影响苜蓿自然干燥的主要环境因子研究
2022-02-15刘丽英贾玉山范文强尹强成启明王志军
刘丽英,贾玉山,范文强,尹强,成启明,王志军*
(1.内蒙古自治区林业科学研究院,内蒙古呼和浩特 010010;2.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试验室,草地资源教育部重点实验室,内蒙古 呼和浩特 010011;3.中国农业科学院草原研究所,内蒙古 呼和浩特 010010;4.贵州大学动物科学学院,贵州 贵阳 550025)
紫花苜蓿(Medicago sativa)因其营养和饲用价值较高,已经成为全球草食家畜养殖和饲草种植的首选牧草。苜蓿在养殖业中应用比重较大,其作为饲草料的加工方式较多,通过国内外养殖业的成功经验和发展态势来看,苜蓿干草是当前国内外畜牧业发展所使用的主要饲草类型[1],在养殖业中可作为高品质粗饲料替代精料或用作配合饲料[2]。
干草品质是影响家畜健康和畜产品安全的重要因素[3-5],优质苜蓿干草调制过程中对调制技术和气候条件要求较高。目前,我国苜蓿种植面积大,但生产的优质苜蓿干草所占比例较低,在养殖业中自给不足[6-7],市场竞争力差,主要依赖进口解决养殖业中优质苜蓿干草短缺问题。因此,国内牧草加工方面的研究人员为提升苜蓿干草市场竞争力,进一步完善我国苜蓿产业链,探究苜蓿干草调制过程中环境因素对干草品质耗损的影响成为多年来的研究主题,此问题在国外也是主要研究热点。雨淋和阴天潮湿是影响苜蓿干草品质的主要环境因素,雨淋可使苜蓿粗蛋白损失率达35%左右[8],连续阴雨天可使苜蓿营养物质损失50%以上[9]。阴天潮湿也会增加苜蓿呼吸作用造成的营养损失,正常条件下,苜蓿晾晒一天由呼吸作用造成的营养物质损失率可达4%,晴朗干燥和阴天潮湿两种条件下,呼吸作用造成的损失率分别为2%~8%和16%[10]。试验表明,光照强度是引起苜蓿叶绿素、胡萝卜素流失的主要因素,苜蓿晾晒24 h胡萝卜素损失约为75%,80 h左右约为83%,1周后损失约为96%[11-12]。苜蓿晾晒过程中,太阳辐射强度、温度、风速和空气湿度对干燥速率的影响较大,干燥速率与辐射强度、温度、风速均呈正相关性,而与空气湿度呈负相关性。其中太阳辐射与干燥速率的相关性最大,在太阳辐射强、弱两种条件下苜蓿干燥速率最大可相差10倍[13-15]。此外,温度是影响苜蓿干草品质的主要因素,温度对干燥过程中苜蓿粗蛋白和粗纤维的影响最大,高温热风条件下可获得高蛋白、低纤维的优质干草[16]。目前,收获技术和气候条件是制约我国优质苜蓿干草生产的关键难题。苜蓿干燥过程中收获技术对干草品质影响的研究较多,技术条件相对成熟。但生产中不可控的气候条件已经成为影响优质苜蓿干草生产的关键因素,环境因子对苜蓿干草品质的影响还缺乏具有针对性和系统性的研究,没有直观的研究结果揭示影响苜蓿自然干燥的主要环境因子和最佳环境条件。尤其我国北方地区,9月最后一茬苜蓿干草调制(现蕾期至中花期)与雨季同期,苜蓿干草品质较差。因此,研究影响苜蓿自然干燥的主要环境因子势在必行,可为后续研究苜蓿干草调制过程中营养物质对环境因子的响应机制奠定重要的理论基础。
试验以北方地区常见栽培品种-“WL 232HQ”紫花苜蓿为研究材料,通过测定苜蓿自然干燥过程中环境因子对水分、叶绿素、主要营养物质等含量及其变化规律的影响,确定苜蓿自然干燥过程中影响苜蓿干燥速率、干草色泽以及营养品质的主要环境因子,为北方地区制定优质苜蓿的大田生产调控策略提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点及概况
试验地点位于包头市九原区哈林格尔镇,试验在包头市鑫泰农业科技有限公司苜蓿种植基地E 110°27″,N 40°17″进行,春季干旱多风,夏季温和短促,秋季凉爽温差大,冬季寒冷漫长。种植大田地势平坦,采用常规的施肥和灌溉管理,试验期内苜蓿长势均匀。
1.2 试验设计
于2018年以试验基地种植的北方常见种-“WL 232HQ”紫花苜蓿为原料开展小区晾晒试验。试验设置3个3 m×10 m的试验小区(3次重复),分别在苜蓿不同茬次(3茬次)、不同生育期(现蕾期、初花期、中花期)进行晾晒试验。并在试验小区设置野外气候观测站,记录试验期内的环境数据。每期试验均在上午8点进行人工刈割,留茬5~6 cm,晾晒厚度10 cm,晾晒过程中翻晒1次(苜蓿水分含量在40%~45%),当苜蓿水分含量达到15%左右时结束晾晒。试验在晾晒过程中的0、4、12、24、48、72 h及结束晾晒(T h)等时间进行取样,取苜蓿茎、叶测定其干燥速率,取整株测定其叶绿素及营养物质含量。苜蓿不同收获期内的天气状况及主要环境因子平均参数见表1。
表1 苜蓿不同收获期内的天气状况及主要环境因子平均参数Table 1 The weather conditions and aver age parameters of main envir onmental factors in different har vest periods of alfalfa
1.3 测定指标及方法
1.3.1 测定指标 主要测定指标有:水分含量(moisture content,Gn)、干燥速率(drying rate,Vn)、总叶绿素含量(chlorophyll,CT)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)、粗蛋白(crude protein,CP)、相对饲用价值(relative feeding value,RFV)、太阳辐射强度(daily solar radiation intensity,RN)、气温(air thermodynamic temperature,Ta)、地面温度(soil temperature,Soil_T)、风速(wind speed,WS)、空气湿度(air relative humidity,RH)、地面湿度(soil water,Soil_W)、大气水势(atmospheric water potential,ψ大气)。
1.3.2 测定方法Gn采用减重法测定[17]。Vn根据水分含量计算获得,计算公式:Vn=(Gn-Gn+1)/Tn,式中:n是不同取样时间点,T是取样间隔时间长度[17]。CT含量采用分光光度计法测定[18]。CP、NDF、ADF测定方法具体参见《饲料分析及饲料质量检测技术》[17]。相对饲用价值根据NDF、ADF计算得出,计算公式:DMI(%BW)=120/NDF(%DM),DDM(%DM)=88.9-0.779×ADF(%DM),RFV=DMI×DDM/1.29,DM采用烘干恒重法测定[19],其中DMI(dry matter intake)为干物质采食量,BW(body weight)为试验动物体重,DM(dry matter)为干物质,DDM(digestible dry matter)为可消化干物质。各环境因子通过野外气候观测站监测获得。大气水势根据Ta、RH计算得出,计算公式:ψ大气=0.46248×TalnRH。
1.4 数据分析
采用Microsoft Excel 2007软件进行数据处理和绘制图表,采用SAS 9.1.3和SPSS 20.0分别进行数据方差分析和双因素相关性分析。
2 结果与分析
2.1 环境因子对不同收获期苜蓿干燥速率的影响
2.1.1 不同收获期干燥速率的比较 不同收获期苜蓿叶、茎的平均干燥速率及干燥过程中不同时间段干燥速率的变化规律见表2和图1~3。从各茬苜蓿干燥速率曲线可以看出,0~12 h的苜蓿叶、茎干燥速率较快,12 h后干燥速率逐渐减小;第1茬、第2茬苜蓿水分降至40%~45%所需时间为12 h,第3茬苜蓿所需时间为24 h。各收获期苜蓿叶的平均干燥速率均高于茎,0~12 h叶的干燥速率高于茎,12 h后逐渐降低,干燥后期,叶干燥速率低于茎。从各茬次不同苜蓿的干燥速率可以看出季节和环境条件对干燥速率的影响,第1茬苜蓿现蕾期和初花期,叶、茎平均干燥速率较低,曲线呈起伏下降趋势,在12~24 h呈现负值,主要因刈割前有降水,大气水势较大,有夜间返潮现象,中花期干燥条件较好,叶、茎的平均干燥速率较快,曲线呈均匀下降趋势;第2茬苜蓿因干燥期内气候干燥天气晴朗,3个花期叶、茎平均干燥速率整体较高,且叶、茎干燥速率均为正值,无返潮现象,曲线呈均匀下降趋势;第3茬苜蓿各收获期叶、茎平均干燥速率均较低,曲线均呈起伏下降趋势,在多个时间段呈现负值,曲线波动较大,夜间返潮现象严重,主要因第3茬各收获期处于秋季,低温多雨,大气水势较大,不利于干燥(图1~3)。
图1 第1茬苜蓿叶、茎各时间段干燥速率变化曲线Fig.1 The variation curve of the drying rate of first crop alfalfa leaf and stem in each time period
表2 不同收获期叶、茎平均干燥速率Table 2 The average drying rate of leaves and stems in different harvest periods(%·h-1)
2.1.2 干燥速率与环境因子的相关性 环境因子与干燥速率的相关性见表3。通过苜蓿干燥过程中各时间段的干燥速率与环境因子的相关性分析可以看出,苜蓿茎的干燥速率与RN和Ta呈极显著正相关性,与ψ大气及RH呈极显著负相关性(P<0.01),与WS、Soil_T呈显著正相关性,与Soil_W呈显著负相关性(P<0.05);苜蓿叶的干燥速率与RN和Ta呈极显著正相关性(P<0.01),与WS呈显著正相关,与RH、ψ大气呈显著负相关(P<0.05)。综上,太阳辐射强度、气温、风速以及大气水势是影响苜蓿干燥的主要环境因素,而地面温、湿度对苜蓿茎的干燥有一定影响。
表3 环境因子与干燥速率的相关性Table 3 The correlation between environmental factors and drying rate
2.2 环境因子对不同收获期苜蓿总叶绿素含量的影响
图2 第2茬苜蓿叶、茎各时间段干燥速率变化曲线Fig.2 The variation curve of the drying rate of second crop alfalfa leaf and stem in each time period
图3 第3茬苜蓿叶、茎各时间段干燥速率变化曲线Fig.3 The variation curve of the drying rate of third crop alfalfa leaf and stem in each time per iod
2.2.1 不同收获期总叶绿素含量的比较 不同收获期总叶绿素含量及损失率见表4。根据苜蓿各收获期的不同晾晒时间段叶绿素含量可知,随着苜蓿生长发育,叶绿素含量逐渐增多,成熟茎叶的叶绿素含量较多。叶绿素含量随着干燥时间的延长逐渐下降,第1、第2茬苜蓿在0~12 h叶绿素损失率分别为20%~23%、21%~24%,第3茬0~24 h叶绿素损失率高达36%~38%,12 h后各茬苜蓿在单位时间内叶绿素的损失逐渐减小。从各茬次不同收获期叶绿素含量的变化规律可知:第1茬现蕾期和初花期干燥后期叶绿素含量较少,主要原因是晾晒期间空气湿度较大、大气水势较小,干燥时间均较长,所以叶绿素损失较大,而中花期干燥环境条件较好,干燥后期叶绿素含量最大,叶绿素损失率由大到小顺序为现蕾期,初花期,中花期,差异显著(P<0.05);第2茬苜蓿各收获期天气条件较好,干燥时间较短,晾晒后期叶绿素含量由大到小顺序为:中花期,初花期,现蕾期,3个花期晾晒过程中叶绿素损失率整体较小,差异不显著(P>0.05);第3茬苜蓿各收获期干燥环境条件较差,干燥时间均较长,晾晒后期叶绿素含量整体偏低,叶绿素损失率均较大,叶绿素含量由大到小顺序为:中花期,初花期,现蕾期,叶绿素损失率由大到小顺序为:现蕾期,初花期,中花期,中花期与现蕾期相比差异显著(P<0.05)。
表4 不同收获期总叶绿素含量及损失率Table 4 Total chlorophyll content(mg·g-1)and loss rate(%)in different harvest periods
2.2.2 总叶绿素含量与环境因子的相关性 通过苜蓿干燥过程中各时间段叶绿素含量与环境因子的相关性分析可以看出(表5),苜蓿总叶绿素含量与RN呈极显著负相关,与Ta呈极显著正相关(P<0.01),与WS呈显著负相关(P<0.05)。与ψ大气、RH、Soil_T及Soil_W相关性不显著(P>0.05)。结果表明,太阳辐射强度以及气温是影响苜蓿干草叶片色泽的主要环境因素,而风速对苜蓿叶绿素含量也有显著影响。
表5 环境因子与总叶绿素含量的相关性Table 5 The correlation between environmental factors and total chlorophyll content
2.3 环境因子对不同收获期苜蓿主要营养成分含量的影响
2.3.1 不同收获期主要营养成分含量的比较 根据苜蓿各收获期的不同晾晒时间段营养成分含量(表6)可知,随着干燥时间延长,CP、RFV呈下降趋势,NDF、ADF呈上升趋势,其中第1、第2茬苜蓿0~12 h CP损失率分别为6%~14%和4%~9%、NDF比例分别上升了10%~12%和4%~11%、ADF比例分别上升了7%~9%和6%~8%、RFV损失率分别为7%~16%和7%~14%,第3茬苜蓿0~12 h CP损失率为7%~17%、NDF比例上升了8%~14%、ADF比例上升了11%~14%、RFV损失率为14%~21%,12 h后各茬苜蓿在单位时间内营养物质的损失率或上升率逐渐减小。从各茬次不同收获期营养物质含量的变化规律可知,第1茬干燥后期CP含量和RFV值大小顺序为:现蕾期>初花期>中花期,NDF和ADF含量大小顺序为:中花期>初花期>现蕾期,因现蕾期和初花期晾晒环境条件较差,干燥时间较长,营养物质损失或上升率均较大,而中花期干燥环境条件较好,干燥时间短,干燥后期各养分损失或上升率较小,大小顺序为:现蕾期>初花期>中花期,差异显著(P<0.05);第2茬苜蓿各收获期天气条件较好,干燥时间均较短,晾晒后期各养分含量均较高,CP含量和RFV值大小顺序为:现蕾期>初花期>中花期,NDF和ADF含量大小顺序为:中花期>初花期>现蕾期,各养分损失或上升率的大小均为:中花期>初花期>现蕾期,中花期各养分损失或上升率与现蕾期、初花期相比差异显著(P<0.05);第3茬苜蓿各收获期干燥环境条件较差,干燥时间均较长,晾晒后期各养分含量整体偏低,CP含量大小顺序为:中花期>初花期>现蕾期,RFV值大小顺序为:初花期>中花期>现蕾期,NDF含量大小顺序为:中花期>现蕾期>初花期,ADF含量大小顺序为:现蕾期>中花期>初花期,各养分损失或上升率的大小顺序均为:现蕾期>初花期>中花期,差异显著(P<0.05)。
表6 不同收获期主要营养成分含量及损失率Table 6 Main nutrient content(DM%)and loss rate(%)in different harvest periods
2.3.2 主要营养成分含量与环境因子的相关性 通过苜蓿干燥过程中各时间段主要营养物质含量与环境因子的相关性分析可以看出(表7),苜蓿CP含量与WS呈极显著负相关,与Ta呈极显著正相关(P<0.01),与RH和ψ大气呈显著负相关(P<0.05);NDF和ADF含量与RH呈极显著正相关(P<0.01),与Ta呈显著负相关(P<0.05),与ψ大气呈显著正相关(P<0.05);RFV值与RH呈极显著负相关(P<0.01),与Ta有显著正相关性,与WS和ψ大气有显著负相关性(P<0.05)。综合评定干燥过程中各营养物质与环境因子相关性系数的大小,结果表明,RH、Ta以及ψ大气是影响苜蓿干草主要养分含量的重要环境因素,而风速对苜蓿CP和RFV有一定影响。
表7 环境因子与主要营养物质含量的相关性Table 7 The cor r elation between envir onmental factors and main nutrients content
3 讨论
3.1 环境因子对不同收获期苜蓿干燥速率的影响
苜蓿晾晒过程中营养物质随着干燥时间的延长逐渐减少,因此干燥速率是决定干草营养品质高低的重要因素。苜蓿水分散失规律主要有生理变化和生化变化两个阶段[20-21],前一阶段的水分散失较快,一般需8~9 h,在苜蓿水分降到40%左右时进入生化干燥阶段,此阶段水分散失较慢,一般需1~2 d以上。其中苜蓿茎的角质层有蜡质,且表面积小于叶,其水分散失速率较叶片慢[13]。本研究与上述结论基本一致,第1、第2茬苜蓿生理干燥所需时间均为12 h,0~12 h干燥速率较快;第3茬苜蓿因干燥期气候条件差,生理干燥时间较长,为24 h,0~24 h干燥速率较快。本研究中各收获期苜蓿叶片的干燥速率均高于茎,符合苜蓿茎、叶的干燥规律,生化干燥阶段茎的干燥速率逐渐快于叶,主要是由于晾晒初始阶段叶片干燥速率大于茎,8~12 h后叶片水分含量先于茎下降到40%进入生化干燥阶段,水分散失速率开始逐渐减小,而茎水分含量较大,水分散失速率随着时间延长会逐渐大于叶片。
苜蓿生理和生化干燥过程受环境因素影响较大,晴朗、干燥、微风条件下会缩短两个干燥阶段所需时间,陈辉[22]研究指出苜蓿生理干燥阶段可缩短1~3 h,阴天、潮湿、无风条件下会延长所需时间。所有环境因素中天气是否晴朗对苜蓿干燥速率的影响最大,阴雨天会使苜蓿干燥时间延长[23-25]。本试验中第1茬苜蓿的现蕾期和初花期晾晒过程中天气潮湿,在夜间出现返潮现象,因此苜蓿干燥速率较慢,干燥时间分别为168和120 h,第1茬的中花期和第2茬苜蓿在晾晒期内天气晴朗、干燥、有微风,所以干燥速率较快,干燥时间均为96 h,而第3茬苜蓿收获期处于秋季,晾晒期内环境较差,低温、多雨、潮湿,因此干燥速率整体较慢,干燥时间分别为336、144和144 h。有关研究表明太阳辐射可增加气温、降低空气湿度,加速植物的蒸腾速率和干燥速率[14-15],Moot等[26]研究发现,天气晴朗时,太阳辐射与干燥速率相关性最大,苜蓿晾晒初始80%的能源来源于太阳辐射,表层苜蓿吸收的辐射能是其下2 cm的2倍。空气湿度大时,强、弱太阳辐射下的苜蓿干燥速率相差约为10倍[13]。气温升高可加速苜蓿蒸腾作用和水分散失速率,是影响苜蓿干燥的重要环境因素。空气湿度对干燥速率影响较大,湿度大时,苜蓿植株与大气水势差较小,不利于苜蓿水分的蒸腾散失,摊晒厚度较大时,空气湿度对干燥速率的影响要大于气温[27]。风速可通过增加空气对流降低空气湿度,加快苜蓿干燥速率。此外,土壤表层的温、湿度对苜蓿干燥也有一定影响,表层土壤温度较高可促进苜蓿水分散失,湿度较大会导致苜蓿出现返潮现象,降低干燥速率[28]。本研究中,无雨淋情况下,太阳辐射强度与苜蓿干燥速率相关性最大,其次分别为气温、大气水势和空气湿度,均有极显著相关性,风速与干燥速率有显著相关性,而地表温、湿度对苜蓿茎的干燥有一定影响,因大气水势是根据气温和空气湿度计算所得,所以太阳辐射强度、气温、空气湿度及风速是影响苜蓿干燥速率的主要环境因素,本研究结论与上述研究结论基本一致。
3.2 环境因子对不同收获期苜蓿总叶绿素含量的影响
干草色泽是衡量其营养品质的重要表观特征[29]。因此,分析苜蓿干燥过程中叶绿素含量的变化规律及环境因素对叶绿素的影响程度,是研究苜蓿优质干草生产的重要环节。苜蓿干燥过程中叶绿素的变化规律与苜蓿干燥机理息息相关。苜蓿生理干燥阶段,植株体内细胞还未全部死亡,生理变化是以呼吸作用为主导的异化代谢过程,植物体内的叶绿素等小分子物质及营养物质易被分解流失;随着苜蓿水分散失进入生化干燥阶段,体内细胞死亡,生化变化是以酶分解营养物质为主的代谢过程,叶绿素及营养物质的损失会随着生化干燥阶段持续时间的延长而增加[30]。本试验中叶绿素含量的变化与上述规律一致,在0~12 h苜蓿进行生理干燥,叶绿素流失最大,12 h后苜蓿逐渐进入生化干燥阶段,单位时间内叶绿素的损失率逐渐减小,叶绿素含量随干燥时间延长而减少。
由于叶绿素属于小分子活性物质,在苜蓿干燥过程中易分解流失,因此环境因素对其影响较大。所有环境因素中阴雨天对苜蓿叶绿素含量的影响最大,雨淋、潮湿会使苜蓿干燥时间延长[23-25],进而导致叶绿素损失增加。本试验中第3茬苜蓿收获期处于秋季,晾晒期内环境较差,低温、潮湿、雨淋等因素使其干燥时间均较长,分别为336、144和144 h,叶绿素损失率均较大;第1茬苜蓿的现蕾期和初花期晾晒过程中天气潮湿,干燥时间分别为168和120 h,叶绿素损失率相对较大;第1茬中花期和第2茬3个花期的苜蓿在晾晒期内天气晴朗、干燥、有微风,干燥时间短,均为96 h,叶绿素含量损失率整体较小。无雨淋情况下,本试验中苜蓿叶绿素含量与太阳辐射强度呈极显著负相关;与气温呈极显著正相关,与风速呈显著负相关;而地面温度、地面湿度、空气湿度以及大气水势对叶绿素含量有一定影响。Cruz等[31]研究指出,太阳辐射虽有利于水分散失进而实现快速干燥,但阳光照射会使叶绿素、胡萝卜素等发生光化学反应受到分解损失,造成牧草色泽枯黄。光照漂白作用造成的叶绿素损失与光照时间、光照强度成正比[32]。高温可加速牧草干燥,对叶绿素无分解破坏作用,因此有利于保证调制干草的色泽。风速有利于牧草干燥,但会加大叶绿素的损失[33]。本试验研究结果与上述结论基本一致。
3.3 环境因子对不同收获期苜蓿主要营养成分含量的影响
营养成分是判别干草品质的重要指标[29]。苜蓿干燥过程中营养物质的变化规律受干燥机理影响,与上述叶绿素含量变化规律一致。本试验各收获期苜蓿在生理干燥阶段的CP含量损失率、RFV值降低率和NDF、ADF上升率最大,苜蓿逐渐进入生化干燥阶段后,单位时间内各营养物质的损失或上升率逐渐减小,各营养物质含量随干燥时间延长而减少或增加。其中,天气晴朗条件下,苜蓿生理干燥阶段(0~12 h)CP的损失率占整个干燥过程总损失率的24%~30%,NDF和ADF上升率占总上升率的20%~30%;阴雨潮湿气候下,苜蓿生理干燥阶段(0~12 h)CP的损失率占整个干燥过程总损失率的35%以上,NDF和ADF上升率占总上升率的40%以上。
苜蓿干燥过程中营养物质含量受环境因素影响较大。所有环境因素中阴雨天对苜蓿各营养物质含量的影响最大,雨淋、潮湿会使苜蓿干燥时间延长[34-37],进而导致营养物质损失或上升率增加。本试验中第3茬苜蓿收获期处于秋季,晾晒期内环境较差,受低温、潮湿、雨淋等因素影响,其干燥时间均较长,分别为336、144和144 h,CP含量的损失率、NDF和ADF含量的上升率以及RFV值下降率均较大;第1茬苜蓿的现蕾期和初花期晾晒过程中天气潮湿,干燥时间分别为168和120 h,各营养物质损失或上升率相对较大;第1茬中花期和第2茬3个花期的苜蓿在晾晒期内天气晴朗、干燥、有微风,干燥时间缩短均为96 h,CP含量的损失率、NDF和ADF含量的上升率以及RFV值下降率整体较小。无雨淋情况下,通过综合评定干燥过程中各营养物质损失率与环境因子相关性系数的大小,结果表明,RH、Ta以及ψ大气是影响苜蓿干草主要养分含量的重要环境因素,因ψ大气是根据气温和空气湿度计算所得,所以空气湿度和气温是影响营养物质含量的主要环境因素,而风速对苜蓿CP和RFV有一定影响。空气湿度和大气水势越高,气温越低,越不利于苜蓿干燥,营养物质损失或上升率越大;风速越大,越有利于干燥,CP的损失率和RFV值的下降率越小。郑先哲等[38]发现,空气湿度越大,牧草在晾晒过程中越容易吸收水汽,出现夜间返潮现象,使牧草干燥时间延长,营养物质损失加大;且空气湿度大易滋生霉菌,进而导致牧草霉变。温度是晾晒过程中影响牧草粗蛋白和粗纤维的主要因素,在温度140℃、热风0.65 m·s-1的条件下,干燥4 min即可获得高蛋白、低纤维的优质干草[16]。本研究结论与郑先哲等[38]研究结果一致。此外,微风可促进苜蓿干燥,一定范围内风速越大,干草营养物质损失率越低,但风速太大会增加牧草营养物质的流失。
4 结论
苜蓿自然晾晒过程中,影响其干燥速率的主要环境因素是:太阳辐射强度、气温、空气湿度和风速;影响苜蓿叶绿素含量的主要环境因素是:太阳辐射强度、气温和风速;影响苜蓿CP、NDF、ADF及RFV等营养物质的主要环境因素是:气温、空气湿度和风速,其中温度、风速对CP的影响极显著,空气湿度对NDF、ADF及RFV的影响极显著。
通过各收获期苜蓿干燥速率、叶绿素含量及主要营养物质含量的综合分析,苜蓿自然干燥的最佳环境条件是:温度日均值26.29~27.95℃,湿度日均值34.74%~36.71%,太阳辐射强度日均值268.36~422.33 W·m-2,风速日均值1.59~1.82 km·h-1。