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高效玉米秸秆生物饲料的研制及其在肉鸡生产中的应用研究

作　者: 常娟
导　师: 尹清强
学　校: 河南农业大学
专　业: 动物营养与饲料科学
关键词: 玉米秸秆爆破米曲霉康氏木霉发酵肉鸡生产性能
分类号: S831.5
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
下　载: 203次
引　用: 2次
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内容摘要

目前,能量饲料的短缺是世界各国面临的一个重大问题。中国是世界上秸秆产量最多的国家,秸秆产量占中国生物质资源的一半,经济有效地利用秸秆能够实现可再生资源的利用,缓解能源危机,保护环境,实现农业和经济的可持续发展。随着动物生产中最主要的能量饲料——玉米价格的上涨,切实可行地将木质纤维类物质转化为动物饲料已迫在眉睫。本文将秸秆的预处理与微生物发酵相结合,研制出高效的生物发酵秸秆饲料,并进行工厂化生产,研究其营养价值和代替玉米对肉鸡生产性能的影响,结果表明:(1)对玉米秸秆进行不同物理化学预处理的研究表明,玉米秸秆预处理的最优条件为:风干玉米秸秆在压力2.5 Mpa,保压时间200 s的条件下直接进行爆破处理,蒸汽爆破使秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别达到8.47%、50.45%和36.65%(P<0.05)。选择该条件进行预处理,在实际生产中是可行的,为后续微生物发酵奠定了基础。(2)首先对玉米秸秆进行蒸汽爆破预处理(2.5 Mpa, 200 s),然后再进行不同微生物发酵,研究物理和生物学处理对秸秆成分、相关酶活和微观结构的影响。结果表明,两种微生物发酵均显著降低了秸秆中的纤维素含量(P<0.05),米曲霉在降解爆破秸秆中的中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维方面的效果显著高于康氏木霉(P<0.05),说明米曲霉发酵更有利于秸秆中不溶性纤维成分的转化。爆破预处理秸秆经米曲霉发酵6 d后,秸秆中纤维素和半纤维素的降解率分别为27.89%和64.80%(P<0.05),发酵秸秆中的滤纸酶、羧甲基纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶活力分别达到335.10、1138.92、32.57和201.99 U/g。爆破秸秆经米曲霉发酵后,甲酸含量降低,糠醛全部被降解,有效地减少了爆破产物对动物生产可能产生的潜在负面影响。扫描电镜对微观结构的观察表明,未处理秸秆的表面规则平滑,紧密完整。爆破处理后的秸秆表面有许多球形的凸起结构,使秸秆中的木质素发生重排,提高了秸秆的比表面积。爆破秸秆经微生物发酵后,机械组织破碎,内部有更多的纤维组织暴露,更有利于动物对纤维成分的利用。爆破预处理和米曲霉发酵相联合,对于提高玉米秸秆的降解率具有非常重要的意义。(3)以爆破玉米秸杆为主要原料(81-100%),以玉米(0、2.5、5.0%)、麸皮(0、2.5、5.0%)、豆粕(0、2.5、5.0%)和复合营养物质(0、2.0%、4.0%)设计四因素三水平正交试验,对爆破秸秆微生物发酵的培养基进行优化,正交试验结果表明爆破秸秆生物降解的最优培养基组合为:83.5%爆破玉米秸杆、5.0%玉米、2.5%麸皮、5.0%豆粕和4.0%营养液。其中营养液、豆粕和玉米的不同水平对纤维素的降解率有显著的影响(P<0.05)。(4)分别采用套算法和强饲法测定生物秸秆肉鸡的表观代谢能。套算法选用16只AA商品肉鸡,分为2个处理,每个处理8只鸡。处理1饲喂基础日粮(基础日粮中添加了8%的生物秸秆),处理2饲喂试验日粮(以30%的生物秸秆代替基础日粮中的能量饲料和蛋白质饲料)。计算出基础日粮的肉鸡表观代谢能12.63 MJ/Kg,推算出生物秸秆的表观代谢能为12.46 MJ/kg,而根据套算法计算出生物秸秆的表观代谢能为4.38 MJ/Kg。强饲法选用10只AA商品肉鸡,分为2个处理,每个处理5只鸡。处理1饲喂生物秸秆,处理2饲喂爆破秸秆。计算出生物秸秆和爆破秸秆对肉鸡表观代谢能分别为5.30和6.33 MJ/kg。(5)为研究生物秸秆替代玉米的适宜比例及生物秸秆对肉鸡生产性能和各项指标的影响,对肉鸡进行前期(1～21 d)和后期(22～42 d)两个阶段的饲养试验。前期选择1日龄健康的AA肉仔鸡200只鸡,分为5处理,每个处理4个重复,每个重复10只鸡。后期在前期原处理内共选择150只鸡,分为5个重复,每个重复6只鸡。对照组饲喂基础日粮,试验1组用生物秸秆代替基础日粮中4%的玉米(ME按照推算法计算结果12.46 MJ/kg计),试验2组用生物秸秆代替基础日粮中8%的玉米(ME按照推算法计算结果12.46 MJ/kg计),试验3组用生物秸秆代替基础日粮中12%的玉米(ME按照推算法计算结果12.46 MJ/kg计),试验4组用生物秸秆代替基础日粮中8%的玉米(ME按照强饲法计算结果5.30 MJ/kg计,各项营养指标与对照组平衡)结果表明:在试验前期,饲料中添加各水平的生物秸秆均降低了肉鸡的日增重和饲料转化效率。12%的生物秸秆添加组和对照组相比显著降低了肉鸡对有机物质、能量和蛋白质的代谢率(P<0.05),显著降低了肉鸡回肠和盲肠的乳酸菌数量(P<0.05);12%的生物秸秆添加组和8%的生物秸秆加油组显著提高了肉鸡的血清尿酸的水平(P<0.05);饲料中添加12%的生物秸秆对肉鸡性能有显著的负面影响。8%生物秸秆添加组肉鸡十二指肠滤纸酶和CMC酶、盲肠的滤纸酶显著高于其它各组(P<0.05),添加8%的生物秸秆代替玉米更有利于纤维素酶活力的增加和肉鸡对饲料中纤维成分的消化。不同比例的生物秸秆代替玉米均降低了肉鸡饲养的经济效益。在试验后期,饲料中添加4%和8%的生物秸秆代替玉米和对照组相比显著提高了肉鸡的采食量(P<0.05),其中8%组肉鸡日增重比对照组提高5.75%;4%和8%的生物秸秆代替玉米组饲料中中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维的代谢率显著高于对照组(P<0.05);8%生物秸秆代替玉米组肉鸡回肠和盲肠中的乳酸菌高于对照组(P<0.05),该组肉鸡十二指肠和盲肠的滤纸酶、CMC酶均显著高于对照组(P<0.05)。饲料中添加12%的生物秸秆和对照组相比显著降低了肉鸡能量的代谢率(P<0.05);12%的生物秸秆添加组肉鸡回肠和盲肠的乳酸菌显著低于8%的生物秸秆代替玉米组(P<0.05);饲料中添加12%的生物秸秆代替玉米显著提高了肉鸡十二指肠和回肠的相对重量(P<0.05)。8%的生物秸秆能量平衡组显著提高了血清总蛋白、白蛋白和球蛋白的水平(P<0.05),提高了蛋白质的利用效率;8%的生物秸秆能量平衡组肉鸡回肠和盲肠中的乳酸菌高于对照组(P<0.05);8%的生物秸秆能量平衡组使肉鸡胸肌的红度升高,提高肉的品质。在肉鸡后期饲料中添加4%的生物秸秆代替玉米,提高了肉鸡的经济效益,添加8%的生物秸秆代替玉米,经济效益和对照组相当,饲料中添加8%的生物秸秆代替玉米经济效益高于8%的生物秸秆能量平衡组。因此,在肉鸡饲养后期的饲粮中添加4-8%的生物秸秆代替玉米有利于肉鸡生产性能和经济效益的提高,对于农作物秸杆的利用及节粮型畜牧业的发展具有重要意义。

全文目录

致谢  4-9
摘要  9-12
前言  12-13
第一章文献综述  13-25
  1 秸秆资源现状  13
  2 秸秆的生物质特性及营养组成  13-14
  3 秸秆资源的预处理研究进展  14-21
    3.1 物理处理  15-16
    3.2 化学处理  16-18
    3.3 物理化学综合处理  18-19
    3.4 生物处理  19-21
  4 秸秆饲料在动物生产中的应用研究进展  21-25
    4.1 秸秆作为反刍动物饲料的研究进展  22
    4.2 秸秆作为单胃动物饲料的研究进展  22-25
第二章饲料秸秆的理化预处理研究  25-31
  1. 材料和方法  25
    1.1 试验材料  25
    1.2 试验方法  25
    1.3 数据统计分析  25
  2 结果与分析  25-28
    2.1 不同物理化学处理对秸秆成分的影响  25-27
    2.2 不同条件爆破处理对秸秆成分的影响  27-28
  3 讨论  28-30
    3.1 不同物理化学处理对秸秆成分的影响  28-29
    3.2 不同条件爆破处理对秸秆成分的影响  29-30
  4 小结  30-31
第三章不同微生物处理秸秆的效果研究  31-53
  1 材料和方法  31-34
    1.1 试验材料  31
    1.2 试验方法  31-34
    1.3 数据统计和分析  34
  2 结果分析  34-48
    2.1 爆破处理和微生物发酵对秸秆成分的影响  34-35
    2.2 米曲霉发酵过程中爆破秸秆化学成分及酶活力的变化  35-41
    2.3 康氏木霉发酵过程中秸秆化学成分及酶活力的变化  41-46
    2.4 不同处理对秸秆中糖和抑制因子含量的影响  46-47
    2.5 不同处理对秸秆组织结构的影响  47-48
  3 讨论  48-52
    3.1 爆破处理和微生物发酵对秸秆成分的影响  48-49
    3.2 米曲霉发酵过程中不同秸秆化学成分及酶活力的变化  49-50
    3.3 康氏木霉发酵过程中不同秸秆化学成分及酶活力的变化  50-51
    3.4 不同处理对秸秆中糖和抑制因子含量的影响  51
    3.5 不同处理对秸秆组织结构的影响  51-52
  4 小结  52-53
第四章米曲霉发酵爆破秸秆条件的优化  53-61
  1 材料和方法  53-54
    1.1 试验材料  53
    1.2 试验方法  53
    1.3 数据统计和分析  53-54
  2 结果与分析  54-58
    2.1 发酵爆破玉米秸杆中纤维素降解最优培养基的确定  54-55
    2.2 发酵爆破玉米秸杆中滤纸酶活最优培养基的确定  55-57
    2.3 发酵爆破玉米秸杆中CMC 酶活最优培养基的确定  57-58
  3 讨论  58-59
  4 小结  59-61
第五章生物秸秆肉鸡表观代谢能及其它营养价值分析  61-69
  1 材料和方法  61-63
    1.1 生物秸秆的制备  61
    1.2 试验动物与日粮  61-62
    1.3 测定方法  62-63
    1.4 统计分析  63
  2 结果与分析  63-65
    2.1 利用套算法测定肉鸡对生物秸秆的代谢能值  63
    2.2 强饲法测定秸秆代谢能的结果分析  63-64
    2.3 生物秸秆营养成分的分析  64-65
  3 讨论  65-67
    3.1 套算法测定秸秆代谢能  65-66
    3.2 强饲法测定秸秆表观代谢能  66
    3.3 生物秸秆营养成分的分析  66-67
  4 小结  67-69
第六章生物秸秆对肉鸡生产性能的影响  69-95
  1 材料与方法  69-73
    1.1 试验材料  69
    1.2 试验设计与分组  69
    1.3 试验日粮  69
    1.4 饲养管理  69
    1.5 测定指标及方法  69-73
    1.6 数据统计分析  73
  2 结果与分析  73-87
    2.1 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡生产性能的影响  73-74
    2.2 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡营养物质代谢率的影响  74-76
    2.3 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡肠道微生物菌群和消化性酶活的影响  76-80
    2.4 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡血清生化指标的影响  80-82
    2.5 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡屠宰性能的影响  82-84
    2.6 日粮中添加生物秸秆代替玉米对鸡肉品质的影响  84-85
    2.7 日粮中添加生物秸秆代替玉米经济效益分析  85-87
  3 讨论  87-92
    3.1 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡生产性能的影响  87-88
    3.2 日粮中添加生物秸秆代替玉米对养分代谢率的影响  88-89
    3.3 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡肠道微生物菌群和消化道酶活的影响  89-90
    3.4 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡血液生化指标的影响  90-91
    3.5 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉鸡屠宰性能的影响  91
    3.6 日粮中添加生物秸秆代替玉米对肉品质的影响  91
    3.7 日粮中添加生物秸秆代替玉米的经济效益分析  91-92
  4 小结  92-95
第七章全文总结  95-99
附图  99-103
参考文献  103-113
ABSTRACT  113-117
在读博士期间发表的学术论文  117

高效玉米秸秆生物饲料的研制及其在肉鸡生产中的应用研究

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