应用Rusitec系统研究壳聚糖对瘤胃甲烷产生及发酵特性的影响

【摘要】：本研究运用Rusitec系统研究了不同剂量的壳聚糖及不同精粗比日粮条件下添加壳聚糖对绵羊瘤胃甲烷产量及发酵特性的影响。共包括两个试验。 试验一：不同剂量的壳聚糖对瘤胃甲烷产生及发酵特性的影响。采用单因子完全随机设计，Rusitec系统的8个发酵罐中，两个罐不添加任何添加剂（壳聚糖的添加量为0，对照组）、另6个罐两两添加500、1000和1500mg壳聚糖，共构成4个处理组，每期试验包括7天适应期和2天采样期，连续进行两期试验，即每个处理4个重复。饲料精粗比为40:60。与对照组相比，三个壳聚糖添加组24h的甲烷产量显著下降（P0.001），分别比对照组降低17.71%、31.67%和50.37%。添加壳聚糖显著降低了不同时间点发酵液的乙酸（P0.001）和丁酸浓度（P≤0.001），显著提高了丙酸浓度（P≤0.008），降低了乙酸/丙酸（P≤0.025）。壳聚糖添加组的氨氮、尿素氮浓度在加料后0、3、6、9、12h均显著低于对照组（P≤0.008），总氮浓度在加料后0、3、9、12h显著降低（P0.001），不同时间点的微生物氮均为壳聚糖添加组显著高于对照组(P≤0.01)。饲料粗蛋白质的瘤胃降解率在1000mg和1500mg添加组显著降低（P0.001），分别比对照组降低了11.72%和17.04%。发酵液总挥发性脂肪酸在只有在9h1000mg添加组显著降低（P=0.045），发酵液甲烷浓度、总氮、氨氮、尿素氮、微生物氮、乙酸、丙酸、丁酸、乙酸/丙酸以及粗蛋白质的降解率与壳聚糖剂量间呈显著的线性效应（P≤0.016）。瘤胃液pH、总产气量、支链脂肪酸；中性洗涤纤维的降解率在各处理组间无显著差异（P0.05）。 试验二：不同精粗比条件下壳聚糖对瘤胃甲烷产生及发酵特性的影响采用2×2两因子试验设计，两个因子为饲粮精粗比和是否添加壳聚糖，其中日粮精粗比分别为30:70和70:30，壳聚糖的两个水平为0和1500mg。Rusitec系统的八个罐中，四个罐加入低精料日粮，另四个罐加入高精料日粮，在低精料日粮的四个罐中，两个不加壳聚糖，两个添加1500mg的壳聚糖；高精料日粮的四个罐也做同样的处理，共构成四个处理组，连续进行两期试验，即每个处理四个重复。与低精料日粮相比，高精料日粮显著降低了瘤胃甲烷产量（P0.001）、乙酸（P≤0.001）、丁酸（P0.001）、乙/丙（P0.001）、氨氮浓度（P0.001）、NDF（P0.001）和粗蛋白质的降解率（P0.001），显著提高了瘤胃产气量（P0.001）、丙酸产量（P≤0.002）。加料后6h，低精料日粮显著提高了瘤胃液pH（P=0.046）。添加1500mg壳聚糖降低了瘤胃甲烷产量（P0.001）、产气量（P0.001）、乙酸（P0.001）、丁酸（P0.001）、乙/丙（P0.001）、氨氮浓度（P0.001）和蛋白质的降解率（P0.001），显著提高了丙酸浓度（P0.001）。在甲烷产量、产气量、0、6h的氨氮浓度以及粗蛋白质的降解率上，精粗比和壳聚糖存在显著互作（P≤0.026）。其中，添加壳聚糖对高精料日粮条件下甲烷的降低幅度和0、6h氨氮的降低幅度大于低精料日粮，对粗蛋白质降解率的降低幅度和产气量的提高幅度低于低精料日粮。 两个试验的研究结果表明：(1)、壳聚糖能够降低瘤胃的甲烷产量，改变发酵类型，提高丙酸产量，降低乙酸产量，提高能量利用，从而缓解甲烷的环境污染，同时保护饲料中蛋白质不被瘤胃微生物所降解。(2)、与低精料水平相比，高精料水平下瘤胃的甲烷产量低、产气量高、丙酸产量高,乙酸产量低、氨氮浓度低、粗蛋白质和中性洗涤纤维的降解率低。(3)、壳聚糖对瘤胃甲烷产量和发酵的影响与日粮中的精粗比有关。高精料日粮条件下，壳聚糖对甲烷、产气量、氨氮的降低程度大于低精料日粮，而CP和NDF的降解率低于低精料日粮。壳聚糖在高精料日粮中的添加效果优于低精料日粮。 【关键词】：壳聚糖 精粗比 甲烷 瘤胃发酵 Rusitec系统
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S826.5
【目录】：

• 摘要3-5
• Summary5-7
• 英文缩略表7-11
• 前言11-13
• 1.研究目的和意义11
• 2.研究内容和技术路线11-13
• （1）研究内容11-12
• （2）技术路线12-13
• 第一章 文献综述13-21
• 一、反刍动物瘤胃内甲烷的产生及其调控13-17
• 1.瘤胃内甲烷的产生机制13-14
• 2. 影响瘤胃内甲烷产量的主要因素14-15
• 2.1 采食水平14
• 2.2 碳水化合物的类型14
• 2.3 饲料加工处理和贮存14
• 2.4 环境温度14
• 2.5 纤毛虫和去原虫对瘤胃甲烷产量的影响14-15
• 2.6 脂肪对瘤胃甲烷产量的影响15
• 3. 对瘤胃甲烷产生的调控15-17
• 3.1 卤代化合物抑制剂15
• 3.2 添加离子载体和电子受体15-16
• 3.3 改善饲料供给技术16
• 3.4 饲料中添加有机酸和脂肪酸16-17
• 3.5 不同日粮组成17
• 二、日粮类型对反刍动物瘤胃发酵的影响17-19
• 1.日粮类型对瘤胃产甲烷的影响17
• 2.日粮类型对瘤胃产气量的影响17
• 3.日粮类型对瘤胃挥发性脂肪酸的影响17-18
• 4.日粮类型对瘤胃 pH 的影响18
• 5.日粮类型对瘤胃氮代谢的影响18
• 6.日粮类型对瘤胃微生物的影响18-19
• 7.日粮类型对瘤胃养分降解的影响19
• 三、壳聚糖及其在反刍动物生产中的应用19-21
• 1. 壳聚糖的来源及其理化性质19-20
• 2. 在反刍动物中的应用20-21
• 第二章 试验研究21-46
• 试验一 不同剂量的壳聚糖对瘤胃甲烷产生及发酵特性的影响21-32
• 1. 材料与方法21-23
• 1.1 壳聚糖21
• 1.2 试验设计21
• 1.3 人工瘤胃装置及条件21
• 1.4 试验操作及样品采集21-22
• 1.5 测定指标及方法22-23
• 1.6 数据统计分析23
• 2. 结果与分析23-29
• 2.1 壳聚糖对甲烷产量的影响23-24
• 2.2 壳聚糖对瘤胃总产气量的影响24
• 2.3 壳聚糖对瘤胃液 pH 的影响24
• 2.4 壳聚糖对瘤胃挥发性脂肪酸的影响24-25
• 2.5 壳聚糖对瘤胃氮代谢的影响25-27
• 2.6 壳聚糖对瘤胃养分降解率的影响27-29
• 3. 讨论29-31
• 4. 小结31-32
• 试验二 不同精粗比条件下壳聚糖对瘤胃甲烷产生及发酵特性的影响32-46
• 1.材料和方法32-33
• 1.1 壳聚糖32
• 1.2 基础饲粮组成以及供体绵羊的饲养管理32
• 1.3 试验设计32-33
• 1.4 人工瘤胃操作33
• 1.5 试验操作及样品采集33
• 1.6 测定指标及方法33
• 1.7 数据统计分析33
• 2.结果与分析33-43
• 2.1 不同精粗比条件下添加壳聚糖对甲烷产量和产气量的影响33-34
• 2.2 不同精粗比条件下添加壳聚糖对瘤胃 pH 的影响34-35
• 2.3 不同精粗比条件下添加壳聚糖对瘤胃挥发性脂肪酸的影响35
• 2.4 不同精粗比条件下添加壳聚糖对瘤胃氨氮的影响35
• 2.5 不同精粗比条件下添加壳聚糖对瘤胃养分降解的影响35-43
• 3.讨论43-44
• 3.1 不同精粗比对瘤胃甲烷及发酵的影响43-44
• 3.2 壳聚糖对瘤胃甲烷及发酵的影响44
• 3.3 精粗比和壳聚糖对瘤胃甲烷及发酵的互作影响44
• 4.小结44-46
• 第三章 总体结论46-47
• 第四章 本论文的创新点及有待进一步研究的问题47-48
• 1、本论文的创新点47
• 2、有待进一步研究的问题47-48
• 参考文献48-55
• 致谢55-56
• 作者简介56-57
• 导师简介57-58

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