两种机械收获模式对苜蓿干草产量及品质的影响

景鹏成，鲁为华，马春晖，张凡凡，王树林，靳省飞

(石河子大学动物科技学院，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意义】苜蓿(Medicagosativa)是当前我国乃至世界上种植面积最大的牧草品种，其蛋白质含量高、适口性好等营养特性成为牧草种植的首选[1-2]。苜蓿的干草收获工艺分为3个环节，每个生产环节都会造成苜蓿干草品质及产量的下降[3]。不同的收获方式及机械类型对苜蓿干草品质及产量的影响各有差异[4]，筛选出经济适用的苜蓿干草收获模式是非常有必要的。【前人研究进展】我国牧草收获机械化水平对于牧草业的发展处于滞后状态[5]。国外的牧草收获工艺已达到了专业化、规模化、大型化、自动化的地步，这也是我国苜蓿干草收获机械发展的方向[6]。我国将实现农业三元结构调整，苜蓿草作为实现农业可持续发展的首选饲料作物[7-8]，是畜牧业的朝阳产业。工艺方面还没有成熟的体系[9]，我国的调制干草技术远远落后于我国畜牧业发展的需要[10]。【本研究切入点】目前我国干草收获机械化技术含量低、可靠性不稳定，虽然也做了大量的研究，但是现阶段苜蓿机械的研究还存在严重不足。研究不同机械收获模式对苜蓿产量及品质的影响。【拟解决的关键问题】以新疆生产建设兵团两种常用机械收获模式为研究对象，研究不同机械收获模式对苜蓿产量及品质的影响，为牧草产业发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验地点位于新疆生产建设兵团第八师147团7连。地理坐标为N44°34′16.6″，E86°5′41.8″，海拔为357 m，属于典型的温带大陆性干旱气候。日照充沛，年日照数为2 721～2 818 h；年降水量180～270 mm，年蒸发量1 900～2 200 mm。土壤质地为壤土。

试验地为2块相邻的苜蓿地(品种为三得利)，面积均为6 hm2，种植模式为滴灌，行距30 cm，播种量为15 kg/hm2，采取常用田间管理方式。

试验在第一茬苜蓿初花期进行，以人工取样(CK)、CLAAS系列收获模式和New Holland系列收获模式为3个处理。表1

表1 两种机械类型参数
Table 1 The parameters of two mechanical types

型号Model名称Name动力Power幅宽Breadth(m)挂接Mount速率Speed(hm2/h)切割器Sickle刀盘/齿簧数Numberofcutter/toothspring(个)草捆规格Specifications(m)CLAAS割草机配套拖拉机2.1后三点悬挂,侧置0.5～0.8旋转式5/搂草机配套拖拉机2.5牵引式1/12/打捆机配套拖拉机1.65牵引式1.5齿轮驱动/1.0×0.45×0.35NewHolland割草机自带动力涡轮增压5.5自走式6.5MowMax切割器14/搂草机配套拖拉机2.59×2牵引式3/90×2打捆机配套拖拉机2.4牵引式5.5液压驱动/1.5×1.2×0.9

1.2 方 法

1.2.1 产量测定

人工(CK)产量：采用样方法测定。选取1 m2长势均匀一致的苜蓿植株测定样方内鲜草重，3次重复算出鲜草产量。另外取300 g左右鲜样带回实验室，在65℃烘箱内烘至质量恒定，通过测定含水率计算干草产量[11-12]。

干草产量(kg/hm2)=鲜草产量×(1-水分含量(%))。

机械收获产量：采用干草捆测产。经过刈割、搂草翻晒、打捆之后，1 hm2选3个草捆作为样本，测定草捆的质量，数出1 hm2苜蓿草地的草捆数，并计算出苜蓿的干草产量(kg/hm2)。

干草产量(kg/hm2)=草捆质量×草捆数。

1.2.2 草捆指标

草捆水分用Wile 25草捆水分测定仪(型号：LI03-AL360073)测定。

草捆密度(kg/m3)=草捆质量/草捆体积。

1.2.3 营养品质

粗蛋白质(CP)采用凯氏定氮法测定，酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)采用范氏洗涤法测定[13]，相对饲用价值(RFV)可用NDF和ADF计算得出[14]：RFV=DMI×DDM/1.29；DMI=120/NDF；DDM=88.9-0.779×ADF，式中：DMI为干物质采食量，DDM为可消化干物质。

1.3 数据处理

试验数据用Excel进行整理和绘图，采用DPS 12.26软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 苜蓿草捆指标及干草产量

研究表明，不同的机械类型所处理的草捆水分和密度各不相同，产量也有所差异。New Holland机械生产的草捆水分和密度分别为16.45%和238.43 kg/m3，CLAAS机械生产的草捆水分和密度分别为18.58%和150.20 kg/m3，二者差异极显著(P<0.01)。表2

不同处理方式对苜蓿的干草产量也有影响，CK的干草产量最高，达到5 019.11 kg/hm2，New Holland机械和CLAAS机械收获的干草产量分别为4 915.71和4 492.74 kg/hm2，与CK相比，都表现为差异显著(P<0.05)。表2

表2 不同类型机械下苜蓿草捆指标及干草产量变化
Table 2 Effects of Different Types of Mechanical on Alfalfa Bundle Index and hay Yield

处理Treatment草捆水分Moisture(%)草捆密度Density(kg/m3)产量Yields(kg/hm2)CK//5019.11±166.90aACLAAS18.58±0.3358aA150.20±3.9597bB4492.74±108.51bANewHolland16.45±0.2334bB238.43±2.1834aA4951.71±106.95aA

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差极异显著(P<0.01)

Note: The different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05), different capital letters indicate significant difference (P<0.01)

2.2 不同处理对苜蓿粗蛋白含质量的影响

苜蓿干草收获的3个环节中，粗蛋白质的含量随着收获过程的进行在发生变化，不同机械作业时的粗蛋白质损失率也各不相同。苜蓿鲜草在New Holland和CLAAS两种机械刈割后测定粗蛋白质的含量分别为18.21%和18.13%，与CK含量18.59%相比，差异不显著(P>0.05)，两种机械刈割后粗蛋白质含量互相比较，差异也不显著(P>0.05)。图1

苜蓿鲜草在干燥过程中的粗蛋白质含量最容易损失，尤其是在搂草翻晒环节。New Holland机械搂草翻晒后粗蛋白质含量为17.77%，与CK相比，差异不显著(P>0.05)；CLAAS机械搂草翻晒后粗蛋白质含量为13.75%，与CK相比，差异显著(P<0.05)；2种机械搂草翻晒后粗蛋白质含量互相比较，差异不显著(P>0.05)。

不同机械作业在打捆后的粗蛋白质含量存在差异。New Holland机械打捆后的粗蛋白质含量为16.27%，与CK相比，差异不显著(P>0.05)；CLAAS机械打捆后的粗蛋白质含量为13.75%，与CK相比，差异显著(P<0.05)；两种机械打捆后粗蛋白质含量互相比较，差异显著(P<0.05)。图1

注：不同小写字母表示不同处理间在P<0.05水平上差异显著

Note: Small letters indicate significant difference atP< 0.05 level

图1 不同处理下苜蓿粗蛋白质含量变化
Fig.1 The content of crude protein of Alfalfa under different treatments

2.3 不同处理对苜蓿中性洗涤纤维含量的影响

在苜蓿干草收获过程中，不同机械作业对中性洗涤纤维含量也有影响。苜蓿经过New Holland和CLAAS两种机械刈割后测定的中性洗涤纤维含量分别为45.70%和46.35%，与CK相比，差异都不显著(P>0.05)；两种机械刈割后中性洗涤纤维含量互相比较，差异也不显著(P>0.05)。

中性洗涤纤维的含量在搂草翻晒等干燥环节也在发生着变化，不同机械作业后的中性洗涤纤维的含量各不相同。New Holland机械搂草翻晒后中性洗涤纤维的含量为47.07%，与CK相比，差异不显著(P>0.05)；CLAAS机械搂草翻晒后中性洗涤纤维的含量为48.57%，与CK相比，差异显著(P<0.05)；两种机械搂草翻晒后中性洗涤纤维含量互相比较，差异不显著(P>0.05)。

研究表明，不同机械作业在打捆后的中性洗涤纤维含量存在差异。New Holland机械打捆后中性洗涤纤维含量为48.07%，与CK相比，差异不显著(P>0.05)；CLAAS机械打捆后中性洗涤纤维含量为50.05%，与CK相比，差异极显著(P<0.01)；两种机械打捆后中性洗涤纤维含量互相比较，差异显著(P<0.05)。图2

注：不同小写字母表示不同处理间在P<0.05水平上差异显著；不同大写字母下同表示不同处理间在P<0.01水平上差异极显著。下同

Note: Small letters indicate significant difference atP< 0.05 level; Large letters indicate significant difference atP< 0.01 level. The same below. The same as below

图2 不同处理下苜蓿NDF含量变化
Fig.2 NDF content of Alfalfa under different treatments

2.4 不同处理对苜蓿酸性洗涤纤维含量的影响

酸性洗涤纤维的含量在不同机械作业后有所不同，各个生产环节的酸性洗涤纤维的含量也存在差异。苜蓿经过New Holland和CLAAS两种机械刈割后测定的酸性洗涤纤维含量分别为35.74%和36.02%，与CK相比，差异都不显著(P>0.05)；两种机械刈割后酸性洗涤纤维含量互相比较，差异不显著(P>0.05)。

在搂草翻晒环节，New Holland机械搂草翻晒后酸性洗涤纤维的含量为38.34%，与CK相比，差异不显著(P>0.05)；CLAAS机械搂草翻晒后酸性洗涤纤维的含量为40.07%，与CK相比，差异显著(P<0.05)；两种机械搂草翻晒后酸性洗涤纤维含量互相比较，差异不显著(P>0.05)。

研究表明，苜蓿干草经过2种机械打捆后的酸性洗涤纤维含量各有不同。New Holland机械打捆后酸性洗涤纤维含量为38.86%，与CK相比，差异不显著(P>0.05)；CLAAS机械打捆后酸性洗涤纤维含量为41.12%，与CK相比，差异显著(P<0.05)；两种机械打捆后酸性洗涤纤维含量互相比较，差异不显著(P>0.05)。图3

2.5 苜蓿干草相对饲用价值

不同的机械作业在不同的收获阶段苜蓿干草相对饲用价值变化动态显示，苜蓿经过New Holland和CLAAS两种机械刈割后苜蓿干草的RFV值分别为124.29%和122.11%，与CK相比，差异不显著(P>0.05)；两种机械刈割后测定的苜蓿干草的RFV值互相比较，差异不显著(P>0.05)。

在搂草翻晒环节，New Holland机械搂草翻晒后测定的苜蓿RFV值为114.66%，与CK相比，差异不显著(P>0.05)；CLAAS机械搂草翻晒后测定的苜蓿RFV值为112.66%，与CK相比，差异显著(P<0.05)；两种机械搂草翻晒后测定的苜蓿RFV值相互比较，差异不显著(P>0.05)。

在打捆环节，苜蓿干草经过2种机械打捆后的RFV值差异较大。New Holland机械打捆后苜蓿RFV值为113.45%，与CK相比，差异显著(P<0.05)；CLAAS机械打捆后苜蓿RFV值为105.69%，与CK相比，差异极显著(P<0.01)；两种机械打捆后苜蓿RFV值相互比较，差异显著(P<0.05)。图4

图3 不同处理下苜蓿ADF含量变化
Fig.3 ADF content of Alfalfa under different treatments

图4 不同处理下苜蓿干草RFV值变化
Fig.4 RFV value of alfalfa hay under different treatments

3 讨 论

3.1 苜蓿草捆是苜蓿干草运输贮藏的主要形式，也有利于苜蓿干草中营养物质的有效保存。水分和密度是草捆的2个重要的指标，水分含量越小，发生霉变的机率越小，贮藏越安全；草捆在贮藏时密度与水分同时达标才可以很好的保存其营养物质，在草捆的安全水分下打捆时，草捆的密度越大，干草养分损失越小[15]。2种不同类型的机械在经过相同的生产环节后所打草捆指标有所差异，New Holland机械作业后的草捆水分比CLAAS机械业后的草捆水分含量低，这是因为不同的机械作业对苜蓿草的茎秆压扁程度不同，也有可能是苜蓿在楼草翻晒环节作业的程度有差异，造成苜蓿草在2种机械作业时水分散失存在差异。

3.2 苜蓿干草产量是衡量苜蓿生产能力的重要指标[16]，产量的高低与苜蓿的品种、施肥、管理模式及收获过程有很大的关联[17]。不同的机械作业对苜蓿的产量有一定的影响，New Holland机械收获的苜蓿产量显著高于CLAAS机械收获的产量，这是由于New Holland机械作业对苜蓿的叶片及茎秆损失较小；CLAAS机械作业会在各个生产环节使苜蓿草的叶片脱落，尤其是在搂草翻晒环节最容易造成苜蓿叶片脱落，因此造成产量下降。

3.3 苜蓿干草品质的优劣取决于其营养成分的含量，而CP、NDF和ADF的含量是衡量苜蓿营养价值的主要指标[18]。苜蓿叶片是富含蛋白质的组织[19]，在收获过程中苜蓿叶片的保存率与苜蓿干草的CP含量成正相关，与NDF和ADF的含量成负相关[20]。研究通过2种机械对苜蓿干草收获后表明，在一定程度上2种机械作业都或多或少地降低了苜蓿的营养价值，但是每个生产环节的营养损失各不相同。在刈割环节，2种机械作业对于苜蓿的CP、NDF和ADF含量影响不大，这是因为苜蓿刈割时水分含量大，叶片及茎秆损失较小；而在搂草翻晒及打捆环节，2种机械作业对于苜蓿的CP、NDF和ADF含量影响显著，使得苜蓿干草的CP含量降低，NDF和ADF的含量有所升高，究其原因是苜蓿的养分流失与晾晒时间成正相关。苜蓿在干燥过程中随着日光漂白时间的加长，苜蓿叶片随着水分的降低发生脱落，CP含量自然下降，NDF和ADF含量也随着牧草呼吸作用的加长而有所升高。New Holland机械作业时采取茎秆包叶的工作模式，在搂草翻晒时使苜蓿茎秆将叶片包在里面，防止叶片损失，有效的保存了苜蓿的CP含量，NDF和ADF含量也随之降低；CLAAS机械作业时间比New Holland机械长，叶片损失也较严重，因此，CLAAS机械作业收获的苜蓿养分流失较高。

3.4 相对饲用价值(RFV)是衡量干草品质的重要指标，RFV值越高表明饲用价值越高[21]。2种机械作业收获的苜蓿干草RFV值存在差异，在各阶段收获的干草New Holland机械作业RFV值高于CLAAS机械作业的RFV值，这是因为不同的机械作业对苜蓿的粗纤维含量降低程度不同，养分损失也各不相同。

4 结 论

4.1 New Holland机械作业生产的草捆水分较CLAAS机械作业的低2.13%，密度也是其1.5倍，更有利于草捆的保存，养分损失也较小。2种机械收获的苜蓿干草产量差异不大。

4.2 苜蓿干草的CP含量与苜蓿品质成正相关。New Holland和CLAAS机械作业对苜蓿干草CP的影响存在差异，在刈割阶段，CP损失分别为0.38%和0.46%，CP损失较小，二者差异不显著(P>0.05)；搂草翻晒阶段的CP损失分别为0.82%和2.84%，New Holland机械显著比CLAAS机械CP损失小；打捆环节CP损失分别为2.32%和4.84%，二者表现为差异显著(P<0.05)。

4.3 刈割阶段2种机械作业后苜蓿的NDF和ADF的含量都没有大的变化；搂草翻晒和打捆阶段，New Holland机械作业使苜蓿NDF和ADF的含量分别升高0.23%和2.53%，显著低于CLAAS机械作业后的1.73%和5.31%；2种机械打捆后，New Holland机械使苜蓿NDF和ADF的含量分别升高1.23%和3.05%，也显著低于CLAAS机械作业后的3.21%和5.1%。

4.4 2种机械作业后，RFV值在刈割阶段变化不大；在搂草翻晒和打捆环节，New Holland机械使RFV值分别下降了6.49%和7.70%，显著低于CLAAS机械作业后的8.49%和15.46%。

4.5 New Holland机械和CLAAS机械作业分别对苜蓿干草收获进行作业，刈割阶段苜蓿的各营养成分变化不大；而搂草翻晒和打捆阶段，New Holland机械对于苜蓿的养分损失较小，显著低于CLAAS机。兵团推广New Holland机械收获牧草的模式，降低苜蓿的营养损失，为畜牧业的发展提供优质的牧草。

参考文献(References)

[1] 贾玉山，孙磊，格根图，等.苜蓿收获期研究现状[J].中国草地学报，2015，37(6)：91-96.

JIA Yu-shan，SUN Lei，Gegentu，et al.(2015). Research status of alfalfa harvest time [J].ChineseJournalofGrassland，37(6)：91-96.(in Chinese)

[2] 陈元元，朱玉旌，张勇.苜蓿多糖在畜禽饲料中的应用[J].动物营养学报，2013，25(1)：36-43.

CHEN Yuan-yuan，ZHU Yu-jing，ZHANG Yong.(2013). Application of alfalfa polysaccharides in livestock and poultry feeds [J].ChineseJournalofAnimalNutrition，25(1)：36-43.(in Chinese)

[3] 王德萍，董志国.优质苜蓿干草制作关键技术[J].新疆农垦科技，2009，32(1)：37-38.

WANG De-ping，DONG Zhi-guo.(2009). Key technology of high quality alfalfa hay production [J].XinjiangFarmResearchofScienceandTechnology，32(1)：37-38.(in Chinese)

[4] 刘贵林，杨世昆，贾红燕，等.我国苜蓿种子收获机械研究的现状和发展[J].草业科学，2015，24(9)：58-62.

LIU Gui-lin，YANG Shi-kun，JIA Hong-yan，et al.(2015). The present situation and development of research aboveMedicagosativaseed harvesting machinery in China [J].PrataculturalScience， 24(9)：58-62.(in Chinese)

[5] 刘立强，程睿，项建廷.牧草收获机械研发现状及发展趋势[J].农业科技与装备，2017,(5)：70-72.

LIU Li-qiang，CHENG Rui，XIANG Jian-ting.(2017).Researchstatus and development trends of forage harvest [J].AgriculturalScience&TechnologyandEquipment，(5)：70-72.(in Chinese)

[6] 刘立强，程睿，项建廷.牧草收获机械研发现状及发展趋势[J].农业科技与装备，2017,(5)：70-72.

LIU Li-qiang，CHENG Rui，XIANG Jian-ting.(2017). Current situation and Development trend of forage Harvest Machinery Research and Development [J].AgriculturalScienceandTechnologyandEquipment，(5)：70-72.(in Chinese)

[7] 陶雪，苏德荣，寇丹，等.西北旱区不同灌溉方式对苜蓿光合特性和产草量的影响[J].中国草地学报，2015，37(4)：35-41.

TAO Xue，SU De-rong，KOU Dan，et al.(2015). Effects of irrigation methods on photosynthetic characteristics and yield of alfalfa in arid northwest China [J].ChineseJournalofGrassland，37(4)：35-41.(in Chinese)

[8] Abunada, Z., & Nassar, A. (2015). Impacts of wastewater irrigation on soil and alfalfa crop: case study from gaza strip.EnvironmentalProgress&SustainableEnergy, 34(3): 648-654.

[9] 张颖超，王伟，侯美玲，等.不同干燥方法对苜蓿干草调制的影响[J].中国草地学报，2015，37(1)：76-82.

ZHANG Ying-chao，WANG Wei，HOU Mei-ling，et al.(2015). Effect of different drying methods on alfalfa hay modulation [J].ChineseJournalofGrassland，37(1)：76-82.(in Chinese)

[10] 王德成，贺长彬，武红剑，等.苜蓿生产全程机械化技术研究现状与发展分析[J].农业机械学报，2017，48(8)：1-25.

WANG De-cheng，He Chang-bin，WU Hong-jian，et al.(2017) Review of alfalfa full-mechanized production technology [J].TransactionsoftheChineseSocietyforAgriculturalMachinery，48(8)：1-25.(in Chinese)

[11] 张前兵，于磊，鲁为华，等.优化灌溉制度提高苜蓿种植当年产量及品质[J].农业工程学报，2016，32(23)：116-122.

ZHANG Qian-bing，YU Lei，LU Wei-hua，et al.(2016). Optimal irrigation regime improving yield and quality of alfalfa in year of sowing [J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering，32(23)：116-122.(in Chinese)

[12] 景鹏成，王树林，陈乙实，等.耐盐牧草对南疆地区盐渍土的适应和改良研究[J].草业学报，2017，26(10)：56-63.

JING Peng-cheng，WANG Shu-lin，CHEN Yi-shi，et al.(2017). Adaptation of salt-tolerant forage grasses to saline soil and their ability to improve saline soil utilization in southern Xinjiang region [J].ActaPrataculturaeSinica，26(10)：56-63.(in Chinese)

[13] 刘惠青，于辉，牛红云，等.再生水、自来水混合灌溉及抗蒸腾剂对苜蓿产草量及品质的影响[J].中国草地学报，2016，38(6)：102-105.

LIU Hui-qing，YU Hui，NIU Hong-yun，et al.(2016). Influence of reclaimed water and tap water mixed irrigation and antitranspirant on yield and quality of alfalfa [J].ChineseJournalofGrassland，38(6)：102-105.(in Chinese)

[14] 陈艳，王之盛，张晓明，等.常用粗饲料营养成分和饲用价值分析[J].草业学报，2015，24(5)：117-125.

CHEN Yan，WANG Zhi-sheng，ZHANG Xiao-ming，(2015). Analysis of the nutritional components and feeding values of commonly used roughages [J].ActaPrataculturaeSinica，24(5)：117-125.(in Chinese)

[15] 荣磊，格根图，尹强，等.不同处理苜蓿草捆贮藏期内品质变化研究[J].饲料工业，2013,(7)：24-27.

RONG Lei，Gegentu，YIN Qiang，et al.(2013). Research of quality change for different treatment alfalfa bale during storage period [J].FeedIndustry，(7)：24-27.(in Chinese)

[16] Bokan, N., Dugalic?, G., Katic?, S., Milic?, D., Vasiljevic?, S., & Katanski, S., et al. (2015). Yield and cost-effectiveness of alfalfa hay production as dependent on fertilization.ActaAgriculturaeSerbica, 20(40): 155-163.

[17] 陈冬冬，王彦荣，韩云华.灌溉次数和施肥量对甘肃引黄灌区紫花苜蓿种子产量的影响[J].草业学报，2016，25(3)：154-163.

CHEN Dong-dong，WANG Yan-rong，HAN Yun-hua.(2016). Effects of irrigation frequency and fertilizer rate on alfalfa seed yields in the Yellow River irrigated region [J].ActaPrataculturaeSinica，25(3)：154-163.(in Chinese)

[18] 王坤龙，高显颖，史树生，等.不同含水量打捆与苜蓿干草品质相关性研究[J].黑龙江畜牧兽医，2016,(21)：123-126.

WANG Kun-long，GAO Xian-ying，SHI Shu-sheng，et al.(2016). Study on the correlation between baling with different water contents and quality of alfalfa hay [J].HeilongjiangAnimalScience&VeterinaryMedicine，(21)：123-126.(in Chinese)

[19] Zhang, Y., Meng, Y., Chen, L., Guo, Y., & Xiao, D. (2016). High lithium and sodium anodic performance of nitrogen-rich ordered mesoporous carbon derived from alfalfa leaves by a ball-milling assisted template method.JournalofMaterialsChemistryA, 4(44):17,491-17,502.

[20] 尹强，刘丽英，王坤龙，等.干燥目标含水量对苜蓿干草产量及营养价值的影响[J].中国草地学报，2016，38(5)：26-31.

YIN Qiang，LIU Li-ying，WANG Kun-long，et al.(2016). Influence of drying target moisture on yields and nutritional value of alfalfa hay [J].ChineseJournalofGrassland，38(5)：26-31.(in Chinese)

[21] Aghsaghali, A. M., Sis, N. M., Aghazadeh, A. M., & Safaei, A. R. (2007). Estimation of quality indices of iranian alfalfa varieties using in vivo and in situ methods.JournalofAnimal&VeterinaryAdvances, 6(8): 1,022-1,027.