CZ2010627A3 - Zpusob merení výkonu zažívacího traktu prežvýkavcu, zejména pri zjištování stravitelnosti krmiv - Google Patents
Zpusob merení výkonu zažívacího traktu prežvýkavcu, zejména pri zjištování stravitelnosti krmiv Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2010627A3 CZ2010627A3 CZ20100627A CZ2010627A CZ2010627A3 CZ 2010627 A3 CZ2010627 A3 CZ 2010627A3 CZ 20100627 A CZ20100627 A CZ 20100627A CZ 2010627 A CZ2010627 A CZ 2010627A CZ 2010627 A3 CZ2010627 A3 CZ 2010627A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- feed
- sample
- degradability
- digestive tract
- anaerobic
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 title claims abstract description 28
- 241000282849 Ruminantia Species 0.000 title claims abstract description 18
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 title claims abstract description 16
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims abstract description 35
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 7
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 description 3
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000002053 acidogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 2
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- -1 feces Substances 0.000 description 2
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- 238000012977 invasive surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 230000006651 lactation Effects 0.000 description 2
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 101100126625 Caenorhabditis elegans itr-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 229910021386 carbon form Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000001647 drug administration Methods 0.000 description 1
- 238000007824 enzymatic assay Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000696 methanogenic effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 description 1
- 238000003307 slaughter Methods 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Fodder In General (AREA)
Abstract
Pri zpusobu merení výkonu zažívacího traktu prežvýkavcu, zejména pri zjištování stravitelnosti krmiv se zmerí hodnota anaerobní rozložitelnosti nebo stupen lability organické hmoty urceného množství krmiva pred vstupem do zažívacího traktu a po pruchodu zažívacím traktem v organické hmote výkalu. Výkon se stanoví jako rozdíl namerených hodnot vztažený na dané množství krmiva.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká oblasti zemědělství, chovu skotu a dalších přežvýkavců, konkrétně způsobu měření a hodnocení výkonu zažívacího traktu přežvýkavců, používaného zejména pro zjišťování stravitelnosti krmiv.
Dosavadní stav techniky
Při hodnocení stravitelnosti a kvality krmiv a jejich vhodnosti pro jednotlivé druhy přežvýkavců, zejména skotu, se v současné době postupuje tak, že se invazivním chirurgickým postupem zavede zvířeti zvenčí do trávicího traktu sonda, kterou se sleduje postup trávení krmivá, kterým je zvíře krmeno. Při tomto způsobu se během procesu trávení postupně z trávicího traktu odebírají vzorky trávicích šťáv, ze kterých se provádějí enzymologické rozbory, jejichž výsledky se následně převádějí na hodnoty odpovídající stravitelnosti krmivá. Zavedení sondy i odběr vzorků během vlastního měření znamená pro pokusné zvíře značnou stresovou zátěž.
Na stravitelnost krmivá obecně má vliv celá řada faktorů, včetně např. způsobu ustájení, podávání či nepodávání léčiv, druhu léčiv, druhu krmivá, a v neposlední řadě celkový fyziologický stav zvířete a jeho stresové zatížení. V praxi se ukazuje hodnocení stravitelnosti krmiv za stresových podmínek vyvolaných trvalým chirurgickým zákrokem do těla zvířete jako nevyhovující, neboť hodnoty stravitelnosti stanovené ve fyziologicky stresové situaci jsou zcela jiné, než u zvířat která nejsou takovému stresu vystavena. Invazivní metoda je natolik nešetrná ke zvířeti, že pokusné zvíře je zpravidla nutno vzhledem kjeho zdravotnímu stavu po experimentu odeslat na porážku.
Úkolem vynálezu je vytvoření takového způsobu měření, který by byl šetmý ke zvířatům, odstranil by provádění tnvazivních chirurgických zákroků a umožnil by s dostatečnou přesností sledování trávicího procesu přežvýkavců v nestresových fyziologických podmínkách.
Podstata vynálezu
Podstata vynálezu je založena na myšlence, že ve fyziologicky ustáleném stavu (stejné krmení, stejné dávky, žádné stres vyvolávající změny) lze zažívací trakt přežvýkavců považovat za bioreaktor a využiti krmiv za enzymatickou reakci. Pak srovnáním podílů anaerobní rozložitelnosti a nerozložitelnosti krmivá s podíly anaerobní rozložitelnosti a nerozložitelnosti výkalů lze posoudit výkon bioreaktoru - úroveň funkce celého zažívacího traktu. Pak také jakákoliv změna jakéhokoliv faktoru, který má vliv na ustálený stav (např. podání léčiva zvířeti, stres, doba laktace, infekce nemocí atd.) se projeví na porušení původní rovnováhy mezi krmivém a výkaly ve stupni anaerobní rozložitelnosti a vliv tohoto faktoru se dá kvantifikovat. Obdobně lze porovnávat krmivo a výkaly z hlediska stupně lability organické hmoty, i když s menší přesností.
Podstata vynálezu tedy spočívá v tom, že výkon zažívacího traktu přežvýkavců, zejména při zjišťování stravitelnosti krmiv, a vlivu faktorů ovlivňujících trávení, se měří tak, že před vstupem krmivá do zažívacího traktu měří hodnota anaerobní rozložitelnosti nebo stupeň lability organické hmoty určeného množství krmivá, a následně se po průchodu krmivá zažívacím traktem měří hodnota anaerobní rozložitelnosti nebo stupeň lability organické hmoty výkalů, přičemž hodnoty a výkon zažívacího traktu se stanoví jako rozdíl naměřených hodnot, vztažený na určené množství krmivá.
Krmivo jako organická hmota přírodního původu má své labilní a stabilní frakce. Mezi oběma těmito skupinami frakcí jsou frakce anaerobně rozložitelné, ke kterým rovněž patří také všechny frakce labilní. Nejvíce labilní frakce lze extrahovat studenou vodou, méně labilní frakce se extrahují za použití horké vody, alkoholu nebo solí, nejméně labilní frakce působením enzymatických systémů.
Ve výkalech skotu resp. přežvýkavců je obsah labilních frakcí organické hmoty zanedbatelný, ale obsah anaerobně rozložitelné frakce na rozhraní lability a stability organické hmoty je analyticky využitelný a různý. Je závislý nejen na jakosti krmivá a jeho množství, ale také na všech faktorech enterické fermentace a dějích, které určují trávení přežvýkavců.
Z toho je zřejmé, že hodnoty anaerobní rozložitelnosti, které vyjadřují podíl rozložitelné a nerozložitelné hmoty v podmínkách anaerobní digesce. jsou odlišné od hodnot vyjadřujících stupeň lability organické hmoty, neboť se jedná o stanovení obsahů odlišných frakcí. Zatímco pojem „stupeň lability organické hmoty“ zahrnuje pouze frakce labilní, pojem „anaerobně rozložitelné“ zahrnuje i některé frakce stabilní.
Anaerobně rozložitelná frakce jakékoliv organické hmoty v anaerobním prostoru za přítomnosti hydrolytických enzymů poskytuje své lipidy, proteiny a polysacharidy v acidogenní fázi souboru procesů k přeměně na alifatické karbonové kyseliny a jednoduché cukry, z nichž dále vzniká CO2 a H2 činností acidogenních mikroorganismů. Oba hlavní substráty jsou pak acetotrofními a hydrogentrofními methanogeny konvertovány na methan. Při trávení přežvýkavců dochází k stejnému sledu reakcí; a to vede k základní myšlence vynálezu, že v systémovém pojetí ustáleného stavu lze zažívací trakt přežvýkavce považovat za anaerobní bioreaktor a provést tak jeho výpočet. Je nutno přitom vyřešit otázku, zda z prvkové bilance forem uhlíku se dá sledovat průběh bioreakce a jaké měření je nutné za podmínky, že vzniká biomasa i produkt. Produktem jsou v tomto případě více či méně využité zdroje uhlíku na výstupu, tedy výkaly.
Problém lze řešit sestavením hmotnostní bilance bioreaktoru.
a) Bilanční schéma bioreaktoru
Po uplynutí integrálního bilančního období obsahuje bioreaktor biomasu, výkaly, vodu, využité a nevyužité krmivo, plyny.
Jednotlivými proudy jsou látky vystupující v bioreakci, nikoli vlastní procesní proudy. Fiktivní reakční proudy nejsou uvedeny, neboť se předpokládá, že problém je řešitelný na základě hmotnostní bilance prvků.
Jako bilancované složky definujeme prvky 1-C, 2-H, 3-N a 4-0.
Matice zadání má tvar:
| j | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 1 i nij/kg | ? | ? | ? | 7 | ? | 7 | ? |
| 1-C | Xl.l | Xj,2 | 0 | X1.4 | X1.5 | X1.6 | 0 |
| 2-H | X2.1 | X2.2 | X2.3 | X2,4 | X2.5 | X2.6 | X2.7 |
| 3-N | X3.1 | Xj.2 | 0 | X3,4 | X3.5 | 0 | 0 |
| 4-0 | X4.1 | X4.2 | X4.3 | X*,4 | X4.5 | Xa.ó | X4.7 |
Maticový zápis soustavy bilančních rovnic je:
| < | X.,1 | Xl.2 | 0 | |
| X2.2 | X2J | |||
| X3.I | Xw | 0 | ||
| X4.I | X4.2 | X4.} |
| X|,4 | Xts | X1.6 | A 0 | |
| X2.4 | X2.5 | X2.6 | X2.7 | |
| X3.4 | x„ | 0 | 0 | |
| X.U | X4.5 | X4.e | X4.7 J |
Γ.Ί
- m2
- m3 mt ms
ΓΠή
Pokud je matice koeficientů známá, pak soustava obsahuje sedm neznámých hmotností pro 4 nezávislé bilanční rovnice hmotnosti prvků. Z bilance jsou tedy stanovitelné 4 údaje množství a 3 údaje množství látek je nutno měřením zjistit. Protože měření me (produkce bioplynu v zažívacím traktu) se projeví ve změně formy C v πη a rm. je možno toto měření zcela vyloučit. Měření množství vody je v celém systému problematické, je ve vstupu i výstupu a proto ΠΙ3 a rn7 lze vyloučit sledováním jen sušiny πη a m5. Hodnoty 012 a nejsou součástí mi a m5. Akumulovaná hodnota rru (nárůst biomasy zvířete) je v bilančním období zanedbatelná). Lze tedy konstatovat, že průběh bioreakcc v zažívacím traktu přežvýkavců lze spolehlivě popsat jen stanovením změn kvality a kvantity uhlíku v sušině hmotnosti složek mi a m5, tedy krmivá a výkalů v určeném bilančním období.
K stanovení množství uhlíku se běžně používá jako měrná jednotka množství kyslíku, nutné kjeho chemické oxidaci, čili CHSK (chemická spotřeba kyslíku). Kvalita uhlíku se hodnotí podle anaerobní rozložitelnosti a její změně ve složkách mi a 1115, takže není třeba ani měřit hmotnosti těchto složek. Ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu se hodnoty anaerobní rozložitelnosti vzorku krmivá (DC-K) a vzorku výkalů (DC-V) zjistí níže popsaným postupem. :
Anaerobní rozložitelnost je dána vztahem:
C„ o
Dc =___. 100
Cs kde
Cs = celkový obsah C ve vzorku
Cg = obsah C v methanu, uvolněném při měření anaerobní rozložitelnosti
Hodnota Cg se vypočítá ze substrátové produkce methanu VCH4s:
P VCH4S
Cg =___________ (Protože 1 mol CH4 obsahuje 12 g C)
RT kde
T = teplota (°K)
R = plynová konstanta
P = tlak
Vch4S = objem vyprodukovaného methanu po odečtení endogenní produkce inokulem z celkové produkce
Následně se zjištěné hodnoty (DC-K) a (DC-V) navzájem porovnají přepočtem na stejnou hodnotu CHSK.
Přitom anaerobně rozložitelnou frakci výkalů a krmiv nelze ztotožňovat s frakcí labilních organických látek, která je jen jednou z části skupiny anaerobně rozložitelné frakce. Markantním rozdílem je skutečnost, že labilní frakce, stanovené hydrolyticky či oxidimetricky, jsou ve výkalech méně závislé na množství a jakosti krmiv a na dalších podmínkách života zvířat. Naopak anaerobně rozložitelnou frakci nacházíme ve výkalech v mnohem širším intervalu hodnot a výkaly se obecně množstvím anaerobně rozložitelné frakce významně liší. Je nutno počítat s tím, že kvalita analytických výsledků stanovení anaerobní rozložitelnosti je velmi závislá na kvalitě ínokula. Experimentální zkušenosti však ukazují, že tomu tak není, pravděpodobně proto, že substrátová produkce metanu Vch4s a obsah uhlíku v plynné fázi testu metanogenní aktivity (TMA) se vypočítává se současným odečtením endogenní produkce metanu inokulem. Velmi významným faktorem kvality analytických dat je však teplota kultivace při TMA. Je tedy nutno metodu považovat za uzanční a přísně dodržovat podmínky práce, stanovené pro měřící metody a zařízení, mají-li být výsledky srovnatelné.
V dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu, které je sice méně přesné ale mnohem levnější, se nehodnotí anaerobně rozložitelné frakce, ale stupeň lability organické hodnoty ve vzorku krmivá Slk a stupeň lability organické hmoty ve vzorku výkalů SLv Tyto hodnoty se stanoví hydrolyzační nebo oxidační metodou, při které se stanoví procentní podíl uhlíkatých látek vybraných labilních frakcí ve vztahu k celkovému obsahu uhlíku sušiny vzorku, a následně se naměřené hodnoty Slk a Slv navzájem porovnají přepočtem na stejnou hodnotu CHSK.
Způsob sledování a srovnání anaerobní rozložitelnosti nebo stupně lability organické hmoty krmiv a výkalů přežvýkavců podle vynálezu na rozdíl od dosud používaných metod, je vhodný pro sledování jevů, spojených s činností zažívacího traktu zvířat, protože je těmito jevy ovlivnitelný, má dostatečné rozpětí měřených hodnot, je uspokojivě reprodukovatelný, ale i pracovně snadný a jednoduchý. Výhoda spočívá i v tom, že pokusná zvířata nejenom že nejsou týrána, ale měření je ani neobtěžuje.
Příklady provedení vynálezu
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení vynálezu na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. 1 tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.
Příklad postupu při měření výkonu zažívacího traktu přežvýkavců:
Homogenní měřená skupina zvířat je nejprve krmena ad libitum krmivém A, jehož stravitelnost je známa a je stejná, jako stravitelnost krmivá B, které je krmeno následně.
V určené dávce krmivá (zde ad libitum) je CHSK krmivá x g 02/g sušiny krmivá. Z toho lze snadno vypočítat celkové do zvířete dodané organické látky, charakterizované CHSK. Tím je vyjádřena kvantita, tj. zatížení zažívacího traktu zvířete. Anaerobní rozložitelnost tohoto krmivá je (Dc - K) = 42 %, tedy krmivo obsahuje 42 % rozložitelné a 58 % nerozložitelné organické hmoty v podmínkách anaerobní digesce.
Ve vzorku výkalů je určena CHSK y g 02/g sušiny. Není nutno množství výkalů měřit a postačí stanovit jen anaerobní rozložitelnost (Dc-V) výkalů, protože k poznání práce reaktoru (zažívacího traktu zvířete) stačí jen sledovat poměr anaerobně rozložitelné a nerozložitelné frakce. Např. hodnota (Dc - V) výkalů je 15 %. Znamená to, že množství rozložitelných složek se ve zvířeti při daném zatížení zažívacího ústrojí v dané časové jednotce snížilo o 42 15 = 27 % a pochopitelně stabilní složky se rovněž zvýšily o 27 %, tedy z 58 Xna 85 %.
Když je měření zopakováno s krmivém B o stejné stravitelnosti, jako krmivo A. výsledné snížení labilních složek po průchodu zvířetem je 25 %. Rozdíl 27-25 = 2 % může být experimentální chyba nebo mít jinou příčinu.
Pokud se nyní sníží dávka krmivá A z množství ad libitum na nějakou nižší, určenou hladinu, charakterizovanou nižší CHSK, pak nebude-li snížení extrémní, bude při menším zatížení bioreaktor pracovat s vyšší účinností. Např. bude zjištěno, že v tomto režimu je anaerobní rozložitelnost (Dc - K) krmivá A 42 %, tedy stejná, jako v prvním měření, ale anaerobní rozložitelnost (Dc - V) výkalů je už nikoli 15 %, ale jen 8 %. Rozdíl, tj. 42 - 8=34 % je zvýšené využití způsobené sníženým zatížením o 7 %. Další měření bude provedeno se sníženým zařízením reaktoru (zažívacího traktu) s krmivém B. (Dc - V) výkalů je 17 %, tedy stejná, jako v pokusu s plným zatížením enzymatického reaktoru (zažívacího traktu). Při hodnocení stravitelnosti krmiv A a B lze tedy dospět k závěru, že při stejné stravitelnosti krmivá A a B je krmivo B horší, protože ani vyšší aktivitou enzymatického reaktoru, vyvolanou nižším zatížením, se množství odbouraných aerobně rozložitelných látek už nezvýší.
Podobným způsobem je možné ze změn rovnovážného stavu sledovat jakékoliv procesy, které jsou spojeny s využitím krmiv v zažívacím traktu zvířat - třeba vliv délky laktace atd.
V následující tabulce jsou uvedeny příklady výsledků měření anaerobní rozložitelnosti krmivá (pastvy) a výkalů na zařízení OXi TOP CONTROL a měření chemické rozložitelnosti výkalů pomocí jedné hydrolytické metody a dvou oxidačních metod v osmí souborech pokusných zvířat označených A-H.
Tab. 1: Anaerobní rozložitelnost fytomasy krmivá DC-K, anaerobní rozložitelnost výkalů Dc - V, jejich rozdíl v % v souborech A, B, C, D, E, F, G, H. Chemická rozložitelnost výkalů (stupeň lability organické hmoty SLv) v souborech A až H při hydrolytické metodě (Rovira et Vallejo 2002) a pri dvou oxidačních metodách (Chán et al. 2001, Blair et al. 1995). (Interval spolehlivosti průměru pro n = 6 a α = 0,05.)
| Soubor | Dc-K [%] | Dc-V [%] | Rozdíl (Dc - K) - (Dc - V) | Stupeň lability organické hmoty výkalů Slv | ||
| Rovira et Vallejo (2002) [%] | Chán et al. (2001) [%] | Blair et al. (1995) [K] | ||||
| A | 53 ± 7,2 | 36 ±5,1 | 17 | 3 ±0,5 | 12 ± 1,3 | 6 ±0,7 |
| B | 41 ±6,8 | 17 ±2,5 | 24 | 3 ±0,4 | 15 ± 1,4 | 4 ± 0,6 |
| C | 58 ± 7,7 | 30 ±4,1 | 28 | 4 ±0,4 | 15 ± 1,2 | 5 + 0,7 |
| D | 67 + 9,2 | 54 ± 6,3 | 13 | 5 ±0,4 | 18 ± 1,5 | 5 ±0,4 |
| E | 62 ± 8,3 | 31 + 5,0 | 31 | 4 ±0,5 | I9± 1,4 | 6 ±0,6 |
| F | 45 ±6,5 | 30 + 4,8 | 15 | 4 ±0,4 | 17 ± 1,5 | 5 ± 0,6 |
| G | 40 + 6,4 | 28 ± 4,0 | 12 | 2 ±0,3 | 10 ± 1,1 | 3 + 0,5 |
| H | 34 ±5,1 | 24 ± 3,9 | 10 | 3 ±0,4 | 16± 1,2 | 5 ± 0,5 |
V tab. 1 je za chemickou rozložitelnost stanovující stupeň lability organické hmoty Slv hydrolytickou metodou dle Roviry et Vallejo (2002) považován podíl % uhlíku I. frakce LP I (frakce nej labilnějších snadno rozložitelných organických látek) z celkového obsahu uhlíku TOC (totální organický uhlík) sušiny vzorku. Dle oxidační metody Chana et al. (2001) je za chemickou rozložitelnost fýtomasy považován procentický podíl součtu % uhlíku 1. a 2. frakce z celkového uhlíku TOC sušiny vzorku.
Při jiné oxidační metodě Blair et al. (1995) je metodou pro stanovení stupně lability oxidace neutrálním 33 nM roztokem KMNO4 hodnota POC (Permanganate - Oxidizable Carbon) mg' ’g·’ za 1 hodinu reakce.
Jak je zřejmé z tabulky, měření anaerobní rozložitelnosti je přesnější. Problémem je však cena měřicího zařízení. Kompletní měřící zařízení pro tuto metodu Oxi Top Control 12 AN firmy Měrek k současnému měření 12 vzorků včetně dekodéru, 12 měrných lahví s infračervenými vysilači změn tlaku a PC programem ACHAT představuje značné investiční náklady, a tím je pro řadu pracovišť cenově nedostupné. Další náklady představují drahé chemikálie, např. inhibitor nitrifikace atd. Z tab. 1 je zřejmé, že rozsah intervalu pro levnou oxidační metodu **·«· F- * » * ·· ' • » · · · · · r * * * ·* & · ♦ · * · < A C
Chana et al, k stanovení chemické rozložitelnosti je zhruba 10 % a tedy asi poloviční, než interval anaerobní rozložitelnosti. To znamená, že namísto měření anaerobní rozložitelnosti lze sledovat výkon zažívacího traktu přežvýkavců i měřením stupně lability organické hmoty, avšak zhruba s poloviční přesností měření.
V tab. 1 jsou uvedeny hodnoty anaerobní rozložitelnosti Dc -K vzorků pastvy z lokalit A .... H. Lze se přesvědčit, že výsledky anaerobní rozložitelnosti krmivá Dc - K (pastevních porostů) jsou obecně podstatně vyšší, než hodnoty chemické rozložitelnosti stanovující běžný stupeň org. hmoty, což potvrzuje, že anaerobně rozložitelné organické látky organické hmoty obsahují kromě labilních organických látek schopných hydrolýzy a oxidace i podíl další, odolnější frakce, tedy frakce stabilnější. Při tom je zajímavé, že pořadí vzorků podle chemické rozložitelnosti je až na jedinou výjimku zachováno i pri řazení podle anaerobní rozložitelnosti:
DECAFBGH
DECAF = GBH
V tab. 1 je uvedena chemická rozložitelnost vyjadřující stupeň lability organické hmoty výkalů Slv zvířat souborů A - H. Ukázalo se, že obsah labilní organické frakce na rozdíl od fytomasy krmiv je velmi nízký při aplikaci hydrolytické metody i oxidačních metod a že kolísá ve velmi úzkém intervalu. Lze tedy obecně konstatovat, že výkaly obsahují labilních organických látek velmi málo a velmi zhruba stejné množství, bez ohledu na podmínky transformace organické hmoty v zažívacím traktu zvířat a bez ohledu na jakost krmivá.
Na rozdíl od chemické rozložitelnosti výkalů anaerobní rozložitelnost výkalů Dc -
V v souborech A ..... H má podstatně vyšší hodnoty a tyto hodnoty jsou poměrně dosti rozdílné (tab. 1). Svědčí o tom zjištěné rozdíly (Dc - K) - (Dc - V). Anaerobní rozložitelnost výkalů (Dc - V ) je vždy nižší, než anaerobní rozložitelnost krmiv a tohoto poznatku by bylo možno dále výzkumně využít. V souboru A..... H největší rozdíl (Dc - K) - (Dc - V) byl nalezen v souboru E, nej nižší v souboru H. Jak bylo uvedeno výše, fytomasa porostu H byla nej stabilnější při sledování anaerobní i chemické rozložitelnosti. Sledujme nyní největší rozdíl DCP - DCV. Byl dosažen v souboru E, zatímco nejlepší rozložitelnost organické hmoty krmivá, potvrzená shodně anaerobní i chemickou rozložitelností, byla nalezena v souboru D. To znamená, že příčinou nízkého rozdílu (Dc - K) - (Dc - V) v souboru D není malá labilita organických látek krmivá, ale nějaká jiná, příčina horšího využití krmivá zvířaty souboru D.
Průmyslová využitelnost
Způsob měření podle vynálezu lze využít ke stanovení výkonu zažívacího traktu přežvýkavců, zejména při zjišťování stravitelnosti různých druhů krmiv a vyhodnocení vlivů různých faktorů ovlivňujících trávení.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob měření výkonu zažívacího traktu přežvýkavců, zejména při zjišťování stravitelnosti krmiv a vlivu faktorů ovlivňujících trávení, vyznačující se tím, že před vstupem krmivá do zažívacího traktu se změří hodnota anaerobní rozložitelnosti nebo stupeň lability organické hmoty určeného množství krmivá, a následně se po průchodu krmivá zažívacím traktem změří hodnota anaerobní rozložitelnosti nebo stupeň lability organické hmoty,'výkalů a výkon zažívacího traktu se stanoví jako rozdíl naměřených hodnot, vztažený na dané množství krmivá.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že hodnoty anaerobní rozložitelnosti ve vzorku krmivá (DC-K) a ve vzorku výkalů (DC-V) se stanoví jako podílCgDc= ________ * 100Cs kdeCs = celkový obsah C ve vzorku krmivá nebo výkalů, zjištěný jako hodnota CHSK (chemická spotřeba kyslíku)Cg = obsah C v methanu, uvolněném při měření anaerobní rozložitelnosti vzorku, krmivá nebo výkalů, stanovený podle vztahu12 * P * VCH4SCg=_______________RT kdeT- teplota (°K)R= plynová konstanta p = tlakVch4s *= objem vyprodukovaného metanu po odečtení endogenní produkce inokulum z celkové produkce •1ř P a následně se hodnoty (Dc ~ K) a (Dc-V) navzájem porovnají přepočtem na stejnou hodnotu CHSK.
- 3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že stupeň lability organické hmoty ve vzorku krmivá Slk a stupeň lability organické hmoty ve vzorku výkalů SLV se stanoví hydrolyzační nebo oxidační metodou, při které se stanoví procentní podíl uhlíkatých látek vybraných labilních frakcí ve vztahu k celkovému obsahu uhlíku sušiny vzorku, a následně se naměřené hodnoty Sjk a Slv navzájem porovnají přepočtem na stejnou hodnotu CHSK.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100627A CZ302639B6 (cs) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | Zpusob merení výkonu zažívacího traktu prežvýkavcu, zejména pri zjištování stravitelnosti krmiv |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20100627A CZ302639B6 (cs) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | Zpusob merení výkonu zažívacího traktu prežvýkavcu, zejména pri zjištování stravitelnosti krmiv |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2010627A3 true CZ2010627A3 (cs) | 2011-08-10 |
| CZ302639B6 CZ302639B6 (cs) | 2011-08-10 |
Family
ID=44351969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20100627A CZ302639B6 (cs) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | Zpusob merení výkonu zažívacího traktu prežvýkavcu, zejména pri zjištování stravitelnosti krmiv |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ302639B6 (cs) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI109761B (fi) * | 1998-12-01 | 2002-10-15 | Suomen Rehu Oy | Menetelmä rehukomponentin testaamiseksi märehtijöiden ruokintaa varten |
| US6750035B1 (en) * | 1999-08-06 | 2004-06-15 | Novus International, Inc. | In vitro digestibility assay |
| CZ302429B6 (cs) * | 2008-10-09 | 2011-05-11 | Jihoceská univerzita v Ceských Budejovicích, Zemedelská fakulta | Zpusob merení jakosti primární složky pudní organické hmoty |
-
2010
- 2010-08-19 CZ CZ20100627A patent/CZ302639B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ302639B6 (cs) | 2011-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Raposo et al. | Biochemical methane potential (BMP) of solid organic substrates: evaluation of anaerobic biodegradability using data from an international interlaboratory study | |
| Lübken et al. | Modelling the energy balance of an anaerobic digester fed with cattle manure and renewable energy crops | |
| Herbst et al. | Enhancing metaproteomics—the value of models and defined environmental microbial systems | |
| Mittweg et al. | Repeatability of a laboratory batch method to determine the specific biogas and methane yields | |
| Jin et al. | Mechanism of microbial metabolic responses and ecological system conversion under different nitrogen conditions in sewers | |
| MX2010010465A (es) | Metodo para la deteccion de igf1r/chr 15 en celulas tumorales circulantes mediante hibridacion fluorescente in situ. | |
| Rogers et al. | Assessment of fatty acid beta oxidation in cells and isolated mitochondria | |
| Terry et al. | Effect of humic substances on rumen fermentation, nutrient digestibility, methane emissions, and rumen microbiota in beef heifers | |
| Kolbl et al. | Addressing case specific biogas plant tasks: Industry oriented methane yields derived from 5 L Automatic Methane Potential Test Systems in batch or semi-continuous tests using realistic inocula, substrate particle sizes and organic loading | |
| Weissbrodt et al. | Multilevel correlations in the biological phosphorus removal process: From bacterial enrichment to conductivity‐based metabolic batch tests and polyphosphatase assays | |
| Khairunisa et al. | Evolving understanding of rumen methanogen ecophysiology | |
| Hamilton | Anaerobic digestion of animal manures: methane production potential of waste materials | |
| Kharitonov et al. | Microbial communities in methane cycle: modern molecular methods gain insights into their global ecology | |
| Obeidat et al. | A multi-sensor system for measuring bovine embryo metabolism | |
| Sun et al. | Kinetics of methane production from swine manure and buffalo manure | |
| US20110281762A1 (en) | High throughput screening for anaerobic microorganisms | |
| Spyridonidis et al. | Modeling of anaerobic digestion of slaughterhouse wastes after thermal treatment using ADM1 | |
| O’Connor et al. | Whole-cell biosensors as tools for the detection of quorum-sensing molecules: uses in diagnostics and the investigation of the quorum-sensing mechanism | |
| Horiuchi et al. | Simplified method for estimation of microbial activity in compost by ATP analysis | |
| Zhang et al. | Challenges and current advances in in vitro biofilm characterization | |
| Dai et al. | Effects of dietary crude protein levels in the concentrate supplement after grazing on rumen microbiota and metabolites by using metagenomics and metabolomics in Jersey-yak | |
| Masinde et al. | Effect of total solids on biogas production in a fixed dome laboratory digester under mesophilic temperature | |
| Deng et al. | Comparative genomic analysis of the Thiolase family and functional characterization of the acetyl-coenzyme a Acyltransferase-1 gene for Milk biosynthesis and production of Buffalo and cattle | |
| US11561227B2 (en) | Anti-mitochondrial inhibitors for oncogenic Ras and Myc | |
| Abdouli et al. | Evaluation of a two-stage in vitro technique for estimating digestibility of equine feeds using horse faeces as the source of microbial inoculum |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20120819 |