精准饲喂下后备母猪育成期内氮磷排放特征及模型构建

发布时间：2017-10-27 21:29

  本文关键词：精准饲喂下后备母猪育成期内氮磷排放特征及模型构建

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【摘要】：“十三五”规划强调加强对畜禽粪污无害化、资源化处理的同时,特别提出畜牧精准化发展的要求。在此形式下,我国广泛引进并推广了智能化种猪生长性能测定系统,以期实现对种猪繁育的精准饲喂及对规模化养殖的精准管理。智能化种猪生长测定系统改变了传统母猪限位栏饲养模式,建立了种猪优选优育的育种体系,但该系统缺少对生猪养殖环境风险评估环节。为探究智能化种猪生长测定系统在规模化养殖过程中对环境的影响,本研究采用Nedap Velos自动化种猪生长性能测定系统,对后备母猪饲料及粪尿中氮磷成分进行了全育成期的连续监测分析,并对养殖过程中氮磷元素迁移转化特征进行了模型分析,揭示了精准饲喂下后备母猪饲料氮磷投入及粪污氮磷排放规律,探究了精准饲喂下生猪粪污向环境的迁移形态与污染能力,从而为规模化养殖环境风险评价提供基础数据,有利于完善种猪繁育精准饲喂管理。主要研究结果如下:(1)利用Nedap Velos自动化种猪生长性能测定系统对饲料投喂量进行监测,后备母猪日龄小于70 d时,生猪饲料投喂量逐渐增加,日龄超过70 d后饲喂量基本保持不变,基本控制了生猪体重匀速增长。其中,全育成期内饲料总氮累积投入量为4514.38 g·head~(-1),总磷累积投入量为876.53 g·head~(-1)。(2)后备母猪育成期内猪粪和猪尿总氮累积排放量分别达到3491.61 g·head~(-1)和1464.14g·head~(-1),总磷排放量分别为314.92 g·head~(-1)和1605.34 mg·head~(-1),氮磷排放水平相对较高。(3)粪尿氮素排放比约为2.3:1,且总氮和铵氮在大猪阶段排放量较高,硝态氮在小猪阶段和大猪阶段排放量较高。磷素主要排放源为猪粪,且小猪阶段排放量高于中猪和大猪阶段。(4)通过多元线性模型分析发现粪便中硝态氮、总氮、总磷以及尿液中各氮磷元素含量与饲料中铵氮、硝态氮、有机氮和总磷具有良好的线性关系,极显著(P0.001)。三次曲线模型分析表明粪尿中氮磷排放量与饲料氮磷投入量具有较强的曲线回归关系,极显著(P0.001)。通过模型可知日粮控制在总氮日投入量小于62 g·head~(-1)·d~(-1),总磷投入量小于6g·head~(-1)·d~(-1)的范围内,在不影响生猪的生长性能的同时可减少对环境的威胁。(5)响应面模型拟合良好,可应用到精准饲喂后备母猪的养殖中,综合考虑环境影响和生猪生长性能,通过模型预测值控制氮磷排放量,调整饲料配方,实现全方位的精准测量。(6)生育期五(GS5)的沼气产气量和甲烷产气量均为最高,分别可达到526.29 mL·g~(-1)TS和155.17 mL·g~(-1) TS,与之相反,生育期一(GS1)的沼气产气量和甲烷产气量最少。根据修正的Gompertz模型拟合,预测每头后备母猪日均产甲烷潜力为189.42 mL·g~(-1)TS·head~(-1)·d~(-1),全生育期产甲烷潜力可达到12.71 L·g~(-1) TS·head~(-1)。
【关键词】：精准饲喂 氮 磷 排放特征 模型构建
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S828
【目录】：

• 摘要10-11
• Abstract11-13
• 1 前言13-23
• 1.1 规模化畜禽养殖中主要污染因素13-14
• 1.1.1 氮磷元素污染13-14
• 1.1.2 重金属污染14
• 1.1.3 抗生素污染14
• 1.1.4 微生物污染14
• 1.2 规模化生猪养殖氮磷排放特征14-18
• 1.2.1 不同季节生猪养殖氮磷排放特征15
• 1.2.2 不同猪群氮磷排放特征15
• 1.2.3 生猪养殖产排污系数15-17
• 1.2.4 污染物排放特征预测模型研究17-18
• 1.3 精准饲喂在规模化养殖中的应用和研究18-19
• 1.3.1 Nedap Velos种猪性能测定系统18-19
• 1.3.2 日粮投入量对环境影响的研究19
• 1.4 畜禽粪便资源化利用研究19-20
• 1.4.1 畜禽粪便肥料化19-20
• 1.4.2 畜禽粪便能源化20
• 1.4.3 畜禽粪便饲料化20
• 1.5 主要研究内容和意义20-23
• 1.5.1 主要研究内容20-21
• 1.5.2 研究目的与意义21
• 1.5.3 技术路线21-22
• 1.5.4 课题来源22-23
• 2 材料与方法23-29
• 2.1 试验材料23-25
• 2.1.1 监测对象23
• 2.1.2 供试饲料23-24
• 2.1.3 供试猪粪24
• 2.1.4 供试猪尿24-25
• 2.2 测定方法25-27
• 2.2.1 试验方法25
• 2.2.2 试验药品与试剂25-26
• 2.2.3 主要仪器及设备26-27
• 2.3 发酵试验设计27-28
• 2.3.1 发酵底物及接种物的理化性质27
• 2.3.2 发酵装置27
• 2.3.3 测定方法27-28
• 2.3.4 修正的冈珀茨（Gompertz）模型28
• 2.4 数据处理与统计分析28-29
• 3 结果与分析29-52
• 3.1 精准饲喂下后备母猪饲料监测数据29-32
• 3.1.1 后备母猪饲料基本理化性质29
• 3.1.2 后备母猪饲料投入特征29-30
• 3.1.3 后备母猪饲料氮素投入特征30
• 3.1.4 后备母猪饲料磷素投入特征30-32
• 3.2 精准饲喂下后备母猪尿液污染物排放特征32-36
• 3.2.1 后备母猪尿液的理化性质32
• 3.2.2 后备母猪尿液排放总量特征32
• 3.2.3 后备母猪尿液氮素排放浓度特征32-33
• 3.2.4 后备母猪尿液氮素排放总量特征33-34
• 3.2.5 后备母猪尿液磷素排放浓度特征34-35
• 3.2.6 后备母猪尿液磷素排放总量特征35-36
• 3.3 精准饲喂下后备母猪粪便污染物排放特征36-41
• 3.3.1 后备母猪粪便的理化性质36
• 3.3.2 后备母猪粪便排放总量特征36
• 3.3.3 后备母猪粪便氮素排放浓度特征36-37
• 3.3.4 后备母猪粪便氮素排放总量特征37-38
• 3.3.5 后备母猪粪便磷素排放浓度特征38-39
• 3.3.6 后备母猪粪便磷素排放总量特征39
• 3.3.7 后备母猪粪便氮磷元素昼夜排放特征比较39-41
• 3.4 精准饲喂下后备母猪污染物排放模型构建41-44
• 3.4.1 污染物排放特征多元线性回归分析41
• 3.4.2 污染物排放特征曲线回归分析41-44
• 3.5 精准饲喂下氮磷元素向环境迁移能力评价44-47
• 3.5.1 氮磷元素平衡44-45
• 3.5.2 响应面模型分析45-47
• 3.6 不同生育期猪粪资源化利用评价47-52
• 3.6.1 不同生育期猪粪沼气发酵特征47-48
• 3.6.2 不同生育期猪粪甲烷发酵特征48
• 3.6.3 不同生育期猪粪产甲烷潜力分析48-50
• 3.6.4 生猪全生育期产气评价50-52
• 4 讨论52-54
• 4.1 精准饲喂下后备母猪氮磷元素特征52
• 4.2 精准饲喂下污染物排放模型分析52-53
• 4.3 精准饲喂下氮磷元素向环境迁移能力评价53
• 4.4 研究展望53-54
• 5 结论54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-64
• 攻读硕士期间发表的学术论文64

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本文编号：1105300