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

doi:10.11686/cyxb2020529

Abstract

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

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Figures/Tables 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