灌区苜蓿田间晾晒干燥速率与营养物质变化对主要环境因素的响应

Response of drying rate and nutrient content changes to the main environmental factors during alfalfa natural drying in irrigation areas

摘要

为解析田间晾晒苜蓿干燥速率变化和营养物质耗损过程，揭示影响苜蓿干草调制的主要环境因素。通过对引黄灌区不同收获茬次机械刈割压扁晾晒苜蓿的植株含水量及主要营养物质［粗蛋白（CP）、粗灰分（Ash）、粗脂肪（EE）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、可溶性碳水化合物（WSC）、相对饲喂价值（RFV）］含量的定时采集，结合晾晒过程中田间气象要素与土壤水分含量的监测，分析苜蓿晾晒水分散失、营养物质变化过程，通过相关性分析，明确影响干燥速率、营养物质变化的主要环境因素。结果表明：1）苜蓿晾晒过程中，生理干燥阶段占晾晒历时的比例为19.80%~52.25%，随5-9月收获季节的延续生理干燥阶段历时占比逐步减小；全株的干燥速率介于茎和叶片之间，在生理干燥阶段干燥速率为：叶片>全株>茎，而在生化干燥阶段为：茎>全株>叶片，且生理干燥阶段茎、叶片及全株干燥速率分别是生化干燥阶段的1.79、7.69和3.43倍。2）营养物质CP、WSC、EE含量和RFV在晾晒始末、生理及生化干燥阶段均有下降，而Ash、NDF和ADF含量则为上升，且EE、RFV、WSC的损失以及Ash、NDF和ADF的增加主要发生在生理干燥阶段，其损失率和增幅占比分别为52.09%~75.00%和48.53%~62.94%，而CP的损失主要发生在生化干燥阶段，其损失率占比达71.18%~75.82%。3）环境因素对干燥速率的影响为：气温>太阳辐射强度>风速>空气相对湿度>0~10 cm土壤含水量，且气温、太阳辐射强度、风速是影响干燥速率的主效因子，均与干燥速率呈显著或极显著正相关关系；影响营养物质含量的主要环境因素为：气温、风速、空气相对湿度和0~10 cm土壤含水量。

Abstract

This study comprehensively analyzed the dynamics of drying rate and nutrient content during natural drying of alfalfa （Medicago sativa） in irrigated regions to better understand the key environmental factors influencing alfalfa hay drying. Meteorological and soil moisture data were collected and plant traits including water content， and major nutrient components （crude protein， CP； crude ash， Ash； ether extract， EE； neutral detergent fiber， NDF； acid detergent fiber， ADF； water-soluble carbohydrate， WSC； and relative feeding value， RFV） were measured in alfalfa with flattened stems harvested using mechanical equipment， at different cutting dates. The processes of water loss and nutrient changes were analyzed， and key environmental factors affecting drying rate and nutrient dynamics were identified through correlation analysis. Furthermore， the study divided the natural drying process of alfalfa into physiological （from cutting of alfalfa to when the whole-plant moisture content decreased to approximately 40%） and biochemical （the whole-plant moisture content decreased from 40% to 18%） drying stages， and analyzed and compared these two stages respectively. The results showed that： 1） The physiological drying stage accounted for 19.80%-52.25% of the total natural drying process， with the proportion decreasing gradually as cutting dates from May to September were delayed. During the physiological drying stage， drying rates followed the order： leaves>whole plant>stems； in contrast， the biochemical drying stage exhibited the order： stems>whole plant>leaves. Drying rates of stems， leaves， and whole plants in the physiological drying stage were 1.79-， 7.69-， and 3.43-fold higher， respectively， than those in the biochemical drying stage. 2） Contents of CP， WSC， EE， and RFV decreased throughout the drying process （including the beginning and end of drying， for both physiological and biochemical drying stages）， whereas Ash， NDF， and ADF contents increased. Losses of EE， RFV， WSC or gains of Ash， NDF， ADF occurred during the physiological stage， with loss rates ranging from 52.09%-75.00% and gain rates from 48.53%-62.94%. CP loss primarily occurred during the biochemical drying stage， accounting for 71.18%-75.82% of total loss. 3） During alfalfa drying， environmental factors influenced drying rate in the order： air temperature>solar radiation intensity>wind speed>air relative humidity>0-10 cm soil moisture. The key factors （air temperature， solar radiation intensity， and wind speed） showed significant （P<0.05） or highly significant （P<0.01） positive correlations with drying rate. Nutrient content in alfalfa hay was primarily affected by air temperature， wind speed， air relative humidity， and 0-10 cm soil moisture.

Graphical abstract

关键词

苜蓿 / 田间晾晒 / 环境因素 / 干燥速率 / 营养品质

Key words

alfalfa / natural drying / environmental factors / drying rate / nutritional quality

苜蓿（Medicago sativa）为多年生优质豆科牧草，是畜牧业生产重要的高蛋白粗饲料，素有“牧草之王”的美誉，被称为牛奶生产的第一车间^［1］。伴随我国农业结构调整和“振兴奶业苜蓿发展行动”的实施，苜蓿种植得到迅速发展，截至2022年底留床面积达181万hm^2［2］，其中，地处农牧交错带的甘肃、内蒙古、宁夏灌区成为苜蓿集群生产基地，产量占全国60%以上^［3］。然而，由于国内苜蓿产业起步较晚，国产苜蓿商品草质量以中低端为主，用于奶牛饲喂的优质苜蓿草捆主要依赖进口^［4-5］，仅2022年进口量就达194万t，占全国苜蓿消费量的28.12%^［3］。如何提升国产苜蓿干草品质成为产业发展面临的突出问题。

已有研究表明，影响苜蓿干草品质的主要因素为原料草自身营养物质含量和晾晒过程中营养物质的保存状况^［6］。原料草自身营养物质的提高可通过品种选择^［7］、水肥协同供给^［8］、病虫草害防控^［9］、适期刈割^［10］等栽培措施的调控得以实现。而晾晒过程中营养物质的保存主要与环境因素有关，包括以温度、辐射强度、风速、空气湿度、土壤温湿度为主的田间自然条件^［11-12］和以晾晒厚度^［13］、压扁程度^［14］、喷施干燥剂^［15］、搂草打捆时期^［16］为主的人为干扰条件，均是通过影响干燥速率而对干草品质产生影响^［17］。在苜蓿田间晾晒中不可控的自然条件和人为干扰相互交织给研究工作带来很大困难，虽有部分学者已开展了大量工作，但在系统揭示苜蓿田间晾晒中水分含量、干燥速率及营养物质的变化过程方面尚未形成相对一致的结论，在环境因素与干燥速率、营养物质耗损的相关性方面探索不足，已成为当前苜蓿干草调制中的热点问题^［18］。

为此，本研究以宁夏引黄灌区机械刈割压扁田间晾晒苜蓿为对象，通过对不同茬次晾晒苜蓿的水分及营养物质含量的定时采集，结合晾晒过程中田间气象要素与土壤水分含量的监测，分析苜蓿晾晒水分散失、营养物质变化过程，探讨田间晾晒过程中影响苜蓿干燥速率、营养物质变化的主要环境因素，以期为揭示苜蓿干草调制过程中环境因素对干草品质耗损的影响提供支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在宁夏回族自治区灵武市梧桐树乡李家圈村开展，地处银川平原中部，属温带大陆性气候，海拔1250 m，年均气温9.6 ℃，无霜期157 d，多年平均始霜期9月28日，晚霜期5月4日，年均日照时数3002.1 h，年均降水量179.2~322.4 mm^［19］，试验地土壤类型为灌淤土，漫灌灌溉。

1.2 试验设计

试验在2024年开展，供试苜蓿为2年生MF4020，为便于机械作业，选择长400 m、宽40 m的条田开展试验，在苜蓿初花期用牵引式刈割压扁机（DISCO-3150TRC，德国）于5月25日、6月30日、7月31日8：00和9月14日9：30进行刈割，留茬高度5~6 cm，然后立即用牵引式散草机（VOLTO-700，德国）进行散草，至苜蓿水分含量为40%~45%时用指盘式搂草机（CADDY-8，意大利）归集成垄，在苜蓿水分含量≤18%时结束晾晒进行打捆。于各茬苜蓿晾晒期间，在条田200 m处平行设置6个取样点，自刈割至打捆期间，于每日8：00-18：00进行取样，第4茬苜蓿在刈割当天9：30-19：30进行取样，间隔时长2.5 h。取样时为防止苜蓿叶片脱落影响测试结果，先将40 cm×40 cm托盘置于晾晒苜蓿下方，再将另一相同的托盘倒扣在其上方，将两个托盘压紧后用剪刀紧贴托盘四周将夹住的苜蓿草剪断，两个托盘中间留存部分即为获取样品，可重复取样至每个样点每次获取500和200 g样品各1份，分别用于水分含量和营养物质含量的测定。各茬次苜蓿田间晾晒期间天气状况及主要环境因子参数均值见表1。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 田间环境参数测定

各茬苜蓿刈割前1 d，在试验条田田埂布设Adcon-Ws自动气象站（德国），对距地面2 m处气温、空气相对湿度、风速及太阳辐射强度进行监测，8：00-18：00数据收集步长为2.5 h，18：00-8：00数据收集步长为2 h。田间0~10 cm土壤含水量采用土钻取土，烘箱烘干减重法^［20］进行测定，6次重复，取样时间与晾晒苜蓿取样时间相同。

1.3.2 苜蓿水分含量及干燥速率测定

将各时间点获取的500 g苜蓿样品进行茎、叶分离，用天平（LQC-10002，中国）分别称量其初始重量，后置于65 ℃烘箱内烘至恒重并称量其干重，参照尹强等^［21］的方法，计算不同时间点苜蓿茎、叶及全株水分含量（G_n ）和相应时间段的干燥速率（V_n ），计算公式如下：

G_n =（M_n1-M_n2）/M_n2×100%（1）

V_n =（G_n -G_n+1）/T_n（2）

式中：G_n 为苜蓿茎、叶或全株第n次样品的水分含量，单位为%；M_n1和M_n2分别为苜蓿茎、叶或全株第n次样品的初始重量和烘干重量，单位为g；V_n 为苜蓿茎、叶或全株样品在n至n+1次取样时段内的干燥速率，单位为%·h^-1，正常值为正值，返潮时为负值；n为取样次数，T_n 为取样的时间间隔，单位为h。

1.3.3 苜蓿营养物质指标测定

为防止采集的样品在保存过程中因生理生化作用而使营养物质含量发生变化^［22］，将各时间点获取的200 g苜蓿样品装入塑料瓶置于液氮罐中超低温冷冻以阻断其生理生化过程^［23］，带回实验室后转入-80 ℃冰箱保存，待第4茬样品取样结束后，将各样品用QM-3SP2行星式球磨机（中国南京）研磨并烘干后进行营养物质指标测定。参照《饲料分析及饲料质量检测技术》^［24］，采用凯氏定氮法测定粗蛋白（crude protein， CP）含量，灼烧法测定粗灰分（crude ash， Ash）含量，索氏浸提法测定粗脂肪（ether extract， EE）含量，范式法测定中性洗涤纤维（neutral detergent fiber， NDF）和酸性洗涤纤维（acid detergent fiber， ADF）含量，蒽酮-硫酸法测定可溶性碳水化合物（water soluble carbohydrate， WSC）含量。参照王斌等^［25］的方法计算相对饲喂价值（relative feeding value， RFV）：

RFV=（88.9-0.779×ADF）×（120/NDF）/1.29（3）

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2016软件进行数据处理和图表绘制，采用SPSS 20.0进行相关性分析。晾晒苜蓿生理干燥阶段为刈割后至全株含水量下降到40%左右的时间段，生化干燥阶段为晾晒苜蓿植株含水量由40%左右下降到18%的时间段。

参照刘丽英等^［18］的方法，对晾晒苜蓿在晾晒始末、生理及生化干燥阶段营养物质损失率和增幅进行计算，其中，CP、WSC、EE和RFV损失率参照公式4计算，Ash、NDF和ADF增幅按公式5计算：

损失率（%）=（晾晒某时段初始含量-晾晒某时段结束含量）/晾晒初始含量×100%（4）

增幅（%）=（晾晒某时段结束含量-晾晒某时段初始含量）/晾晒初始含量×100%（5）

2 结果与分析

2.1 晾晒苜蓿茎、叶片及全株含水量的变化

各茬次苜蓿0 h的全株含水量为：第2茬>第1茬>第3茬>第4茬，以第2茬的76.54%为最高值，以第4茬的69.97%为最低值，第1、3茬分别为73.21%和72.99%。由图1可知，各茬次苜蓿田间晾晒至安全收贮含水量的历时不同，以第2茬的74.5 h历时最长，以第3茬的31.5 h历时最短，第1、4茬则分别为55.5和50.5 h，且各茬次苜蓿的生理干燥阶段历时亦不相同，第1茬为29 h，第2茬为26.5 h，第3茬为7.5 h，第4茬为10 h，其分别占晾晒历时的52.25%、35.57%、23.81%和19.80%，随收获季节的延续生理干燥阶段历时占比逐步减小，而生化干燥阶段的历时占比则逐步增加。

从茎和叶片含水量变化来看，第1、2茬苜蓿在0 h时茎的含水量分别为74.16%、77.53%，均高于其叶片的含水量（71.53%、75.35%），且在第1、2茬苜蓿晾晒过程中，在相同晾晒历时其茎的含水量均高于叶片的含水量；而第3、4茬苜蓿在0 h时茎的含水量分别为71.28%、65.06%，低于其叶片的含水量（75.10%、74.03%），但自5 h至晾晒结束，其茎的含水量均高于相同时间点叶片的含水量。晾晒苜蓿第1茬叶片含水量在48 h时及第2、3、4茬茎、叶片及全株含水量在24、48和72 h比前一时间点均有不同程度增加，第2茬苜蓿在48 h时茎、叶片及全株含水量受降水影响增幅分别达68.98%、387.64%和99.94%，而其他时段茎、叶片及全株的含水量增幅分别为2.59%~62.46%、10.76%~102.28%和3.90%~84.40%，叶片的含水量增幅大于茎，表明晾晒苜蓿在夜间发生返潮时叶片的返潮强于茎。

2.2 晾晒苜蓿茎、叶片及全株干燥速率的变化

由图2和表2可知，在各茬次苜蓿田间晾晒过程中，全株的干燥速率介于茎和叶片之间，且茎、叶片及全株平均干燥速率均表现为：第3茬>第1茬>第4茬>第2茬，分别以第3茬的1.53、2.26和1.78%·h^-1为最高值，其次为第1茬的1.04、1.18和1.07%·h^-1，第4茬茎、叶片及全株干燥速率分别为0.87、1.12和1.02%·h^-1，受晾晒期间降水影响，第2茬茎、叶片及全株的干燥速率（0.85、0.95和0.87%·h^-1）为最低值。从晾晒不同时段来看，在生理干燥阶段各茬苜蓿茎、叶片及全株的干燥速率随晾晒时间的延续均表现为：叶片>全株>茎，叶片、全株及茎的干燥速率均值分别为3.77、2.54和1.75%·h^-1，且差异达显著水平；而在生化干燥阶段，各茬苜蓿茎、叶片及全株的干燥速率随晾晒时间的延续表现为：茎>全株>叶片，茎、全株及叶片的干燥速率均值分别为0.89、0.74和0.49%·h^-1，且差异亦达显著水平。第1茬苜蓿全株干燥速率均大于0，在晾晒过程中未出现返潮，而第2、3、4茬苜蓿全株干燥速率均出现小于0的情况，在晾晒过程中出现返潮，且在返潮期间叶片的平均干燥速率为-1.76%·h^-1，低于茎的平均干燥速率（-0.97%·h^-1）。

2.3 田间晾晒过程中苜蓿主要营养物质含量的变化

由表3可知，苜蓿在田间晾晒过程中营养物质含量呈波浪式变化。从整个晾晒过程来看，各茬苜蓿晾晒始末CP、WSC、EE含量和RFV均呈下降趋势，且第1、2茬损失率均为：RFV>WSC>CP>EE，第3、4茬损失率则为：RFV>CP>WSC>EE，以RFV的损失率（14.64%~33.66%）为最大，以EE（7.91%~9.86%）的损失率为最小，CP损失率为11.55%~14.26%，WSC的损失率为9.54%~16.35%；而Ash、NDF和ADF含量在晾晒期始末表现为增加，且第1、4茬增幅为：ADF>Ash>NDF，第2、3茬增幅为：ADF>NDF>Ash，以ADF的增幅（19.28%~32.22%）为最大，NDF增幅为9.23%~32.05%，Ash增幅为9.93%~11.91%。

在晾晒0~5 h的生理活性阶段，各茬苜蓿Ash、WSC、NDF、ADF含量均升高，且以ADF的平均增幅8.76%为最高值，以NDF的平均增幅4.97%为最低值，Ash和WSC的平均增幅分别为8.13%和5.45%，而RFV下降了7.66%，CP含量在第1、2和4茬均表现为下降，EE含量仅在第2茬为下降。在生理干燥阶段，各茬苜蓿CP、WSC、EE含量和RFV均下降，且第1、2茬降幅为：RFV>WSC>EE>CP，第3、4茬则为：RFV>EE>WSC>CP，以RFV的损失率（8.64%~20.46%）为最大，以CP损失率（3.19%~3.97%）为最小，WSC损失率为5.65%~8.52%，EE的损失率为5.76%~7.26%，但此阶段各营养物质损失率占晾晒始末损失率的比例为：EE>RFV>WSC>CP，以EE的71.43%~75.00%为最高，其次为RFV的57.20%~62.03%，以CP的24.18%~28.82%为最低，WSC占比为52.09%~65.22%；而Ash、NDF和ADF含量在生理干燥阶段均表现为增加，且第1、4茬增幅为：ADF>Ash>NDF，第2、3茬则为：ADF>NDF>Ash，以ADF的增幅（11.48%~18.37%）为最大，NDF增幅为4.61%~16.85%，Ash增幅为5.48%~6.64%，其占晾晒始末增幅的比例分别为57.00%~62.94%、48.53%~58.79%和51.46%~57.00%。在生化干燥阶段，各茬苜蓿CP、WSC、EE含量和RFV均下降，各营养物质损失率占晾晒始末损失率的比例为：CP>WSC>RFV>EE，以CP（71.18%~75.82%）为最高，WSC为34.78%~47.91%，其次为RFV（37.97%~42.80%），以EE占比（25.00%~28.57%）为最低；而ADF、NDF和Ash含量均表现为增加，其占晾晒始末增幅的比例分别为37.06%~43.00%、41.21%~51.47%和43.00%~48.54%。

2.4 环境因素与苜蓿干燥速率和主要营养物质含量的相关性

各茬次苜蓿田间晾晒不同时段干燥速率及品质指标与环境因素间的相关分析表明（表4），各环境因素与干燥速率的相关性为：气温>太阳辐射强度>风速>空气相对湿度>0~10 cm土壤含水量，其中，气温、太阳辐射强度、风速与干燥速率呈极显著或显著的正相关关系，而空气相对湿度和0~10 cm土壤含水量与干燥速率呈负相关关系，且不显著。品质指标与环境因素的相关性较为复杂，Ash含量与太阳辐射强度呈极显著正相关关系，与空气相对湿度呈显著负相关关系，而气温、风速和0~10 cm土壤含水量与Ash含量相关性不显著；CP含量与空气相对湿度呈极显著负相关关系，与气温和0~10 cm土壤含水量呈显著或极显著正相关关系；WSC含量与0~10 cm土壤含水量、气温和太阳辐射强度呈显著或极显著负相关关系；EE含量仅与气温呈显著正相关关系，与其他各环境因素间相关性不显著；NDF和ADF含量与0~10 cm土壤含水量、空气相对湿度、气温呈显著或极显著正相关关系，与风速呈极显著负相关关系，太阳辐射强度与NDF和ADF含量相关性不显著；RFV与各环境因素的相关性为：0~10 cm土壤含水量>风速>空气相对湿度>气温>太阳辐射强度，0~10 cm土壤含水量、空气相对湿度和气温与RFV呈显著或极显著负相关关系，风速与RFV呈极显著正相关关系。

3 讨论

3.1 田间晾晒苜蓿含水量和干燥速率的变化

苜蓿田间晾晒是将刈割后水分含量较高的新鲜饲草快速降低至18%左右安全贮藏含水量的过程，以40%左右水分含量为临界值，将其分为生理干燥和生化干燥2个阶段^［26］。本研究中，供试的4茬机械刈割压扁苜蓿田间晾晒历时为31.5~74.5 h，短于刘丽英等^［18］人工刈割未压扁的96~168 h晾晒历时，这可能与茎秆压扁能缩短30%~50%的晾晒时间^［14］有关。试验第2、3、4茬苜蓿晾晒生理干燥阶段历时为26.5、7.5和10.0 h，分别占其晾晒历时的35.57%、23.81%和19.80%，而生化干燥阶段历时为48.0、24.0和40.5 h，生理干燥阶段历时小于生化干燥阶段，生化干燥阶段对苜蓿晾晒历时影响更大，这主要是因为苜蓿植株含水量在晾晒的初级阶段迅速降低，然后随晾晒时间的延续下降速度趋于缓慢^［27］，使得生化干燥阶段历时为1~2 d^［28］。同时，本研究中第1茬苜蓿生理干燥阶段历时为29 h，大于生化干燥阶段的26.5 h，王坤龙等^［29］在辽宁的研究也出现了类似情况，其第1茬苜蓿生理干燥阶段历时32 h，占晾晒历时的61.53%，这可能因两试验中10和15 cm的晾晒厚度阻碍了草垄中下部水分散失，而在水分含量为40%时搂草扰动加速了晾晒苜蓿的水分散失，致使生理干燥阶段历时大于生化干燥阶段。受季节影响，第2、3、4茬晾晒苜蓿茎、叶片及全株在夜间均出现不同程度的返潮，且在5到9月随收获季节的延续返潮程度加重，在返潮过程中叶片的含水量增幅大于茎^［29］。

干燥速率是晾晒过程中单位时间内水分的散失量。本研究中，各茬苜蓿全株的干燥速率均介于茎和叶片之间，但茎和叶片的干燥速率在晾晒过程中变化较为复杂，各茬苜蓿自晾晒的第2天起，茎、叶片及全株的干燥速率在白天均为先上升后下降的变化过程，叶片的干燥速率峰值出现的比茎早，在夜间干燥速率出现负值发生返潮时，叶片的干燥速率比茎低，表明叶片的返潮程度比茎严重^［29］。同时，在第1、3茬苜蓿晾晒的0~29 h、0~24 h，叶片的干燥速率高于茎，而在29.0~55.5 h、24.0~31.5 h叶片的干燥速率低于茎；而第2、4茬苜蓿晾晒0~10 h叶片的干燥速率高于茎，在10~53 h、10.0~26.5 h叶片和茎的干燥速率互有高低，而在53.0~74.5 h、26.5~50.5 h叶片的干燥速率低于茎，这与刘丽英等^［18］认为干燥前期叶的干燥速率高于茎，而干燥后期叶的干燥速率低于茎相似，但与海存秀^［30］、Fonnesbeck等^［31］认为苜蓿在整个晾晒过程中，叶片干燥速率比茎快的结论存在差异，进一步表明茎和叶片的干燥速率在晾晒过程中变化的复杂性。同时，在本研究中，因夜间返潮而使第1茬晾晒苜蓿的叶片及第2、3、4茬晾晒苜蓿的茎、叶片及全株干燥速率出现了负值，一定程度上延长了苜蓿田间晾晒历时。

3.2 田间晾晒苜蓿主要营养成分含量的变化

苜蓿在晾晒过程中，随着植株含水量的下降，常伴随着各种生理、生化过程而导致营养物质含量发生变化^［32］，缩短晾晒时间是提高营养物质保存率的关键^［33］。本研究中，苜蓿晾晒的0~5 h生理活跃阶段，Ash、WSC和NDF、ADF^［18］含量均有不同程度增加，EE含量在部分茬次出现增加，这与撒多文^［34］认为在晾晒的0~4 h内WSC、EE含量增加和张颖超等^［35］自然干燥的苜蓿在水分含量由70%下降到50%过程中EE含量增加1.56%的结论相一致，但NDF和ADF含量变化与撒多文^［34］在盐碱地晾晒苜蓿NDF、ADF含量均下降的结论不一致，就现有的研究来看，在苜蓿刈割后生理活跃阶段各营养物质含量的变化过程尚不能形成一致性结论。在晾晒始末、生理及生化干燥阶段，CP、WSC、EE含量和RFV均呈下降态势，Ash、NDF和ADF含量则表现为增加趋势，EE、RFV、WSC的损失和ADF、Ash、NDF的增加主要发生在生理干燥阶段，其损失率和增幅占比均大于50%，CP在生理干燥阶段的损失率占比仅为24.18%~28.82%^［36］，CP的损失主要发生在生化干燥阶段。这与王坤龙等^［29］认为苜蓿晾晒过程中粗蛋白、粗脂肪^［34］和碳水化合物含量呈下降趋势^［37］，而NDF、ADF呈缓慢增加的结论相一致，但其对各营养物质在晾晒始末及生理、生化干燥阶段的损失率或增幅未做定量论述；同时，本研究结果与刘丽英等^［38］认为苜蓿在生理干燥阶段CP损失率占比为24%~30%的结论相一致，但其认为NDF、ADF在生理干燥阶段上升率占比小于生化干燥阶段，本研究结果与其相悖，其自然干燥的3茬苜蓿生理干燥阶段历时均为12 h，而本研究取样的4茬苜蓿生理干燥阶段历时为7.5~29.0 h，可能与生理干燥阶段历时不同导致营养物质含量减少或增加的量不同有关。

3.3 环境因素与田间晾晒苜蓿干燥速率和营养成分含量的相关性

苜蓿晾晒过程中，环境因素对干燥速率产生决定性影响。曹致中^［26］认为影响苜蓿干燥速率的气候条件为：太阳辐射强度>气温>空气湿度>风速，刘丽英等^［18］认为温度、空气湿度、太阳辐射强度及风速是影响苜蓿自然干燥的主要环境因素，尹强等^［21］认为对干燥速率影响的环境因素为：太阳辐射强度、气温、大气水势、风速，郑先哲等^［39］对摊晒厚度与干燥速率的相关性进行研究，认为在摊晒厚度较大时，空气湿度对干燥速率的影响更显著，王晶晶等^［40］认为土壤湿度较大时也会导致返潮而降低苜蓿干燥速率。本研究表明，各环境因素对干燥速率的影响为：气温>太阳辐射强度>风速>空气相对湿度>0~10 cm土壤含水量，且气温、太阳辐射强度、风速与干燥速率呈极显著或显著的正相关关系，而空气相对湿度和0~10 cm土壤含水量与干燥速率呈负相关关系，但相关性不显著，造成这种差异的主要原因与各试验开展的地域、苜蓿茬次及刈割时间、刈割方式、晾晒管理的不同有关。

苜蓿晾晒过程中，营养物质含量与环境因素的相关性较为复杂。本研究中，Ash、CP、WSC、EE、NDF、ADF含量及RFV均与太阳辐射强度、气温、空气相对湿度、风速及0~10 cm土壤含水量存在不同程度的相关性。其中，太阳辐射强度、空气相对湿度为影响Ash含量的主要因素，气温、空气相对湿度、0~10 cm土壤含水量为CP含量的主要影响因素，0~10 cm土壤含水量、气温及太阳辐射强度为影响WSC含量的主要因素，而EE含量仅与气温呈显著正相关关系，0~10 cm土壤含水量、风速、空气相对湿度及气温是影响NDF、ADF含量的主要因素，且与风速为负相关关系；影响RFV的主要环境因素为0~10 cm土壤含水量、风速、空气相对湿度和气温。这与刘丽英等^［18］认为太阳辐射强度与CP、NDF、ADF含量和RFV相关性不显著的结论相似，造成这一现象的原因是晾晒苜蓿吸收了太阳辐射能的80%，大部分能量被表层所吸收，在草垄表层2 cm以下的苜蓿能量吸收量仅为表层的1/2，吸收的太阳能主要用于水分的蒸发和加热苜蓿草而提高干燥速率，进而间接影响干草营养成分含量的变化^［41］。

4 结论

苜蓿田间晾晒过程中，随收获季节的延续生理干燥阶段占晾晒历时的比例逐步减小，由第1茬的52.25%逐步下降为第4茬的19.80%。各茬苜蓿全株的干燥速率均值为1.19%·h^-1，介于茎的1.07%·h^-1和叶片的1.38%·h^-1之间，生理干燥阶段干燥速率为：叶片>全株>茎，生化干燥阶段干燥速率则为：茎>全株>叶片，且生理干燥阶段茎、叶片及全株干燥速率分别是生化干燥阶段的1.79、7.69和3.43倍。

CP、WSC、EE含量和RFV在晾晒始末、生理及生化干燥阶段均下降，而Ash、NDF和ADF含量则为上升，但各营养物质的变化呈非线性的过程，EE、RFV、WSC的损失和Ash、NDF、ADF的增加主要发生在生理干燥阶段，其损失率和增幅占比分别为52.09%~75.00%和48.53%~62.94%，而CP的损失主要发生在生化干燥阶段，其损失率占比达71.18%~75.82%。

环境因素对干燥速率的影响为：气温>太阳辐射强度>风速>空气相对湿度>0~10 cm土壤含水量，且气温、太阳辐射强度、风速是影响干燥速率的主效因子；影响营养物质含量的主要环境因素为：气温、风速、空气相对湿度和0~10 cm土壤湿度，EE仅与气温呈显著正相关关系。

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基金资助

自治区农业科技自主创新专项(NKYJ-22-01)

宁夏农业高质量发展和生态保护科技创新示范课题(NGSB-2021-15-02)

国家牧草产业技术体系盐池综合试验站(CARS-34)

银川市牧草高质高效生产科技创新团队项目资助