■梁慶偉 楊秀芳 娜日蘇 孫德欣 陳玲玲 潘翔磊
(赤峰市農(nóng)牧科學研究院,內蒙古赤峰 024031)
獲得優(yōu)質苜蓿干草除適時刈割外,更重要的是在調制過程中最大限度地減少營養(yǎng)物質的損失。因此必須加快苜蓿的干燥速度,使苜??焖倜撍甗1]。由于苜蓿葉片的干燥速度要比莖稈快得多,因而苜蓿干燥時間的長短實際上取決于其莖稈的干燥時間。自然干燥是目前應用最廣泛的苜蓿干燥方法,但由于其干燥速度緩慢、營養(yǎng)物質損失較多、對天氣情況的依賴性較大,因而在生產(chǎn)實踐中常與其它輔助方法結合進行,以縮短干燥時間,減少營養(yǎng)損失。這些輔助方法主要是通過為苜蓿創(chuàng)造干燥條件,以達到加快苜蓿干燥的目的。苜蓿壓裂莖稈干燥法,是通過機械作用使苜蓿莖稈壓扁或壓裂,破壞苜蓿莖稈的角質層、維管束和表皮,使莖稈的內部暴露于空氣中,消除莖稈角質層和纖維束對水分蒸發(fā)的阻礙,加快莖稈中水分蒸發(fā)的速度,實現(xiàn)莖稈和葉片的干燥速度盡可能同步,提高牧草整體的干燥速度,進而減少調制過程中的營養(yǎng)物質損失[2-3]。
內蒙古赤峰市節(jié)水灌溉人工紫花苜蓿主要以噴灌為主,多為沙化、退化的草地。而以往的大量研究多是針對旱作苜蓿草地或壤土苜蓿地進行的,對噴灌、沙地苜蓿的種植及加工調制技術的研究很少,尤其在赤峰地區(qū),一年中降水集中在6~9月,往往在苜蓿刈割干燥的時間是降水集中期,這就進一步帶來了苜蓿干燥的困難。因此,在生產(chǎn)實踐中就迫切需要在苜蓿刈割干燥時能夠加快牧草干燥失水速度,縮短干燥時間及減少營養(yǎng)物質損失的有效方法[4]。
本試驗通過對2年生第1茬初花期苜蓿進行不同壓裂程度和翻曬處理,研究對刈割后苜蓿含水量及干草品質的影響,旨在為苜蓿干草調制初期加快苜蓿干燥速度和提高品質提供理論依據(jù)。
試驗地選擇在內蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗紹根鎮(zhèn)巴雅爾草業(yè)基地,地理位置N 43?37'、E 120?22';屬中緯度溫帶半干旱大陸性季風氣候區(qū),年平均氣溫為5.5℃,極端最高氣溫40.6℃,極端最低氣溫-32.7℃,年日照時數(shù)2 767~3 034 h,年積溫為2 900~3 400℃。日照充足,無霜期95~140 d,年平均降水量300~400 mm。試驗地地勢平坦,光照、通風條件良好,土壤為沙土。
試驗材料為“公農(nóng)1號”紫花苜蓿,隨機選取生長狀況良好的苜蓿植株作為試驗材料,所取材料為第2年第一茬初花期苜蓿。
人工刈割苜蓿,留茬高度5~8 cm,刈割后苜蓿放置于苜蓿地進行自然干燥,草條厚度為15 cm,寬度為50 cm。采用壓扁割草機(紐荷蘭488型)進行苜蓿刈割,通過調節(jié)割草機參數(shù)來調整壓裂程度,壓裂程度設4個梯度:未壓裂、輕度壓裂、中度壓裂和重度壓裂(輕度壓裂:莖稈被壓裂有縱向裂痕,用手捏有裂紋;中度壓裂:莖稈被壓裂有縱向裂紋,但裂紋不分開,不流汁液。重度壓裂:莖稈被壓裂有縱向裂紋,且撕裂開,但條紋間某些地方相連,汁液溢出)[5],翻曬次數(shù)設3個梯度:0次、1次、2次。翻曬1次在含水量為40%左右時進行,翻曬2次分別在含水量為45%和35%左右時進行。苜蓿于2013年6月3日下午17:00刈割,在干燥過程中,分別于6月3日下午18:00取樣1次,6月4日和6月5日每天10:00、14:00、18:00取樣3次,6月6日10:00、14:00取樣2次,連續(xù)取樣3 d,進行含水量的測定,目標含水量為15%。試驗設計見表1。
苜蓿干重:苜蓿鮮樣置于烘箱中,在60~65℃烘干12 h,取出放置室內冷卻回潮24 h后稱重,然后再放入烘箱在60~65℃下烘干8 h,取出放置室內冷卻回潮24 h后稱重,直至兩次稱重之差不超過2.5 g為止。
苜蓿含水量(%)=(苜蓿鮮重-苜蓿干重)/苜蓿干重×100。
粗灰分(CA)和粗脂肪(EE)的測定:參照楊勝(1993)主編的《飼料分析及飼料質量檢測技術》進行測定[6],即含水量采用減重法進行測定,CA采用GB6439-92燃燒法測定,EE采用索氏脂肪提取法測定。
表1 紫花苜蓿壓裂和翻曬處理
粗蛋白質(CP)、中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)的測定:CP利用FOSS Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀進行測定,NDF和ADF利用FOSS Fib?ertec 2010全自動纖維分析系統(tǒng)進行測定。
本試驗采用EXCEL、SPSS13.0進行數(shù)據(jù)處理,差異顯著時采用Duncan's方法對各組間平均數(shù)進行多重比較。
圖1 未壓裂和翻曬處理對刈割后苜蓿含水量變化影響曲線
如圖1所示,選取未壓裂的N1、N2、N3處理的苜蓿進行比較分析。在干燥過程中,處理N1、N2、N3苜蓿含水量變化曲線整體上呈下降趨勢,在刈割后最初的前24 h(刈割后第1 d),N1、N2、N3處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處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處理苜蓿含水量均降到30%以下。在刈割后的68 h內,處理N1、N2、N3苜蓿含水量均未達到安全含水量,苜蓿水分散失速度差異不明顯。
圖2 輕度壓裂和翻曬處理對刈割后苜蓿含水量變化影響曲線
如圖2所示,選取輕度壓裂的N4、N5、N6處理的苜蓿進行比較分析。處理N4、N5、N6苜蓿含水量變化曲線整體上呈下降趨勢,在刈割后最初的前24 h(刈割后第1 d),N4、N5、N6處理苜蓿含水量均降到40%以下,水分散失速度差異不明顯。通過翻曬處理后,苜蓿水分散失速度差異顯著,刈割后40 h(刈割后第2 d),N6處理苜蓿含水量降到20%以下,苜蓿水分散失速度快于N4、N5處理。當達到安全含水量時,N6處理苜蓿所用時間最短,為刈割后44 h(刈割后第2 d),N4、N5處理所需時間分別為刈割后48 h和64 h。
在干燥過程中,N7、N8、N9處理苜蓿含水量變化曲線整體上呈起伏下降趨勢,苜蓿水分散失速度差異明顯,刈割后44 h,N9處理苜蓿含水量達到安全含水量,N8、N7處理分別在刈割后48 h和64 h達到安全含水量。在刈割40 h后(刈割后第2 d上午),N7、N8處理苜蓿含水量較前1 d增加,其主要原因是苜蓿在夜間發(fā)生了返潮。
圖3 中度壓裂和翻曬處理對刈割后苜蓿含水量變化影響曲線
圖4 重度壓裂和翻曬處理對刈割后苜蓿含水量變化影響曲線
如圖4所示,選取重度壓裂的N10、N11、N12處理的苜蓿進行比較分析。在干燥過程中,N10、N11、N12處理苜蓿含水量變化曲線整體上也呈起伏下降趨勢,在刈割后最初的前24 h(刈割后第1 d),N11、N12處理苜蓿含水量均降到40%以下,而N10處理苜蓿含水量降到45%以下,翻曬處理后,苜蓿水分散失速度差異顯著。刈割后40 h(刈割后第2 d),N12處理苜蓿含水量最先達到安全含水量,N10、N11處理所需時間分別為刈割后48 h和64 h。
利用不同干燥處理將苜蓿含水量降至15%以下,測定苜蓿干草的主要營養(yǎng)成分(見表2),除粗灰分(CA)含量外,各處理間其營養(yǎng)成分含量差異顯著(P<0.05)。不同干燥處理對苜蓿粗蛋白質(CP)含量的影響較大,其中,中度壓裂處理N7、N8的苜蓿CP含量高于未壓裂、輕度壓裂和重度壓裂處理,顯著高于處理N11和N12(P<0.05)。各處理方法中,N8處理苜蓿的CP含量最高,為16.62%;N8處理苜蓿的NDF和ADF均為最低,分別37.97%和27.38%;N12處理的CP含量最低,為14.04%;N12處理的NDF、ADF含量最高,分別為49.98%、37.40%。因此,N8處理在所有處理中苜蓿干草營養(yǎng)物質保存最好,CP含量比對照(N1)提高8.2個百分點;其次為N7、N9處理的苜蓿。N12處理對苜蓿營養(yǎng)物質保存最差。
表2 不同處理方法對苜蓿營養(yǎng)成分的影響
壓裂莖稈是一種非常有效的加速牧草干燥的方法[7]。本試驗研究結果表明,苜蓿水分散失速度最快的處理是重度壓裂、翻曬2次處理(N12),為刈割后40 h;其次是處理 N6、N9,為刈割后44 h,處理N4、N8、N10達到安全含水量所需時間均為刈割后48 h。因此,與單獨進行壓裂和翻曬處理相比,壓裂與翻曬的組合處理,對苜蓿干燥速度的影響較大,其主要原因可能是壓裂處理破壞了苜蓿莖稈的角質層和表皮,使莖稈的內部暴露于空氣中,有助于消除莖稈角質層和纖維束對水分蒸發(fā)的阻礙,加快莖稈中水分散失速度,而且降低了苜蓿初始水分含量,再結合對壓裂苜蓿進行翻曬,干燥速度明顯加快[8-9]。
在干燥過程中,所有處理苜蓿含水量變化曲線整體上呈現(xiàn)先快后慢的下降趨勢。在刈割后最初24h苜蓿水分散失迅速,隨著干燥時間延長,其水分散失速度也隨之變慢。壓裂程度越大,翻曬次數(shù)越多,苜蓿水分散失速度越快。夜間苜蓿含水量出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。其原因可能是夜間濕潤的空氣使苜蓿發(fā)生潮解,當含水量較高時,水分散失速度高于潮解速度,含水量繼續(xù)下降;而含水量較低時,潮解作用占主導地位,含水量出現(xiàn)反彈[5]。只壓裂0次翻曬處理,其受潮解的影響要大于壓裂加翻曬處理,因此,壓裂與翻曬的結合,可緩解苜蓿夜間返潮,加快苜蓿的干燥速度。
苜蓿干燥時間的長短對苜蓿干草營養(yǎng)成分的影響很大,應盡可能縮短干燥時間,以減少營養(yǎng)物質的流失[10]。本試驗研究結果表明,N8處理苜蓿的CP含量最高,為16.62%;N8處理苜蓿的NDF和ADF均為最低,分別37.97%和27.38%,苜蓿營養(yǎng)物質的保存好于未壓裂和重度壓裂處理。其原因是未壓裂苜蓿需要干燥的時間長,葉片損失較多,而重度壓裂處理的苜蓿在壓裂過程中擠出大量汁液,汁液中含有較多的蛋白質,致使其CP嚴重流失。不同翻曬次數(shù)處理中,以翻曬1次較好,其原因是未翻曬會延長苜蓿干燥時間,營養(yǎng)損失較多,而翻曬次數(shù)過多,機械作用會造成大量葉片的脫落。
綜合考慮不同干燥處理對苜蓿干燥速率和營養(yǎng)成分的影響,認為中度壓裂1次翻曬(N8)為最佳處理組合,此時苜蓿干燥速率較快且營養(yǎng)成分較好,CP含量比對照(N1)提高8.2個百分點;其次為輕度壓裂1次翻曬處理(N5)和中度壓裂0次翻曬處理(N7)。