不同干燥方式下高寒區燕麥青干草含水量與營養品質的關系

魏曉麗， 徐成體， 蒲小劍， 段娜寧， 郭常英， 彭 丹， 王 偉

（青海大學畜牧獸醫科學院，青海西寧 810016）

燕麥是高寒牧區主要糧飼兼用作物，具有抗病性強、耐貧瘠、糧飼皆可、生產潛力大、質量好、牲畜喜食等優點，是高寒牧區公認的穩產、高產、優質飼草料品種（周青平，2015；徐長林，2015；鮑根生，2008；蔡輝譽，2006）。青海省的燕麥種植面積達到一年生飼草種植面積的70%，燕麥的大面積種植有效地緩解了高寒地區的草畜壓力，推動了區域的發展（蔡輝譽，2006；楊海鵬，1989）。因此，針對燕麥的研究成為近幾年的熱點，但主要集中在引種、抗逆性等方面（蘇桐，2008；Jin，2006；Charlene，2004），而關于其青干草調制技術的研究相對較少。

青干草調制是指將天然或人工種植的草本飼用植物在營養價值及草產量最佳的時期刈割，經不同方法調制使其水分達穩定狀態，并能長期保存（熊德邵，1955）。優質青干草葉量豐富、顏色青綠、氣味芳香、質地柔軟、適口性好，并含較多的蛋白質、維生素和礦物質等養分，是草食家畜冬春季節必不可少的飼草，也是各種飼草加工企業的主要原料。青干草干燥方法分為自然干燥法與人工干燥法，人工干燥又分為化學干燥與物理干燥。自然干燥法是簡便易行，成本低廉，即在天氣狀況良好條件下，選擇最佳刈割時期割草，然后調制晾曬成青干草，該方法是使用最廣泛且成本最低的方法，但在進行自然干燥時氣溫、日照、風速等不可控因素較多，營養物質最易受損失（王成杰，1999）。人工干燥法中的化學干燥主要是添加干燥劑如K2CO3、防腐劑如氨與丙酸等，改變植物表皮結構，打開氣孔，加快失水，降低干草表面附著的真菌數量，有效地防止干草霉變，進而縮短干燥時間（Meredith，2010；Dulcet，2001；Meredith，1996；Narasimhalu，1992；Wittenberg，1990；Rotz，

1987；Tullberg，1978）。而人工干燥中的物理干燥法主要是指采用壓扁或壓裂莖稈、揉絲、草架晾曬等物理方法來提高飼草的干燥速率，進而減少葉片損失，從而提高青干草品質等（余成群，2010；周衛東，2006）。但有研究表明，直接采用機械烘干較化學干燥及其他物理干燥調制的青干草品質更佳（王偉，2019；裴彩霞，2000）。因此，機械干燥能有效保存牧草的營養價值，提高飼用品質。

綜上所述，合理調制青干草能最大程度保存牧草原有品質，而如何合理地調制燕麥青干草對高寒區畜牧業發展較為重要。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 試驗地位于青海省畜牧獸醫科學院實驗室，海拔2261 m，屬大陸性高原半干旱氣候，年平均日照為1939.7 h，年平均氣溫7.6℃，最高氣溫34.6℃，最低氣溫-18.9℃。

1.2 試驗設計 本試驗設計為不同燕麥干燥方式與不同含水量的雙因素（表1），每個處理5次重復。以抽穗期相對含水量為84%的全株加拿大燕麥品種為試驗材料，分別裝入網袋中，每個網袋裝入1 kg飼草，按試驗設計要求進行不同處理后，掛于干燥通風處晾曬，在其含水量為75%、60%、45%、30%、15%時，分別測定其所需時間與營養品質。

表1 試驗設計

1.3 測定項目與方法 相對含水量=（鮮重-干重）/鮮重×100%（Cop，2009）；粗蛋白質（CP）采用凱氏定氮法測定（Van soest，1991）；酸性洗滌纖維（ADF）、中性洗滌纖維（NDF）采用范式纖維分析法測定（Jonathan，1982）；粗灰分（Ash）采用燃燒法測定（Djavan，1999）；粗脂肪（EE）采用索式提取法測定（張麗英，2003）；可溶性糖（WSC）采用蒽酮比色法測定（張蜀秋，2011）；干物質（DM）將試驗樣品從105℃殺青30 min，65℃烘干至恒重，測量其干重，從而計算干物質含量（孫建平，2018）；相對飼用價值（RFV）：DDM=88.9-0.779×ADF；DMI=120/NDF（張吉鹍，2006），RFV=DMI（%BW）×DDM（%DM）/1.29。

1.4 數據處理 采用Excel整理數據，利用SPSS 26統計軟件對燕麥養分指標進行處理間差異顯著性分析和0.05水平的多重比較。

2 結果與分析

2.1 干燥過程中水分及養分變化特征 燕麥平均失水速率整體分為三段變化（圖1），前期平均失水速率急速下降，中期平均失水速率趨于平緩，后期平均失水速率再次下降。

圖1 不同階段平均失水速率

圖2～圖7所示為燕麥干燥過程中養分的變化。燕麥干燥過程中粗蛋白質含量呈下降趨勢，并且直線下降；可溶性糖含量呈先平緩后急速下降的趨勢；中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維均呈先緩慢上升，后加速上升的趨勢；粗脂肪與粗灰分呈下降趨勢，前期下降快，后期下降慢。

圖2 干燥過程中粗蛋白質含量的變化

圖3 干燥過程中可溶性糖含量的變化

圖7 干燥過程中粗灰分含量的變化

圖4 干燥過程中中性洗滌纖維含量的變化

圖5 干燥過程中酸性洗滌纖維含量的變化

圖6 干燥過程中粗脂肪含量的變化

2.2 不同干燥方式下燕麥青干草營養品質研究如圖8所示，不同干燥方式下燕麥在不同階段的平均失水速率整體呈先降低后平緩又降低的趨勢，這與前面所尋規律一致。同一含水量階段下不同干燥方式的平均失水速率間又有所差異，其中第一階段時，A處理顯著低于B、D、E處理（P＜0.05）；第二階段時，不同處理間無顯著差異；第三階段時，D處理顯著高于B、C、E處理（P＜0.05）；第四階段時，D處理顯著高于A、B、C處理（P＜0.05）。

圖8 不同處理下燕麥不同階段平均失水速率

2.2.1 粗蛋白質 粗蛋白質（CP）含量是評價飼草營養價值的重要指標之一，也是家畜必不可少的營養物質（侯建杰，2013）。如表2所示，燕麥粗蛋白質含量隨著含水量的降低逐漸降低。75%含水量時，不同處理間粗蛋白質含量無顯著差異；60%含水量時，C處理粗蛋白質含量顯著低于其他處理（P＜0.05）；45%、30%含水量時，B處理粗蛋白質含量顯著低于其他處理；15%含水量時，E處理粗蛋白質含量顯著高于B處理（P＜0.05），其他處理間無顯著差異。達到安全含水量時E處理的粗蛋白質含量最佳，其次是D處理。

表2 不同處理燕麥青干草粗蛋白質含量

2.2.2 可溶性糖 飼草儲存的養分主要是可溶性糖（WSC），因此可溶性糖含量的多少影響到飼草的適口性與營養水平（徐煒，2014）。如表3所示，燕麥可溶性糖含量隨含水量的降低而降低。75%含水量時，B處理的可溶性糖含量顯著高于CK、C處理（P<0.05）；60%含水量時，B、D處理的可溶性糖含量顯著高于CK、C處理（P<0.05）；45%、30%含水量時，C處理的可溶性糖含量顯著低于其他處理（P<0.05）；15%含水量時，E處理的可溶性糖含量顯著高于B、C處理（P<0.05）。達到安全含水量時E處理可溶性糖含量最佳，其次是D處理。

表3 不同處理燕麥青干草可溶性糖含量

2.2.3 酸性洗滌纖維 酸性洗滌纖維（ADF）含量直接影響飼草的消化率，其含量越高，飼草的消化率越低（馬春暉，2000）。如表4所示，燕麥酸性洗滌纖維含量隨含水量的降低逐漸升高。75%、60%含水量時，E處理的酸性洗滌纖維含量顯著低于其他處理（P<0.05）；45%、30%含水量時，C處理的酸性洗滌纖維含量顯著高于其他處理（P<0.05）；15%含水量時，D、E處理酸性洗滌纖維含量顯著低于A、B、C處理（P<0.05）。達到安全含水量時，E處理的酸性洗滌纖維含量最低，其次是D處理。

表4 不同處理燕麥青干草酸性洗滌纖維含量

2.2.4 中性洗滌纖維 如表5所述，隨著含水量的降低，燕麥中性洗滌纖維含量呈上升趨勢。75%、60%含水量時，E處理的中性洗滌纖維含量顯著低于其他處理（P<0.05）；45%含水量時，C處理的中性洗滌纖維含量顯著高于其他處理（P<0.05）；30%含水量時，B處理的中性洗滌纖維含量顯著高于其他處理（P<0.05）；15%含水量時，D處理的中性洗滌纖維含量顯著低于B、C處理（P<0.05）。達到安全含水量時，D處理的中性洗滌纖維含量最低，其次是E處理。

表5 不同處理燕麥青干草中性洗滌纖維含量

2.2.5 粗灰分 粗灰分（Ash）是反映飼草中無機物含量的指標（楊耀勝，2009）。如表6所述，隨著含水量的降低，燕麥粗灰分含量呈下降趨勢，但不同處理不同含水量間差異均不顯著。

表6 不同處理燕麥青干草粗灰分含量

2.2.6 粗脂肪 粗脂肪主要包含真脂肪、葉綠素、固醇類物質等，又稱乙醚浸出物。飼草中的粗脂肪（EE）能為牲畜提供能量（李陶，2008）。如表7所述，隨著含水量的降低，燕麥的粗脂肪含量呈下降趨勢。75%、60%含水量時，E處理的粗脂肪含量顯著高于其他處理（P<0.05）；45%含水量時，D處理的粗脂肪含量顯著高于CK、B、C處理（P<0.05）；30%、15%含水量時，D、E處理的粗脂肪含量顯著高于其他處理（P<0.05）。達到安全含水量時，E處理的粗脂肪含量最佳，其次是D處理。

表7 不同處理燕麥青干草粗脂肪含量

2.2.7 相對飼喂價值 如表8所示，隨著含水量的降低，燕麥相對飼喂價值降低。75%、60%、45%含水量時，E處理的相對飼喂價值顯著高于其他處理（P<0.05）；30%、15%含水量時，D、E處理的相對飼喂價值顯著高于其他處理（P<0.05）。達到安全含水量時，D處理的相對飼喂價值最優，其次是E處理。

表8 不同處理燕麥青干草相對飼喂價值

2.3 相關性分析 不同養分之間相關性分析結果表明（表9），CP與Ash之間呈顯著正相關（P<0.05），與ADF、NDF之間呈極顯著否相關，與其他養分之間呈極顯著正相關（P<0.01）；WSC與ADF、NDF間呈極顯著負相關，與其他養分間呈極顯著正相關（P<0.01）；ADF與NDF呈極顯著正相關，與其他養分間呈極顯著否相關（P<0.01）；NDF與Ash、EE、RFV、含水量間呈極顯著否相關（P<0.01）；Ash與EE、RFV、含水量間呈極顯著正相關（P<0.01）；EE與RFV、含水量間呈極顯著正相關（P<0.01）；RFV與含水量間呈極顯著正相關（P<0.01）。

表9 不同營養成分之間相關性

2.4 綜合評價

2.4.1 主成分分析 主成分分析是指將測定指標較多的數據進行整合，通過確定累計貢獻率來最終確定選擇指標。因此本試驗通過對粗蛋白質、可溶性糖、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、粗脂肪、粗灰分、相對飼喂價值進行主成分分析。由表10可知，粗蛋白質、酸性洗滌纖維、中性洗滌纖維、可溶性糖含量占總成分的94.348%，所以可選擇這4個指標進行隸屬函數值分析。

表10 特征值和方差貢獻表

2.4.2 隸屬函數法分析 采用隸屬函數法，對供試不同處理的4個主成分粗蛋白質含量、酸性洗滌纖維含量、中性洗滌纖維以及可溶性糖含量進行隸屬函數值計算（表11）。結果表明隸屬函數值最大為E處理，達0.906；其次是D處理，為0.569。綜合表現排序為：E＞D＞B＞C＞CK，添加干燥劑NaHCO3后燕麥青干草營養品質最佳，其次是添加干燥劑K2CO3。

表11 不同處理燕麥青干草各指標隸屬函數值及綜合評價值

3 討論

3.1 燕麥干燥過程中水分及養分變化 本試驗研究表明，自然干燥過程中燕麥含水量逐漸降低，且前期變化較快，后期變化較慢；失水速率前期下降較快，中間穩定，后期又快速下降。這與同桑措姆（2017）的研究結果一致，其研究表明刈割后經歷不同干燥時間的禾本科牧草、豆科牧草、飼料作物含水量的變化趨勢相似：隨干燥時間延長，各類牧草的含水量總體呈下降趨勢；在刈割后干燥的初期階段（第0～1天）含水量下降幅度較大，后期階段（第2～4天及第5～6天）含水量下降幅度逐漸減小。牧草干燥時間的長短一定程度上取決于莖的干燥速度（曹致中，2015）。

葉片是牧草儲存營養物質的主要器官，牧草葉量所占的比例在很大程度上決定了營養物質含量，且粗蛋白質含量與葉量呈正相關（Fick，1988），王桃等（王桃，2011）研究發現，燕麥的葉片粗蛋白質含量約為秸稈的2.5倍左右，粗脂肪含量為秸稈的3倍左右。本試驗表明燕麥干燥過程中養分隨含水量的變化而變化，其中粗蛋白質、可溶性糖、粗脂肪、粗灰分含量隨含水量的降低而降低；其原因包括干燥過程中前期活細胞對養分的消耗以及后期葉片掉落后營養物質的損失；這也導致酸性和中性洗滌纖維隨含水量的降低而升高。

根據本試驗的研究結果可知，燕麥45%含水量時是一個分界點，45%含水量前與后飼草的養分變化趨勢是不同的。45%含水量前燕麥進行生理變化，自由水的散失，45%含水量后燕麥進入生化階段，束縛水的散失。由此可知飼草在刈割后不同的失水階段養分損失是不同的。

3.2 不同干燥方法對燕麥青干草營養品質的影響 將刈割后的牧草含水量降至安全含水量所用的時間稱為牧草干燥速度，牧草干燥速度決定了被調制牧草的干草質量及營養品質，不同的干燥方式導致干燥后的牧草水分及營養成分含量差異很大（汪春，2006）。本試驗研究表明，采用化學干燥的燕麥干燥速度高于物理干燥，而物理干燥速度高于對照。這是由于噴施干燥劑破壞了牧草的角質層和蠟質層，能加速水分散失（高彩霞，1997），而壓扁莖稈使牧草莖、葉的干燥速度趨于一致（張秀芬，1987）；Grncarevic（1993）通過對刈割前的苜蓿噴灑K2CO3溶液試驗發現，噴灑2%的K2CO3溶液可顯著提高苜蓿干燥速率。本研究表明2%的K2CO3溶液不但對豆科飼草有用，對禾本科飼草也同樣有用。前期物理干燥與化學干燥均加快了干燥速度，而后期只有化學干燥加快了干燥速度，物理干燥速度變慢；是因為壓扁莖稈燕麥含水量僅在前期迅速降低，壓扁莖稈將植株中胞內汁液擠出，使其初期水分散失加快（郭江澤，2009）。本研究與李鴻祥等（1999）的研究結果一致，即噴干燥劑在整個干燥過程均起作用，壓扁莖稈僅在第1階段起加速水分散失的作用。

本試驗研究表明，不同處理下粗蛋白質含量均隨含水量的降低呈下降趨勢，但燕麥達到安全含水量時，化學干燥的粗蛋白質含量高于其他處理，壓扁處理的粗蛋白質含量最低；這與王成杰的研究結果不同。王成杰（2005）研究認為，苜蓿粗蛋白質含量隨晾曬時間的延長而明顯下降，且未壓處理的粗蛋白質的下降幅度要高于壓扁處理，造成這一差異的原因可能是牧草種類不同，也可能是干燥過程中沒有進行翻曬，壓扁與揉絲的牧草草間空隙小，延緩其干燥速度從而降低粗蛋白質含量。不同干燥處理對燕麥青干草可溶性糖的含量影響較大，本試驗表明達到安全含水量時化學干燥的燕麥可溶性糖含量優于對照組優于物理干燥；這一結果與陳文賢（2010）研究結果一致。陳文賢（2010）認為，不同干燥方法對飼草可溶性糖含量影響極其顯著。本試驗不同處理下燕麥酸性和中性洗滌纖維含量均隨含水量的降低而升高，達到安全含水量時，物理干燥的酸性和中性洗滌纖維含量大于對照組大于化學干燥。造成這一結果的原因可能是物理干燥過程中損失的葉片較多，所以纖維含量較高，而化學干燥可破環細胞壁從而降低纖維含量。自然干燥過程中，含水量逐漸降低，葉片逐漸損失，所以粗脂肪含量逐漸降低；而物理干燥過程中壓扁揉絲雖加快干燥速度，但仍造成大量葉片損失，導致粗脂肪含量顯著低于化學干燥。本試驗中粗灰分含量隨含水量降低有輕微降低趨勢，但并不顯著；這一結果與楊耀勝等（2009）研究一致。

4 結論

本試驗研究表明，物理干燥和化學干燥相對自然干燥加快了飼草干燥速度；尤其化學干燥較自然干燥顯著提高了燕麥青干草的營養品質，其中粗蛋白質含量提高了21%，可溶性糖含量提高了15%。根據隸屬函數值綜合評價得出，就本試驗5種干燥方法中，噴灑NaHCO3溶液最適宜高寒區燕麥青干草的調制，其次是噴灑K2CO3溶液。