肉用绵羊甲烷排放的测定与估测模型的建立

【摘要】：反刍动物排放的甲烷是一种能量的损失，也是导致全球变暖的重要温室气体之一。本论文以杜泊()×小尾寒羊()杂交肉用绵羊为试验动物，研究动物体重、日粮采食水平、能量水平、营养物质含量、营养物质摄入量、可消化营养物质、瘤胃可发酵营养物质、瘤胃液pH值和瘤胃液挥发性脂肪酸浓度对肉用绵羊瘤胃甲烷(CH4)排放的影响，旨在建立甲烷排放估测模型。具体分为以下两个部分： 试验一日粮不同采食水平对肉用绵羊甲烷排放的影响 选取15头日龄相近、体况良好、体重（36.60±0.93） kg的杂交绵羊母羊[杜泊()×小尾寒羊()]，采用单因素完全随机试验设计，将15头羊随机分为3个处理（每个处理5头羊），分别按自由采食（ad libitum， AL）、自由采食量的75%和自由采食量的55%三个饲喂水平投喂试验日粮，预试期10天，正试期10天。采用开路循环式呼吸测热系统，测定肉用绵羊24h CH4排放量。每只羊进入和离开呼吸测热代谢笼时均称重，平均值作为该羊呼吸测热体重。结果表明：限饲55%组、限饲75%组和自由采食组肉用绵羊的甲烷排放量分别为29.11、46.87和55.26L/d。自由采食组羊的甲烷排放量、甲烷能以及单位代谢体重的甲烷排放量均显著高于55%组（P0.05）。甲烷排放量与日粮干物质采食量（DMI）、总能摄入量（GEI）和体重（BW）呈极显著线性正相关关系（P0.01）。分别得到以下估测模型：甲烷与DMI的估测方程式：CH4(L/d)=44.034DMI (kg)-6.514(R~2=0.6801P=0.0005)；甲烷与GEI的估测方程式：CH4(L/d)=2.424GEI (MJ)-6.514(R~2=0.6801P=0.0005)；甲烷与BW的估测方程式为：CH4(L/d)=4.250BW(kg)-105.774(R~2=0.6713P=0.0006)。利用多元回归分析建立的甲烷与DMI、BW的多元回归估测方程式：CH4(L/d)=2.813BW(kg)+29.538DMI(kg)-88.760(R~2=0.9007P0.0001)，与一元回归模型相比，显著提高了肉用绵羊甲烷排放量估测的相关性和准确性。 试验二日粮不同营养组成对肉用绵羊甲烷排放的影响 选取8头9月龄、体重（50.37±1.13） kg并安装有永久性瘤胃瘘管的杂交绵羊公羊[杜泊()×小尾寒羊()]，分别饲喂8种中性洗涤纤维（NDF）含量不同（分别为（%）51.83、50.47、44.58、42.34、38.20、35.43、30.10和27.03）的全混合日粮，进行8×4不完全拉丁方试验（8种日粮，4期试验）。每期试验21天，首先进行8天预试，而后于第9-16天采用开路循环式呼吸测热系统测定肉用绵羊甲烷排放，同时采用全收粪尿法进行消化代谢试验。在试验第17-19天，设置6个发酵时间点(0,6,12,24,48和72h)，采用瘤胃尼龙袋法测定日粮瘤胃可发酵营养物质含量。最后于试验第20天的8h、14h和20h以及第21天的2h、5h、11h、17h和23h分别采集瘤胃液，测定瘤胃液pH值和瘤胃液挥发性脂肪酸(VFA)浓度。结果表明，8种日粮每千克瘤胃可发酵有机物的甲烷排放量(L/kg FOM)分别为：81.64、87.22、77.42、61.87、52.19、54.90、57.07和58.72。甲烷能/消化能(CH4-E/DE)分别为：12.27%、11.04%、10.72%、9.52%、7.89%、8.17%、7.71%和8.92%。甲烷(L/kg FOM)与有机物摄入量(OMI)、总能摄入量(GEI)、粗蛋白摄入量(CPI)、可消化有机物(DOM)、消化能(DE)、可消化粗蛋白(DCP)、可消化粗脂肪(DEE)、丁酸/总VFA(TVFA)、戊酸/TVFA呈显著(P0.05)负相关关系，而与NDF摄入量(NDFI)、酸性洗涤纤维摄入量(ADFI)、可消化NDF(DNDF)、可消化ADF(DADF)、瘤胃可发酵ADF(FADF)、瘤胃可发酵NDF(FNDF)/FOM、FADF/FOM和乙酸/TVFA呈显著(P0.05)正相关关系。分别得到：甲烷与营养物质摄入量的回归模型：CH4(L/kg FOM)=0.182OMI (g)-0.547CPI (g)-1.177NDFI (g)+1.578ADFI(g)-3.396EEI (g)+154.950(R~2=0.9992P=0.0021)；甲烷与可消化营养物质的回归模型：CH4-E/DE(%)=92.902-3.259DE/GE(%)(R~2=0.8318P=0.0016)，CH4-E/DE (%)=0.180DADF/DOM(%)+5.251(R~2=0.9191P=0.0002)；甲烷与可发酵营养物质的回归模型： CH4-E/DE(%)=0.112FADF/FOM (%)+6.135(R~2=0.8887P=0.0005)；甲烷与瘤胃液VFA的回归模型：CH4(L/kg FOM)=0.825乙酸(mmol/L)+4.571丙酸(mmol/L)-7.159丁酸(mmol/L)-20.310戊酸(mmol/L)+10.493异戊酸(mmol/L)+9.030(R~2=0.9989P=0.0028)。 综上所述，肉用绵羊瘤胃甲烷排放量随着动物体重、干物质采食量以及总能摄入量的增加而线性增加。日粮的精粗比或粗饲料含量直接影响肉用绵羊瘤胃甲烷排放量、甲烷能/总能和甲烷能/消化能之比。与其他营养物质相比，NDF和ADF与肉用绵羊甲烷排放相关性最强。与线性回归估测模型相比，多元回归模型提高了甲烷估测的相关性和准确性。因此，这些模型将有助于准确估测肉用绵羊的甲烷排放量。 【关键词】：肉用绵羊 甲烷 饲喂水平 营养组成 呼吸测热 估测模型
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：S826
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 绪论14-28
• 1.1 反刍动物甲烷排放产生的影响14-15
• 1.2 反刍动物瘤胃甲烷生成过程15-16
• 1.3 反刍动物甲烷排放的的影响因素16-20
• 1.4 反刍动物甲烷排放的测定方法20-22
• 1.5 反刍动物甲烷排放的估测模型22-25
• 1.6 研究的目的和意义25-26
• 1.7 研究内容与技术路线26-28
• 第二章 日粮不同采食水平对肉用绵羊甲烷排放的影响28-36
• 2.1 材料与方法28-31
• 2.1.1 试验动物及管理28
• 2.1.2 试验日粮及配制28-29
• 2.1.3 试验设计及操作29-30
• 2.1.4 呼吸测热试验30
• 2.1.5 测定指标及方法30
• 2.1.6 数据处理与分析30-31
• 2.2 试验结果31-32
• 2.2.1 日粮不同饲喂水平对甲烷排放量的影响31
• 2.2.2 试验羊干物质采食量，总能摄入量及体重与瘤胃甲烷排放量的相关性31-32
• 2.3 讨论32-35
• 2.3.1 日粮干物质采食量和总能摄入量与甲烷排放量的关系32-33
• 2.3.2 肉用绵羊体重与甲烷排放量的关系33-35
• 2.4 小结35-36
• 第三章 日粮不同营养组成对肉用绵羊瘤胃甲烷排放的影响36-54
• 3.1 材料与方法36-40
• 3.1.1 试验动物及管理36
• 3.1.2 试验日粮及配制36-38
• 3.1.3 试验设计及操作38
• 3.1.4 呼吸测热试验38-39
• 3.1.5 消化代谢试验39
• 3.1.6 瘤胃尼龙袋试验39
• 3.1.7 瘤胃液 pH 值和挥发性脂肪酸(VFA)测定试验39
• 3.1.8 试验测定指标及方法39-40
• 3.1.9 数据处理与分析40
• 3.2 试验结果40-46
• 3.2.1 8种日粮概略养分消化代谢情况40-41
• 3.2.2 肉用绵羊瘤胃甲烷排放量41
• 3.2.3 日粮营养物质含量与甲烷排放量的相关性41-42
• 3.2.4 日粮营养物质摄入量与甲烷排放量的相关性42-43
• 3.2.5 日粮可消化营养物质含量与甲烷排放量的相关性43-44
• 3.2.6 日粮瘤胃可发酵营养物质含量与甲烷排放量的相关性44-45
• 3.2.7 瘤胃液 pH 值及挥发性脂肪酸测定值与甲烷排放量的相关性45-46
• 3.3 讨论46-53
• 3.3.1 日粮精粗比与甲烷排放量的关系46-47
• 3.3.2 日粮营养物质摄入量及可消化量与甲烷排放量的关系47-51
• 3.3.3 日粮可发酵营养物质与甲烷排放量的关系51-52
• 3.3.4 瘤胃液 pH 值和挥发性脂肪酸与甲烷排放量的关系52-53
• 3.4 小结53-54
• 第四章 全文结论54-56
• 4.1 论文总体结论54
• 4.2 创新点54
• 4.3 有待进一步研究的问题54-56
• 参考文献56-63
• 试验照片63-66
• 致谢66-67
• 作者简历67

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