苜蓿干草调制贮藏技术研究进展*
2021-12-02格根图贾玉山王志军范美超李俊峰
马 天,格根图,贾玉山,王志军,范美超,李俊峰,袁 宁
(内蒙古农业大学草原与资源环境学院/农业农村部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室/草地资源教育部重点实验室,呼和浩特010018)
苜蓿(Medicago)属植物是我国种植范围较广、种植历史较长的优良豆科牧草之一,其饲用价值高、营养品质好、产量高,被广泛地生产加工利用。苜蓿干草成品的形式有很多种,如草捆、草粉、草块、草砖、草颗粒等。草捆是目前应用最为广泛的一种方式,但在实际生产中存在很多的问题,如遇到雨天不能及时收割而错过生育期,或在晾晒期间遇阴雨天气需及时搂草时大量叶片脱落等,均会影响苜蓿干草的品质。为提供苜蓿干草生产的理论依据,从苜蓿的刈割、翻晒、打捆到贮藏等环节对其研究进展进行综述。
1 刈割对苜蓿品质的影响
1.1 刈割时期
在最适刈割期收割苜蓿并进行调制,不仅能够最大限度保存苜蓿的营养品质,而且在产量上也能得到一定保证。张晓娜[1]的研究表明,苜蓿最佳刈割时间为现蕾期,这一时期的苜蓿不仅产量高、饲用价值较好、粗蛋白质含量较高,而且粗纤维含量较低,在该时期刈割饲喂价值最高。贾玉山等[2]的研究表明,青岛地区苜蓿的最佳刈割时间是从现蕾期到开花初期,这时苜蓿粗蛋白质含量较高。常春等[3]的研究表明,最合适的刈割期是初花期,此时苜蓿的产量和各营养成分含量均较高,这与贾玉山的研究结果相吻合。韩春燕等[4]的研究表明,在初花期刈割苜蓿干草茎叶比变化较小,叶损失少,可获得高质量的干草。李菲菲等[5]的研究表明,同一刈割期苜蓿第1茬的营养品质较其他茬次要好;同一茬次不同刈割期,现蕾期的苜蓿营养价值较好。早刈割的苜蓿较幼嫩,营养品质高,适口性好,并且有利于植株再生,其干草和青贮的营养品质也较晚刈割的好。尹强等[6]的研究表明,在宁夏北部平原地区适宜的刈割期为初花期,刈割次数为4次;青岛地区适宜的刈割期为现蕾~初花期,刈割次数为5次。Joann F.S.Lamb等[7]的研究表明,苜蓿在不同收获期,不同生长季及不同产地的叶粗蛋白质有明显差异。总体研究表明,在现蕾~初花期刈割苜蓿营养价值较高。
1.2 刈割频次
刈割频次是指在每年植株的生长期内进行割草的次数。苜蓿的刈割频次主要受地区、气候等因素的影响,往往产量和刈割频次有着直接关系。不同品种的苜蓿生育期、耐刈性、再生性、产量以及营养价值都存在明显差异,导致在同样刈割频次下饲草产量、品质具有很大差异[8]。张静等[9]的研究表明,在青海地区不同刈割频次下草产量差异显著,一茬最高,二茬最低;粗蛋白质、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维含量都随刈割期顺序变化呈下降趋势。耿慧等[10]的研究表明,在苜蓿收获第一年刈割2次、翌年刈割3次,此收获方式的产量最高,是较为合理的刈割方式。戚志强等[11]的研究表明,连续高频刈割后延长收获间隔能够恢复苜蓿茎密度和其再生能力,但无法达到适宜刈割频次的水平。李娜等[12]的研究表明,多次刈割可提高苜蓿地上部分的生长速率,累积部分地上生物量。
1.3 刈割留茬高度
刘凤凤[13]的研究表明,现蕾期刈割留茬高度为3cm可提高苜蓿产量与品质。尹强[6]的研究表明,苜蓿适宜的刈割留茬高度为5~6cm,末次刈割为7~8cm。刘鹰昊等[14]的研究表明,苜蓿最适留茬高度为5~6cm,最适刈割期为初花期,刈割茬次为3次。卢强等[15]的研究表明,苜蓿留茬高度为5~8cm时其RFV和草产量较高,随着留茬高度的下降粗蛋白质含量随之下降,产量增加,茎叶比逐步增大。
2 添加剂在苜蓿干草上的应用
为了使刈割后的苜蓿能够及时干燥,往往要选择添加一些干草添加剂,以便在苜蓿干草收获干燥的同时避免虫霉杂菌的污染。国内外学者通过大量试验探讨了不同类型的干燥方法,喷施干燥剂是其中方法之一,就是将碱金属的盐溶液喷洒到植株表面,从而破坏植株内部结构进而加速植株干燥。干燥剂种类复杂多样,常见的干燥剂有K2CO3、Na2CO3、KOH、NaHCO3等。张晓娜等[16]的研究表明,喷洒2.5%的K2CO3溶液或喷洒2.5%的NaHCO3溶液并进行压扁处理,可以显著增加粗蛋白质含量和可消化物总量,有助于营养成分的保存。李伟军等[17]的研究表明,仅添加干燥剂处理苜蓿时以3%的K2CO3效果最佳;压扁苜蓿后使用2%NaHCO3作为干燥剂效果最好;压扁后使用K2CO3或NaHCO3处理的苜蓿干燥效果优于单处理的干燥效果。姚瑶[18]的研究表明,用3%浓度的K2CO3处理苜蓿具有最高的干燥速度,并能显著缩短干燥时间。
3 散草对苜蓿品质的影响
苜蓿刈割后,需要在田间或者晾晒场进行散草,使水分能够快速散失。散草宽度以及草条厚度都需要特别注意。王坤龙等[19]的研究表明,在散草条件下进行苜蓿干草调制较未散草效果好,干燥速度较快,叶片及营养成分保存效果最好,各调制处理苜蓿干草总体上消化特性较好。Ernesto Jahn B等[20]的研究表明,不同的日晒强度和散草宽度对苜蓿青贮干燥速率有明显影响,行距越大干燥速率越快,遮阳水平越高干燥速率越低。将收割的牧草干燥4~6 h,使水分降到40%~50%,然后用搂草机搂成草条继续晾晒,使水分降到35%~40%,再用集草机集成直径为0.5~1m的草堆,让草堆始终松散通风,直至完全干燥[21]。
4 翻晒对苜蓿品质的影响
刈割后的苜蓿通过翻晒加快干燥,是保证干草品质的关键。含水量为40%进行中度压扁,是适宜的干草田间调制方式。在干燥过程中,苜蓿含水量总体上呈现先快后慢的降低趋势,压裂程度越大、翻晒次数越多,苜蓿水分散失速度越快。中度压裂苜蓿营养物质的保存优于未压裂和重度压裂的苜蓿,中度压扁再翻晒1次为适宜的苜蓿干草田间调制方法[6,22~23]。赵金梅[24]在河西走廊进行的苜蓿干草调制过程中发现,该地区苜蓿刈割后晾晒28~32h并进行翻晒作业,可获得品质好、营养价值较高且能长期贮存的干草。Neres M.A.等[25]的研究表明,最有效保存干草营养价值的方法是初期在太阳下晾晒加上后期在通风棚晾晒。
5 捡拾打捆对苜蓿品质的影响
5.1 不同含水量下苜蓿干草的变化情况
在田间自然晾晒调制苜蓿干草时,其含水量降到18%以下可以进行安全贮藏[26]。水分过高会引起发霉发热,导致苜蓿品质下降甚至腐烂变质。适宜的含水量不仅能够保证家畜能得到适口性好的干草,而且还能够使苜蓿干草安全贮藏。吴良鸿等[26]的研究表明,采用小捆型、高水分打捆贮藏干草,干物质和粗蛋白质含量都有所提高。刘香萍等[27]研究了不同含水量打捆草中真菌的变化,发现高水分草捆中的真菌数量显著增加。王坤龙等[28]研究了不同含水量苜蓿的打捆质量,发现含水量高的干草将具有更高的产量和饲料价值,但其在贮藏时发霉变质的风险加大。史莹华[29]指出,苜蓿中的水分通常低于15%草产品的质量会更好。丁武蓉[30]研究了水分和复合添加剂对苜蓿干草贮藏品质的影响,发现高水分的干草可以在早期很好地保留干草的营养价值,但是与低水分的干草相比后期的营养保存效果相对较低。Buckmaster等[31]的研究表明,高水分的干草在贮藏后体外干物质消化率、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维和粗蛋白质表现都不是很好;贮藏后的品质表明,在较低的水分打捆干草有一定好处。张晓娜等[32]的研究表明,由于苜蓿叶片干燥速度较茎秆快,高水分打捆能够保存大量叶片,将其制成草捆时干草营养价值明显提高。高彩霞等[33]的研究表明,在高水分打捆时草产量、干物质以及粗蛋白质含量都明显高于低水分打捆时的干草。K.M.Wittenberg等[34]的研究结果表明,低水分打捆的干草要比中高水分下打捆的干草ADF、ADIN高出很多。Shan等[35]的研究结果表明,添加复合添加剂处理的高水分(27%)苜蓿干草经60d贮藏后,其营养成分和体外消化率均有不同程度的提高。
5.2 打捆密度及防霉剂的添加
合理的打捆密度能够保证苜蓿干草的生产量。研究发现,将打捆密度设置在100~120kg/m3时干草贮存效果最好[36~38,40]。为使苜蓿干草可以在高水分情况下打捆而不被各种真菌微生物污染,在不增加贮藏损失的情况下可添加合适比例的防霉剂减少收获损失,以保证乃至提高干草品质。常见的防霉剂以丙酸盐类为主,如丙酸钙、丙酸钠;也有将中草药作为防霉剂的,但是往往成本较高,一般不予考虑。张颖超等[38]的研究表明,苜蓿在水分含量为30%~35%、密度为120kg/m3、间隔20cm堆放、两台鼓风机每日鼓风干燥3h的情况下,营养品质保存较好。Al-Gaadi Khalid等[39]的研究表明,在正向割草、反向搂草、正向打捆时,苜蓿干草质量最好,其干物质损失最低,粗蛋白质损失最低。成启明等[40]对营养物质、饲用价值和体外消化特性的研究分析指出,苜蓿干草在高水分(29%~31%)、中密度(100kg/m3)打捆,并添加2%的氧化钙防霉剂,在贮藏过程中效果最好。丁武蓉等[41]在探索苜蓿高水分干草贮存技术时发现,添加复合抗真菌剂可以有效抑制干草贮藏过程中粗蛋白质的降解,减少干草中的非蛋白氮,达到有效保留干草粗蛋白质的目的,并可以增加干草中可溶性糖和灰分的含量,减少中性洗涤纤维和酸洗涤纤维的含量。刘海英[42]研究了防霉剂对干草捆品质和防霉效果的影响,发现给水分含量为20%、密度为100kg/m3的干草添加1%的CaO,其粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪含量明显优于对照组。贾玉山等[43]的研究确定,在苜蓿干草中复合天然防霉剂的最佳添加比例是1%CaO、0.3%陈皮和2%沸石粉。
6 贮藏管理
合理的贮藏方式能够最大限度的保留干草营养,获得较高的经济效益。一般而言,打捆后的干草在贮藏时分为棚内贮藏和露天贮藏。棚内贮藏时,草垛应选择在地势高、平坦且不易积水的地方,同时垛底用干树枝、秸秆或石子等垫高20cm以上。曹斌等[44]认为,码堆时草捆之间要留有通风口,以便草捆能迅速散发水分;底层草捆最好不要同地面直接接触,以免浸水引起霉变等。露天贮藏时,要做好防雨防潮防霉工作;上垛的干草含水量一定在15%以下,垛较大时为了避免垛过程中产生的热量难以散发,每隔50~60cm垫一层较硬的秸秆或树枝,便于散热[45]。草垛一般分为长形垛和圆形垛。对长形垛来说,一般垛底宽4m左右、垛肩宽4.5m左右,顶高6m左右,长度视贮草量而定,但不宜少于8m;而对于圆形垛来说,底部直径为4m左右,顶高5.5m左右。堆垛先从四周开始,把边缘先堆齐,然后再把中间填实,使得中间高于四周,逐层压实紧密。堆完垛后,垛顶应呈尖圆形,最后用稻草严密封盖垛顶,防止雨水浸入[46]。
7 小结
为了获得优质高产苜蓿干草,应在现蕾~初花期对苜蓿进行刈割,留茬高度5cm左右,以刈割三次为宜。刈割后应晾晒于田间或者晾晒场,可适量喷施干燥剂以便快速干燥,同时应注意晾晒时的草条厚度及宽度,并及时翻晒。在含水量低于15%时进行打捆,打捆密度可控制在100~120kg/m3,遇到阴雨天需要提前收获时,可在打捆前适当加入丙酸钙等防霉剂,从而保证苜蓿草捆品质。草捆草垛要贮藏在通风良好的地方,做好防霉防潮工作,注意草捆堆垛时的距离。只有通过科学合理的方法进行加工,才能获得优质的苜蓿干草,从而最大限度地开发利用人工种植的饲草并避免资源浪费,以实现畜牧业的可持续发展。