奶牛粪尿的氨气挥发规律及其排放量预测研究

发布时间：2020-04-25 05:34

【摘要】：奶牛粪尿NH_3挥发受多种因素影响,包括温度和粪尿理化性质等,但在受控环境下对NH_3挥发的研究较少。奶牛粪尿中NH_3排放主要来源于尿素的分解及其挥发,尿素在肝脏合成后被释放进入血液,成为血浆尿素氮(PUN),血浆中的尿素可以经过肾脏过滤,进入到尿液当中形成尿中尿素氮(UUN),泌乳时通过乳腺上皮细胞,扩散进入到乳中成为乳中尿素氮(MUN)。因此,PUN、MUN和UUN存在一定相关性,它们与粪尿NH_3的挥发存在一定关系。但是对于不同生产水平下奶牛的PUN、MUN和UUN是否可以预测粪尿NH_3的挥发量还未见报道。因此本研究在探究不同温度和生产水平下奶牛粪尿NH_3挥发规律的基础上,对不同生产水平奶牛PUN、MUN和UUN与粪尿NH_3挥发量进行回归分析。试验一奶牛粪尿NH_3挥发规律研究分别将20头奶牛的粪和尿按不同生产水平充分混和,进行p H、总氮、总氨氮、尿素氮和干物质的测定,然后分别在20、30和40℃下进行72 h的NH_3挥发测定。结果发现,高产奶牛的尿中总氮和尿素氮显著高于低产奶牛(P0.05);30℃和40℃环境下高产和低产奶牛组NH_3最大挥发速率均出现在12小时左右,而20℃环境下,NH_3最大挥发速率会延迟。低产奶牛在前48 h随着温度的增加,挥发速率也增加,从48 h时速率趋于一致直到试验结束,高产奶牛组在从开始到24 h时,随着温度的上升挥发速率增加。除高产30℃组在24 h后,同一温度和时间点下,高产组NH_3挥发速率高于低产组。除了高产奶牛30℃组,对于其他各组,累计排放以及累计排放占总氮和总尿素氮比例随着温度和生产水平提高而增加。所有组在72 h的NH_3累计挥发量占底物中尿素氮的比例都超过100%。以上结果表明,随着温度和生产水平提高,总体上奶牛粪尿NH_3挥发速率、累计总量以及累计总量占总氮总尿素氮的比例均会上升。粪尿中其他含氮物质也是NH_3挥发的重要来源,特别是在高温环境下。试验二奶牛血、乳、尿中的尿素氮预测粪尿NH_3挥发量的研究通过尿素氮试剂盒和乳成份分析仪分别测定不同生产水平奶牛血浆、尿液以及牛奶中尿素氮浓度。运用NH_3挥发测定装置测定每头牛粪尿24 h内NH_3的挥发速率并计算总排放量。结果发现,高产奶牛血液、尿液和乳中的尿素氮浓度显著高于低产奶牛(P0.05);PUN、UUN和MUN之间存在线性正相关(P0.01),相关系数分别为r=0.80、r=0.88、r=0.89;PUN、UUN和MUN都与NH_3排放具有线性正相关性(P0.01),其中MUN与NH_3挥发的回归方程为NH_3(mg·m~(-2))=0.67×MUN(mg/d L)-9.24(R~2=0.605),PUN和UUN与NH_3挥发的回归方程分别为NH_3(mg·m~(-2))=0.77×PUN(mg/d L)+0.373(R~2=0.591),NH_3(mg·m~(-2))=0.12×UUN(mg/d L)+4.35(R~2=0.426)。以上结果说明PUN、UUN和MUN三者之间存在线性正相关,都与粪尿中NH_3挥发呈线性关系。综上所述,总体上随着温度和生产水平的增加,奶牛粪尿NH_3挥发速率和累计总量也会增加。粪尿中其他含氮物质也是NH_3挥发的重要来源,特别是在高温环境下。PUN、UUN、MUN与粪尿中NH_3挥发呈线性关系,MUN最合适作为NH_3挥发预测因子。
【图文】：

示意图,测定装置,示意图,吸收器

入口酸排放室出口酸流量计泵吸收器吸收器图 2-1 NH3挥发测定装置示意图 2-1 The device schematic of ammonia volatilization measuring图 2-2 NH3挥发测定装置实图2-2 The experimental setup of ammonia volatilization measuring验中，参考前人方法并结合本试验具体情况（Lee et al. 2

示意图,测定装置,洗气瓶,吸收器

界空气中的 NH3，第二个酸吸收器位于发酵装置 NH3。发酵瓶采用改装后的 2 L 容积的玻璃瓶，，L 洗气瓶，洗气瓶内装有 100 mL 的 0.05 mol /L 的连接。空气 NH3从粪尿混合物中挥发入口酸排放室出口酸流量计泵吸收器吸收器图 2-1 NH3挥发测定装置示意图2-1 The device schematic of ammonia volatilization measuring
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X713;S823

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