散养和笼养土鸡密质骨微观结构与力学性能的研究.pdf

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1、生物物理学报2013年5月第29卷第5期：351．359ACTABIOPHYSICASINICAVo1．29No．5May．2013：351—359www．cjb．org．cn散养和笼养土鸡密质骨微观结构与力学性能的研究朱小萍，杜敏梳z，李瑞士z，魏三强。1．淮南联合大学，安徽淮南232038；2．中国石油大学能源材料微结构实验室，北京102249；3．安徽宿州职业技术学院计算机信息系，安徽宿州234101收稿日期：2013—01．06；接受日期：2013．05—11基金项目：安徽省高等学校自然科学基金项目(KJ2012Z405)通讯作者：朱小萍，E—mail：h

2、nhlzxpl30104@163．com摘要：从材料学角度定量分析了散养土鸡与笼养土鸡肱骨密质骨的微观结构、成分及力学性能利用扫描电子显微镜观察了散养土鸡与笼养土鸡肱骨密质骨微观结构；通过能谱分析、x射线衍射分析(X—raydiffraction，XRD)及骨灰煅烧，探讨了土鸡肱骨密质骨有机成分和无机成分之间的密切联系；利用材料力学实验机和显微硬度计测量了散养土鸡与笼养土鸡肱骨密质骨样品的材料力学特性。结果表明，散养土鸡与笼养土鸡肱骨密质骨的微观结构、成分及力学性能存在差异，散养土鸡肱骨密质骨在硬度和抗弯强度力学性能方面优于笼养土鸡。关键词：鸡；骨；微观结构；力学

3、性能中图分类号：Q66D0I：10．3724／sP．J．1260．20】3．30005引言土鸡，也叫草鸡、笨鸡、柴鸡，饲养方式主要有散养和笼养。迄今，关于土鸡采取散养和笼养不同饲养方式而引起差异的研究主要集中在土鸡的肉质成分、蛋品、发病率、繁殖能力、死亡率、产蛋率等方面[，对土鸡在散养和笼养不同饲养方式下的骨微观结构、成分及力学性能的相关对比研究目前仍是空白。“淮南王鸡”是安徽淮南当地常见的一个土鸡品种，试验就以“淮南王鸡”作为土鸡的代表，选用了散养和笼养两种饲养方式下的肱骨密质骨，采用宏观和微观相结合的方法对土鸡肱骨密质骨微纳观结构及其力学行为进行了观测研究，试

4、图从材料学的角度对比分析土鸡肱骨密质骨微观结构、成分及力学性能的差异，揭示土鸡在散养和笼养饲养条件下骨微观结构与力学性能之间的关系。材料与方法材料2012年4月，从安徽淮南安成镇下陈养鸡场选取20只健康、鸡龄(20日龄)相同的雄生物物理学报2013年第29卷第5期鸡肱骨密质骨疏密度不同，其中，散养土鸡密质骨中孔洞小、空隙小，尺寸大约在5i．t,m内，骨质密实(图2A)；而笼养土鸡密质骨中孔洞大、空隙大，尺寸10~30m，骨质稀疏f图2B1。图2C、图2D是散养和笼养土鸡肱骨密质骨的扫描电镜高倍图像，由图2C、图2D可观察到散养和笼养土鸡肱骨密质骨另一个显著差异，散

5、养土鸡肱骨密质骨主要由矿化胶原纤维组成，矿化胶原纤维为纳米线，直径在20~90nm左右，沿肱骨的长轴方向平行排列，排列整齐，且有特定的方向，矿化胶原纤维还集结成束，不同束状胶原蛋白纤维束的汇合处重新组合成新的胶原束，构成纤维交织结构(图2C)；而在笼养土鸡肱骨密质骨中观测不到胶原纤维纳米线，胶原纤维呈明显的类胶合板状，断面表现相对平滑(图2D)。主要成分分析图3和表1是散养和笼养土鸡肱骨密质骨的扫描电镜能量损失图谱分析结果，由图3可以看出，散养和笼养土鸡肱骨密质骨的主要元素分别为c、0、N、P、ca五种元素，且从表1中可看出这五种元素在散养土鸡和笼养土鸡肱骨密质骨

6、中所占比例存在显著差异，散养土鸡肱骨密质骨中C元素的重量百分比(weightpercent，Wt％)为【×0最00高_【)s=，IHIn其0u次是Ca元素，五种元素Wt％由高到低的顺序为c、ca、0、N、P；笼养土鸡肱骨密质骨中ca元素的Wt％为最高，其次是0元素，五种元素Wt％由高到低的顺序为Ca、O、P、C、N。(B1(A11．77301．4584∞1．0至4380rJ0．72920．3146OO01．002．003．004．005．006．0O7．008．0O9．0010．O01．0O2．003．004．005．006．0O7．O08．O09．001O．0O

7、Energy(keV)Energy(keV)图3散养和笼养土鸡肱骨密质骨的能谱分析结果(A)散养土鸡骨；(B)笼养土鸡骨Fig．3TheEDSanalysisresultsofcage—freeandcagedchicken。Shumeralcompactbones(A)Cage—freechickenbone(B)Cagedchickenbone表1散养和笼养土鸡肱骨密质骨的元素分析(Wt％)Table1Theelementsanalysisofcage-freeandcagedchicken’Shumeralcompactbones(Wt％)ACTABIOPH

8、YSICA