV with the rain increase obviously decreases(P<0.05). In process of in vitro the contents of VFA and DM digestibility with the rain increase obviously decline(P<0.05), the PH of different in vitro decreases first and increases later. For the Alfalfa which has more rains may suffer from great loss in nutrients and then has a poor quality. Rain treatment decreases the quality of dry Alfalfa. Based on this situation, it should be avoided the influence by rain when in harvesting period. In busy seasons it can be harvested in rain to reduce effects during its drying process.

Alfalfa; Drenching harvest; Nutritional quality; in vitro digestibility

S54

2095—5952(2015)03—0032—05

2015-07-05

国家自然科学基金项目(31360585)和国家牧草产业技术体系(CARS-35)资助。

尤思涵(1991-)，女，内蒙古呼和浩特市人，从事饲草料加工与贮藏研究。

贾玉山E-mail：jys_nm@sina.com