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一氧化二氮(N2O)是主要的溫室氣體之一,具有298倍于二氧化碳的全球變暖潛力。由于氧化為平流層中的氮氧化物,一氧化二氮也可以消耗臭氧,而臭氧是一種保護生物圈免受紫外線輻射的物質。雖然氨氣不是溫室氣體,但它是N2O的間接來源。在全球范圍內,反芻動物的尿液是主要的農業N2O和氨氣來源(胡紅蓮等,2011)。由于尿液氮水平超過植物需求,土壤內部或周圍多余的氮很容易通過物理、化學和生物過程流失到環境中(黃紅英等,2011)。尿素是主要的尿氮化合物,其在1~2 d迅速水解,產生銨離子、羥基離子和二氧化碳,其中銨離子和羥基離子為氨氣的大量生產提供原料,而一氧化二氮在銨離子轉化過程中通過微生物控制硝酸鹽的硝化和反硝化過程。目前,奶牛養殖業的快速發展和高飼養率正通過氨氣和一氧化二氮氣體排放加劇氮的損失。因此,制定反芻動物氨氣和一氧化二氮排放的緩解方案對減少環境溫室氣體至關重要。人們提出了各種緩解措施,以減少放牧造成的氮損失,如應用硝化抑制劑(如雙氰胺),通過降低動物飼料蛋白含量來降低尿氮濃度。Groenigen等(2005)發現,降低人工合成尿液的氮濃度往往能將土壤一氧化二氮排放量減少5%~10%。但在不同日糧配方下,關于動物尿液對土壤氨氣和一氧化二氮排放進行實地監測的數據有限。我們假設在托克遜黑綿羊日糧中添加氯化鈉可以通過增加總尿量而不增加總氮排泄來降低尿氮濃度,進而減少尿液處理土壤對氨氣和一氧化二氮的排放。
1材料與方法
1.1試驗動物與日糧將30只平均體重(15±1.3)kg托克遜黑綿羊隨機分為3組,對照組采用基礎日糧(氯化鈉2 g/kg),處理1和處理2組日糧氯化鈉水平分別為4和6 g/kg。基礎日糧組成及營養成分見表1。
1.2生長性能和氮平衡試驗從試驗的第1~60天綿羊被單獨飼養在30個圈舍中,所有綿羊分別在早上8點和下午4點各飼喂1次,每天記錄飼喂量和剩余飼料量,每日采集樣品,測定干物質攝入量。每周單獨記錄1次體重,計算平均日增重和料重比。在60 d喂養試驗后,羊被轉移并單獨關在代謝籠里。所有綿羊在早上8點和下午4點分別飼喂1次,每日記錄飼喂量和剩余飼料量,每日采集樣品測定干物質攝入量。試驗分為7 d適應階段和4 d樣品采集階段。在樣品采集階段,每只羊采食量為900 g/kg。將每天收集的糞便混合,稱重。糞便代表性樣本保存在-20℃進行氮分析。每隔30 min記錄綿羊排尿情況。每只羊的尿液樣本通過代謝籠底部的漏斗收集,放置在無菌樣品罐中,-20℃保存。
表1基礎日糧組成及營養水平
1.3田間試驗從對照組和處理2組收集的尿液樣本用于土地進行田間試驗,共設5個處理組,T1~T5分別為土壤未經任何處理、蒸餾水組、高鹽組尿液用蒸餾水10倍稀釋、對照組尿液和高鹽組尿液。分別參考Vaddella(2010)、Hutchinson和Livingston(1993)的研究方法測定土壤氨氣和一氧化二氮排放量。
1.4數據分析數據分析采用SPSS單因素方差分析,使用GLM程序以重復為試驗單位,研究體重、日增重、干物質攝入量、料重比、排尿頻率、總尿量、平均尿量、尿pH、氮平衡等相關數據。土壤含水量、土壤pH、氨氣和一氧化二氮排放量以單只綿羊為試驗單元。P<0.05表示組間存在顯著差異。