兩種機械收獲模式對苜蓿干草產量及品質的影響

景鵬成，魯為華，馬春暉，張凡凡，王樹林，靳省飛

(石河子大學動物科技學院，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】苜蓿(Medicagosativa)是當前我國乃至世界上種植面積最大的牧草品種，其蛋白質含量高、適口性好等營養特性成為牧草種植的首選[1-2]。苜蓿的干草收獲工藝分為3個環節，每個生產環節都會造成苜蓿干草品質及產量的下降[3]。不同的收獲方式及機械類型對苜蓿干草品質及產量的影響各有差異[4]，篩選出經濟適用的苜蓿干草收獲模式是非常有必要的。【前人研究進展】我國牧草收獲機械化水平對于牧草業的發展處于滯后狀態[5]。國外的牧草收獲工藝已達到了專業化、規模化、大型化、自動化的地步，這也是我國苜蓿干草收獲機械發展的方向[6]。我國將實現農業三元結構調整，苜蓿草作為實現農業可持續發展的首選飼料作物[7-8]，是畜牧業的朝陽產業。工藝方面還沒有成熟的體系[9]，我國的調制干草技術遠遠落后于我國畜牧業發展的需要[10]。【本研究切入點】目前我國干草收獲機械化技術含量低、可靠性不穩定，雖然也做了大量的研究，但是現階段苜蓿機械的研究還存在嚴重不足。研究不同機械收獲模式對苜蓿產量及品質的影響。【擬解決的關鍵問題】以新疆生產建設兵團兩種常用機械收獲模式為研究對象，研究不同機械收獲模式對苜蓿產量及品質的影響，為牧草產業發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地點位于新疆生產建設兵團第八師147團7連。地理坐標為N44°34′16.6″，E86°5′41.8″，海拔為357 m，屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候。日照充沛，年日照數為2 721～2 818 h；年降水量180～270 mm，年蒸發量1 900～2 200 mm。土壤質地為壤土。

試驗地為2塊相鄰的苜蓿地(品種為三得利)，面積均為6 hm2，種植模式為滴灌，行距30 cm，播種量為15 kg/hm2，采取常用田間管理方式。

試驗在第一茬苜蓿初花期進行，以人工取樣(CK)、CLAAS系列收獲模式和New Holland系列收獲模式為3個處理。表1

表1 兩種機械類型參數
Table 1 The parameters of two mechanical types

型號Model名稱Name動力Power幅寬Breadth(m)掛接Mount速率Speed(hm2/h)切割器Sickle刀盤/齒簧數Numberofcutter/toothspring(個)草捆規格Specifications(m)CLAAS割草機配套拖拉機2.1后三點懸掛,側置0.5～0.8旋轉式5/摟草機配套拖拉機2.5牽引式1/12/打捆機配套拖拉機1.65牽引式1.5齒輪驅動/1.0×0.45×0.35NewHolland割草機自帶動力渦輪增壓5.5自走式6.5MowMax切割器14/摟草機配套拖拉機2.59×2牽引式3/90×2打捆機配套拖拉機2.4牽引式5.5液壓驅動/1.5×1.2×0.9

1.2 方 法

1.2.1 產量測定

人工(CK)產量：采用樣方法測定。選取1 m2長勢均勻一致的苜蓿植株測定樣方內鮮草重，3次重復算出鮮草產量。另外取300 g左右鮮樣帶回實驗室，在65℃烘箱內烘至質量恒定，通過測定含水率計算干草產量[11-12]。

干草產量(kg/hm2)=鮮草產量×(1-水分含量(%))。

機械收獲產量：采用干草捆測產。經過刈割、摟草翻曬、打捆之后，1 hm2選3個草捆作為樣本，測定草捆的質量，數出1 hm2苜蓿草地的草捆數，并計算出苜蓿的干草產量(kg/hm2)。

干草產量(kg/hm2)=草捆質量×草捆數。

1.2.2 草捆指標

草捆水分用Wile 25草捆水分測定儀(型號：LI03-AL360073)測定。

草捆密度(kg/m3)=草捆質量/草捆體積。

1.2.3 營養品質

粗蛋白質(CP)采用凱氏定氮法測定，酸性洗滌纖維(ADF)和中性洗滌纖維(NDF)采用范氏洗滌法測定[13]，相對飼用價值(RFV)可用NDF和ADF計算得出[14]：RFV=DMI×DDM/1.29；DMI=120/NDF；DDM=88.9-0.779×ADF，式中：DMI為干物質采食量，DDM為可消化干物質。

1.3 數據處理

試驗數據用Excel進行整理和繪圖，采用DPS 12.26軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 苜蓿草捆指標及干草產量

研究表明，不同的機械類型所處理的草捆水分和密度各不相同，產量也有所差異。New Holland機械生產的草捆水分和密度分別為16.45%和238.43 kg/m3，CLAAS機械生產的草捆水分和密度分別為18.58%和150.20 kg/m3，二者差異極顯著(P<0.01)。表2

不同處理方式對苜蓿的干草產量也有影響，CK的干草產量最高，達到5 019.11 kg/hm2，New Holland機械和CLAAS機械收獲的干草產量分別為4 915.71和4 492.74 kg/hm2，與CK相比，都表現為差異顯著(P<0.05)。表2

表2 不同類型機械下苜蓿草捆指標及干草產量變化
Table 2 Effects of Different Types of Mechanical on Alfalfa Bundle Index and hay Yield

處理Treatment草捆水分Moisture(%)草捆密度Density(kg/m3)產量Yields(kg/hm2)CK//5019.11±166.90aACLAAS18.58±0.3358aA150.20±3.9597bB4492.74±108.51bANewHolland16.45±0.2334bB238.43±2.1834aA4951.71±106.95aA

注：同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差極異顯著(P<0.01)

Note: The different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05), different capital letters indicate significant difference (P<0.01)

2.2 不同處理對苜蓿粗蛋白含質量的影響

苜蓿干草收獲的3個環節中，粗蛋白質的含量隨著收獲過程的進行在發生變化，不同機械作業時的粗蛋白質損失率也各不相同。苜蓿鮮草在New Holland和CLAAS兩種機械刈割后測定粗蛋白質的含量分別為18.21%和18.13%，與CK含量18.59%相比，差異不顯著(P>0.05)，兩種機械刈割后粗蛋白質含量互相比較，差異也不顯著(P>0.05)。圖1

苜蓿鮮草在干燥過程中的粗蛋白質含量最容易損失，尤其是在摟草翻曬環節。New Holland機械摟草翻曬后粗蛋白質含量為17.77%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機械摟草翻曬后粗蛋白質含量為13.75%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；2種機械摟草翻曬后粗蛋白質含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

不同機械作業在打捆后的粗蛋白質含量存在差異。New Holland機械打捆后的粗蛋白質含量為16.27%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機械打捆后的粗蛋白質含量為13.75%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機械打捆后粗蛋白質含量互相比較，差異顯著(P<0.05)。圖1

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平上差異顯著

Note: Small letters indicate significant difference atP< 0.05 level

圖1 不同處理下苜蓿粗蛋白質含量變化
Fig.1 The content of crude protein of Alfalfa under different treatments

2.3 不同處理對苜蓿中性洗滌纖維含量的影響

在苜蓿干草收獲過程中，不同機械作業對中性洗滌纖維含量也有影響。苜蓿經過New Holland和CLAAS兩種機械刈割后測定的中性洗滌纖維含量分別為45.70%和46.35%，與CK相比，差異都不顯著(P>0.05)；兩種機械刈割后中性洗滌纖維含量互相比較，差異也不顯著(P>0.05)。

中性洗滌纖維的含量在摟草翻曬等干燥環節也在發生著變化，不同機械作業后的中性洗滌纖維的含量各不相同。New Holland機械摟草翻曬后中性洗滌纖維的含量為47.07%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機械摟草翻曬后中性洗滌纖維的含量為48.57%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機械摟草翻曬后中性洗滌纖維含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

研究表明，不同機械作業在打捆后的中性洗滌纖維含量存在差異。New Holland機械打捆后中性洗滌纖維含量為48.07%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機械打捆后中性洗滌纖維含量為50.05%，與CK相比，差異極顯著(P<0.01)；兩種機械打捆后中性洗滌纖維含量互相比較，差異顯著(P<0.05)。圖2

注：不同小寫字母表示不同處理間在P<0.05水平上差異顯著；不同大寫字母下同表示不同處理間在P<0.01水平上差異極顯著。下同

Note: Small letters indicate significant difference atP< 0.05 level; Large letters indicate significant difference atP< 0.01 level. The same below. The same as below

圖2 不同處理下苜蓿NDF含量變化
Fig.2 NDF content of Alfalfa under different treatments

2.4 不同處理對苜蓿酸性洗滌纖維含量的影響

酸性洗滌纖維的含量在不同機械作業后有所不同，各個生產環節的酸性洗滌纖維的含量也存在差異。苜蓿經過New Holland和CLAAS兩種機械刈割后測定的酸性洗滌纖維含量分別為35.74%和36.02%，與CK相比，差異都不顯著(P>0.05)；兩種機械刈割后酸性洗滌纖維含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

在摟草翻曬環節，New Holland機械摟草翻曬后酸性洗滌纖維的含量為38.34%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機械摟草翻曬后酸性洗滌纖維的含量為40.07%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機械摟草翻曬后酸性洗滌纖維含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

研究表明，苜蓿干草經過2種機械打捆后的酸性洗滌纖維含量各有不同。New Holland機械打捆后酸性洗滌纖維含量為38.86%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機械打捆后酸性洗滌纖維含量為41.12%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機械打捆后酸性洗滌纖維含量互相比較，差異不顯著(P>0.05)。圖3

2.5 苜蓿干草相對飼用價值

不同的機械作業在不同的收獲階段苜蓿干草相對飼用價值變化動態顯示，苜蓿經過New Holland和CLAAS兩種機械刈割后苜蓿干草的RFV值分別為124.29%和122.11%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；兩種機械刈割后測定的苜蓿干草的RFV值互相比較，差異不顯著(P>0.05)。

在摟草翻曬環節，New Holland機械摟草翻曬后測定的苜蓿RFV值為114.66%，與CK相比，差異不顯著(P>0.05)；CLAAS機械摟草翻曬后測定的苜蓿RFV值為112.66%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；兩種機械摟草翻曬后測定的苜蓿RFV值相互比較，差異不顯著(P>0.05)。

在打捆環節，苜蓿干草經過2種機械打捆后的RFV值差異較大。New Holland機械打捆后苜蓿RFV值為113.45%，與CK相比，差異顯著(P<0.05)；CLAAS機械打捆后苜蓿RFV值為105.69%，與CK相比，差異極顯著(P<0.01)；兩種機械打捆后苜蓿RFV值相互比較，差異顯著(P<0.05)。圖4

圖3 不同處理下苜蓿ADF含量變化
Fig.3 ADF content of Alfalfa under different treatments

圖4 不同處理下苜蓿干草RFV值變化
Fig.4 RFV value of alfalfa hay under different treatments

3 討 論

3.1 苜蓿草捆是苜蓿干草運輸貯藏的主要形式，也有利于苜蓿干草中營養物質的有效保存。水分和密度是草捆的2個重要的指標，水分含量越小，發生霉變的機率越小，貯藏越安全；草捆在貯藏時密度與水分同時達標才可以很好的保存其營養物質，在草捆的安全水分下打捆時，草捆的密度越大，干草養分損失越小[15]。2種不同類型的機械在經過相同的生產環節后所打草捆指標有所差異，New Holland機械作業后的草捆水分比CLAAS機械業后的草捆水分含量低，這是因為不同的機械作業對苜蓿草的莖稈壓扁程度不同，也有可能是苜蓿在樓草翻曬環節作業的程度有差異，造成苜蓿草在2種機械作業時水分散失存在差異。

3.2 苜蓿干草產量是衡量苜蓿生產能力的重要指標[16]，產量的高低與苜蓿的品種、施肥、管理模式及收獲過程有很大的關聯[17]。不同的機械作業對苜蓿的產量有一定的影響，New Holland機械收獲的苜蓿產量顯著高于CLAAS機械收獲的產量，這是由于New Holland機械作業對苜蓿的葉片及莖稈損失較小；CLAAS機械作業會在各個生產環節使苜蓿草的葉片脫落，尤其是在摟草翻曬環節最容易造成苜蓿葉片脫落，因此造成產量下降。

3.3 苜蓿干草品質的優劣取決于其營養成分的含量，而CP、NDF和ADF的含量是衡量苜蓿營養價值的主要指標[18]。苜蓿葉片是富含蛋白質的組織[19]，在收獲過程中苜蓿葉片的保存率與苜蓿干草的CP含量成正相關，與NDF和ADF的含量成負相關[20]。研究通過2種機械對苜蓿干草收獲后表明，在一定程度上2種機械作業都或多或少地降低了苜蓿的營養價值，但是每個生產環節的營養損失各不相同。在刈割環節，2種機械作業對于苜蓿的CP、NDF和ADF含量影響不大，這是因為苜蓿刈割時水分含量大，葉片及莖稈損失較小；而在摟草翻曬及打捆環節，2種機械作業對于苜蓿的CP、NDF和ADF含量影響顯著，使得苜蓿干草的CP含量降低，NDF和ADF的含量有所升高，究其原因是苜蓿的養分流失與晾曬時間成正相關。苜蓿在干燥過程中隨著日光漂白時間的加長，苜蓿葉片隨著水分的降低發生脫落，CP含量自然下降，NDF和ADF含量也隨著牧草呼吸作用的加長而有所升高。New Holland機械作業時采取莖稈包葉的工作模式，在摟草翻曬時使苜蓿莖稈將葉片包在里面，防止葉片損失，有效的保存了苜蓿的CP含量，NDF和ADF含量也隨之降低；CLAAS機械作業時間比New Holland機械長，葉片損失也較嚴重，因此，CLAAS機械作業收獲的苜蓿養分流失較高。

3.4 相對飼用價值(RFV)是衡量干草品質的重要指標，RFV值越高表明飼用價值越高[21]。2種機械作業收獲的苜蓿干草RFV值存在差異，在各階段收獲的干草New Holland機械作業RFV值高于CLAAS機械作業的RFV值，這是因為不同的機械作業對苜蓿的粗纖維含量降低程度不同，養分損失也各不相同。

4 結 論

4.1 New Holland機械作業生產的草捆水分較CLAAS機械作業的低2.13%，密度也是其1.5倍，更有利于草捆的保存，養分損失也較小。2種機械收獲的苜蓿干草產量差異不大。

4.2 苜蓿干草的CP含量與苜蓿品質成正相關。New Holland和CLAAS機械作業對苜蓿干草CP的影響存在差異，在刈割階段，CP損失分別為0.38%和0.46%，CP損失較小，二者差異不顯著(P>0.05)；摟草翻曬階段的CP損失分別為0.82%和2.84%，New Holland機械顯著比CLAAS機械CP損失小；打捆環節CP損失分別為2.32%和4.84%，二者表現為差異顯著(P<0.05)。

4.3 刈割階段2種機械作業后苜蓿的NDF和ADF的含量都沒有大的變化；摟草翻曬和打捆階段，New Holland機械作業使苜蓿NDF和ADF的含量分別升高0.23%和2.53%，顯著低于CLAAS機械作業后的1.73%和5.31%；2種機械打捆后，New Holland機械使苜蓿NDF和ADF的含量分別升高1.23%和3.05%，也顯著低于CLAAS機械作業后的3.21%和5.1%。

4.4 2種機械作業后，RFV值在刈割階段變化不大；在摟草翻曬和打捆環節，New Holland機械使RFV值分別下降了6.49%和7.70%，顯著低于CLAAS機械作業后的8.49%和15.46%。

4.5 New Holland機械和CLAAS機械作業分別對苜蓿干草收獲進行作業，刈割階段苜蓿的各營養成分變化不大；而摟草翻曬和打捆階段，New Holland機械對于苜蓿的養分損失較小，顯著低于CLAAS機。兵團推廣New Holland機械收獲牧草的模式，降低苜蓿的營養損失，為畜牧業的發展提供優質的牧草。

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