肉牛甲烷排放测定与估算模型的研究

【摘要】： 牛消化道食物发酵是重要温室气体甲烷的排放源之一,其生产过程中排放的甲烷不仅造成温室效应,也是饲料能量的损失。本研究的目的是通过研究不同粗饲料处理方式和能量摄入水平对肉牛肠道发酵甲烷排放量、粪便的特性及其甲烷排放量等影响,提出生长肉牛甲烷排放参数,为编制国家动物甲烷排放清单和制订减缓动物甲烷排放的策略提供支持。 通过采用动态箱法测定肉牛粪便在不同环境温度和堆高贮存时的甲烷排放通量,探讨了中国肉牛粪便甲烷排放量及其主要影响因素。试验结果表明:(1)16℃中肉牛粪便试验15天期间的甲烷排放通量为0.031±0.002~0.002±0.000 g?d-1?kg-1鲜粪,累积排放量为0.17~0.18 g?kg-1鲜粪;25℃中试验26天期间的甲烷排放通量为0.323±0.018~0.051±0.063 g?d-1?kg-1鲜粪,累积排放量为3.8~5.1 g?kg-1鲜粪;36℃中试验26天期间的甲烷排放通量为0.414±0.073~0.033±0.050 g?d-1?kg-1鲜粪,累积排放量为3.6~6.6 g?kg-1鲜粪。16℃中粪便的甲烷排放量显著小于25℃和36℃中的排放量(P0.01)。(2)粪便堆高与单位表面积的甲烷累积排放量具有显著的正相关关系(P0.05)。在实际生产中,可以通过适当降低堆体温度和堆高,缩短堆放时间来减少粪便甲烷的产生量。 针对日粮精粗比为50:50的条件下,采食3种不同方式处理的粗饲料和3种不同日粮能量摄入水平的肉牛肠道发酵甲烷排放量进行了试验研究。试验选用9头的健康肉用公牛分为3组,采用SF6示踪法对甲烷排放量进行测定。试验结果表明:在不同能量摄入水平条件下,采食氨化、青贮和干玉米秸日粮的肉牛甲烷平均排放量分别为248.4±23.3、234.3±19.4、261.7±20.7 L?d-1,采食青贮和干玉米秸处理组肉牛之间的甲烷排放量差异达到显著水平(P0.05)。采食不同方式处理粗料日粮时,1.19M、1.29M和1.47M能量摄入水平下肉牛甲烷平均排放量分别为229.8±20.2、248.3±14.2、266.4±20.1 L?d-1,各处理组肉牛之间的甲烷排放量差异均达到显著水平(P0.05)。甲烷排放量与GE、DM和NFE的摄入量具有极显著的正相关关系(P0.01)。 通过模拟25℃环境温度,采用动态箱法测定了采食不同日粮肉牛的粪便甲烷排放通量,探讨日粮对粪便甲烷排放的影响。试验结果表明:在1.19M能量摄入水平下,采食氨化、青贮和干玉米秸日粮的肉牛粪便堆放36天期间的甲烷排放通量分别为0.015±0.009~0.001±0.001、0.082±0.046~0.010±0.004、0.018±0.004~0.003±0.003 g?d-1?kg-1鲜粪,累积排放量分别为0.202、1.412、0.268 g?kg-1鲜粪;在1.29M能量摄入水平下,采食氨化、青贮和干玉米秸日粮的肉牛粪便堆放21天期间的甲烷排放通量分别为0.039±0.007~0.002±0.001、0.073±0.007~0.001±0.001、0.027±0.010~0.004±0.002 g?d-1?kg-1鲜粪,累积排放量分别为0.192、0.339、0.280 g?kg-1鲜粪;在1.47M能量摄入水平下,采食氨化、青贮和干玉米秸日粮的肉牛粪便堆放36天期间的甲烷排放通量分别为0.030±0.006~0.002±0.001、0.065±0.014~0.005±0.001、0.013±0.004~0.002±0.001 g?d-1?kg-1鲜粪,累积排放量分别为0.370、1.125、0.292 g?kg-1鲜粪;(2)粗饲料处理方式对粪便甲烷的排放量有较大的影响,能量摄入水平的影响相对较小。 【关键词】：肉牛 粪便 肠道发酵 甲烷排放 模型
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S823
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-16
• 第一章 绪论16-28
• 1.1 选题的背景16
• 1.2 国内外研究现状16-26
• 1.2.1 不同因素对反刍动物肠道甲烷排放的影响18-21
• 1.2.2 不同因素对反刍动物粪便甲烷排放的影响21-22
• 1.2.3 反刍动物甲烷排放量测定方法22
• 1.2.4 反刍动物甲烷排放估算模型22-26
• 1.3 存在的问题26
• 1.4 研究目的和意义26
• 1.5 研究内容与技术路线26-28
• 第二章 堆积肉牛粪便甲烷排放影响因子的研究28-42
• 2.1 引言28-29
• 2.2 材料与方法29-32
• 2.2.1 试验材料29
• 2.2.2 试验方法29-31
• 2.2.3 试验设计31
• 2.2.4 测定项目及方法31-32
• 2.2.5 数据处理32
• 2.3 结果与讨论32-41
• 2.3.1 粪便特性分析32
• 2.3.2 粪便甲烷排放通量随时间的变化32-35
• 2.3.3 不同试验阶段粪便甲烷排放通量的比较35-37
• 2.3.4 粪便堆高与累积甲烷排放量的关系37-41
• 2.4 小结41-42
• 第三章 秸秆处理方式对肉牛肠道甲烷排放影响的研究42-63
• 3.1 引言42
• 3.2 材料与方法42-49
• 3.2.1 试验材料42
• 3.2.2 试验方法42-45
• 3.2.3 日粮设计45-47
• 3.2.4 饲养试验47-49
• 3.2.5 数据处理49
• 3.3 结果与讨论49-62
• 3.3.1 试验肉牛能量摄入量49-51
• 3.3.2 不同试验组肉牛甲烷排放量的比较51-52
• 3.3.3 影响肉牛肠道甲烷排放量的因素分析52-58
• 3.3.4 摄入养分与甲烷排放量的相关关系58-62
• 3.4 小结62-63
• 第四章 秸秆处理方式对肉牛粪便甲烷排放影响的研究63-78
• 4.1 引言63
• 4.2 材料与方法63-64
• 4.2.1 试验材料63-64
• 4.2.2 试验方法64
• 4.2.3 测定项目及方法64
• 4.2.4 数据处理64
• 4.3 结果与讨论64-77
• 4.3.1 粪便特性分析64-66
• 4.3.2 采食不同处理秸秆的肉牛粪便甲烷排放通量66-73
• 4.3.3 能量摄入水平对粪便甲烷排放的影响73-74
• 4.3.4 采食不同方式处理秸秆的肉牛粪便甲烷排放通量和累积排放量的比较74-77
• 4.4 小结77-78
• 第五章 结论与建议78-80
• 5.1 结论78-79
• 5.2 存在问题和建议79-80
• 参考文献80-89
• 致谢89-90
• 作者简历90

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