草原生态化学实验讲义-2007(3)

3.2原理

纤维是植物细胞壁的主要组成物质，它对各种化学物质都较稳定。所以牧草粗纤维的测定是用一定浓度和一定体积的酸碱及乙醇乙醚相继处理样品，使可溶于酸碱醇醚的物质出去，所剩残渣经干燥、灼烧，失去的重量即为粗纤维。因失去的重量中除主要成分纤维素外，还含有一些未被酸碱除尽的半纤维素、木质素等，在灼烧时也完全燃烧逸去，故称粗纤维。 3.3试剂

1)1.25%(g/V)NaOH溶液：取化学纯氢氧化钠12.5g，溶解后，稀释至1000ml。 2)1.25%(g/V)H2SO4溶液：量取化学纯的浓硫酸（比重1.84）70ml，稀释至1000ml。 3)乙醚：化学纯 4)乙醇：95%，化学纯。 5)石蕊试纸3.4操作步骤

1)称样：在已编好号的坩埚内准确称取风干样品1-2g左右，准确至0.0001g。

2)接通粗纤维测定仪电源、水源、开启主机电源开关。（自来水尽量开足，保证冷凝）。3打开酸、碱预热瓶上盖，分别加入已制备的酸碱溶液及蒸馏水，加至预热瓶的90%，盖上冷凝球。

4）将装有式样的坩埚移入仪器温室中（注意此时位置保持准确无偏）：下部放入坩埚座中心，上部对准消煮管辖的保护套的内孔；压下手柄并锁紧，再一次检查坩埚位置是否准确后，将下阀全部关闭，逐个拉出加热手柄。

5）酸消煮：开启酸阀，逐个开上阀，在消煮管内加少量（约5ml）配好的硫酸溶液，在开吸开关，逐个开下阀，抽尽溶液，关吸开关和全部下阀。然后将已预热好的硫酸溶液加至刻度线（约150ml后）再在每个消煮管内加3-4滴正辛醇，开定时器，同时按需要分别开加热器电源开关，调节选位旋钮可观察单个加热器电压。并将电压调至最高（220V）同时开启蒸馏水预热开关（预热水至沸点）。待消煮液微沸，将电压逐个调到样品无沉淀时旋钮旋至30min，保持消煮液微沸（如发现试样粘壁可补加消煮液），到时加温自动停止,酸解结束。

6)开吸开关，再逐个开下阀，将消煮液快速抽掉，并用热水洗涤残渣至中性（约三次）后，抽尽洗液，在抽虑过程中如发现坩埚被堵塞时，关吸开关，开吹开关，用气流反冲，发现消煮管内出现气泡后关吹开关开吸开关继续抽吸。

7）碱消煮：按步骤5）-6）进行。

8)左手压下手柄拉出钩子缓缓上升，使其复位,带好手套，取出存有试样的坩埚，再移入烘箱内在130℃温度下烘2h，取出至于干燥器内冷至室温称重（W1）。

10）灼烧：将烘干并称重后的坩埚置高温电阻炉内，550℃烘1h，待炉温降至200℃以下，取出置于干燥器内，冷却至室温称重W2,再放入高温电阻炉内烘30min，取出冷却，称至恒重（两次重量之差不超过1mg即为恒重）。 3.5数据处理：

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表3：粗纤维含量 样品名称 样品编号 坩埚编号 样重g 加样重(g) 加样重(g) 130℃烘干时坩埚550℃灼烧后坩埚粗纤维% 粗纤维含量（以烘干样重为基础）

粗纤维%=（G1-G2）*100/[W(1-γ%)]

G1—130℃烘干的重量，g；G2—550℃灼烧后的重量，g；W—样品风干的重量，g；γ%—样品的吸附水； 1-γ%—风干样品干物质百分率。 4.测定牧草和粪样中粗灰分含量 4.1目的：

掌握牧草饲料中粗灰分的测定原理和方法 4.2原理

灰分为牧草饲料中的矿物质，或称无机盐，主要为钾、钠、钙、镁、硫、硅、磷、铁及其他微量元素的化合物。灰分的测定方法是在适当的温度下，把被测物中的有机物质灼烧氧化后，用分析天平称重，即得灰分的重量。 4.3试剂：

1. 95%乙醇； 2. 1:4盐酸 4.4操作步骤

1）恒重坩埚：用1:4盐酸将瓷坩埚煮沸并洗净，茂福炉内于600℃温度下灼烧30分钟，待炉温降到200℃度以下，将坩埚移入干燥器内冷至室温，称坩埚重量，反复灼烧至恒重为止。2）称样：准确称取1-2克风干样品于已恒重的坩埚内。

3)炭化灼烧：用95%乙醇稍湿润样品，置于电炉上小心炭化到无烟（勿着明火），再移入茂福炉中600℃温度下灼烧4h。

4)恒重灰分：当炉温降至200℃以下时，取出坩埚置于干燥器内冷至室温，称重。再放入600℃温度下每次灼烧30分钟，直至恒重。5)数据处理： 表4：粗灰分含量 样品名称 样品编号 坩埚编号 样品重Wg 空坩埚重W1g 灼烧后坩埚加灰分重W2g 粗灰分% 粗灰分% = (W2- W1)*100/[W ×（1-γ%）] 5.无氮浸出物含量（以烘干样重为基础）

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表5：无氮浸出物含量 样品名称 样品编号 粗脂肪% 粗纤维% 粗蛋白% 粗灰分% 无氮浸出物% 无氮浸出物 %=100%-（粗脂肪%+粗纤维%+粗蛋白%+粗灰分%） 6．家畜摄入净能的推算

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=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(W

0.75

2

,W—畜体重量，kg)。

x2、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%)） 表6：家畜摄入净能的推算 测定项目名称 代谢体重(kg) 采食量(kg) 排粪量(kg) 牧草中粗蛋白含量（%） 牧草中粗脂肪含量（%） 牧草中粗纤维含量（%） 牧草中粗灰分含量（%） 牧草中无氮浸出物含量(%)

实验五、草—畜系统氮沉积率的测定

一、目的：

掌握氮素在草—畜系统中沉积率的测定及其计算方法。 二、原理：

测定牧草的产量和含氮率，可以计算出牧草在一定时期内积累的总氮量；测定家畜排出的粪、尿总量和含氮率，可计算出家畜在一定时间内排出的总氮量，然后计算出草—畜系统氮素的沉积率。

测定结果 测定项目名称 粪中粗蛋白含量（%） 粪中粗脂肪含量（%） 粪中粗纤维含量（%） 测定结果 粪中粗蛋白灰分含量（%） 粪中无氮浸出物含量（%） 牧草净能NE(MJ/Kg) 家畜摄入净能E(MJ/Kg) 13

三、实验内容

1.测定牧草、粪样和尿中粗蛋白质含量 2.草—畜系统氮沉积率的计算 四、操作步骤

1.测定牧草、粪样和尿中粗蛋白质含量

（原理、步骤同实验四“饲喂家畜消化能的测定”中牧草和粪样中粗蛋白质含量的测定） 2.数据处理： 样品名称 样品编号 硝化管编号 纸+样重g 纸重g 样重g 液的体积数ml 液的体积数ml 空白消耗标准溶样品消耗标准溶N% 测定项目 测定结果 测定项目 粪中氮的含量g/kg 尿中氮的含量g/L 氮的沉积率% 测定结果 采食量kg 排粪量kg 排尿量ml 牧草中氮的含量g/kg 1）氮的含量：

（V1?V0)?N?0.014氮（%）??100%WV1—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； W—风干样重×(1-γ%)，g; 2.草—畜系统氮沉积率的计算 1）家畜食入总氮量：

N草 = W草×(1-γ%) × N’草

N草 — 家畜食入总氮量，（以烘干样为基础）g；W草 — 家畜食入牧草总量，kg； N’草— 牧草含氮量，g/kg； 2）家畜粪中排出总氮量：

N粪 = W粪(1-γ%)× N’粪

N粪— 家畜粪中排出总氮量（以烘干样为基础），g；W粪— 家畜排出粪便的总重量，kg； N’粪— 家畜排出粪便中的含氮量，g/kg； 3)尿中排出总氮量 N尿 = L尿× N’尿

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N尿— 家畜尿中排出总氮量，g；L尿— 家畜排出尿的总体积，ml；N’粪— 家畜排出尿中的含氮量，g/kg； 3）草—畜系统氮素的沉积率：

N草-畜% = (N草-N粪-N尿) ×100%/N草

N草-畜% — 草— 畜系统氮素的沉积率；

实验六、草—畜系统磷存留率的测定

一、目的：

掌握磷在草—畜系统中存留率的测定及其计算方法。 二、原理：

测定试验区内牧草的产量和含磷率，可以计算出牧草在一定时期内积累的总磷量；测定家畜排出的粪、尿总量和含磷率，可计算出家畜在一定时间内排出的总磷量，然后计算出草—畜系统磷的存留率。 三、实验内容（11.0学时）

1.牧草、粪样、尿样中磷含量的测定； 2.草—畜系统磷代谢率的计算 四、操作步骤

1.牧草、粪样、尿样中磷含量的测定 1.1目的:

1)掌握测定牧草饲料中磷的消化原理和方法。 2)掌握比色法测定牧草饲料中磷含量的原理和方法。 1.2原理:

牧草饲料样品经消化处理后，磷以磷酸根形式进入溶液，在酸性环境中，磷酸根与钼酸铵结合生成黄色的磷钼酸铵。在还原剂存在时，磷钼酸铵还原成深蓝色的钼蓝，其含量与颜色的变化符合比尔定律，可用于比色。

2H3PO4+24(NH4)2MoO4+21H2SO4== 2(NH4)3PO4?12MoO4+21(NH4)2SO4+24H2O

1.3试剂:

1)0.1%酚酞指示剂：称取0.1g酚酞溶于100ml95%的乙醇中。 2)消化剂：硝酸: 浓硫酸:高氯酸=8 :1 :1

1.钼锑贮存液：180.6ml分析纯浓硫酸，边搅拌边缓缓加入到400ml蒸馏水中,冷却。另称取分析纯钼酸铵20克溶于约60 ℃的300ml蒸馏水中,冷却。然后，将硫酸溶液缓缓到入钼酸铵溶液中,不断搅拌,再加100ml0.5%酒石酸锑钾溶液，冷却后，用蒸馏水稀释至1000ml,摇匀，贮ml于棕色试剂瓶中。 3)钼锑抗显色剂：于100ml钼锑贮存液中加入1.5g抗坏血酸，此试剂有效期24小时，宜配前使用。 4)磷标准贮存液：称取经105 ℃烘2h的分析纯磷酸二氢钾0.4390克，溶于200ml蒸馏水中，加入5ml浓H2SO4 ，转入1000ml容量瓶中，定容，摇匀。此溶液为含磷100mg/L的溶液。

5)磷标准溶液：吸取50ml磷标准贮存溶液（100mg/L）于1000ml容量瓶中，稀释至刻度，即为含磷5mg/L的磷标准溶液。（此溶液有效期只有半年）。 1.4步骤

1)称样：准确称取0.5克左右的牧草饲料样品，放入100ml消化管中。

2)消化：加入10ml消化剂，置通风橱中的远红外消煮器上消化，当消化管中的溶液为无色透明状态时，

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