新型“中型开放回流呼吸测热装置”研制报告

为满足畜禽能量物质代谢科研领域进一步深入发展要求,对国际上已被广泛应用的传统"开放回流"呼吸测热装置进行了工艺技术改进,于2005年自行设计并采用国产有关仪器仪表和自行加工等部件,研制组装一台技术工艺较为先进的中型开放回流呼吸测热装置。采用电动系统(各种传感器)与微机相结合的方法,使该装置基本达到全部自动控制水平。可以测得在实验期间全程(在线)或各不同阶段(单项)的气体交换及能量代谢等多项内容指标与结果。

畜禽呼吸测热装置的研究进展

近年来随着呼吸测热装置的不断发展,不仅可应用于畜禽能量代谢,也在反刍动物温室气体测定等方面得到广泛应用。本文综述了呼吸测热装置的研究概况、呼吸面罩及呼吸室等的设计原理、装置构造和使用注意事项等方面的进展及其应用情况,以期为畜禽能量代谢测定研究提供参考。

大型动物“开放回流式呼吸测热装置”的研制及应用试验

为满足大型试验动物呼吸测热的需要，自主设计研发自控“开放回流式呼吸测热装置”。并应用该装置进行了气体（CH4、CO2、O2）回收率试验和草原红牛不同生长时期（8、12、18、30月龄）生长和绝食条件下的呼吸测热试验。结果显示：该装置气体回收率均在98％～102％。草原红牛试验表明，生长代谢条件下，耗O2量、CO2产生量、产热量随代谢体重（W^0.75）的增大而增加，各期之间差异显著（p〈0．05）；绝食代谢条件下，耗O2量、CO2产生量、产热量随代谢体重（W^0.75）的增加有增加趋势，但各期之间差异不显著（p〉0．05）；CH4排放量随代谢体重（俨”）增大而增加。试验牛采食后，CH4排放量增加，1．5—2h达到峰值，之后逐渐降低。以上结果符合试验牛在不同生长阶段生长和绝食条件下呼吸代谢规律。由此得出结论：该装置技术流程先进、重复性好、数据可靠。

新型开放式呼吸测热装置设计及应用试验

[目的]提高小型试验动物呼吸代谢检测的精确度。[方法]结合国际上常用的开放式呼吸测热流程,自主研制小型试验动物自控开放式呼吸测热装置,并应用该装置对Wistar系大白鼠4个不同生长期的耗氧代谢率、能量代谢率进行测定。[结果]雄鼠在生长状态下的耗氧代谢率和能量代谢率随着体重的增加而降低,而在绝食状态下则变化不大。雌鼠生长状态下,耗氧代谢率和能量代谢率随着体重的增加,表现为先增加后降低再增加;而绝食状态下,耗氧代谢率和能量代谢率随着体重的增加,先降低后增加。[结论]该装置技术流程先进、测试指标齐全、重复性好。

鸡呼吸产热代谢的研究

利用“禽用开放回流式呼吸测热装置”,采用2×2试验设计,结合生长代谢和绝食代谢呼吸测热试验,对250日龄公鸡的代谢规律进行了研究。结果表明:采食期间,小室1和小室2的呼吸商、产热量分别为1.049、1.104、247.743、207.796kcal/d,说明在采食期间细胞呼吸的底物主要为碳水化合物和脂肪;绝食期间小室1和小室2的呼吸商、产热量分别为0.855、0.778、184.189、155.399 kcal/d,说明在绝食期间细胞呼吸主要底物为蛋白质;光照条件下小室1和小室2的呼吸商、产热量分别为0.960、0.966、221.198、231.643 kcal/d,无光条件下小室1和小室2的呼吸商、产热量分别为0.944、0.916、170.787、171.499 kcal/d,说明鸡呈现出明显的昼夜节律,光照条件下代谢高于黑暗条件。由此可见,在不同光照条件下,两种小室所得结果相近,在不同采食条件下,两种小室差异较大,但小室1的结果可能更为准确。

开放式呼吸测热系统的研制

东北农业大学研制的猪鸡用开放式呼吸测热装置由４个呼吸小室并联构成。可同时测定４头（或４组）动物的代谢产热量。注入氮气的系统检验结果表明，４个呼吸小室的氖气回收率分别为９２．９％，９３．１％，１００．７％及１００．２％，其重复误差（标准差）为０．０８％－３．５９％。利用该装置对４头体重２０ｋｇ的长哈生长猪进行呼吸测热，其代谢产热率为２７．０±０．７４ｋＪ／ｋｇｈ。系统检验及动物实验结果均表明该装置性能良好。

呼吸面罩法与呼吸测热装置测定绵羊温室气体排放量的试验

为了明确呼吸面罩法与呼吸测热装置测定绵羊温室气体排放量之间的异同,试验选择8只体况良好、年龄相近的东北细毛羊×南非肉用美利奴杂交F1代羯羊,利用呼吸面罩法和呼吸测热装置分别对耗O_2量及CO_2排放量、CH_4排放量进行测定。结果表明:呼吸面罩法测定的耗O_2量和CO_2排放量显著高于呼吸测热装置(P<0.05);而CH_4排放量两种方法间差异不显著(P>0.05)。

饲喂水平对杂交肉羊(母)营养物质代谢及能量需要参数的影响

采用完全随机试验设计,将15只出生日期相近、体况良好、体重均匀的杂交母羊随机分成3组(每个处理5只羊),分别按自由采食(AL)、限饲70%(IR70)和限饲40%(IR40)3水平投喂试验饲粮,试验期26 d,连续两期试验。结果表明,饲喂水平对杜寒杂交母羊生长性能及营养物质采食量有极显著影响(P<0.01),但对营养物质消化率无影响(P>0.05);饲喂水平对杂交肉羊甲烷排放量、甲烷能及产热量均有极显著影响(P<0.01);试验母羊绝食60 h时,FHP为0.20和0.24 MJ·kg^(-1)·W0.75,NEm为0.24和0.288 MJ·kg^(-1)·W0.75。文章旨在利用"开放式"呼吸测热装置研究杜寒杂交母羊营养物质代谢及能量需要参数,为肉羊科学饲养提供依据。

舍饲绵羊生长阶段绝食代谢研究

选择舍饲东北细毛羊生长期公羊6只,按体重分为2组,第1组:(26.9±3.39)kg,第2组:(34.85±0.35)kg,应用开放式呼吸测热装置进行了绝食72～96h气体呼吸测热试验及消化代谢试验研究。结果表明:第1组和第2组的耗氧量为(8.89±0.59)和(9.53±3.44)L/W0.75·d;CO2生成量为(7.44±0.45)和(6.7±1.10)L/W0.75·d;绝食期间呼吸商为0.71,0.67;粪氮排泄量为(0.17±0.06)和(0.14±0.08)g/W0.75·d;尿氮排泄量为(0.42±0.11)和(0.24±0.11)g/W0.75·d。

饲喂水平对杂交肉羊(公)营养物质代谢及能量需要量的影响

本试验旨在利用开放式呼吸测热装置研究肉羊(公)营养物质代谢及能量需要参数。采用完全随机试验设计,将15只出生日期相近、体况良好、体重相近的杜泊×小尾寒羊F1代公羔随机分成3组(每组5只羊),分别按自由采食(AL)、限饲70%(IR70)和限饲40%(IR40)3个饲喂水平投喂饲粮。分别在体重达到22和35 kg时进行试验,每期试验包括消化代谢试验(预试期3 d,正试期5 d)和呼吸代谢试验(适应呼吸代谢室24 h,连续测定5 d)。结果表明:1)随饲喂水平降低,肉羊的平均日增重极显著降低(P<0.01),IR40组末重极显著低于AL组(P<0.01)。2)随饲喂水平降低,肉羊干物质和氮采食量极显著降低(P<0.01),但是这2者的表观消化率没有显著变化(P>0.05)。3)随饲喂水平降低,肉羊甲烷产生量、甲烷能及产热量均降低,IR40组均极显著低于AL组(P<0.01)。4)肉羊绝食60 h,呼吸熵为0.71,第1期和第2期甲烷产生量分别为0.86和1.18 L/d,绝食产热量分别为0.211和0.260 MJ/kg W0.75,维持净能分别为0.252和0.312 MJ/kg W0.75。综合得出,随饲喂水平降低,肉羊的生产性能、营养物质采食量、平均日增重、甲烷产生量、甲烷能及产热量均降低,但营养物质表观消化率没有显著变化。绝食状态下,甲烷产生量为0.86~1.18 L/d,绝食产热量为0.211~0.260 MJ/kg W0.75,维持净能为0.252~0.312 MJ/kg W0.75。

第10次国际家畜能量代谢学术会

1985年9月15日—21日,第10次国际家畜能量代谢学术会议在美国召开。会议主席为美国著名专家P.W.Moe博士。参加这次会议的国家21个,正式代表103人,其中中国1人。

学界名家——冯仰廉教授

冯仰廉，教授，现任中国农业大学动物科技学院博士生导师，兼任中国畜牧兽医学会名誉理事长、养牛学分会名誉理事长、动物营养学分会名誉理事长、《动物营养学报》主编、曾任《中国畜牧杂志》主编、农业部动物营养学重点开放实验室学术委员会副主任等职。