魏曉麗，徐成體，段娜寧，王偉

(青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，西寧 810016)

青貯與青干草技術(shù)是目前人工飼草生產(chǎn)常用的兩種調(diào)制方法。青貯是指通過微生物發(fā)酵降低原料pH值，從而有效抑制不良微生物的生長繁殖，獲得能夠長期保存的青綠飼料的貯存方法[1]。青干草調(diào)制是指將天然或人工種植的草本飼用植物在營養(yǎng)價值及草產(chǎn)量最佳的時期刈割，經(jīng)不同方法調(diào)制使其水分達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并能長期保存的草產(chǎn)品[2]。青貯技術(shù)與青干草技術(shù)分別有其各自適用的范圍，青貯技術(shù)能有效減少供試材料營養(yǎng)物質(zhì)損失并能使材料在較長的貯藏期內(nèi)保持較好的營養(yǎng)品質(zhì)，但青貯飼料加工設(shè)備投資大、技術(shù)要求高，并且不適合長距離運(yùn)輸，所以不適宜小農(nóng)戶飼草生產(chǎn)單元，尤以高寒地區(qū)為例，農(nóng)牧民依然喜歡青干草調(diào)制這種簡單的草產(chǎn)品加工方式[3，4]。

可用于調(diào)制青干草的飼草種類較多，高寒地區(qū)主要以燕麥(AvenasativaL)、苜蓿(MedicagosativaLinn)、小黑麥(Triticosecale)為主。燕麥屬一年生禾本科植物，有很強(qiáng)的耐寒性，適宜在高寒地區(qū)種植。青海省的燕麥種植面積占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(qū)的草畜壓力，推動了區(qū)域的發(fā)展[5，6]。因此針對燕麥的研究成為近幾年的熱點(diǎn)，但主要集中在引種、抗逆性等方面[7-10]，針對農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)相融合的現(xiàn)代化生產(chǎn)加工技術(shù)領(lǐng)域研究較少。查閱不同飼草青干草研究文獻(xiàn)49篇，其中以苜蓿為研究對象開展青干草干燥技術(shù)研究的文獻(xiàn)占比達(dá)到59%，而燕麥占比只有21%,紅豆草占比8%,鴨茅4%,紫云英4%,羊草4%。

1 青干草干燥過程及原理

青干草干燥過程要經(jīng)歷生理變化和生化變化兩個階段，伴隨著植物體內(nèi)水分和營養(yǎng)物質(zhì)的變化。

1.1 生理變化

燕麥青草的初始含水量一般在75%～80%之間，滿足貯藏條件的燕麥青干草的含水量為15%～18%之間[11]。刈割后的青草尚有細(xì)胞呼吸與代謝活動，所以加速細(xì)胞失水與死亡能夠有效減少青草干燥過程中營養(yǎng)物質(zhì)的損失[12]。在天氣良好，通風(fēng)情況下，新鮮飼草刈割后5～8h，豆科飼草含水量能降到 50%～55%，禾本科飼草含水量則能降到40%～45%。此階段內(nèi)，飼草體內(nèi)自由水主要通過氣孔散失，因此在天氣良好的條件下，水分能快速散失。植物細(xì)胞在刈割后進(jìn)行的代謝活動主要靠植物體內(nèi)儲存的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)，如部分淀粉轉(zhuǎn)化為二糖或單糖，因呼吸能量而消耗，少量蛋白質(zhì)被分解成氨基酸為主的氨化物等，此時飼草體內(nèi)的代謝以氧化作用為主體，稱為饑餓代謝[13]。當(dāng)飼草的含水量降到40%左右時，植物細(xì)胞逐漸趨于死亡，代謝活動停止，所以必須加速牧草的失水速度，縮短此階段的時間，從而保證牧草的營養(yǎng)品質(zhì)[14-16]。

1.2 生化階段

經(jīng)歷生理變化之后，干草剩余的大部分水分是保留在細(xì)胞內(nèi)的束縛水，而束縛水從細(xì)胞內(nèi)進(jìn)入細(xì)胞間隙時，細(xì)胞壁的阻力降低了干燥速度，此階段飼草的水分散失方式主要是角質(zhì)層散失。所以要使飼草含水量由40%～55%降到18%～20%，通常需要兩天甚至更長時間[17]。當(dāng)飼草水分降到40%左右時，植物體內(nèi)的生化過程逐漸代替生理過程。細(xì)胞開始死亡，進(jìn)入自體溶解階段，原生質(zhì)滲透性提高，在潮濕的情況下，維生素及可溶性營養(yǎng)物質(zhì)損失較多。此外，飼草在強(qiáng)烈的陽光直射和體內(nèi)的氧化酶作用下，植物體內(nèi)所含的胡蘿卜素、葉綠素和維生素C等大部分會被分解，晾曬時間越長，損失程度越嚴(yán)重[18，19]，并且水溶性糖在酶的作用下變化較大，而淀粉、纖維素等多糖變化較小。隨著干燥時間的累積，酶的活性也會增強(qiáng)，溶解大量蛋白質(zhì)，同時微生物的數(shù)量也會增加，造成可溶性碳水化合物的大量損失，從而降低青干草的品質(zhì)[20]。因此加快干燥速率是減少營養(yǎng)物質(zhì)損失，調(diào)制優(yōu)質(zhì)青干草的有效途徑。

2 青干草常用干燥方法

青干草的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(xué)干燥與物理干燥?；瘜W(xué)干燥主要是添加干燥劑、防腐劑等。而物理干燥包括壓扁、揉絲、機(jī)械烘干等。如圖1所示，本文共引用有關(guān)青干草干燥方法研究文獻(xiàn)30篇，而進(jìn)行機(jī)械烘干方法研究的僅有3篇。

圖1 青干草不同干燥方法

2.1 自然干燥法

自然干燥法是國內(nèi)外許多國家地區(qū)主要使用的方法，簡便易行，成本低廉。即在天氣狀況良好的條件下，選擇最佳刈割時期割草，然后調(diào)制晾曬成青干草。

王成杰等[21]報道，青干草調(diào)制時，自然干燥法是使用最廣泛且成本最低的方法，但在進(jìn)行自然干燥時氣溫、日照、風(fēng)速等不可控因素較多、營養(yǎng)物質(zhì)最易受損失。Vaughn等[22]研究發(fā)現(xiàn)，牧草在田間的干燥時間與其飼喂價值成反比，植株體內(nèi)營養(yǎng)成分會隨晾曬時間延長而增加損失。Bleeds等[23]通過對不同翻曬次數(shù)的苜蓿干草進(jìn)行營養(yǎng)成分比較后發(fā)現(xiàn)，苜蓿干草營養(yǎng)價值與翻曬次數(shù)成反比。這可能與其翻曬過程中造成的葉片損失有關(guān)，隨著翻曬次數(shù)的增加，葉片損失也隨之增加，所以其營養(yǎng)價值與翻曬次數(shù)成反比。

綜上所述，對于青干草自然干燥方法的研究表明，自然干燥是所有干燥方式里面成本最低的干燥方式，但其營養(yǎng)損失較大，不利于青干草營養(yǎng)品質(zhì)的保存。

2.2 人工干燥

2.2.1化學(xué)添加劑干燥法 飼草刈割后，水分從植物體內(nèi)向外散失。水分散失的第一個階段相對容易，但第二階段由于角質(zhì)層的影響相對較慢，而使用化學(xué)添加劑則可改變植物表皮結(jié)構(gòu)，打開氣孔，加快失水，縮短干燥時間。賈玉山等[24]通過研究苜蓿干草捆復(fù)合型天然防霉劑發(fā)現(xiàn)，組分為氧化鈣(CaO)1%、陳皮0.3%、沸石粉2%的復(fù)合型天然防霉劑的添加可在90d 的貯藏期內(nèi)更好地保存苜蓿干草的營養(yǎng)成分。張曉娜[25，26]研究發(fā)現(xiàn)，在苜蓿干草調(diào)制過程中添加復(fù)合型天然防腐劑雖然能較好保存苜蓿干草營養(yǎng)成分含量，但對苜蓿干草中礦物元素的保存有影響；噴施K2CO3+壓扁處理的苜蓿干草營養(yǎng)損失最少，其蛋白質(zhì)(CP)和總可消化養(yǎng)分(TDN)均顯著高于其他處理。韓明通[27]用物理方法及化學(xué)干燥劑法對西藏地區(qū)紫花苜蓿的青干草調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明紫花苜蓿青干草貯藏一年后營養(yǎng)物質(zhì)及體外干物質(zhì)消化率明顯降低，纖維素含量則相應(yīng)升高。Tullberg等[28]研究表明，化學(xué)干燥劑K2CO3配置成溶液用于紫花苜蓿的干燥過程中可顯著加快其干燥速度。而Grncarevic[29]通過對刈割前的苜蓿噴灑K2CO3溶液發(fā)現(xiàn)，噴灑2%的K2CO3溶液可顯著提高苜蓿干燥速率并降低生產(chǎn)加工過程中的葉量損失。Wittenberg等[30，31]研究添加氨與丙酸均可降低干草表面附著的真菌數(shù)量，有效地防止干草霉變。國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于干燥劑的研究均證實使用干燥劑能夠縮短牧草的干燥時間[32-37]。

青干草化學(xué)干燥法的研究開展多年，其中常用的試劑主要有干燥劑、防腐劑等。但化學(xué)干燥法的研究對象主要以豆科牧草為主，關(guān)于燕麥飼草化學(xué)干燥法的研究相對較少。

2.2.2物理干燥法 物理干燥法主要是指采用壓扁、揉絲、草架晾曬等一些物理方法來提高飼草的干燥速率。高彩霞等[38-40]通過研究不同收獲期、不同干燥方法對頭茬苜蓿干草營養(yǎng)成分的影響發(fā)現(xiàn)，壓扁處理可明顯縮短田間干燥時間、減少葉片損失，從而提高青干草品質(zhì)，重度壓扁較輕度壓扁干燥時間縮短20h以上，但重度壓扁其營養(yǎng)損失較多。汪璽等[41]研究發(fā)現(xiàn)，壓裂莖稈只對初次刈割的苜蓿干燥速度具有較大影響，對多次刈割的苜蓿干燥速度影響不大。徐煒等[42]通過不同晾曬地、不同曬制方法對青藏高原高寒牧區(qū)初花期紫花苜蓿青干草品質(zhì)的影響研究表明，在120d的貯藏期內(nèi)，物理干燥方法較傳統(tǒng)晾曬方式更能有效保存紫花苜蓿青干草的營養(yǎng)成分。裴彩霞等[43]研究發(fā)現(xiàn)，不同干燥方法下青干草的水溶性碳水化合物(WSC)損失量與干物質(zhì)、粗灰分、無氮浸出物損失量之間呈顯著相關(guān)。劉忠寬等[17]進(jìn)一步研究表明，從可溶性糖(WSC)營養(yǎng)上看，采用人工快速干燥飼草營養(yǎng)最佳。劉英麗[44]通過研究不同干燥方法對紫云英(Astragalussinicus)草粉營養(yǎng)價值的影響發(fā)現(xiàn)，縮短干燥時間能顯著提升紫云英草粉中粗蛋白含量。

2.2.3機(jī)械烘干法 有研究表明，自然曬制的干草營養(yǎng)品質(zhì)保存率較低，尤其是在雨季，遭受雨淋或者持續(xù)濕度過大的飼草會發(fā)生霉?fàn)€，損失較大，而采用人工機(jī)械烘干可將牧草快速干燥，減少營養(yǎng)損失，干草品質(zhì)較好[45]。裴彩霞、王偉[46，47]進(jìn)一步研究表明，直接采用機(jī)械烘干較化學(xué)干燥及其他物理干燥調(diào)制的青干草品質(zhì)更佳，說明機(jī)械干燥能有效保存牧草的營養(yǎng)價值，提高飼用品質(zhì)。物理干燥法較自然干燥法而言能縮短干燥時間，保存飼草營養(yǎng)品質(zhì)。傳統(tǒng)的物理干燥法會造成一部分植株或營養(yǎng)物質(zhì)損失，但機(jī)械烘干能在短時間達(dá)到青干草的有效保存條件，損失較小。

3 小結(jié)

有關(guān)飼草的干燥方法研究已有大量報道，不同干燥方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，自然干燥法成本低方法簡單易操作，但營養(yǎng)損失較大；物理干燥法與化學(xué)干燥法較自然干燥法縮短了干燥時間并提高了飼用品質(zhì)，但干燥過程中還是會造成一定程度的營養(yǎng)損失，需要一定成本；機(jī)械烘干能較好地保存飼草營養(yǎng)品質(zhì)，但成本投入較大。同時通過對查閱的文獻(xiàn)進(jìn)行歸類分析，發(fā)現(xiàn)青干草調(diào)制方法的研究較多集中在苜蓿上，數(shù)量占比為59%，燕麥青干草的研究只占21%，高寒地區(qū)的研究更少，這就需要我們進(jìn)一步研究，為高寒地區(qū)燕麥青干草調(diào)制提供更多科研數(shù)據(jù)。

4 展望

青海由于其獨(dú)特的氣候環(huán)境，很多牧民依靠畜牧業(yè)為生，而燕麥在青海高寒地區(qū)已擁有悠久的種植歷史，是人工飼草占比最多，也是基地建植和圈窩種草重要的飼草品種，如何進(jìn)行有效的農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合，開展先進(jìn)飼草加工技術(shù)研究將成為現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)。我們將進(jìn)一步開展高寒地區(qū)燕麥機(jī)械化烘干技術(shù)研究，充分挖掘燕麥在高寒地區(qū)草牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要作用。