降晓伟，格根图，刘庭玉，都 帅，王 伟，李宇宇，成启明，贾玉山*

(1.内蒙古农业大学草原与资源环境学院,农业部饲草栽培、加工与高效利用重点实验室,内蒙古 呼和浩特 010019;2.内蒙古民族大学农学院,内蒙古 通辽 028000)

在草原牧区，干草是当地草食家畜最基本、也是最主要的饲料原料。天然牧草的调制方式决定了干草的营养价值。在不同的收获时间和调制方式过程中很容易造成牧草营养物质的损失，大量研究表明刈割时期、气候因素、调制方式均能引起营养物质的损失〔1〕。

探索天然牧草最合理的调制方式，提高干草品质，是当前我国草原畜牧业发展的关键所在。但是在实际生产中，由于天然牧草的晾晒时间不好掌控，很容易造成干草蛋白质的流失，进而造成营养品质的下降〔2〕。调制干草是整个牧草收获过程中重要的生产环节，采用不同的调制方式得到的牧草营养价值差别较大。调制干草延长了牧草的贮藏时间，减少了牧草的浪费，为畜牧业提供了长期均衡饲料供应的保证，调节了青饲料供给的季节性不平衡。优质牧草扩大了饲料原料的来源，适当搭配青贮饲料和精饲料等，可提高畜禽类的生产性能。干草有利于长期贮存、运输。随着干草调制工艺的改进，推动了其他相关行业的发展。

国外的一些发达国家早期就对草调制技术有了很大的研究进展，例如美国、加拿大等一直致力于研究和改进牧草调制工艺，尽量减少在调制过程中牧草营养物质的损失〔3〕。早在1909年，美国便有了对牧草干燥的报道,到现在为止美国已拥有1000多家企业；英国的牧草调制技术在世界上一直处于领先水平，青草粉的生产量不仅满足本国内需求，更大量出口到别的国家〔4〕。

我国拥有广袤的国土面积，天然草地资源丰富，是世界上第二草原大国〔5〕。将天然牧草调制成干草储备是从几千年前开始的，但无论是调制方式还是储藏方式都较落后，造成干草的营养物质损失较大。Cochrae等〔6〕认为干草在贮藏15个月以后，以草垛和草捆形式贮藏的天然牧草干物质损失分别可达到29.7%和32.7%，粗蛋白质损失可达46.4%和44.5%，使牧草消化率下降，明显影响牧草的有效利用率。此外，牧区“伏草”收获调制时间一般为多雨的7月份，该时期调制干草的难度非常大，由于雨淋、光作用等原因造成天然牧草的营养物质的损失，一般可达到整个干物质的20%-30%〔7〕，天然牧草遭雨淋后蛋白质含量不超过3%，秋雨和冬雪更是使蛋白质损失达37%-73%，有机物质消化率更是低于50%〔8〕。一直以来我国生产的干草无论是数量还是质量都不能满足国内的需求，没有合适的天然牧草调制技术制约了我国草原畜牧业的发展，提高牧草调制技术是使我国真正实现社会效益、生态效益、经济效益等各方面效益的最大程度的结合〔9-11〕。

1 材料与方法

1.1 样地概况

试验地位于内蒙古自治区赤峰市巴林左旗查干哈达苏木天然打草场，地理坐标为东经118°44'-119°48'，北纬43°36'-48°48'。属中温带半干旱气候。四季分别，年平均气温5.3℃，无霜期为110d—130d，平均日照时数在3000h左右，年平均降水量400mm左右，年平均风速3～4m/s，主要集中在7～9月份〔12〕。

1.2 试验材料

试验材料为巴林左旗典型草原天然打草场天然牧草，建群种为羊草(Leymuschinensis)和大针茅(Stipagrandis)，优势种为糙隐子草(Cleistogenessquarrosa)，伴生种为：达乌里胡枝子(Lespedezadavurica)、蒙古韭(AlliummongolicumRegel)、中华隐子草(Cleistogeneschinensis)、冰草(Agropyroncristatum)。

1.3 试验设计

实验于2017年8月24日开始，选取3个时间点(8∶00、11∶00、14∶00)分别对天然牧草进行刈割，采用自然干燥法晾晒，刈割后2h集拢。集拢后草条宽度为80cm、厚度15cm，自然干燥72h，每2h进行取样，测定水分含量，选取不同晾晒时间点(0h、72h)进行营养成分分析；10∶00进行刈割，在刈割后不同时间内(0h、2h、4h)进行集拢，集拢后自然晾晒72小时，每2h进行取样，测定天然牧草营养成分及水分含量。

1.4 测定指标及方法

本实验中粗灰分(Ash)采用灼烧法，酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)用Ankom220型纤维分析系统进行测定，采用FOSS Kjeltec8400全自动凯氏定氮仪测定粗蛋白质(crude protein, CP),采用烘干法测定干物质(dry matter, DM)。

1.5 数据分析与处理

用Microsoft Excel 2010对原始数据进行整理并制作表格，SigmaPlot12.5进行绘图，用SAS9.1.3统计软件中的one-way ANOVA进行单因子方差分析和显著性检验。

2 结果与分析

2.1 天然牧草刈割0h营养物质含量

从表1可以看出 ，一天中不同时间刈割天然牧草的营养物质含量的变化。8∶00刈割和11∶00刈割NDF、ADF、Ash、CP、DM均无显著性差异(P>0.05)，与14∶00差异显著(P<0.05)，8∶00刈割的牧草和11∶00刈割的牧草CP含量比14∶00刈割的牧草中的CP含量多12%左右。

表1 天然牧草刈割0h后营养成分含量Table 1 The nutrient components of natural grass after cutting 0h

注∶不同小写字母表示在0.05水平上差异显著

Note∶Different capital letters represent significant different at the 0.05 level

2.2 天然牧草刈割72h营养物质含量

天然牧草在刈割后晾晒72h，水分含量已经达到安全含水量，测定此时的营养成分。如表2所示，天然牧草刈割72h后Ash均无显著性差异(P>0.05)。08∶00刈割和11∶00刈割的天然牧草NDF、CP、DM含量均无显著差异(P>0.05)，与14∶00刈割有显著差异(P<0.05)。8∶00刈割和11∶00刈割的天然牧草CP含量比14∶00刈割的CP含量多10%。11∶00刈割和14∶00刈割的天然牧草在ADF含量上与8∶00刈割的有显著性差异(P<0.05)。

表2 天然牧草刈割72h后营养成分含量Table 2 The nutrient components of natural grass after cutting 72h

注:不同小写字母表示在0.05水平上差异显著

Note：Different capital letters represent significant different at the 0.05 level

2.3 不同刈割时间对天然牧草水分含量的影响

在不同晾晒时间点取样(间隔为2h)，测定天然牧草在不同刈割时间下含水量的变化，绘出天然牧草含水量动态变化曲线。如图1所示，8∶00刈割的天然牧草水分含量变化曲线从刈割后到晾晒8h呈现的是下降趋势，晾晒8h后到晾晒12h含水量逐渐上升；11∶00刈割的天然牧草在晾晒6h后水分含量增加；14∶00刈割的天然牧草水分含量先缓慢下降后又逐渐上升，之后呈现出下降趋势，有两个峰值。

图1 不同刈割时间天然牧草水分含量变化曲线 Fig 1 The moisture content curve of natural grass under the different cutting time

2.4 天然牧草集拢0h营养物质含量

从表3可知，天然牧草在刈割后，经过不同的晾晒时间后集拢0h的营养成分变化。天然牧草刈割后经过不同晾晒时间，0h集拢的天然牧草NDF含量逐渐增加，NDF、ADF含量0h集拢和2h集拢没有显著差异(P>0.05)，与4h集拢有显著性差异(P<0.05)。2h集拢和4h集拢在Ash含量上没有显著性差异(P>0.05)但与0h集拢差异显著(P<0.05)。牧草中CP含量和DM含量逐渐增加，均有显著性差异(P<0.05)。

表3 天然牧草集拢0h营养物质含量Table 3 The nutrient components of natural grass after gathering 0h

注：不同小写字母表示在0.05水平上差异显著

Note：Different capital letters represent significant different at the 0.05 level

2.5 天然牧草集拢72h营养物质含量

天然牧草刈割后不同时间集拢，72h后营养成分含量如表4所示，集拢72h后，3个集拢时间Ash含量均无显著差异(P>0.05)，0h集拢和2h集拢在NDF、CP上无显著差异(P>0.05)，与4h集拢有显著差异(P<0.05)。在ADF和DM含量上，0h集拢和4h集拢均低于2h集拢，且0h集拢和4h集拢无显著性差异(P>0.05)，但与2h集拢差异显著(P<0.05)。

表4 天然牧草刈后不同时间集拢72小时后营养成分含量Table 4 The nutrient components of natural grass after gathering 72h

注：不同小写字母表示在0.05水平上差异显著

Note：Different capital letters represent significant different at the 0.05 level

2.6 不同集拢时间对天然牧草水分含量的影响

在不同集拢时间点取样(间隔为2h)，测定天然牧草在不同集拢时间下水分含量的变化，绘出天然牧草含水量动态变化曲线。如图2所示，在调制过程中，0h集拢和2h集拢的天然牧草水分含量变化曲线呈现出先缓慢下降后由于返潮作用又增加的变化过程。4h集拢的天然牧草含水量曲线图呈现出先升后降的趋势。在集拢72h后水分含量均达到安全含水量，可以进打捆贮藏。

图2 不同集拢时间天然牧草水分含量变化曲线Fig 2 The moisture content curve of natural grass under the different gathering time

3 讨论

Xu〔13〕、Coblentz〔14〕等研究结果表明，天然牧草晾晒的时间越长，牧草的营养物质损失越严重。在调制过程中，随着水分的散失牧草会进行复杂的生理生化过程。当牧草被刈割后短时间内，其体内细胞并未死亡仍然进行生理生化过程，造成天然牧草的营养物质损耗。当牧草的水分含量下降到40%以下，牧草体内细胞才会死亡，呼吸作用停止，此过程营养物质会损失1%-7%〔15〕。本实验中，天然牧草刈割0h后，08∶00和11∶00刈割的牧草在NDF 、ADF、Ash、CP、DM、均无显著差异，与14∶00刈割的牧草均有显著差异。08∶00和11∶00刈割的天然牧草水分含量大，光照时间短，体内营养物质多，14∶00刈割的天然牧草经过光照时间长导致营养物质减少。天然牧草刈割72h后，Ash没有明显差异，08∶00和11∶00刈割的天然牧草在DM、NDF、CP无明显差异，与14∶00刈割的天然牧草有显著差异，08∶00刈割和11∶00刈割的牧草水分散失快，减少了营养物质的损失，14∶00刈割的牧草水分散失较慢，营养物质损失严重，同上述研究结果一样。本实验集拢0h的营养成分变化也表明了上述结果，牧草的NDF含量逐渐增加，0h和2h在NDF、ADF上没有显著差异，与 4h显著差异。晾晒2h和晾晒4h之间在Ash上没有显著差异，但与晾晒0h有显著性差异。牧草中CP含量和DM含量变化均有显著差异。牧草刈割后晾晒4h集拢，牧草体内水分快速散失，营养物质损失少。刈割0h、2h的牧草水分未下降到40%便被集拢，减小了牧草的干燥效率，体内活细胞继续进行生理生化作用，造成营养物质损失。集拢72h的营养变化也表明牧草干燥过程中营养物质的变化结果。

杨耀胜〔16〕、张晓娜〔17、19〕、郭江泽〔18〕等的研究表明，天然牧草在刈割后，水分便开始通过细胞间隙、气孔和维管系统以自由水形式散失，自由水散失速率较快，自由水完全散失后会受到细胞壁阻力的影响，使水分散失的速度越来越慢，干燥的速率也会同时降低，导致水分含量变化曲线整体呈现先快后慢的下降趋势，本实验中在08∶00和11∶00刈割的天然牧草水分散失规律与上述研究结果一致，也呈先快后慢的下降趋势。都帅〔15〕、王坤龙〔20〕的研究表明，由于夜间空气湿度大，超过了植物体内的含水量，牧草会吸水返潮，导致含水量上升，在干燥后期湿度差越大，含水量上升幅度越大，实验中14∶00h刈割的天然牧草水分含量呈现先升高后降低，与上述研究结果一致。本实验中，刈割0h就集拢的天然牧草在集拢晾晒后体内自由水散失速率快，含水量明显下降，由于牧草的返潮作用在晾晒6h后水分含量呈现上升趋势。同样，刈割后2h集拢的牧草由于体内自由水的散失速率快，含水量下降，在晾晒6h后，牧草体内结合水散失，但由于返潮作用大，导致体内水分增加。刈割后晾晒4h集拢的天然牧草，牧草体内游离水早已散失，集拢起的牧草由于堆贮降低了水分散失的速率，而此时由于返潮作用，牧草的水分含量增加，集拢10h后水分含量逐渐下降。无论刈割后晾晒多长时间，在集拢72h后，天然牧草的水分含量均达到安全水量，可以打捆贮藏。

4 结论

本试验研究表明，干草品质受晾晒时间、刈割时间和集拢时间的影响。一天内天然牧草刈割越晚植株体内营养物质流失越严重，返潮作用越明显；刈割后晾晒2小时集拢更有利于天然牧草营养物质保存；在牧草达到安全含水量，要及时进行打捆贮藏，晾晒时间越长，营养物质损失越严重，干草品质越差。