压裂和翻晒技术对紫花苜蓿含水量及干草品质的影响

■梁庆伟 杨秀芳 娜日苏 孙德欣 陈玲玲 潘翔磊

（赤峰市农牧科学研究院，内蒙古赤峰 024031）

获得优质苜蓿干草除适时刈割外，更重要的是在调制过程中最大限度地减少营养物质的损失。因此必须加快苜蓿的干燥速度，使苜蓿快速脱水[1]。由于苜蓿叶片的干燥速度要比茎秆快得多，因而苜蓿干燥时间的长短实际上取决于其茎秆的干燥时间。自然干燥是目前应用最广泛的苜蓿干燥方法，但由于其干燥速度缓慢、营养物质损失较多、对天气情况的依赖性较大，因而在生产实践中常与其它辅助方法结合进行，以缩短干燥时间，减少营养损失。这些辅助方法主要是通过为苜蓿创造干燥条件，以达到加快苜蓿干燥的目的。苜蓿压裂茎秆干燥法，是通过机械作用使苜蓿茎秆压扁或压裂，破坏苜蓿茎秆的角质层、维管束和表皮，使茎秆的内部暴露于空气中，消除茎秆角质层和纤维束对水分蒸发的阻碍，加快茎秆中水分蒸发的速度，实现茎秆和叶片的干燥速度尽可能同步，提高牧草整体的干燥速度，进而减少调制过程中的营养物质损失[2-3]。

内蒙古赤峰市节水灌溉人工紫花苜蓿主要以喷灌为主，多为沙化、退化的草地。而以往的大量研究多是针对旱作苜蓿草地或壤土苜蓿地进行的，对喷灌、沙地苜蓿的种植及加工调制技术的研究很少，尤其在赤峰地区，一年中降水集中在6～9月，往往在苜蓿刈割干燥的时间是降水集中期，这就进一步带来了苜蓿干燥的困难。因此，在生产实践中就迫切需要在苜蓿刈割干燥时能够加快牧草干燥失水速度，缩短干燥时间及减少营养物质损失的有效方法[4]。

本试验通过对2年生第1茬初花期苜蓿进行不同压裂程度和翻晒处理，研究对刈割后苜蓿含水量及干草品质的影响，旨在为苜蓿干草调制初期加快苜蓿干燥速度和提高品质提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地选择在内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗绍根镇巴雅尔草业基地，地理位置N 43˚37'、E 120˚22'；属中纬度温带半干旱大陆性季风气候区，年平均气温为5.5℃，极端最高气温40.6℃，极端最低气温-32.7℃，年日照时数2 767～3 034 h，年积温为2 900～3 400℃。日照充足，无霜期95～140 d，年平均降水量300～400 mm。试验地地势平坦，光照、通风条件良好，土壤为沙土。

1.2 试验材料

试验材料为“公农1号”紫花苜蓿，随机选取生长状况良好的苜蓿植株作为试验材料，所取材料为第2年第一茬初花期苜蓿。

1.3 试验设计

人工刈割苜蓿，留茬高度5～8 cm，刈割后苜蓿放置于苜蓿地进行自然干燥，草条厚度为15 cm，宽度为50 cm。采用压扁割草机（纽荷兰488型）进行苜蓿刈割，通过调节割草机参数来调整压裂程度，压裂程度设4个梯度：未压裂、轻度压裂、中度压裂和重度压裂（轻度压裂：茎秆被压裂有纵向裂痕，用手捏有裂纹；中度压裂：茎秆被压裂有纵向裂纹，但裂纹不分开，不流汁液。重度压裂：茎秆被压裂有纵向裂纹，且撕裂开，但条纹间某些地方相连，汁液溢出）[5]，翻晒次数设3个梯度：0次、1次、2次。翻晒1次在含水量为40%左右时进行，翻晒2次分别在含水量为45%和35%左右时进行。苜蓿于2013年6月3日下午17：00刈割，在干燥过程中，分别于6月3日下午18:00取样1次，6月4日和6月5日每天10:00、14:00、18:00取样3次，6月6日10:00、14:00取样2次，连续取样3 d，进行含水量的测定，目标含水量为15%。试验设计见表1。

1.4 测定指标

苜蓿干重：苜蓿鲜样置于烘箱中，在60～65℃烘干12 h，取出放置室内冷却回潮24 h后称重，然后再放入烘箱在60～65℃下烘干8 h，取出放置室内冷却回潮24 h后称重，直至两次称重之差不超过2.5 g为止。

苜蓿含水量（%）=（苜蓿鲜重-苜蓿干重）/苜蓿干重×100。

粗灰分（CA）和粗脂肪（EE）的测定：参照杨胜（1993）主编的《饲料分析及饲料质量检测技术》进行测定[6]，即含水量采用减重法进行测定，CA采用GB6439-92燃烧法测定，EE采用索氏脂肪提取法测定。

表1 紫花苜蓿压裂和翻晒处理

粗蛋白质（CP）、中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）的测定：CP利用FOSS Kjeltec 8400全自动凯氏定氮仪进行测定，NDF和ADF利用FOSS Fib⁃ertec 2010全自动纤维分析系统进行测定。

1.5 数据处理

本试验采用EXCEL、SPSS13.0进行数据处理，差异显著时采用Duncan's方法对各组间平均数进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 未压裂和翻晒处理对刈割后苜蓿含水量变化规律的影响（见图1）

图1 未压裂和翻晒处理对刈割后苜蓿含水量变化影响曲线

如图1所示，选取未压裂的N1、N2、N3处理的苜蓿进行比较分析。在干燥过程中，处理N1、N2、N3苜蓿含水量变化曲线整体上呈下降趋势，在刈割后最初的前24 h（刈割后第1 d），N1、N2、N3处理苜蓿含水量均降到55%以下；刈割后44 h（刈割后第2 d），N1、N2、N3处理苜蓿含水量均降到40%以下；刈割后64 h（刈割后第3 d），N1、N2、N3处理苜蓿含水量均降到30%以下。在刈割后的68 h内，处理N1、N2、N3苜蓿含水量均未达到安全含水量，苜蓿水分散失速度差异不明显。

2.2 轻度压裂和翻晒处理对刈割后苜蓿含水量变化规律的影响（见图2）

图2 轻度压裂和翻晒处理对刈割后苜蓿含水量变化影响曲线

如图2所示，选取轻度压裂的N4、N5、N6处理的苜蓿进行比较分析。处理N4、N5、N6苜蓿含水量变化曲线整体上呈下降趋势，在刈割后最初的前24 h（刈割后第1 d），N4、N5、N6处理苜蓿含水量均降到40%以下，水分散失速度差异不明显。通过翻晒处理后，苜蓿水分散失速度差异显著，刈割后40 h（刈割后第2 d），N6处理苜蓿含水量降到20%以下，苜蓿水分散失速度快于N4、N5处理。当达到安全含水量时，N6处理苜蓿所用时间最短，为刈割后44 h（刈割后第2 d），N4、N5处理所需时间分别为刈割后48 h和64 h。

2.3 中度压裂和翻晒处理对刈割后苜蓿含水量变化规律的影响（见图3）

在干燥过程中，N7、N8、N9处理苜蓿含水量变化曲线整体上呈起伏下降趋势，苜蓿水分散失速度差异明显，刈割后44 h，N9处理苜蓿含水量达到安全含水量，N8、N7处理分别在刈割后48 h和64 h达到安全含水量。在刈割40 h后（刈割后第2 d上午），N7、N8处理苜蓿含水量较前1 d增加，其主要原因是苜蓿在夜间发生了返潮。

图3 中度压裂和翻晒处理对刈割后苜蓿含水量变化影响曲线

2.4 重度压裂和翻晒处理对刈割后苜蓿含水量变化规律的影响（见图4）

图4 重度压裂和翻晒处理对刈割后苜蓿含水量变化影响曲线

如图4所示，选取重度压裂的N10、N11、N12处理的苜蓿进行比较分析。在干燥过程中，N10、N11、N12处理苜蓿含水量变化曲线整体上也呈起伏下降趋势，在刈割后最初的前24 h（刈割后第1 d），N11、N12处理苜蓿含水量均降到40%以下，而N10处理苜蓿含水量降到45%以下，翻晒处理后，苜蓿水分散失速度差异显著。刈割后40 h（刈割后第2 d），N12处理苜蓿含水量最先达到安全含水量，N10、N11处理所需时间分别为刈割后48 h和64 h。

2.5 不同干燥处理对苜蓿营养成分的影响

利用不同干燥处理将苜蓿含水量降至15%以下，测定苜蓿干草的主要营养成分（见表2），除粗灰分（CA）含量外，各处理间其营养成分含量差异显著（P＜0.05）。不同干燥处理对苜蓿粗蛋白质（CP）含量的影响较大，其中，中度压裂处理N7、N8的苜蓿CP含量高于未压裂、轻度压裂和重度压裂处理，显著高于处理N11和N12（P＜0.05）。各处理方法中，N8处理苜蓿的CP含量最高，为16.62%；N8处理苜蓿的NDF和ADF均为最低，分别37.97%和27.38%；N12处理的CP含量最低，为14.04%；N12处理的NDF、ADF含量最高，分别为49.98%、37.40%。因此，N8处理在所有处理中苜蓿干草营养物质保存最好，CP含量比对照（N1）提高8.2个百分点；其次为N7、N9处理的苜蓿。N12处理对苜蓿营养物质保存最差。

表2 不同处理方法对苜蓿营养成分的影响

3 讨论

3.1 压裂和翻晒处理对苜蓿含水量变化影响

压裂茎秆是一种非常有效的加速牧草干燥的方法[7]。本试验研究结果表明，苜蓿水分散失速度最快的处理是重度压裂、翻晒2次处理（N12），为刈割后40 h；其次是处理 N6、N9，为刈割后44 h，处理N4、N8、N10达到安全含水量所需时间均为刈割后48 h。因此，与单独进行压裂和翻晒处理相比，压裂与翻晒的组合处理，对苜蓿干燥速度的影响较大，其主要原因可能是压裂处理破坏了苜蓿茎秆的角质层和表皮，使茎秆的内部暴露于空气中，有助于消除茎秆角质层和纤维束对水分蒸发的阻碍，加快茎秆中水分散失速度，而且降低了苜蓿初始水分含量，再结合对压裂苜蓿进行翻晒，干燥速度明显加快[8-9]。

在干燥过程中，所有处理苜蓿含水量变化曲线整体上呈现先快后慢的下降趋势。在刈割后最初24h苜蓿水分散失迅速，随着干燥时间延长，其水分散失速度也随之变慢。压裂程度越大，翻晒次数越多，苜蓿水分散失速度越快。夜间苜蓿含水量出现反弹现象。其原因可能是夜间湿润的空气使苜蓿发生潮解，当含水量较高时，水分散失速度高于潮解速度，含水量继续下降；而含水量较低时，潮解作用占主导地位，含水量出现反弹[5]。只压裂0次翻晒处理，其受潮解的影响要大于压裂加翻晒处理，因此，压裂与翻晒的结合，可缓解苜蓿夜间返潮，加快苜蓿的干燥速度。

3.2 压裂和翻晒处理对苜蓿干草营养成分的影响

苜蓿干燥时间的长短对苜蓿干草营养成分的影响很大，应尽可能缩短干燥时间，以减少营养物质的流失[10]。本试验研究结果表明，N8处理苜蓿的CP含量最高，为16.62%；N8处理苜蓿的NDF和ADF均为最低，分别37.97%和27.38%，苜蓿营养物质的保存好于未压裂和重度压裂处理。其原因是未压裂苜蓿需要干燥的时间长，叶片损失较多，而重度压裂处理的苜蓿在压裂过程中挤出大量汁液，汁液中含有较多的蛋白质，致使其CP严重流失。不同翻晒次数处理中，以翻晒1次较好，其原因是未翻晒会延长苜蓿干燥时间，营养损失较多，而翻晒次数过多，机械作用会造成大量叶片的脱落。

4 结论

综合考虑不同干燥处理对苜蓿干燥速率和营养成分的影响，认为中度压裂1次翻晒（N8）为最佳处理组合，此时苜蓿干燥速率较快且营养成分较好，CP含量比对照（N1）提高8.2个百分点；其次为轻度压裂1次翻晒处理（N5）和中度压裂0次翻晒处理（N7）。