3. Eigene Untersuchungen 1 Versuchsziel
3.5 Statistische Berechnung
Die statistische Erfassung der gewonnenen Versuchsdaten erfolgte mit dem Datenbankprogramm d-Base IV (Ashton Tate®): Zur Berechnung des t-Tests für abhängige Stichproben (T-TEST PAIRS) wurde das Statistikprogramm SPSS-PC-Inc Chicago® verwendet. Es wurden ermittelt:
-Mittelwerte (x) für die einzelnen Fermentergruppen
(jeweils Kontroll- und Versuchsfermentergruppen an den jeweiligen Tagen) -Standardabweichungen (s) für die einzelnen Fermentergruppen
(jeweils Kontroll- und Versuchsfermentergruppen an den jeweiligen Tagen) -Differenzsignifikanzen (p) gegenüber den Kontrollen
Mit dem t-Test nach Student für abhängige Stichproben wurden die Kontrollfermenter (genannt Fermenter 1 und 2) mit den Versuchsfermentern (Fermenter 3 und 4 bzw. 5 und 6) und die Fermenter verschiedener zugesetzter DCAB-Salze untereinander (Fermenter 3 und 4 mit Fermenter 5 und 6) verglichen. Der Signifikanzgrad der Ergebnisabweichungen zwischen Kontroll- und Versuchsfermentern wurde ermittelt.
Meßergebnisse aus einzelnen Fermentern der entsprechenden Fermenterpaare gleicher Zulagelösungen, zum gleichen Entnahmezeitpunkt und dem gleichen Entnahmeort (Fermenter, Überstand) wurden zum arithmetischen Mittelwert zusammengefaßt.
4. Ergebnisse
Es werden im Folgenden die Ergebnisse der Kontrollfermenter mit denen der Testfermenter verglichen. Hierbei ist besonders die Zulagephase (10. bis 19. Tag des Gesamtversuchs) interessant, in der die Zugaben der verschiedenen Lösungen erfolgte. Die Lösungen unterschieden sich in ihrer Salzzusammensetzung und ihren Salzkonzentrationen (s. Tab. 4.1).
Bei der Wahl der Salze spielte besonders der Ammoniumionengehalt bzw. Calcium-ionengehalt eine Rolle, deren unterschiedliche Auswirkungen auf den Pansenstoffwechsel festgestellt werden sollten.
Für genauere Angaben zum Versuchsablauf sei auf Kapitel 3.3 und insbesondere Tab. 3.5 verwiesen.
Tab. 4.1: Rezepte der den Testfermentern zugegebenen Lösungen in der Zulagephase (10. bis 19. Tag)
Lösung meq/kg TS/Tag (mit Futterzulage berechnet)*
Salze g/ Fermenter pro Tag
1 - 200 NH4Cl
Zur Darstellung der Ergebnisse werden im Folgenden die Kontrollfermenter 1 und 2 (s. Tab.
3.5) mit + 246 meq/kg TS Futtermittel in allen Versuchsphasen als „KF“, die Testfermenter 3 und 4 bzw. 5 und 6 (s. Tab. 3.5) je nach zugegebener Lösung 1 – 6 (s. Tab. 4.1) in der Zulagephase wie folgt bezeichnet:
Lösung 1: NF 2 (- 200 meq/kg TS während der Zulagephase, enthält Ammoniumionen) Lösung 2: NF 1 (- 100 meq/kg TS während der Zulagephase, enthält Ammoniumionen) Lösung 3: CF 2 (- 200 meq/kg TS während der Zulagephase, enthält Calciumionen) Lösung 4: CF 1 (- 100 meq/kg TS während der Zulagephase, enthält Calciumionen) Lösung 5: NF 3 (- 300 meq/kg TS während der Zulagephase, enthält Ammoniumionen) Lösung 6: CF 3 (- 300 meq/kg TS während der Zulagephase, enthält Calciumionen) Die jeweilige Bezeichnung gilt jedoch für die ganze Versuchslänge.
Abgebildet werden nur die Kurven der KF, NF 2 und CF 2. In vivo werden DCAB-Konzentrationen von - 100 bis - 150 meq/kg TS angestrebt. Bei -100 meq/kg TS waren die geringsten Auswirkungen der Zulagen zu sehen. Falls hier Wirkungen der DCAB-Salze festgestellt werden konnten, werden sie nur beschrieben. Das gleiche gilt für die Läufe mit -300 meq/kg TS, die als zusätzliche Variante durchgeführt wurden.
Die Mittelwerte, Standardabweichungen und Signifikanzen sind in den entsprechenden Tabellen (Tab. 9.1 bis 9.78) zu finden. Zu beachten ist, daß nur n = 2 gilt.
Signifikanzen zwischen KF und Testfermentern wurden folgenderweise gekennzeichnet:
* = schwach signifikant (p < 0,05),
** = signifikant (p < 0,01) und
*** = hoch signifikant (p < 0,001).
Die Streuungen der Werte wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Sie können den Anhangstabellen (Tab. 9.1 ff.) entnommen werden.
4.1 pH-Wert (s. Tabb. 9.1- 3, Abb. 4.1.1 und 4.1.2) Zugabe von Ammoniumchlorid und Magnesiumsulfat
Die Zugabe bewirkte in NF 1 und NF 2 erst nach vier Tagen einen geringfügigen Anstieg des pH-Werts um etwa 0,05 Einheiten gegenüber KF (NF 2: 5. Zulagetag: p < 0,001; 8.
Zulagetag: p < 0,05). Auch nach Ende der Salzzugaben blieb der pH-Wert geringfügig höher.
(Ausnahme: 20. Tag bei NF 2, hier 0,10 % niedriger). Ein Anstieg der pH-Werte in der Zulagephase ließ sich bei NF 3 nicht beobachten.
6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Tag
pH-Wert
0
*
*
* *
Abb. 4.1.1: pH-Werte im Pansensaft während 27-tägiger in-vitro-Inkubation in KF ( ) sowie in NF 2 ( ); = Zulagephase (Lösung 1 zugegeben; s. Tab. 4.1)
* = schwach signifikant (p < 0,05) ** = signifikant (p < 0,01)
*** = hoch signifikant (p < 0,001)
Zugabe von Calciumchlorid, Calciumsulfat und Magnesiumsulfat
Die Zugabe von CaCl2, CaSO4 und MgSO4 führte zu keiner deutlichen Veränderung des pH-Werts in allen Testfermentern. Am 1., 3., 4., 8. und 9. Tag nach Beginn der Zulagen bewegten sich die pH-Werte in CF 1 geringfügig (+ 0,30 %) über denen in KF (CF 1: 3. und 4.
Zulagetag p < 0,01).
6,40 6,45 6,50 6,55 6,60 6,65 6,70 6,75 6,80 6,85 6,90
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27Tag pH-Wert
0
*
0
Abb. 4.1.2: pH-Werte im Pansensaft während 27-tägiger in-vitro-Inkubation in KF ( ) sowie in CF 2 ( ); = Zulagephase (Lösung 3 zugegeben; s. Tab. 4.1); Restlegende s. Abb. 4.1.1
4.2 Gasproduktion (s. Tabb. 9.4 - 6, Abb. 4.2.1 und 4.2.2) Zugabe von Ammoniumchlorid und Magnesiumsulfat
Es konnten tägliche Schwankungen der Gasproduktion (2175 - 3087 ml) in allen Fermentern beobachtet werden, die jedoch nicht mit den Zulagen in Zusammenhang gebracht werden konnten. Auffällig war ein relativer Anstieg in NF 2 gegenüber KF in der Zulagephase bis zum 6. Zulagetag (4. Tag nach Zulagebeginn: p < 0,05). Berücksichtigt werden müssen die hohen Standardabweichungen bei allen Werten der Gasproduktion (s. Tabb. 9.4 - 6).
2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Tag
ml
0
*
Abb. 4.2.1: Gasproduktion (ml) im Pansensaft während 27-tägiger in-vitro-Inkubation in KF ( ) sowie in NF 2 ( ); = Zulagephase
(Lösung 1 zugegeben; s. Tab. 4.1); Restlegende s. Abb. 4.1.1
Zugabe von Calciumchlorid, Calciumsulfat und Magnesiumsulfat
In allen Fermentern waren tägliche Schwankungen der Gasproduktion zu beobachten. Sie lagen nach Erreichen des steady state (7. Tag) zwischen 2562 und 3037 ml, unabhängig von den Zulagen. Signifikante Unterschiede zwischen KF und CF 2 gab es am 9. (p < 0,05), 10.
und 20. Versuchstag (p < 0,01).
2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tag ml
0 0
* *
* *
*
Abb. 4.2.2: Gasproduktion (ml) im Pansensaft während 27-tägiger in-vitro-Inkubation in KF ( ) sowie in CF 2 ( ); = Zulagephase
(Lösung 3 zugegeben; s. Tab. 4.1); Restlegende s. Abb. 4.1.1
4.3 Methananteil an der Gasproduktion (s. Tabb. 9.7 - 9, Abb. 4.3.1 und 4.3.2) Zugabe von Ammoniumchlorid und Magnesiumsulfat
Ab Zulagebeginn bis zum Versuchsende lag der Methananteil aller Fermenter zwischen 5,20 und 6,50 Vol% mit leichten täglichen Schwankungen, unabhängig von NH4Cl und MgSO4. Ausnahmen, die nicht durch die zugelegten Salze erklärbar sind, bildeten der 9. Versuchstag bei NF 2 (4,65 Vol%) und der 13. Tag bei KF (4,99 Vol%). (Signifikante Unterschiede zu KF waren an folgenden Tagen zu beobachten: NF 2: 19. Tag p < 0,01; 20. Tag p < 0,05; NF 3: 4.
und 13. Tag p < 0,05.)
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tag Vol%
0
*
* *
Abb. 4.3.1: Methananteil (Vol%) an der täglichen Gasproduktion während 27-tägiger in-vitro-Inkubation in KF ( ) sowie in NF 2 ( );
= Zulagephase (Lösung 1 zugegeben; s. Tab. 4.1); Restlegende s. Abb. 4.1.1
Zugabe von Calciumchlorid, Calciumsulfat und Magnesiumsulfat
Die Zugabe von CaCl2, CaSO4 und MgSO4 bewirkte in allen Zulagefermentern eine Verminderung der Methananteile in der Zulagephase (durchschnittlich in CF 1: - 7,45 %; in CF 2: - 4,28 %; in CF 3: - 8,29 %). In CF 2 erfolgte die Verringerung erst nach 5 Tagen und hielt bis zum Zulageende an (- 8,85 % in den letzten 5 Zulagetagen). Nach Zulageende glichen sich die Methananteile der KF und CF 2 wieder an. In CF 1 und CF 3 konnte der Rückgang der Methananteile während der gesamten Zulagephase beobachtet werden.
.
5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tag
0 Vol%
0
Abb. 4.3.2: Methananteil (Vol%) an der täglichen Gasproduktion während 27-tägiger in-vitro-Inkubation in KF ( ) sowie in CF 2 ( );
= Zulagephase (Lösung 3 zugegeben; s. Tab. 4.1); Restlegende s. Abb. 4.1.1
4.4 Kohlendioxidanteil an der Gasproduktion (s. Tabb. 9.10 - 12, Abb. 4.4.1 und 4.4.2) Zugabe von Ammoniumchlorid und Magnesiumsulfat
Es konnte keine Wirkung von NH4Cl und MgSO4 festgestellt werden. Ab Beginn der Zulagephase lagen die Kohlendioxidanteile zwischen 83,0 und 88,7 Vol% mit täglichen Schwankungen in allen Fermentern. Einzelne Ausreißer (1. Zulagetag und letzter Versuchstag in NF 2 und 4. Zulagetag in KF) mit deutlich niedrigeren Werten (ca. – 7 Vol%) konnten nicht mit den Zulagen in Verbindung gebracht werden. Ein Tag vor Zulagebeginn war ein zufälliger Tagesunterschied um 5 % zwischen KF und NF 2 (p < 0,05) feststellbar.
74 76 78 80 82 84 86 88 90
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tag Vol%
0
*
Abb. 4.4.1: Kohlendioxidanteil (Vol%) an der täglichen Gasproduktion während 27-tägiger in-vitro-Inkubation in KF ( ) sowie in NF 2 ( );
= Zulagephase (Lösung 1 zugegeben; s. Tab. 4.1); Restlegende s. Abb. 4.1.1
Zugabe von Calciumchlorid, Calciumsulfat und Magnesiumsulfat
Nach Erreichen des steady state (7. Versuchstag) bewegten sich die Kohlendioxidanteile aller Fermenter zwischen 83,0 und 89,4 Vol%. Hierbei waren die Werte von CF 2 während des gesamten Laufs größtenteils geringfügig höher als die von KF. CF 1 und 3 bewegten sich auf gleichem Niveau mit KF. Ein Einfluß der Zulagen auf den Kohlendioxidgehalt kann somit nicht beschrieben werden.
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tag Vol%
0
*
*
Abb. 4.4.2: Kohlendioxidanteil (Vol%) an der täglichen Gasproduktion während 27-tägiger in-vitro-Inkubation in KF ( ) sowie in CF 2 ( );
= Zulagephase (Lösung 3 zugegeben; s. Tab. 4.1); Restlegende s. Abb. 4.1.1