草原生态化学实验讲义-2007(2)

9）取出温度计，放在外筒温度计插孔上，打开主机的盖子，从内筒中取出氧弹。开启放气阀，放出燃烧废气。放气完毕后，仔细观察弹筒和坩埚内部，如有试样燃烧不完全的迹象或有炭黑存在，试验应作废。

10）测定生成的硝酸：用蒸馏水冲洗弹内各部分，放气阀和坩埚。把全部洗液约150ml收集在一个烧杯中，并将烧杯置于电热板上，煮沸1-2分钟，冷却后加数滴甲基红指示剂，用0.1N的氢氧化钠标准溶液滴定。

K=(QG+q1+qn)/[(tn+hn)-(t0+h0)+C]

K__水当量（J/℃）；Q__苯甲酸的燃烧热（J/g）；G__苯甲酸重，（g）；q1__点火丝产生的热量（J）； qn__硝酸的生成热（J）(q n=0.0015Qm)；hn和h0__温度计的校正值；C__冷却校正值（℃） 试样测定：

1）将镍坩埚洗净烘干并称重。

2）称取约0.7g草样,于压片机上压成片状，放入已称重的镍坩埚中,于分析天平上准确称重。将盛有样品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,丝的中段弧面与样品表面相切。（点火丝勿接触坩埚,以免形成短路,导致点火失败。）

3）其它实验步骤同标定热容量中的步骤3）-10）。 4.4数据处理: 表4：样品燃烧热 样品编号 样品名称 热容量 （J/℃） 空坩埚重（g） 坩埚+样重（g） 样重（g） 样品燃烧热（J/g） 4.饲喂家畜摄取能量的计算

表5：家畜摄取总能量 样品编号 样品名称 样品干物质含量% 样品热值(J/g) W采食量(g) 饲喂家畜摄取能量GE(J) 饲喂期间羊的排粪量F(g)

饲喂家畜摄取能量GE=W(家畜采食量)×(1-β%)(1-γ%)×E（牧草热值）/(1-γ%)

实验二 饲喂家畜摄入消化能的测定

一、目的：

1. 了解应用全部收粪法进行消化试验的方法与步骤。

2. 测定各养分或能量的消化率并计算饲草养分消化量与消化能。

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3．掌握消化能的测定方法。 二、原理：

饲草的营养价值虽可用化学分析方法测定，但其真正的营养价值只有在扣除了消化、吸收和代谢的损失以后才能得到。饲草进入畜体后的第一个损失就是未被畜体吸收而从粪中排出的养分。

饲草中养分的消化率是指饲草中未经粪排出，从而假定被吸收的那部分养分占食入该养分的比例。通常以百分率表示。通过计算进一步即可求得消化能。

某养分的消化率=100%（食入某养分的量-粪中某养分的量）/食入某养分的量 三、试验方法与步骤

(1)试畜的选择：一般选择品种、体重相对一致的健康试验动物3～5头。除乳牛外，常用公畜或阉公畜作为试畜，以便粪、尿分开收集。

(2)试验步骤：饲草和粪样的采集、采食量的测定，见饲喂试验。 (3)饲草和粪的热能测定：同试验一的热值测定方法。 四、家畜每日摄入消化能的计算 DE=GE食-F×(1-β粪%)(1-γ

粪

%)×E粪/(1-γ

粪

%)

GE食—每只试验绵羊每日摄取的总能；

F-每只试验绵羊每日的排粪量,g； E粪-粪的热值，J/g。

实验三 家畜摄入代谢能的推算

一、目的：

1.了解代谢能的测定原理与方法。 2.掌握代谢能的计算方法。 二、原理：

动物消化吸收的能量，在代谢过程中也有一定的损失，即排出的尿和肠胃气体（主要是甲烷）中所含能量。从消化能中减去尿能和肠胃气体能损失即为代谢能（代谢能=消化能-粪能-尿能-肠胃气体能）。 三、试验方法

在消化能试验的基础上增加尿和肠胃气体的收集。 全尿的收集见饲喂试验。

消化过程中产生的肠胃气收集及气体热值的测定，设备笨重，手续烦杂。因此我们可以借用对反刍家畜应用的回归公式：

ME（MJ/kg）=DE（MJ/kg）×0.82

代谢能约占消化能的82%，其余18%的能量损失在尿能与肠胃气体中。

实验四 家畜摄入净能的推算

一、目的：了解草食动物净能的推算原理和方法 二、原理:

测定家畜的净能，是在测定代谢能的基础上，还需测定体增热，从代谢能中减去体增热得到净能。由于测定体增热比测定代谢能，不论是实验设备还是操作手续，均繁难的多，而且一般实验室无此设备。故可利用奈林格对牛羊所作的能量代谢试验总结的回归方程进行计算。

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牧草净能NE =（2.06x1+8.83x2+1.90x3+2.01x4）×(-0.513+0.03962U-0.0002540U)-39.56X5 E家畜摄入净能=NE牧草净能×采食量

x1=N牧草粗蛋白含量（g/kg）×粗蛋白消化率（%）

粗蛋白消化率（%）=[(食入的粗蛋白-粪中排出的粗蛋白) /食入的粗蛋白] × 100%} 食入的粗蛋白=牧草粗蛋白含量×采食量 粪中排出的粗蛋白=粪中粗蛋白含量×排粪量

x1——可消化粗蛋白,g/kg；x2——可消化粗脂肪,g/kg；x3——可消化粗纤维,g/kg； x4——可消化粗无氮浸出物,g/kg；x5——代谢体重(Wx2、x3、x4的计算方法同x1。

注意：各营养成分的含量均以烘干重为基础，采食量、排粪量也需换算成烘干重。（例如：食入的粗蛋白=牧草粗蛋白含量×采食量×(1-β%)(1-γ%)） 三、实验内容：

1.测定牧草和粪样中粗蛋白质含量；（6.0学时） 2.测定牧草和粪样中粗脂肪含量；（17.0学时） 3.测定牧草和粪样中粗纤维含量；（11.0学时） 4.测定牧草和粪样中粗灰分的含量

5.测定牧草和粪样中无氮浸出物含量；（通过计算可得） 6.饲喂家畜净能的计算 四、实验步骤：

1.测定牧草和粪样中粗蛋白质含量 1.1目的

掌握牧草饲料中粗蛋白质的测定方法和原理。 1.2原理

牧草饲料中粗蛋白质包括纯蛋白质与氨化物，在一定的处理下也包括硝酸态氮。凯氏定氮法系根据有机物与浓硫酸一起消化时，首先浓硫酸使有机物脱水而炭化，随后浓硫酸再将碳氧化成二氧化碳，本身被还原为二氧化硫；二氧化硫则将非氨态氮还原成氨态氮，本身又被氧化成三氧化硫，从而使有机态氮都转变成氨而与硫酸结合生成硫酸铵。

为了加速消化过程，通常多使用还原性催化剂硫酸铜，目的在于提高浓硫酸的沸点，加快反应速度，缩短消化时间。

消化液在浓NaOH的作用下，进行水气蒸馏，放出的氨用硼酸吸收。以甲基红—溴甲酚绿为指示剂，用标准盐酸溶液滴定至紫红色，即为终点。求出氮的含量。再乘以折合成蛋白质的系数6.25，即得粗蛋白质的含量。 1.3试剂

1)40%NaOH:称取化学纯NaOH40g，加水60ml溶解。

2)混合催化剂：硫酸铜与硫酸钾（均为分析纯）混合，其比例为CuSO4.5H2O:K2SO4=1:10,充分研磨混匀装瓶。

3)浓硫酸：分析纯，比重1.84

4)甲基红—溴甲酚绿混合指示剂：称取溴甲酚绿0.5g和甲基红0.1g，溶解在100ml95%乙醇中。

0.75

2

,W—畜体重量，kg)。

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5)0.01N的盐酸标准溶液：取比重1.19的浓盐酸0.84ml，用蒸馏水稀释至1000ml,用基准物质标定之。 6)2%硼酸溶液：称取20克硼酸用热蒸馏水溶解，冷却后稀释至1000ml，再加入2.5ml混合指示剂。 1.4步骤

1）称样：称取0.3000g左右样品，置于消化管中。（风干牧草约0.3g，鲜粪样约0.8-1.0g，尿样吸取5ml） 2）消化：加混合催化剂2.0g，浓硫酸5ml（其中鲜粪样加7ml浓硫酸），置于消煮器上消化约3小时。(尿样消化前先应在电炉上蒸干（但不能糊）后再加催化剂和硫酸溶液)。

3）蒸馏：冷却后，取下消化管，加入约20ml蒸馏水，置于定氮仪上，另取20ml硼酸溶液置于250ml三角瓶中。将三角瓶放在冷凝管下，使管口略被吸收液淹没即可。此时向消化管中加入浓NaOH（40%）至消化管中溶液变为褐色时停止加碱液。开始蒸馏。蒸馏时间为5分钟（提前一分钟时冷凝管离开吸收液液面）。

4）滴定：用0.15N的标准盐酸溶液滴定到溶液呈淡紫红色，即到终点。记录所消耗的盐酸溶液的体积。 5）空白：仿上述方法，除不加试样外，其余步骤照常作一空白。 1.5数据处理： 表1：粗蛋白含量 样品名称 样品 消化管 样品的重量或 空白消耗盐酸标准 样品消耗标准溶 粗蛋白含量% 编号 编号 体积（g或ml） 溶液的体积（ml） 液的体积（ml） 盐酸标准溶液的当量浓度：

1.粗蛋白质含量（以烘干样重为基础）：

（V?V)?N?0.014?6.25粗蛋白质的含量（%）?10?100%W式中：

V1—滴定样品时所消耗的盐酸标准溶液体积数，ml；V0—滴定空白时所消耗的盐酸标准溶液体积数，ml； N—盐酸标准溶液的当量浓度；0.014—氮的毫克当量；6.25—氮换算为蛋白质的系数。 W—风干样重×(1-γ%)，g。 2.测定牧草和粪样中粗脂肪含量 2.1目的：

1)学会使用脂肪测定仪。 2)掌握粗脂肪的测定方法和原理。 2.2原理

脂肪是各种脂肪酸甘油脂的复杂混合物，它不溶于水而溶于乙醚(沸点35℃)、石油醚(沸点30-60℃)、三氯甲烷(沸点61℃)等有机试剂中，故用这些溶剂反复浸提牧草饲料时，可将脂肪全部浸提出来，除去溶剂，接受瓶中的增重，即为粗脂肪含量。这些溶剂除提取出脂肪外，也能提出“类脂肪”，如磷脂、

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高级醇、色素、蜡以及脂肪酸等脂溶性物质，故称之为 “粗脂肪”。 2.3试剂 1)无水乙醚 2.4操作步骤

1)恒重抽提筒：将洗净的抽提筒在100-105℃烘箱中烘2h后取出，放入干燥器中冷至室温（约30min），称重；在放入烘箱中半小时，取出冷却、称重、直至恒重（两次重量之差不超过1mg）.

2) 称样、包样：用直径约为2cm的小棒将脱脂滤纸（长10cm、宽8cm）卷成筒状，置于滤纸筒架内，并在滤纸筒内放置少量脱脂棉。称取约1.0000g样品置于脱脂滤纸筒内，在样品上覆盖一层脱脂棉，将样品封好，滤纸筒边缘不得高出滤纸筒架。

3)浸泡：在已恒重的空抽提筒中倒入约三分之二的无水乙醚，并安装好，样品包置于抽提器内，降下载有样品的滤纸筒架，使样品于无水乙醚浸泡过夜。

4)粗脂肪的浸提：打开回流冷凝水，提升抽提器至脂肪瓶上端，将加热板的温度维持在50-60℃进行加热，乙醚在抽提筒中蒸发，当蒸发至冷凝管处，即冷凝为液体，回流之液体不断淋漓在样品上，样品受无水乙醚的淋漓，将其中所含脂肪溶解，并随回流液体流回抽提筒中，无水乙醚连续循环淋漓浸提样品中的粗脂肪。乙醚的循环速度以每小时4次为宜，经2-3h后，样品中的脂肪可全部浸提而积存于抽提筒中。检查样品中的脂肪是否浸提干净，可从浸提管下端取一滴浸提液于干净的玻璃片上，当乙醚挥发后无痕迹，即样品中脂肪已浸提干净。

5)乙醚的回收：提取完后，关闭冷凝管旋塞，取出样品包，重新安装好抽提筒，并将其中的乙醚蒸馏至冷凝管中。待抽提筒中的乙醚蒸干后，取下抽提筒，将回收溶剂的容器口对准冷凝管下口收回乙醚。 6)抽提筒的洗净、烘干和称重：抽提筒取下后，用蒸馏水洗净筒外壁、底壁，待乙醚挥发后，将抽提筒放入100-105℃的烘箱内2h，移入干燥器中，冷却至室温（约30min），称重，再放入烘箱30min，取出，冷却称至恒重（两次称量之差不超过1mg）, 抽提筒的增重即为样品中粗脂肪的重量。 2.5数据处理 表2：粗脂肪含量 样品名称 样品编号 抽提筒编 号 样重（g） 空抽提筒重（g） 抽提筒加粗脂肪重（g） 干物质 含量% 粗脂肪% 粗脂肪含量（以烘干样重为基础）：

粗脂肪（%）=(W2-W1)*100/[W(1-γ%)]

W—风干样品重g；W1—抽提筒重g； W2—抽提筒加粗脂肪重g； γ%—样品的吸附水； 1-γ%—风干样品干物质百分率。

3.测定牧草和粪样中粗纤维含量—酸碱分次水解法 3.1目的

掌握粗纤维的测定方法，并测定粗纤维的含量。

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