体外法建立内蒙古双峰驼甲烷排放量的预测模型及甲烷排放抑制措施的研究

论文摘要

本论文利用体外法对内蒙古双峰驼甲烷产生量进行了估测,建立了估测内蒙古双峰驼甲烷产生量的模型,并对减缓甲烷产生量的措施进行了初步研究,试验分两部分进行。第一部分:估测双峰驼甲烷产生量、建立甲烷估测模型以及甲烷产生量与瘤胃微生物之间关系的研究,本研究选用一只体况良好安装有永久性瘤胃瘘管的内蒙古阿拉善双峰驼作为瘤胃液供体动物,采集内蒙古双峰驼主要采食的荒漠牧草进行体外试验,测定其体外甲烷产生量,并用公式校正为体内甲烷产生量,估测内蒙古双峰驼甲烷产生量并建立估测甲烷产生量的模型,最后利用亨氏滚管法和最大可能计数法研究甲烷产生量与瘤胃微生物之间的关系,结果表明:（1）内蒙古双峰驼在牧草的各个生长阶段的甲烷产生量分别为生长期295.87～502.09g/d;结实期316.94～713.75g/d;枯草期213.74～340.26g/d,全年的甲烷产生量为137.7kg/年。（2）可以建立牧草成分与甲烷产生量之间的回归模型:○1 CH4（g/kgDM）=36.47-0.25NFE（%）+0.26NDF（%）-0.90CP（%） R2=0.824 （p<0.01）○2 CH4（g/kgDM）=49.88-0.04Hemi（%）-1.06CP（%）+0.20Cel（%） -0.462NFE（%） R2=0.781 （p<0.01）。（3）甲烷产生量受其瘤胃内纤维分解菌数和甲烷菌数的影响;纤维分解菌数和甲烷菌数之间存在显著的正相关关系（p<0.01）。第二部分:减少双峰驼甲烷产生量措施的研究,体外分别添加0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的酵母培养物和0%、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%的苜蓿皂甙研究两种添加剂对内蒙古双峰驼甲烷产生量、瘤胃发酵指标和微生物数量的影响,试验结果表明:（1）添加2.0%-2.5%的酵母培养物可以使甲烷产生量降低5.1%-11.0%;降低了培养液pH值;有增加产气量和氨氮浓度的趋势;提高了干物质的消失率;可以显著增加培养液中乙酸、丙酸、丁酸以及总VFA的浓度（p<0.05）,同时有降低乙丙比的趋势;可以在刺激细菌和纤维分解菌增殖的同时抑制产甲烷菌的生长。（2）添加1.0%-2.0%的苜蓿皂甙可以使甲烷产生量降低9.3%-10.1%;显著升高了培养液pH值（p<0.05）;不同程度的抑制了产气量和降低了培养液的氨氮浓度;使干物质消失率降低;可以显著增加培养液中乙酸、丙酸、丁酸以及总VFA的浓度（p<0.05）,同时有降低乙丙比的趋势;添加苜蓿皂甙对细菌总数的影响不大但对纤维分解菌和产甲烷菌的生长和繁殖有抑制作用,对产甲烷菌的影响大于对纤维分解菌的影响。（3）酵母培养物和苜蓿皂甙既可以降低甲烷产生量又可以促进瘤胃发酵。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 瘤胃甲烷产生的机理、测定方法以及减缓技术
• 1.1.1 瘤胃甲烷产生的机制
• 1.1.2 瘤胃甲烷菌与其他微生物的关系
• 1.1.2.1 甲烷菌与纤维分解菌的关系
• 1.1.2.2 甲烷菌与瘤胃纤毛虫的关系
• 1.1.3 瘤胃甲烷产量的测定
• 1.1.3.1 封闭测试法
• 1.1.3.1.1 呼吸箱法
• 1.1.3.1.2 头盒与面罩
• 1.1.3.2 间接测试法
• 1.1.3.2.1 VFA 法
• 1.1.3.2.2 饲料特征法
• 1.1.3.3 示踪法
• 1.1.3.3.1 同位素示踪法
• 1.1.3.3.2 非同位素示踪法
• 1.1.3.4 微气候学测试法
• 1.1.4 调控瘤胃甲烷释放的措施
• 1.1.4.1 调控瘤胃微生物区系
• 1.1.4.2 提供电子释放新途径
• 1.1.4.2.1 添加脂肪
• 1.1.4.2.2 卤族化合物和衍生物
• 1.1.4.2.3 添加有机酸
• 1.1.4.3 添加抗生素和益生素
• 1.1.4.3.1 离子载体
• 1.1.4.3.2 添加益生素
• 1.1.4.3.3 添加植物提取物
• 1.1.4.4 提高管理水平
• 1.1.4.5 生物工程
• 1.2 骆驼的研究进展及饲养现状
• 1.2.1 我国骆驼的主要品种及其分布
• 1.2.2 阿拉善双峰驼产区的自然生态条件
• 1.2.3 我国养驼业现状
• 1.2.4 骆驼的研究进展
• 1.2.4.1 对骆驼耐饥耐渴的研究
• 1.2.4.2 双峰驼胃的结构特点
• 1.2.4.3 骆驼的原虫
• 1.2.4.4 骆驼的营养消化特点
• 1.2.4.4.1 骆驼瘤胃的运动特点
• 1.2.4.4.2 蛋白的消化特点的研究
• 1.2.4.4.3 碳水化合物的消化
• 1.3 论文研究思路
• 2 实验研究
• 2.1 估测双峰驼甲烷产生量、建立甲烷估测模型以及甲烷产生量与瘤胃微生物之间的关系的研究
• 2.1.1 利用体外法估测双峰驼甲烷产生量
• 2.1.1.1 前言
• 2.1.1.2 材料和方法
• 2.1.1.2.1 实验设计与处理
• 2.1.1.2.2 5 种标准牧草甲烷产生量的测定
• 2.1.1.2.3 双峰驼采食量及其采食概率的测定
• 2.1.1.2.4 实验动物的饲养与管理
• 2.1.1.2.5 牧草的采集与测定
• 2.1.1.2.6 体外培养操作
• 2.1.1.2.7 测定指标
• 2.1.1.2.8 数据处理
• 2.1.1.3 结果与分析
• 2.1.1.3.1 5 种标准牧草体内甲烷产生量与体外甲烷产生量回归关系的建立
• 2.1.1.4 小结
• 2.1.2 体外法建立牧草成分与甲烷产生量之间的回归模型
• 2.1.2.1 前言
• 2.1.2.2 材料与方法
• 2.1.2.2.1 实验设计与处理
• 2.1.2.2.2 实验动物的饲养与管理
• 2.1.2.2.3 牧草的采集与测定
• 2.1.2.2.4 体外培养操作
• 2.1.2.2.5 测定指标
• 2.1.2.2.6 样品的测定方法
• 2.1.2.2.7 数据处理
• 2.1.2.3 结果与分析
• 2.1.2.3.1 牧草营养成分与甲烷产生量之间的回归模型的建立
• 2.1.2.3.2 甲烷排放量与回归模型所涉及参数的关系
• 2.1.2.4 小结
• 2.1.3 牧草甲烷产生量与瘤胃微生物的关系的研究
• 2.1.3.1 前言
• 2.1.3.2 材料与方法
• 2.1.3.2.1 实验设计与处理
• 2.1.3.2.2 体外培养操作
• 2.1.3.2.3 细菌、纤维分解菌及甲烷菌培养与计数
• 2.1.3.3 结果与分析
• 2.1.3.3.1 筛选出的六种牧草的营养成分及其甲烷产生量
• 2.1.3.3.2 6 种牧草在体外发酵的情况下不同时间点微生物区系的变化趋势
• 2.1.3.3.3 产甲烷菌与纤维分解菌的关系
• 2.1.3.4 小结
• 2.2 减少双峰驼甲烷产生的措施的研究
• 2.2.1 前言
• 2.2.2 材料与方法
• 2.2.2.1 实验动物的饲养与管理
• 2.2.2.2 试验设计与处理
• 2.2.2.3 体外培养操作
• 2.2.2.4 测定指标
• 2.2.2.5 样品的分离及分析方法
• 2.2.2.6 数据处理
• 2.2.3 结果与分析
• 2.2.3.1 添加酵母培养物对甲烷产生量、瘤胃发酵指标的影响
• 2.2.3.1.1 对甲烷产生量的影响
• 2.2.3.1.2 对pH 值、产气量、NH3-N 浓度和DM 消失率的影响
• 2.2.3.1.3 对VFA 浓度的影响
• 2.2.3.1.4 不同酵母培养物添加剂量对体外发酵指标影响的综合评定
• 2.2.3.1.5 对微生物数量的影响
• 2.2.3.1.6 小结
• 2.2.3.2 添加苜蓿皂甙对甲烷产生量、瘤胃发酵指标的影响
• 2.2.3.2.1 对甲烷产生量的影响
• 2.2.3.2.2 对pH 值、产气量、NH3-N 浓度和DM 消失率的影响
• 2.2.3.2.3 对培养液VFA 浓度的影响
• 2.2.3.2.4 不同添加剂量的苜蓿皂甙对体外发酵指标影响的综合评定
• 2.2.3.2.5 对微生物数量的影响
• 2.2.3.2.6 小结
• 3 论文总体讨论和结论
• 3.1 论文总体讨论
• 3.1.1 内蒙古双峰驼的甲烷产生量
• 3.1.2 估测双峰驼甲烷产生量及其模型的建立
• 3.1.3 双峰驼甲烷产生量与瘤胃中产甲烷菌之间的关系
• 3.1.4 双峰驼甲烷产生量的抑制措施
• 3.2 论文总体结论
• 3.3 本研究的创新之处
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者简介