干燥方式对西藏河谷区燕麦+箭筈豌豆青干草失水和品质特性的影响

周娟娟， 白玛嘎翁， 魏 巍， 参木友， 多吉顿珠

（省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室/西藏自治区农牧科学院草业科学研究所，西藏拉萨850000）

青干草作为畜牧业生产最主要的饲草来源，具有调制成本低、简单易行、便于贮藏等优点。但干草收获时间、方式和调制期间环境条件等多种因素，极大地制约着青干草的品质。有研究显示，雨淋使苜蓿粗蛋白质、相对饲用价值降低，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维增加，致使品质下降（周倩等，2018）；机械干燥较自然摊晒、化学干燥更能有效地保存燕麦青干草粗蛋白质、粗脂肪和可溶性碳水化合物的含量（王伟等，2019）；干草在空气湿度较大的环境中，干燥时间延长，营养损失增加（刘丽英，2019）；因此，开展不同干燥方式对牧草干燥速率和降低干草调制过程中的营养物质损失的研究是畜牧业健康、稳定发展的基础，也是生产安全畜产品的前提（都帅等，2019）。

西藏自治区是我国五大传统牧区之一，拥有全国21%的天然草地（吕晓洁等，2019）。然而，天然草场生产力低下，牧草产量和品质仍是限制西藏畜牧业发展的主要瓶颈问题。近年来，通过饲草引种示范，筛选出一系列适宜种植的牧草品种，其中以禾本科牧草燕麦和豆科牧草箭筈豌豆表现最为优良，燕麦和箭筈豌豆混播已经成为高寒地区主要的混播品种组合。目前关于燕麦、苜蓿青干草调制技术的研究颇多，但受区域气候条件不同其干燥过程也存在很大差异。因此，筛选西藏河谷农区生产实践中燕麦+箭筈豌豆一系列调制技术变得十分重要。

本研究在拉萨河谷区采用7种干燥方式，开展牧草晾晒方式对燕麦+箭筈豌豆失水特性及其干燥过程中营养损失的影响研究，旨在为西藏农区牧草干燥提供有效、简单易行的燕麦+箭筈豌豆青干草调制方式。

1材料与方法

1.1 试验地概况 试验地位于拉萨河河谷区，地理坐标为 29°48′N， 91°36′E，海拔 3800 m，该区属高原温带季风半干旱气候区，气候相对温和，昼夜温差大，日照强烈，水热同期。由图1可知，试验点最冷月（1月）-1.9℃，最热月（7月）14.7℃，年均气温7.4℃，饲草收获季节9月最低气温3.5℃，最高气温23.4℃。空气湿度为45%左右，年降水量613.5 mm。年蒸发量2198.9 mm，日照时数为2900～3400 h，年无霜期 130 d 左右（拉巴等，2015）。

1.2 供试材料 试验材料为当年种植的燕麦和箭筈豌豆混合牧草，燕麦种子由正道公司提供，品种名为梦龙，箭筈豌豆种子由兰州大学草地农业科技学院提供，品种名为兰箭3号春箭筈豌豆，混播比例为3：1。干燥剂碳酸氢钠和磷酸二氢钾为分析纯。

1.3 试验设计 试验于2019年9月进行，燕麦处于灌浆期，箭筈豌豆结荚期。选择晴朗的天气收获，收获采用人工齐地刈割，进行青干草调制。每个处理称取新鲜样品2 kg（传统晾晒草捆5 kg），每个处理重复4次，处理方法见表1。水分散失监测时间为10：00～次日18：00。随后将样品放置烘箱内65℃烘干至恒重。粉碎后过1 mm筛孔，保存用以测定青干草营养成分。

1.4 测定项目和方法 牧草实时含水量和失水速率测定：试验于上午10：00，每隔2 h进行称重，并进行翻堆，采用差值法进行牧草含水量和水分散失速率计算。

式中：Wt为t时间点测定样品重量，Wd为烘干样品质量；Mt为 t时间点重量，Mt+Δt为 t+Δt时间的重量。

表1试验处理方法

青干草营养品质测定：采用干燥粉碎后的样品，进行粗蛋白质（CP）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）和粗脂肪（EE）的测定，CP采用凯氏定氮法，NDF和ADF采用范氏洗涤纤维法，EE采用索氏脂肪提取法。

1.5 饲草价值评价方法

干物质采食量（DMI）=120/NDF；

可消化干物质（DDM）=88.9-0.779×ADF；

相对饲用价值（RFV）=干物质采食量×可消化干物质/1.29。

灰色关联理论，是通过建立“最优调制方法”参考序列。计算不同干燥方式与“最优调制方法”之间的关联度，获得综合评价结果。首先设“最优调制方法”为参考序列X0，对数据进行标准化处理，用各参试干燥方式的各指标Xi（k）除以“最优配比”对应的指标X0（k），随后根据无量纲初值化处理后的数据计算各点的绝对差，Δi（k）=∣X0（k）-Xi（k）∣。

关联系数计算 ζi（k）=（a+ρb）/（Δi（k）+ ρb）；

式中：a=min min|X0（k）-Xi（k）|；b=max max|X0（k）-Xi（k）|；ρ 为分辨系数，一般为 0.5。

依据关联系数求得比较序列Xi（k）对参考序列X0（k）的关联度，计算方法参见周娟娟等（2013）的报道。

1.6 数据处理 数据处理和作图采用Excel 2007软件，采用SPSS 16.0中的One-way ANOVA进行方差分析（显著水平为P＜0.05），采用Duncan’s检验对不同干燥处理间进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 水分散失速率和牧草含水量的变化 调制方法不同，燕麦+箭筈豌豆的干燥特性和干燥速率存在差异，如图2～3。供试方法中，燕麦+箭筈豌豆干燥的先后顺序为对照（CK-1）、压扁+喷干燥剂（D-7、D-6）、压扁（D-5）、草架晾晒（D-3）、未压扁晾晒（D-4）、传统晾晒（D-2）、阴干（D-1）。 相同干燥时间内，阴干处理燕麦+箭筈豌豆的含水量最高。干燥速率越快，所需时间最短。直接烘干与其他的处理相比差异显著（P＜0.05）。除了对照组以外，其他参试方法的水分散失均分为三个阶段，前 9 h，水分迅速散失，在下午 13：00 ～ 15：00达到峰值，中间16 h水分散失缓慢，最后10 h水分散失又再次加快，在第二天14：00时达到峰值，整个过程水分损失呈现先快后慢又变快的趋势。

三个阶段，D-5、D-6和 D-7均具有较好效果，阴干用时最长。D-5、D-6和D-7，经过9 h的晾晒，燕麦+箭筈豌豆的含水量可降至40%以下，其中D-6和D-7在第三个阶段经过6 h的晾晒，含水量已降至15%以下；D-5处理在第三个阶段经过8 h的晾晒，含水量也可降至15%以下，均可直接打捆。

2.2 不同处理营养成分变化规律 不同晾晒方式燕麦+箭筈豌豆营养品质变化如图4，粗蛋白质含量从高到低顺序为 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粗蛋白质含量显著高于D-4、D-3和 D-2（P ＜ 0.05），D-2、D-3和 D-4较 CK-1分别降低了1.25%、0.73%和0.57%。粗脂肪、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量分别为5.2%～6.0%、30.9%～34.5%和56.7% ～62.9%。CK-1粗脂肪含量显著高于其他晾晒处理（P＜0.05）。D-4酸洗洗涤纤维含量最高，显著高于D-1、D-2和D-7（P＜0.05），D-7和D-5的中性洗涤纤维含量显著低于 D-3、D-4和 D-6（P ＜ 0.05）。

2.3 饲料营养价值评定 由表2可知，以D-1、D-7和D-5的相对饲用价值最高。然而主观的依靠单一营养指标来衡量一种晾晒方法的优劣是不科学的，通过灰色关联度理论可以通过5种指标综合分析，筛选出最为合理可靠的干燥处理。通过加权关联度值得出，干燥方式优劣顺序为D-7＞D-5＞D-1=CK-1＞D-6＞D-2＞D-3＞D-4。

3 讨论

快速降低水分达到安全含水量 （18%以下），是防止青干草调制过程中营养流失的有效途径。快速脱水的方法是优质青干草调制的关键技术。生产中常用的物理方法有鼓风干燥、高温干燥等，辅助干燥措施有压扁、切断和喷施干燥剂等，均可提高干燥效率。刘丽英等（2019）研究发现，自然干燥条件下，干燥速率与太阳辐射强度和地面温度呈极显著正相关，相关系数达0.66和0.28。王巧玲等（2014）试验发现，燕麦调制过程中压裂茎秆在干燥初期作用明显，喷洒KH2PO4干燥效率最高，KH2PO4和NaHCO3干燥剂在整个晾晒过程中均起效果。本研究中，整个晾晒过程水分散失速率呈现2个峰值，在晾晒当日12：00～16：00最高，与太阳辐射和近地气温基本同步。此阶段，燕麦+箭筈豌豆混合牧草与大气之间水势差较大，气孔阻力和空气阻力较小，其水分散失速率较快（Anower等，2017）。 压扁+喷洒干燥剂（KH2PO4、NaHCO3）和压扁晾晒处理，水分散失速率在整个晾晒过程均高于其他处理，压扁+喷洒干燥剂与压扁处理相比水分散失速率可迅速达到峰值，且速率能保持较高水平，压扁+喷洒干燥剂和压扁处理燕麦+箭筈豌豆混合牧草的含水量在晾晒8 h均能降低至30%，经过30 h，这三种处理牧草含水量可降低至15%以下，干燥时间低于李宇宇等（2019）、王巧玲等（2014）的研究结果，其原因可能受制于牧草种类和当地气候条件。

表2 营养价值评定

牧草干燥经历着复杂的生理生化过程，期间植物细胞呼吸自身分解、组织内部生理生化反应和微生物作用逐渐降低直至停止。此过程牧草蛋白、纤维素和胡萝卜素等营养物质大量分解。杨永林等（2005）研究指出，苜蓿在干燥过程通过细胞呼吸造成淀粉、蛋白质消耗5%～10%，酶的分解造成的营养损失达15%～30%。本研究燕麦+箭筈豌豆不同晾晒处理的粗蛋白质含量均低于烘干处理。说明晾晒过程均有养分损失，其中以传统晾晒粗蛋白质下降最多，为1.25%。此阶段通过茎秆压裂破碎辅助加速燕麦+箭筈豌豆干燥，减少了牧草粗蛋白质损失，压扁处理粗蛋白质较传统晾晒提升0.92%以上。阴干处理粗蛋白质含量高于未压扁和草架晾晒，可能原因是植株受长日光“漂白”作用导致牧草营养有所损失 （高彩霞等，1997）。研究中粗脂肪含量高于侯建杰等（2014）测定结果，原因是海拔造就的低温环境，有利于粗脂肪的积累（张晓庆等，2017）。除粗蛋白质、粗脂肪外，中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维也是衡量饲用价值的重要指标，而本研究中不同晾晒处理对中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量影响规律不明显。通过相对饲用价值和灰色关联度理论对不同晾晒方式的饲草进行品质评定，相对饲用价值结果显示，饲用品质最优处理为压扁+喷洒KH2PO4，灰色关联度评定结果显示前3种处理为压扁+喷洒KH2PO4＞压扁＞阴干=烘干。