奶牛粪尿的氨气挥发规律及其排放量预测研究

摘要

奶牛粪尿NH3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NH3挥发的研究较少。奶牛粪尿中NH3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NH3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NH3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NH3挥发规律的基础上，对不同生产水平奶牛PUN、MUN和UUN与粪尿NH3挥发量进行回归分析。 试验一奶牛粪尿NH3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pH、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72h的NH3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（P<0.05）；30℃和40℃环境下高产和低产奶牛组NH3最大挥发速率均出现在12小时左右，而20℃环境下，NH3最大挥发速率会延迟。低产奶牛在前48h随着温度的增加，挥发速率也增加，从48h时速率趋于一致直到试验结束，高产奶牛组在从开始到24h时，随着温度的上升挥发速率增加。除高产30℃组在24h后，同一温度和时间点下，高产组NH3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72h的NH3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NH3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NH3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NH3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NH3挥发测定装置测定每头牛粪尿24h内NH3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（P<0.05）；PUN、UUN和MUN之间存在线性正相关（P<0.01），相关系数分别为r=0.80、r=0.88、r=0.89；PUN、UUN和MUN都与NH3排放具有线性正相关性（P<0.01），其中MUN与NH3挥发的回归方程为NH3（mg·m-2）=0.67×MUN（mg/dL）－9.24（R2=0.605），PUN和UUN与NH3挥发的回归方程分别为NH3（mg·m-2）=0.77×PUN（mg/dL）+0.373（R2=0.591），NH3（mg·m-2）=0.12×UUN（mg/dL）+4.35（R2=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NH3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NH3挥发速率和累计总量也会增加。粪尿中其他含氮物质也是NH3挥发的重要来源，特别是在高温环境下。PUN、UUN、MUN与粪尿中NH3挥发呈线性关系，MUN最合适作为NH3挥发预测因子。

目录

声明

主要符号对照表

第一章 文献综述

1.1 奶牛粪尿中氮的排放及变化

1.2 奶牛粪尿NH3产生机制及危害

1.3 影响奶牛粪尿NH3挥发的因素

1.4 奶牛粪尿NH3挥发的测定

1.5 奶牛粪尿NH3挥发与体内尿素氮之间的关系

1.6 研究目的和意义

第二章 奶牛粪尿NH3挥发规律研究

2.1 材料与方法

2.2 结果分析

2.3 讨论

2.4 小结

第三章 奶牛血、乳、尿中的尿素氮预测粪尿NH3挥发量的研究

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

3.4 小结

第四章 结论

4.1 研究结论

4.2 本研究的主要创新点

4.3 有待进一步研究的问题

参考文献

致谢

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