河西地区苜蓿干草调制添加防腐剂试验研究

张延林　张兆军　李天银

摘要 为了研究防腐剂使用对不同含水量苜蓿草打捆的影响，以总结河西地区苜蓿打捆时的水分区间以及防腐剂添加量，2015年在金塔盛地草业公司对美国贝斯特缓冲酸干草防霉剂（主要成分丙酸、柠檬酸等，pH=6，白色至淡黄色透明液体）做了专门试验探究。结果表明：在不加防腐剂的情况下打捆，水分高于16%的草捆均有发热霉变现象。在添加防腐剂的情况下打捆，苜蓿草实际平均水分区间在16%～22%，最高水分低于27%时，不会发生霉变、腐烂等情况，可以进行存储。在草条水分均匀的条件下，大方捆打捆添加防腐剂可以比不加防腐剂提高3～5个百分点水分，防腐剂具有明显效果。牧草水分高于27%的部位较多时，草捆温度会在3～5 d内迅速升高至50 ℃以上，且霉变部分较多，不具备存储价值。

关键词 苜蓿干草调制；防腐剂；含水量；草捆温度；河西地区

中图分类号 S816.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）08-0251-02

Abstract In order to study the effect of adding preservatives to alfalfa hay under different water contents，and explore the proper range of water content and the appropriate preservatives added quantity，this study tested the American bester-preservatives（main ingredient： propionic acid，citric acid，etc.；pH=6，white to light yellow transparent liquid）on bundling alfalfa by Jinta-Shengdi pastoral company in 2015. Results showed that adding preservatives in the process of bundling alfalfa，the average water content of alfalfa hay was 16%～22%，the best water content was 27%，without moldy and rotten phenomenon occurred and could be stored. When the hay water content was well-distributed，add preservatives to alfalfa hay could increase 3～5 percent point of water content，indicating the effect of adding preservatives is obviously. However，when the water content of the most part of alfalfa hay beyond 27%，the temperature of alfalfa hay would rapidly increase to more than 50℃，most part of alfalfa hay mildew and rotted，the storage value of alfalfa hay disappeared.

Key words alfalfa hay modulation；preservative；water content；bale temperature；Hexi area

干草是反芻家畜冬季重要的粗饲料之一，生产优质干草对提高反刍家畜生产性能具有重要意义[1]。牧草的高水分打捆贮藏是减少牧草养分损失的有力措施，但是在贮藏过程中也会因为微生物的活动使牧草发热或腐烂而导致养分的损失。因此，在干草调制过程中，应添加干草防腐剂以抑制微生物的生长和繁殖。干草防腐剂的种类很多，主要包括有机酸类、酸式盐、铵类化合物、尿素和生物制剂等[2]。河西走廊气候干旱，许多地方降雨量不足200 mm。若田间干燥不足时导致水分过高打捆，潮湿的干草适宜霉菌生长，可产生过多的热量，引起牧草干物质、粗蛋白和酸性洗涤纤维的明显降低，从而使干草品质下降[3]；若田间干燥过度打捆时，会造成极大的干草损失，降低品质。同时有研究表明，牧草在田间干燥时，如果受到雨淋，可造成高达62%的叶片损失和37%的干物质损失[4]，甚至会造成80%的牧草养分损失[5]，影响打捆。因此，紫花苜蓿干草调制中可用于合理打捆的时间区间段较小，机械利用率不高，严重降低了田间的工作效率。为了增加打捆的时间段，提高紫花苜蓿安全贮藏的含水量范围，获得较好的牧草品质，使用防腐剂势在必行。国外对紫花苜蓿添加防腐剂有很多研究，但国内研究并不多见，尤其是在河西地区，正处于防腐剂应用试行阶段，应用技术不成熟，因此防腐剂用量的研究对生产实际有很大的指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验设在金塔盛地草业公司二队，面积15.33 hm2。盛地草业公司位于国营生地湾农场，光热资源丰富，年日照总时数3 225 h左右，农作物生育期（4—9月）日照时数达2 200 h左右，占全年日照时数的68%左右，日照百分率为68%～75%，太阳总辐射为年609.2～643.5 kJ/cm2之间，多年平均气温8 ℃，极端最高气温38 ℃，极端最低气温-29 ℃，≥10 ℃的积温3 250 ℃。多年平均降雨量59.9 mm，极端最多年降雨量117.1 mm，蒸发量2 538 mm，为降雨量的40倍以上，属于严重干旱区。多年平均风速3.7 m/s，最大风速28 m/s，年内大风天数最多51 d，最少8 d，平均32 d。

1.2 试验材料

法国库恩LSB1290大方捆打捆机、美国贝斯特缓冲酸干草防霉剂（主要成分缓冲丙酸、柠檬酸等，pH值6，白色至淡黄色透明液体）、水分测定仪和温度测定仪。

1.3 试验方法

对不同水分含量的苜蓿按要求添加防腐剂后打捆进行记录观察，总结初始温度、防腐剂添加量对牧草腐烂变质情况的关系，确定在添加防腐剂情况下适合打捆的湿度范围。打捆规格1.2 m×0.9 m×1.8 m，单捆重量400 kg。第1期苜蓿草于5月21日上午、5月22日上午、5月22日下午分别刈割苜蓿2 hm2，适时进行耧草，监测水分及天气变化。5月24日夜间在不添加防腐剂的情况下打捆4个，编号001～004，平均水分20.33%～24.17%，作为对照草捆。添加防腐剂打捆8個，编号005～012，每捆初始平均水分22.42%～35.12%，每捆最高水分点都超过38%，且每捆多处水分超过27%。

第2期5月30日凌晨添加防腐剂打捆25个，编号601～625，选取其中平均水分在18%左右的10个草捆进行监测，其中7个草捆最高水分低于27%（编号分别为603、605、606、609、611、612、622），3个草捆最高水分高于27%（编号分别是604、607、619）。

对以上2期处理的草捆进行追踪检测，定时定点测量记录捆内湿度、温度的变化情况，并对所得数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 第1期结果分析

经过3 d观测，发现不加防腐剂的001～004等4个草捆，最高温度达到46.7℃，拆解后发现草捆出现大部分腐烂霉变的现象。对添加防腐剂的005～008等4个温度较高的草捆拆开后发现，局部高水分地方发生霉变，其中007号草捆温度上升幅度最大，最高温度达到54.2 ℃，牧草颜色变黄，且有腐烂现象。对009～012等4个草捆观测至5月31日，发现局部最高温度已达到52 ℃，拆解后发现草捆温度较高的部位已经霉变、腐烂，很多部位变黄变黑，而温度较低的部分色泽、气味正常。这说明当最高水分高于27%打捆时，防腐剂并不能有效阻止草捆的发霉变质，水分再高于38%时，包内温度会迅速上升。

2.2 第2期结果分析

由表1可知，为打包时系统测定水分，根据推荐确定牧草不同水分的防腐剂添加量“水分16%～18%，防腐剂施用量2 L/t，水分19%～21%，防腐剂施用量3 L/t，水分22%以上，防腐剂施用量5 L/t”，换算为防腐剂添加量。

6月1日监测中发现609号草捆局部水分高于40%，温度上升至54.5 ℃，拆解后发现温度上升部位有部分苜蓿草仍然新鲜，该部分已经发生重度霉变，且霉变部分已经辐射至周围部分。6月2日，对未纳入监测范围的15个草捆进行了1次水分及温度检测，监测中发现，608号草捆局部水分高于40%，拆解后，发现草捆内有3个部位有鲜活草，已发生霉变，温度升高至50 ℃，由此可见，鲜活草和水分不均匀打捆都是影响草捆安全贮藏的重大障碍。

609号草捆拆解后，其他9个监测草捆水分检测变化规律如图1所示，显示了试验不同草捆从打捆开始的水分变化，可以看出，607、619、604号草捆水分较高，其中，607号草捆的水分（22.0%～32.5%）显著高于其他草捆，619号草捆（最高达到27%）次之，604号草捆水分（18.0%～22.5%）。622草捆的水分（12.5%～17.5%）较小，其他草捆的水分（16%～20%）处于中间水平。在检测中发现，苜蓿草捆水分处于升高和降低的不断变化之中，这是由于夜间湿度较大时会有返潮现象的发生导致的。由图1可知，水分最高的3个草捆随检测时间的变化水分呈现上升趋势，并且初始湿度越大上升的幅度越大，这可能与霉菌在捆内的代谢有很大关系。而其他草捆水分变化不明显，有的甚至出现下降的趋势。

由图2可知，各个草捆相对初始温度都较低，随着时间的推移，温度增幅较大的草捆有607、604、619号草捆，这也是相对初始湿度最大的3个，这与水分的变化趋势是一致的，这可能是因为在湿度较大的草捆里，霉菌的代谢活跃而导致的。其中607号草捆的最高温度达到46 ℃左右，在后期的检测中上升到54.2 ℃。619号草捆最高温度达到了47 ℃，后期达到52 ℃左右。604号草捆最高温度为35 ℃，后期达到40 ℃左右。605、612的温度略有升高，但未超过30 ℃，606、611、622的温度略有降低。由于昼夜温差的变化，包内草捆昼夜温度也存在于升高和降低的不断变化之中，但是从趋势图可以明显的看到温度随日期变化的规律。

7月1日，对防腐剂试验监测的9个草捆进行全面拆解，603、604号草捆内各有2个点发生霉变，其他地方苜蓿色泽、气味正常，且叶片较多；由图3可知，607号草捆整体出现霉变现象，水分较高地方较为严重，苜蓿草变黑，且有白色霉斑；619号草捆有1个高水分夹层发生霉变，605、606、611、612、622共5个草捆苜蓿色泽、气味全部正常。

此外，对最高水分低于20%的15个草捆进行水分、温度监测，6月1日发现609号草捆局部水分高于40%，温度上升至54.5 ℃，拆解后发现温度上升部位有部分苜蓿草仍然新鲜，该部分已经发生重度霉变，且霉变部分已经辐射至周围部分。6月2日，机械记录数据平均水分16%，最高水分28%的608号草捆被拆解，发现草捆内有3个部位已发生霉变，温度升高至50 ℃，由此可见，鲜活草和水分不均匀打捆都是影响草捆安全贮藏的重大障碍。

3 结论与讨论

在添加防腐剂的情况下打捆，苜蓿草实际平均水分16%～22%，最高水分低于27%的草捆，不会发生霉变、腐烂等情况，可以进行存储，苜蓿草水分高于27%的部位会发生霉变、腐烂现象，该部位温度上升明显，牧草水分高于27%的部位较少时，该部位温度在3～5 d内迅速升高至50 ℃左右，3～5 d后温度变化不明显；牧草水分高于27%的部位较多时，草捆温度会在3～5 d内迅速升高至50 ℃以上，且霉变部分较多，不具备存储价值。不加防腐剂打捆水分高于16%时草捆均有发热霉变现象，这说明不加防腐剂大方捆打捆平均水分不能高于16%。因此得出在添加防腐剂打捆最高水分不能高于27%，平均水分与高点水分差距不能过大，鲜活草是造成水分高点过高的主要原因。在草条水分均匀的条件下，大方捆打捆添加防腐剂水分控制可以比不加防腐剂提高3～4个百分点，此时防腐剂能发挥明显效果。

智建飞等研究表明，储藏的草捆，水分含量应控制在20%以下。含水量在17%以上的干草，由于植物体内的酶以及外部微生物的活动常会引起发酵，使温度上升到40～50 ℃[6]，这与本研究结果一致。

近年来，我国在牧草防腐剂的研究和应用方面取得了一些进展，但由于牧草的收獲技术和贮藏条件的限制，尚有许多问题需要在今后的工作中做进一步的深入研究，并逐步得以解决。生物防腐剂具有无毒无害的优点，国外许多研究已经表明其在干草贮存中能表现出较好的效果，将会有更好的应用前景。而国内的干草贮存多使用化学防腐剂，在干草生物防腐剂方面的研究还很欠缺，因此开展干草生物防腐剂研究不仅对我国干草贮存研究是一个技术储备，也是生产安全优质干草产品的现实需要[7]。

4 参考文献

[1] 余成群，荣辉，孙维，等.干草调制与贮存技术的研究进展[J].草业科学，2010，27（8）：143- 150.

[2] 王成杰，玉柱.干草防腐剂研究进展[J].草原与草坪，2009（2）：22.

[3] EDMUND D，JERZY K，SYLWESTER B，et al.Effects of micro-biological additive on baled wet hay[J].Biosystems Eng，2006，95（3）：379-384.

[4] COBLENZ W K，TURNER I E，SCARBROUGH D A，et al.Storage char-acteristic of Bermuda grass hay as affected by mois-ture content and density of square bales[M].Arkansas Agricultural Press，1999：154-161.

[5] EDMUND D，JERZY K，SYLWESTER B，et al.Effects of micro-biological additive on baled wet hay[J].Biosystems Eng，2006，95（3）：379-384.

[6] 智建飞，刘忠宽，刘振宇，等.影响紫花苜蓿干草调制的因素[J].河北农业科学，2012，16（9）：68-70.

[7] 胡发成.种植苜蓿改良培肥地力的研究初报[J].草业科学，2005（8）：47-49.