草原生态化学实验讲义-2007

草原生态化学与动物营养学实验讲义

第一部分 家畜饲喂（或放牧）试验

饲喂试验

家畜饲喂试验共十天，其中预试期6天，正式期6天。预试期由试验员代喂，正式期由学生每人管理一天饲喂，并做好各项记录、收集粪尿、制备样品等。 预备试验

1.选择试畜：应选品种与性别一致，年龄、体重、体形相仿，体质健康，无不良习性。足以代表畜群一般情况的家畜6-10只作为试畜。试验前半个月应驱除畜体内外寄生虫。 2.试套粪袋：将集粪袋固定在羊只身上，并防止绵羊在运动时移位，漏掉粪便。 3.准备试喂饲草：准备足量新鲜饲草。

4.分设小组：按一组一只羊分成若干小组，将每只羊喂养在特制的铁笼中。

5.定时投喂：将称好的饲草装入饲料袋内，分若干次进行饲喂，每次在添入新的饲草前，均需将食槽内剩余的饲草取出，装入另一塑料袋内，妥善保管。

6.剩草称重：一天饲喂结束后，对所剩饲草称重，计算得到试畜的采食量。 正式试验

1.选择试畜、试套粪袋、称取饲草，其方法均与预备试验相同。按一定比例抽样，进行饲草初水分的测定，样品妥为保管供分析用。

2.采食量测定：定时投喂、剩草称重见预备试验。

3.进食饲草样品的采集：在试验期间仔细观察羊的采食情况，然后模仿羊的采食情况每天采集饲草样品一次，每次200g，随即烘干。将饲喂期所采饲草样品混合均匀，按四分法取风干样500g，粉碎、过筛，供室内分析用。

4.粪便的收集与取样：在饲喂试验中，通过带在羊体上的集粪袋（防止漏粪），每天早晚各收集一次粪便，并称量记录。同时在大瓷盘中每只羊按排粪量的5%抽取分析样品，装入已知重量的大瓷盘中，置于冰箱中保存。待饲喂试验结束后，将样品放入烘箱测定初水分。然后将饲喂期抽取的粪样混匀，按四分法取风干粪样500g，粉碎、过筛，供室内分析用。

5.全尿的收集：在正式试验期内，定时收集每日的全部尿液，用2000ml的量筒量尿液的总体积，记录。摇匀后抽取总量的1/10作为样品，倾入已编号的棕色瓶中。待正式试验结束时，将全部尿液混匀，供分析用。

放牧试验

预备试验：预备试验的目的是将进行试验前所饲喂的食物残余由饲畜肠胃道中排出干净，使家畜适应新的供应饲草，同时使供试家畜习惯试验时的各种措施，预饲期一般历时7—10天。

1.选择试畜：应选品种与性别一致，年龄、体重、体形相仿，体质健康，无不良习性。足以代表畜群一般情况的家畜6-10只作为试畜。试验前半个月应驱除畜体内外寄生虫。 2.试套粪袋：将集粪袋固定在羊只身上，并防止绵羊在运动时移位，漏掉粪便。

3.挑选牧地：根据供试家畜头数、日食量、试验天数及草地产草量，选择地形比较平坦，植被比较均匀

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的草地作为放牧试验地，用铁丝网封闭。

4.圈设小区：在选定的放牧堤内划分小区，用铁丝网圈好，小区的面积大小以足够试畜食用1-2天为宜。 5.牧前测产：根据放牧小区的大小取适当面积（一般为0.25平方米）的样方若干（5个），进行牧前的产草量的测定。

6.试畜试牧：将试畜放入预先圈好，并测过产量的放牧小区内采食，仔细观察，如发现问题及时淘汰与补充。

7.牧后测产：放牧期满后，对小区内剩余饲草进行测产。牧前饲草与牧后饲草之差，即为个体试畜的平均日采食量。

8.转换小区：当试畜在所圈设的小区内放牧期满后，即应将试畜转移到新的小区放牧，对新的小区也要牧前牧后测产，决定试畜的采食量，并继续进行观察，驯服试畜，决定取舍。

正式试验：在预备试验的基础上进行正式试验，正式试验期的时间约与预试期相当。在试验期间，家畜所食饲草量及排出粪便量，均须准确称量记录，并按一定方法和比例逐日采集饲草样品和供试家畜粪便，立即测定初水分，保存样品供分析用。

1. 试畜选择、试套粪袋、挑选牧地、圈设小区均与预备试验相同。

2. 牧前测产与预试期相同，但须从测产中剪下的饲草中按需要抽取样品，供分析用。

3. 试畜放牧、牧后测产均同预备试验。但亦必须从测产时剪下的饲草中按需要抽取样品，供分析用。 4. 转换小区与预试期相同。

5.收集粪便：每天放牧前后，即每天早上出牧前和晚上收牧时，更换集粪袋。取出袋内粪便，进行称重，按一定比例抽样，供分析用。

6.全尿的收集：在正式试验期内，定时收集每日的全部尿液，用2000ml的量筒量尿液的总体积，记录。摇匀后抽取总量的1/10作为样品，倾入已编号的棕色瓶中，加入10ml甲苯防腐，用浓硫酸调PH至2左右，于4℃的冰箱中贮存。待正式试验结束时，将全部尿液混匀，供分析用。 7.将每天抽取的样品按四分法淘汰至500g，烘干、粉碎、过筛、混匀，装瓶供分析用。

第二部分 室内分析：

室内分析所用样品均来自饲喂试验（或放牧试验）时所采集的样品，放牧试验的计算方法参照饲喂试验。

实验一 家畜摄取总能量的测定

一、实验目的：

掌握家畜摄取总能量的计算方法。 二、实验原理：

饲草通过光合作用所积累的能量供给草食动物。测得饲草干物质中的热值，根据家畜的采食量，即可计算得到家畜每日摄取的总能量。家畜摄取的总能是进一步测定家畜摄取有效能（消化能、代谢能、净能）的基础。

三、实验内容（8.5学时）

1.在饲喂试验阶段，将模仿羊的采食情况采集的牧草样品，在65℃烘干，测定其初水分； 2.将测过初水分的牧草样品粉碎，测其吸附水含量； 3.计算牧草干物质含量；

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4.测定牧草样品的热值；

5.通过家畜采食量、牧草的干物质含量及热值来计算饲喂家畜摄取的能量。 四、实验步骤 1.牧草初水分的测定 1.1目的：

掌握初水分的测定条件和方法 1.2 原理：

水以自由水与吸附水两种状态存在于牧草饲料中。自由水含于细胞间，它与细胞结合不紧密，容易挥发，置烘箱内烘至半干后在自然条件下充分回潮，称至恒重，所失重量为自由水，通常称为初水分。 1.3 步骤：

（1）将瓷盘洗净，放入65-70℃烘箱中烘干，取出充分冷却至室温称重。再放入烘箱内烘1h，冷却称至恒重。

（2）用已知重量的瓷盘在普通天平上称取500-1000g（使制成在实验室条件下风干的样品不少于200g），放入120℃杀酶15min，将瓷盘移入65-70℃的烘箱中，烘8-10h取出，在实验室条件下充分回潮，吸水，之后称重。

（3）再将瓷盘放入烘箱中，2h后取出，按上述方法重复称重，直至前后两次的差不超过1g时为止，并取其最小值进行计算。

（4）将测过初水分的样品粉碎，并通过40-60号筛（筛孔直径0.42-0.25mm），制成风干样品，装入磨口广口瓶中待用。 1.4数据处理 表1：初水分含量 样品名称 样品编号 瓷盘编号 空瓷盘重 W1g 盘加鲜样重 Wg 盘加风干样重 W2g 初水分% 初水分（以新鲜样重为基础） β(%) =（W-W2）×100 / (W-W1)

W —瓷盘加新鲜样重，g；W1——瓷盘重，g；W2——瓷盘加风干样重，g； β(%)—初水分的百分含量。 2.牧草吸附水的测定 2.1目的：

掌握吸附水的测定原理和方法

2.2原理：吸附水：束缚水与细胞内胶体物质较紧密地结合在一起，形成胶体外面的水膜，难以挥发。故牧草饲料的束缚水的测定是将半烘干的样品经粉碎后，在100-105℃的烘箱内烘至恒重，以失重计算出束缚水的百分含量，通称吸附水，即风干样品所含水分。 2.3步骤：

1)空铝盒恒重：将洗净的空铝盒放入100-105℃烘箱内,烘1h,取出置干燥器中,冷至室温(约30min) ,称

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重。再将铝盒放入烘箱烘1h,取出冷至室温,称重,直至恒重。 2)称样:在铝盒内准确称取样品2.0000g 左右

3)将装有样品的铝盒放入100-105℃烘箱中，盒盖半开,烘6-8h后取出,再放入干燥器内，盖好盒盖，冷却至室温(约30min左右)称重。再将铝盒放入烘箱烘1-2h取出,冷却、称重、直至恒重,前后两次之差不大于1mg,取最小值进行计算。 2.4数据处理 表2：吸附水含量 样品名称 样品编号 空铝盒 编号 空铝盒重A1 (g) 铝盒加风干 铝盒加烘干 吸附水 样重A（g） 样重A2（g） γ（%） 备注 吸附水（以风干样重为基础）的含量

γ（%）=（A-A2）×100/(A-A1 ) 式中：

γ（%）—吸附水百分含量；A—铝盒加风干样重，g；A1—空铝盒重，g；A2—铝盒加烘干样重，g； 3.干物质的计算 表3：样品干物质含量 样品名称 样品编号 初水分% 吸附水% 总水分% 干物质含量% 牧草干物质含量（以风干样重为基础）： D(%)=(A2- A1) ×100/(A- A1) D(%)—物质含量的百分含量。

4．总水分的含量（以新鲜样重为基础）。 α%=β%+γ%（1-β%） 式中：

β%—新鲜牧草或鲜粪中初水分含量； γ%—风干牧草或风干粪中吸附水含量。α%—总水分的百分含量。 4.牧草热值的测定 4.1目的：

了解微电脑测热计的测定原理和使用方法，并测定牧草饲料中的热能值。 4.2原理：

牧草的能量值常用燃烧热表示，用卡或焦耳做单位。1摩尔有机化合物在25C、1atm完全氧化成液态水、二氧化碳、氮气、二氧化硫时，所能放出的热量，即为该物质的燃烧热。1g纯水从14.5C升温至15.5C所需要的热量即为1cal,1卡=4.18J。将一定量欲测物质，放入厚壁氧弹内，充入规定压力的纯氧，通电

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燃烧。物质燃烧后产生的热由弹壁导出，为弹壁外部一定重量的水所吸收，从而导致水温的升高，用精密温度计（贝克曼温度计）测出物质燃烧前后的水温变化，即可求出该物质的能量值。 4.3步骤：

水当量又称热容量，就是与其量热体系具有相同热容量的水的重量（以克计），热量计水当量在数值上等于量热体系温度升高1C所需的热量。量热体系指在实验过程中，发生热效应所能分布到的部分，氧弹的全部以及搅拌器，温度计的一部分。为了计算上的方便，测定这些部分的吸热量用相当于水的重量来表示，即用一定量已知热值的苯甲酸测定在测热计中燃烧产生的总热量使内筒水温升高的度数，来求得水当量。可见，在测定试样时，要求的条件应与测定水当量的条件完全相当，始能得到准确结果。

正常条件下三个月测定一次热容量。当操作条件发生变化时，如更换或修理热量计上的大部件（氧弹、内筒、弹头、弹盖等），更换量热温度计、热量计经过较大的搬动之后、标定热容量和测定发热量时的内筒温度超过5K，均须重新标定热容量。

标定热容量：

1）苯甲酸严研细后,放入100-105C烘箱中烘4h，取出置于干燥器中冷却,称取约0.5-0.8g,于压片机上压成片状,再于100-105C烘箱中烘1h,冷却后准确称重。应准备5-6个药片做平行测定。

2）将盛有苯甲酸的坩埚安在氧弹的坩埚架上,再把点火丝的两端分别固定在两个电极上,丝的中段弧面与苯甲酸表面相切。（点火丝勿接触坩埚,以免形成短路,导致点火失败。）

3）将坩埚架小心装入氧弹内,拧紧弹筒,关闭排气阀,接上氧气导管,充入2.8-3.0MPa的氧气，充气时间不得少于15s。(如果不小心充氧压力超过3.3Mpa，应放掉氧气后，重新充氧。当钢瓶中氧气压力不足5Mpa时，充氧时间应酌量延长，不足4.0Mpa时，应更换新的钢瓶氧气)。

4)调节内筒水温：

a)实验时预先测量外筒水温，使与室温相差不超过1.5K。往内筒中加入足够的蒸馏水，使氧弹盖的顶面能淹浸在水面之下1cm。

b)进入“水温调节”菜单，按“开始”按钮后，提示“请将测温探头放入外筒”，将测温探头放入外筒测温孔后，按“确定”，系统自动测量外筒温度。在外筒温度稳定后，系统提示“请将测温探头放入内筒，并调节水温”，这时将测温探头放入内筒并轻轻搅动，采用加冰或加热水的方法使内筒水温比外筒水温约低0.5-1.0K。

发热量过低的试样温升达不到1K或1.5K时，内筒水的初始温度不要求一定要低于外筒温度，只要终点温度能超过外筒温度0.5K～1.0K,以便终点时有明显下降即可。

5）称量内筒水：每次实验时的用水量应基本保持一致（相差1克以内），水量最好用称重法测定。如用容量法量水，必须对温度变化进行补正。

6）把装好水的内筒放在外筒中的绝缘支架上，再把氧弹小心的放入内筒(中间隔有氧弹座),并检查氧弹的气密性。如有气泡出现，表明氧弹漏气，应找出原因，加以纠正，重新充氧。然后接好点火线、搅拌线和温度计，并盖上外筒的盖子。温度计和搅拌器均不得接触弹筒和内筒。

7）双击桌面上Rzg实验程序图标，进入实验程序，当不需要对“系统设置”进行修改时，可直接进入“试验测试”，根据提示开始试验。

8）实验结束后，如为“自动打印”，则试验结果会自动打印出来，若为“不打印”则需双击“不打印”，结果才能打印出来。

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