影响苜蓿自然干燥的主要环境因子研究

doi:10.11686/cyxb2020529

草业学报 ›› 2022, Vol. 31 ›› Issue (2): 121-132.DOI: 10.11686/cyxb2020529

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影响苜蓿自然干燥的主要环境因子研究

刘丽英¹(), 贾玉山², 范文强², 尹强³, 成启明⁴, 王志军²()

^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

收稿日期:2020-12-01 修回日期:2021-01-11 出版日期:2022-02-20 发布日期:2021-12-22
通讯作者: 王志军
作者简介:Corresponding author. E-mail： 252405163@qq.com
刘丽英（1983-），女，内蒙古呼和浩特人，博士。E-mail： 365liying@163.com
基金资助:
内蒙古自治区科技创新引导项目(KCBJ2018047)

An investigation of the main environmental factors affecting the natural drying of alfalfa for hay， and hay quality

Li-ying LIU¹(), Yu-shan JIA², Wen-qiang FAN², Qiang YIN³, Qi-ming CHENG⁴, Zhi-jun WANG²()

^1.Inner Mongolia Academy of Forestry Science，Hohhot 010010，China
^2.College of Grassland，Resources and Environment，Key Laboratory of Forage Cultivation，Processing and High Efficient Utilization of the Ministry of Agriculture，Key Laboratory of Grassland Resources of the Ministry of Education of China，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010011，China
^3.Institute of Grassland Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Hohhot 010010，China
^4.College of Animal Science，Guizhou University，Guiyang 550025，China

Received:2020-12-01 Revised:2021-01-11 Online:2022-02-20 Published:2021-12-22
Contact: Zhi-jun WANG

摘要/Abstract

摘要：

为深入解析影响优质苜蓿干草生产的关键环境因子，为我国北方地区生产优质苜蓿干草提供理论依据和技术支持。通过测定紫花苜蓿不同收获期（不同茬次、不同花期）的干燥速率、叶绿素含量、主要营养成分（粗蛋白，CP；中性洗涤纤维，NDF；酸性洗涤纤维，ADF；相对饲用价值，RFV）等指标筛选苜蓿自然干燥的最佳环境条件，并通过各项指标与环境因子的相关性，明确影响苜蓿自然晾晒的主要环境因子。结果表明：1）苜蓿自然晾晒中，影响苜蓿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等营养指标的主要环境因素是：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。综合衡量，影响苜蓿干燥的主要环境因素是气温、空气湿度、太阳辐射强度以及风速。2）通过对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，在与试验地气候条件相似地区，苜蓿自然干燥的最佳环境条件是：温度日均值26.29~27.95 ℃，空气湿度日均值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。

关键词: 苜蓿自然干燥, 环境因素, 干燥速率, 叶绿素, 营养品质

Abstract:

This article aims to provide a thorough analysis of the key conditions required for production of high-quality alfalfa hay， and to provide theoretical and technical guidelines for the production of good quality alfalfa hay in northern China. We evaluated the optimal environmental conditions for natural drying of alfalfa hay by measuring the drying rate， chlorophyll content and the main nutrient components： crude protein （CP）， neutral detergent fiber （NDF）， acid detergent fiber （ADF）， relative feeding value （RFV） and other indicators. Data were collected for different stubble heights and flowering stages and from the correlation between various hay characteristics and environmental variables， the main environmental factors that affect the natural drying of alfalfa were clarified. The results showed that： 1） During the natural drying of alfalfa， the main environmental factors that affected the drying rate of alfalfa were solar radiation intensity， temperature， air humidity and wind speed. The main factors that affected alfalfa chlorophyll content were solar radiation intensity， temperature and wind speed. The main factors that affected CP， NDF， ADF and RFV of alfalfa hay were temperature， air humidity and wind speed. Among these， temperature and wind speed had significant effects on CP， and air humidity had significant effects on NDF， ADF and RFV. Overall， temperature， air humidity， solar radiation intensity and wind speed were the main environmental factors affecting the drying rate of alfalfa hay. 2） Through a multivariate analysis of the drying rate， chlorophyll content and nutritive value data for alfalfa hay in each harvest period， the optimal ranges of environmental conditions for natural drying of alfalfa hay in northern China， or other areas with similar climate conditions， are： daily average temperature， 26.29-27.95 °C； daily average air humidity， 34.74%-36.71%； daily average solar radiation intensity， 268.36-422.33 W·m^-2 and daily average wind speed， 1.59-1.82 km·h^-1.

Key words: alfalfa hay natural drying, environmental factors, drying rate, chlorophyll, nutritional quality

刘丽英, 贾玉山, 范文强, 尹强, 成启明, 王志军. 影响苜蓿自然干燥的主要环境因子研究[J]. 草业学报, 2022, 31(2): 121-132.

Li-ying LIU, Yu-shan JIA, Wen-qiang FAN, Qiang YIN, Qi-ming CHENG, Zhi-jun WANG. An investigation of the main environmental factors affecting the natural drying of alfalfa for hay， and hay quality[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2022, 31(2): 121-132.

图/表 10

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茬次 Crop	花期 Blooming stage	干燥时间Drying time （h）	天气状况 Weather conditions	太阳辐射强度 Daily solar radiation intensity （W·m^-2）	气温 Air temperature （℃）	空气湿度 Air relative humidity （%）	风速 Wind speed （km·h^-1）	地面温度 Soil temperature （℃）	地面湿度 Soil water（%）	大气水势 Atmospheric water potential（MPa）
第1茬 The first crop	现蕾期 Squaring stage	168	48~168 h 多云Cloudy	238.2	21.7	50.3	2.1	28.7	58.5	-69.1
	初花期 10% blooming stage	120	24~48 h 阴天Cloudy	245.2	21.7	47.5	2.1	31.1	56.4	-75.3
	中花期 25% blooming stage	96	晴朗干燥Sunny	319.2	25.6	39.7	2.2	36.1	42.2	-112.9
第2茬 The second crop	现蕾期 Squaring stage	96	晴朗干燥Sunny	346.5	25.9	36.9	1.6	32.5	48.4	-119.7
	初花期 10% blooming stage	96	晴朗干燥Sunny	347.6	27.2	35.1	1.6	33.1	48.3	-131.8
	中花期 25% blooming stage	96	晴朗干燥Sunny	341.8	26.6	36.8	1.6	32.5	46.7	-122.7
第3茬 The third crop	现蕾期 Squaring stage	336	24~48 h 有大雨Heavy rain	189.9	15.8	51.2	2.6	18.7	74.5	-49.6
	初花期 10% blooming stage	144	48~72 h 有小雨Light rain	187.6	15.7	50.2	2.5	14.1	88.2	-50.4
	中花期 25% blooming stage	144	多云潮湿 Cloudy and damp	190.5	14.1	47.2	2.9	9.9	73.7	-48.6

茬次 Crop	花期 Blooming stage	干燥时间Drying time （h）	天气状况 Weather conditions	太阳辐射强度 Daily solar radiation intensity （W·m^-2）	气温 Air temperature （℃）	空气湿度 Air relative humidity （%）	风速 Wind speed （km·h^-1）	地面温度 Soil temperature （℃）	地面湿度 Soil water（%）	大气水势 Atmospheric water potential（MPa）
第1茬 The first crop	现蕾期 Squaring stage	168	48~168 h 多云Cloudy	238.2	21.7	50.3	2.1	28.7	58.5	-69.1
	初花期 10% blooming stage	120	24~48 h 阴天Cloudy	245.2	21.7	47.5	2.1	31.1	56.4	-75.3
	中花期 25% blooming stage	96	晴朗干燥Sunny	319.2	25.6	39.7	2.2	36.1	42.2	-112.9
第2茬 The second crop	现蕾期 Squaring stage	96	晴朗干燥Sunny	346.5	25.9	36.9	1.6	32.5	48.4	-119.7
	初花期 10% blooming stage	96	晴朗干燥Sunny	347.6	27.2	35.1	1.6	33.1	48.3	-131.8
	中花期 25% blooming stage	96	晴朗干燥Sunny	341.8	26.6	36.8	1.6	32.5	46.7	-122.7
第3茬 The third crop	现蕾期 Squaring stage	336	24~48 h 有大雨Heavy rain	189.9	15.8	51.2	2.6	18.7	74.5	-49.6
	初花期 10% blooming stage	144	48~72 h 有小雨Light rain	187.6	15.7	50.2	2.5	14.1	88.2	-50.4
	中花期 25% blooming stage	144	多云潮湿 Cloudy and damp	190.5	14.1	47.2	2.9	9.9	73.7	-48.6

取样时间 Sampling time	第1茬The first crop			第2茬The second crop			第3茬The third crop
取样时间 Sampling time	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage
0 h	4.43	4.86	5.26	4.11	4.25	4.80	5.19	5.05	4.93
4 h	3.95	4.38	4.86	3.68	3.98	4.41	4.39	4.51	4.70
12 h	3.37	3.87	4.06	3.24	3.21	3.67	3.72	3.66	3.54
24 h	3.06	3.25	3.35	2.53	2.81	3.02	3.18	3.15	3.12
48 h	2.81	2.74	2.92	2.24	2.62	2.85	2.42	2.68	2.75
72 h	2.32	2.22	2.46	1.99	2.24	2.45	1.95	2.06	2.17
T h	1.65	1.97	2.39	1.90	2.06	2.16	1.10	1.26	1.65
叶绿素损失率 Chlorophyll loss rate	62.78± 1.35a	59.37± 1.12b	54.63± 1.03c	53.89± 1.15a	52.54± 1.11ab	54.91± 1.26a	77.63± 1.43a	75.10± 1.23ab	68.12± 1.13b

取样时间 Sampling time	第1茬The first crop			第2茬The second crop			第3茬The third crop
取样时间 Sampling time	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage
0 h	4.43	4.86	5.26	4.11	4.25	4.80	5.19	5.05	4.93
4 h	3.95	4.38	4.86	3.68	3.98	4.41	4.39	4.51	4.70
12 h	3.37	3.87	4.06	3.24	3.21	3.67	3.72	3.66	3.54
24 h	3.06	3.25	3.35	2.53	2.81	3.02	3.18	3.15	3.12
48 h	2.81	2.74	2.92	2.24	2.62	2.85	2.42	2.68	2.75
72 h	2.32	2.22	2.46	1.99	2.24	2.45	1.95	2.06	2.17
T h	1.65	1.97	2.39	1.90	2.06	2.16	1.10	1.26	1.65
叶绿素损失率 Chlorophyll loss rate	62.78± 1.35a	59.37± 1.12b	54.63± 1.03c	53.89± 1.15a	52.54± 1.11ab	54.91± 1.26a	77.63± 1.43a	75.10± 1.23ab	68.12± 1.13b

指标 Indicators	取样时间 Sampling time	第1茬The first crop			第2茬The second crop			第3茬The third crop
指标 Indicators	取样时间 Sampling time	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage	现蕾期 Squaring stage	初花期 10% blooming stage	中花期 25% blooming stage
粗蛋白 Crude protein （CP）	0 h	23.34	20.61	19.13	22.21	20.39	19.65	23.26	21.13	19.43
	4 h	21.01	19.65	18.64	21.99	20.17	18.57	22.94	20.82	18.02
	12 h	20.03	18.42	17.93	21.10	19.28	17.82	21.96	19.73	17.45
	24 h	19.15	17.19	17.66	21.66	19.84	16.93	20.05	18.82	16.02
	48 h	18.47	16.84	16.84	19.74	17.92	16.08	19.34	17.01	15.63
	72 h	17.58	16.02	16.23	18.05	16.23	15.84	17.45	15.25	14.25
	T h	15.26	14.29	14.18	17.72	15.94	15.09	11.07	12.35	12.37
中性洗涤纤维 Neutral detergent fibre （NDF）	0 h	36.80	38.92	40.20	38.74	41.74	44.87	36.91	38.93	44.25
	4 h	40.22	41.87	45.60	41.45	44.45	45.25	38.47	42.31	45.75
	12 h	42.15	43.65	45.90	43.63	46.63	46.87	39.22	42.74	47.65
	24 h	44.81	45.33	46.10	45.61	48.61	47.56	40.53	45.63	48.15
	48 h	45.33	46.19	46.60	46.66	49.66	49.06	42.33	48.57	49.55
	72 h	46.89	47.73	46.90	47.04	51.34	54.34	45.12	50.92	50.65
	T h	49.59	50.49	51.00	47.45	52.08	56.90	55.32	54.47	57.76
酸性洗涤纤维 Acid detergent fiber （ADF）	0 h	33.18	34.62	37.30	33.47	35.62	37.88	33.13	34.75	37.31
	4 h	34.92	38.41	39.60	35.03	37.18	38.17	34.93	38.62	39.01
	12 h	36.47	39.82	40.50	36.28	38.43	40.59	35.73	39.23	41.31
	24 h	39.76	40.12	40.90	37.25	39.15	42.77	37.42	40.81	42.21
	48 h	40.15	41.75	41.70	38.12	40.37	43.85	39.55	42.91	43.51
	72 h	40.98	42.63	42.30	38.93	41.68	44.12	41.87	45.13	44.41
	T h	44.45	44.95	46.32	39.81	42.45	45.91	49.49	48.15	48.66
相对饲用价值 Relative feeding value （RFV）	0 h	159.24	147.02	125.56	150.86	136.29	123.13	159.01	147.74	125.79
	4 h	142.70	131.03	118.42	138.27	125.43	121.63	149.17	129.31	121.63
	12 h	133.50	123.35	116.23	129.29	117.63	113.68	144.84	126.98	110.73
	24 h	120.25	118.30	115.10	125.53	111.76	108.71	137.14	116.42	107.50
	48 h	118.25	113.54	112.62	123.22	103.24	101.79	127.66	106.24	103.27
	72 h	113.03	104.17	110.97	122.46	101.57	93.94	116.04	98.60	99.74
	T h	100.56	98.13	88.45	113.52	98.99	88.33	83.63	88.12	87.53
营养物质损失或上升率 Nutrient loss or rise rate	CP	34.60± 0.53a	30.66± 0.65b	25.85± 1.72c	20.19± 1.04b	21.78± 1.23ab	23.20± 1.09a	52.41± 1.35a	41.53± 1.35b	36.29± 1.26c
	NDF	34.78± 0.63a	29.74± 1.15b	26.88± 2.27bc	22.49± 0.83bc	24.77± 0.70b	26.83± 0.80a	50.88± 1.21a	39.28± 0.97b	30.53± 1.08c
	ADF	33.99± 1.32a	29.80± 1.37b	24.19± 1.62c	18.96± 0.93b	19.18± 0.70b	21.22± 1.08a	49.41± 0.75a	38.58± 0.94b	30.44± 0.86c
	RFV	36.85± 1.39a	33.25± 0.65ab	29.55± 1.65c	24.75± 0.58b	27.38± 0.90a	28.26± 1.13a	47.04± 1.02a	40.36± 1.11b	30.41± 0.97c

影响苜蓿自然干燥的主要环境因子研究

An investigation of the main environmental factors affecting the natural drying of alfalfa for hay， and hay quality

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指标 Indicators	气温 Air temperature （Ta）	空气湿度 Air relative humidity （RH）	太阳辐射强度 Daily solar radiation intensity （RN）	风速 Wind speed （WS）	地面温度 Soil temperature （Soil_T）	地面湿度 soil water （Soil_W）	大气水势 Atmospheric water potential （ψ_大气）
粗蛋白Crude protein （CP）	0.318**	-0.298*	0.266	-0.329**	0.233	-0.121	-0.279*
中性洗涤纤维Neutral detergent fibre （NDF）	-0.304*	0.347**	-0.211	-0.234	-0.247	0.251	0.295*
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber （ADF）	-0.263	0.344**	-0.124	-0.254	-0.236	0.272*	0.282*
相对饲用价值Relative feeding value （RFV）	0.307*	-0.364**	0.196	-0.270*	0.259	-0.265	-0.302*

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