干燥方式對西藏河谷區燕麥+箭筈豌豆青干草失水和品質特性的影響

周娟娟， 白瑪嘎翁， 魏 巍， 參木友， 多吉頓珠

（省部共建青稞和牦牛種質資源與遺傳改良國家重點實驗室/西藏自治區農牧科學院草業科學研究所，西藏拉薩850000）

青干草作為畜牧業生產最主要的飼草來源，具有調制成本低、簡單易行、便于貯藏等優點。但干草收獲時間、方式和調制期間環境條件等多種因素，極大地制約著青干草的品質。有研究顯示，雨淋使苜蓿粗蛋白質、相對飼用價值降低，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維增加，致使品質下降（周倩等，2018）；機械干燥較自然攤曬、化學干燥更能有效地保存燕麥青干草粗蛋白質、粗脂肪和可溶性碳水化合物的含量（王偉等，2019）；干草在空氣濕度較大的環境中，干燥時間延長，營養損失增加（劉麗英，2019）；因此，開展不同干燥方式對牧草干燥速率和降低干草調制過程中的營養物質損失的研究是畜牧業健康、穩定發展的基礎，也是生產安全畜產品的前提（都帥等，2019）。

西藏自治區是我國五大傳統牧區之一，擁有全國21%的天然草地（呂曉潔等，2019）。然而，天然草場生產力低下，牧草產量和品質仍是限制西藏畜牧業發展的主要瓶頸問題。近年來，通過飼草引種示范，篩選出一系列適宜種植的牧草品種，其中以禾本科牧草燕麥和豆科牧草箭筈豌豆表現最為優良，燕麥和箭筈豌豆混播已經成為高寒地區主要的混播品種組合。目前關于燕麥、苜蓿青干草調制技術的研究頗多，但受區域氣候條件不同其干燥過程也存在很大差異。因此，篩選西藏河谷農區生產實踐中燕麥+箭筈豌豆一系列調制技術變得十分重要。

本研究在拉薩河谷區采用7種干燥方式，開展牧草晾曬方式對燕麥+箭筈豌豆失水特性及其干燥過程中營養損失的影響研究，旨在為西藏農區牧草干燥提供有效、簡單易行的燕麥+箭筈豌豆青干草調制方式。

1材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地位于拉薩河河谷區，地理坐標為 29°48′N， 91°36′E，海拔 3800 m，該區屬高原溫帶季風半干旱氣候區，氣候相對溫和，晝夜溫差大，日照強烈，水熱同期。由圖1可知，試驗點最冷月（1月）-1.9℃，最熱月（7月）14.7℃，年均氣溫7.4℃，飼草收獲季節9月最低氣溫3.5℃，最高氣溫23.4℃。空氣濕度為45%左右，年降水量613.5 mm。年蒸發量2198.9 mm，日照時數為2900～3400 h，年無霜期 130 d 左右（拉巴等，2015）。

1.2 供試材料 試驗材料為當年種植的燕麥和箭筈豌豆混合牧草，燕麥種子由正道公司提供，品種名為夢龍，箭筈豌豆種子由蘭州大學草地農業科技學院提供，品種名為蘭箭3號春箭筈豌豆，混播比例為3：1。干燥劑碳酸氫鈉和磷酸二氫鉀為分析純。

1.3 試驗設計 試驗于2019年9月進行，燕麥處于灌漿期，箭筈豌豆結莢期。選擇晴朗的天氣收獲，收獲采用人工齊地刈割，進行青干草調制。每個處理稱取新鮮樣品2 kg（傳統晾曬草捆5 kg），每個處理重復4次，處理方法見表1。水分散失監測時間為10：00～次日18：00。隨后將樣品放置烘箱內65℃烘干至恒重。粉碎后過1 mm篩孔，保存用以測定青干草營養成分。

1.4 測定項目和方法 牧草實時含水量和失水速率測定：試驗于上午10：00，每隔2 h進行稱重，并進行翻堆，采用差值法進行牧草含水量和水分散失速率計算。

式中：Wt為t時間點測定樣品重量，Wd為烘干樣品質量；Mt為 t時間點重量，Mt+Δt為 t+Δt時間的重量。

表1試驗處理方法

青干草營養品質測定：采用干燥粉碎后的樣品，進行粗蛋白質（CP）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）和粗脂肪（EE）的測定，CP采用凱氏定氮法，NDF和ADF采用范氏洗滌纖維法，EE采用索氏脂肪提取法。

1.5 飼草價值評價方法

干物質采食量（DMI）=120/NDF；

可消化干物質（DDM）=88.9-0.779×ADF；

相對飼用價值（RFV）=干物質采食量×可消化干物質/1.29。

灰色關聯理論，是通過建立“最優調制方法”參考序列。計算不同干燥方式與“最優調制方法”之間的關聯度，獲得綜合評價結果。首先設“最優調制方法”為參考序列X0，對數據進行標準化處理，用各參試干燥方式的各指標Xi（k）除以“最優配比”對應的指標X0（k），隨后根據無量綱初值化處理后的數據計算各點的絕對差，Δi（k）=∣X0（k）-Xi（k）∣。

關聯系數計算 ζi（k）=（a+ρb）/（Δi（k）+ ρb）；

式中：a=min min|X0（k）-Xi（k）|；b=max max|X0（k）-Xi（k）|；ρ 為分辨系數，一般為 0.5。

依據關聯系數求得比較序列Xi（k）對參考序列X0（k）的關聯度，計算方法參見周娟娟等（2013）的報道。

1.6 數據處理 數據處理和作圖采用Excel 2007軟件，采用SPSS 16.0中的One-way ANOVA進行方差分析（顯著水平為P＜0.05），采用Duncan’s檢驗對不同干燥處理間進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 水分散失速率和牧草含水量的變化 調制方法不同，燕麥+箭筈豌豆的干燥特性和干燥速率存在差異，如圖2～3。供試方法中，燕麥+箭筈豌豆干燥的先后順序為對照（CK-1）、壓扁+噴干燥劑（D-7、D-6）、壓扁（D-5）、草架晾曬（D-3）、未壓扁晾曬（D-4）、傳統晾曬（D-2）、陰干（D-1）。 相同干燥時間內，陰干處理燕麥+箭筈豌豆的含水量最高。干燥速率越快，所需時間最短。直接烘干與其他的處理相比差異顯著（P＜0.05）。除了對照組以外，其他參試方法的水分散失均分為三個階段，前 9 h，水分迅速散失，在下午 13：00 ～ 15：00達到峰值，中間16 h水分散失緩慢，最后10 h水分散失又再次加快，在第二天14：00時達到峰值，整個過程水分損失呈現先快后慢又變快的趨勢。

三個階段，D-5、D-6和 D-7均具有較好效果，陰干用時最長。D-5、D-6和D-7，經過9 h的晾曬，燕麥+箭筈豌豆的含水量可降至40%以下，其中D-6和D-7在第三個階段經過6 h的晾曬，含水量已降至15%以下；D-5處理在第三個階段經過8 h的晾曬，含水量也可降至15%以下，均可直接打捆。

2.2 不同處理營養成分變化規律 不同晾曬方式燕麥+箭筈豌豆營養品質變化如圖4，粗蛋白質含量從高到低順序為 CK-1（8.81%）＞D-7（8.71%）＞D-6（8.58%）＞D-5（8.48%）＞D-1（8.45%）＞D-3（8.24%）＞D-4（8.08%）＞D-2（7.56%），CK-1、D-7、D-6、D-5和D-1粗蛋白質含量顯著高于D-4、D-3和 D-2（P ＜ 0.05），D-2、D-3和 D-4較 CK-1分別降低了1.25%、0.73%和0.57%。粗脂肪、酸性洗滌纖維和中性洗滌纖維含量分別為5.2%～6.0%、30.9%～34.5%和56.7% ～62.9%。CK-1粗脂肪含量顯著高于其他晾曬處理（P＜0.05）。D-4酸洗洗滌纖維含量最高，顯著高于D-1、D-2和D-7（P＜0.05），D-7和D-5的中性洗滌纖維含量顯著低于 D-3、D-4和 D-6（P ＜ 0.05）。

2.3 飼料營養價值評定 由表2可知，以D-1、D-7和D-5的相對飼用價值最高。然而主觀的依靠單一營養指標來衡量一種晾曬方法的優劣是不科學的，通過灰色關聯度理論可以通過5種指標綜合分析，篩選出最為合理可靠的干燥處理。通過加權關聯度值得出，干燥方式優劣順序為D-7＞D-5＞D-1=CK-1＞D-6＞D-2＞D-3＞D-4。

3 討論

快速降低水分達到安全含水量 （18%以下），是防止青干草調制過程中營養流失的有效途徑。快速脫水的方法是優質青干草調制的關鍵技術。生產中常用的物理方法有鼓風干燥、高溫干燥等，輔助干燥措施有壓扁、切斷和噴施干燥劑等，均可提高干燥效率。劉麗英等（2019）研究發現，自然干燥條件下，干燥速率與太陽輻射強度和地面溫度呈極顯著正相關，相關系數達0.66和0.28。王巧玲等（2014）試驗發現，燕麥調制過程中壓裂莖稈在干燥初期作用明顯，噴灑KH2PO4干燥效率最高，KH2PO4和NaHCO3干燥劑在整個晾曬過程中均起效果。本研究中，整個晾曬過程水分散失速率呈現2個峰值，在晾曬當日12：00～16：00最高，與太陽輻射和近地氣溫基本同步。此階段，燕麥+箭筈豌豆混合牧草與大氣之間水勢差較大，氣孔阻力和空氣阻力較小，其水分散失速率較快（Anower等，2017）。 壓扁+噴灑干燥劑（KH2PO4、NaHCO3）和壓扁晾曬處理，水分散失速率在整個晾曬過程均高于其他處理，壓扁+噴灑干燥劑與壓扁處理相比水分散失速率可迅速達到峰值，且速率能保持較高水平，壓扁+噴灑干燥劑和壓扁處理燕麥+箭筈豌豆混合牧草的含水量在晾曬8 h均能降低至30%，經過30 h，這三種處理牧草含水量可降低至15%以下，干燥時間低于李宇宇等（2019）、王巧玲等（2014）的研究結果，其原因可能受制于牧草種類和當地氣候條件。

表2 營養價值評定

牧草干燥經歷著復雜的生理生化過程，期間植物細胞呼吸自身分解、組織內部生理生化反應和微生物作用逐漸降低直至停止。此過程牧草蛋白、纖維素和胡蘿卜素等營養物質大量分解。楊永林等（2005）研究指出，苜蓿在干燥過程通過細胞呼吸造成淀粉、蛋白質消耗5%～10%，酶的分解造成的營養損失達15%～30%。本研究燕麥+箭筈豌豆不同晾曬處理的粗蛋白質含量均低于烘干處理。說明晾曬過程均有養分損失，其中以傳統晾曬粗蛋白質下降最多，為1.25%。此階段通過莖稈壓裂破碎輔助加速燕麥+箭筈豌豆干燥，減少了牧草粗蛋白質損失，壓扁處理粗蛋白質較傳統晾曬提升0.92%以上。陰干處理粗蛋白質含量高于未壓扁和草架晾曬，可能原因是植株受長日光“漂白”作用導致牧草營養有所損失 （高彩霞等，1997）。研究中粗脂肪含量高于侯建杰等（2014）測定結果，原因是海拔造就的低溫環境，有利于粗脂肪的積累（張曉慶等，2017）。除粗蛋白質、粗脂肪外，中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維也是衡量飼用價值的重要指標，而本研究中不同晾曬處理對中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維含量影響規律不明顯。通過相對飼用價值和灰色關聯度理論對不同晾曬方式的飼草進行品質評定，相對飼用價值結果顯示，飼用品質最優處理為壓扁+噴灑KH2PO4，灰色關聯度評定結果顯示前3種處理為壓扁+噴灑KH2PO4＞壓扁＞陰干=烘干。