通过营养调控手段减少畜禽粪便氮排放方法的思考
时间：2022-12-08 10:45:02 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
陈伟如 谢菊兰 邱美珍 张 星 刘启红
（湖南省畜牧兽医研究所，湖南 长沙410131）
猪肉是我国老百姓主要的蛋白来源， 我国作为世界上最大的猪肉生产国和消费国， 其生猪存栏量占世界总量的48%～50%。
从1981 年我国人均猪肉产量超过世界平均水平， 我国的养猪业就不断的发展， 并于1997 年超过发达国家平均水平， 人均猪肉产量于2008 年达到34.9 kg，2014年达到41.9 kg， 超过世界其他国家平均水平的3.6 倍。即便是在非洲猪瘟的影响下，我国2019 年生猪存栏量仍达到54419 万头。
我国每年畜禽氮排放总量大约为3000 万吨，其中以猪为代表的单位动物的氮排放量约占60%， 每生产1 千克猪肉就需要排放二氧化碳等值的温室气体6.1 kg。
根据我国生猪存栏量， 我国每年约生产4 亿吨猪粪尿， 其中氮约330 万吨、 磷50 万吨以及氨氮73.55 万吨。
养殖过程中产生的粪便中的高氮和高磷会对环境造成巨大的污染，主要表现在：1.对空气的污染。粪便排放后会散发氨气，氨气具有强烈的刺激性气味， 其散发到大气中不仅会降低空气质量还能与二氧化硫等氧氮化合物反应，产生硫酸铵、硝酸铵形成颗粒物， 进而造成PM2.5 含量增高。
2.对土壤的污染。
粪便长时间大量的堆积会使得硝化细菌不断分解粪便中的含氮化合物， 使其产生大量的H+，土壤会在H+的作用下板结、酸化，而硝化细菌生成的硝酸盐在土壤中的不断积累会对农作物产生毒害作用。3.对水源污染。粪便的堆积极易通过土壤渗入地下，污染地下水域，同时会使含氮化合物释放进水源造成水源富营养化， 藻类大量繁殖， 水中氧气消耗过快， 导致鱼类及其他水生生物死亡， 有机胶体物质絮凝沉淀， 加速底泥积累， 破坏水生态平衡。
自2013 年国务院发布《畜禽规模养殖污染防治条例》以来，粪污无害化处理技术不断进步，以厌氧发酵、好氧生物处理、固液分离系统等技术在大型的集约化养殖厂均有应用。但以上方式均属于治标不治本，虽然能有效缓解由粪便带来的污染但也提高了养殖成本。
本文将从营养调控角度讨论降低养殖业粪便污染的防治方法。
粪便中氮排放的根本原因是氮的利用率，而营养调控是最直接有效的提高氮利用率， 减少粪便氮的方式。
粪便中的氮主要是机体未消化的蛋白质和少量的内源性消化酶和脱落的肠道细胞。以猪为例，在生猪养殖中，饲料中的蛋白质只有部分被消化吸收， 未被消化吸收的蛋白质则以氮化合物的形式排出， 所以降低饲料中蛋白质含量则能有效减少粪便中氮的排放量， 但过低的蛋白水平对猪的生长发育有不利的作用。
低蛋白日粮是指按照NRC 1998 的饲养标准将蛋白水平下调2%-4%，然后通过适当添加合成氨基酸，降低蛋白原料的用量来满足动物对氨基酸需求（即保持氨基酸的平衡）的日粮。
黎学琴等研究发现，在育肥猪上采用降低2%的蛋白水平的日粮能在没有影响猪生长性能的基础下减少养殖中甲烷、 氧化亚氮的直接排放量，能降低粪便中氮含量约3gN/头。甄吉福等研究发现，采用降低1.5%的蛋白水平的日粮饲喂54kg 的育肥猪，对比14%蛋白水平的对照组，降低1.5%的蛋白水平能显著降低育肥猪的总氮摄入量，降低1.5%的蛋白水平（P＜0.05），提高氮的生物学利用率。此外，在家禽上采用低蛋白日粮也能降低家禽粪便中氮排放。
Bezerra 等研究表明， 在蛋鸡17%的蛋白水平上分别降低1.5%和3%蛋白水平能分别降低氮的排放量12%和14%。Ji 等研究表明蛋鸡上降低1%的蛋白水平能减少粪便中氮排放8%-10%。
也有研究表明在降低日粮中的蛋白水平后，粪便中pH 显著降低，pH 的下降能减少粪便中挥发性氨气的释放。
纤维是指日粮中的非淀粉多糖、低聚糖、木质素和抗性淀粉等不能被动物直接消化吸收但能被后肠道微生物发酵利用的碳水化合物。
日粮中的纤维本不能直接被动物的消化酶消化吸收的，但近年来的研究表明， 纤维在进入到后肠道后门被后肠道的微生物利用发酵， 产生一系列代谢产物如挥发性脂肪酸， 这些代谢产物能直接促进微生物的增殖还可以间接影响机体肠道健康， 改善对营养物质的利用效率。
而微生物的大量增殖是对氨氮需要量的增加， 使其机体被用于合成尿素的氨被微生物利用，从而减少粪便氮的排放，而产生的挥发性脂肪酸能降低肠道的pH 值，降低排除体外粪便的pH 值， 从而有效抑制粪便中氨气的释放。体外模型表明，添加燕麦麸纤维能显著提高干物质降解率， 显著提高粪便中挥发性脂肪酸含量和微生物蛋白产量，并能显著降低发酵液pH 与氨氮浓度， 表明添加膳食纤维能提高微生物对未消化氮的利用率，并能降低氨氮的释放。而使用高达20%的膳食纤维替代基础日粮饲喂生长猪可显著降低粪便中的pH 值，与基础日粮组相比能显著降低尿液中氨氮含量的52%， 且在长时间贮存后添加20%纤维对粪尿贮存点的氨氮含量均显著降低， 表明添加纤维能降低生长猪尿液中的氨氮含量， 并能减少长期贮存时粪尿中的氨氮释放。
此外，供奇华等研究表明，添加0.15%的纤维寡糖可显著提高热应激下肉鸡的蛋白质表观消化率，提高蛋白的利用效率，显著降低氮排泄量，同时鸡舍中的氨气浓度也显著降低。综上，在养殖中使用和添加纤维能有效降低畜禽粪便中的氮排放， 并能减少粪便中氨气的释放。
随着养殖无抗时代的来临， 大量的植物提取物被开发利用。
植物提取物种类多、来源广，除了具有抗炎、抗氧化、促生长等作用外，部分植物提取物还具有调节机体氨氮代谢的作用。如丝兰，是原产于美国和墨西哥的天门冬科多年生植物。
丝兰的根，茎，叶均能入药，具有极强的抗炎和抗氧化能力。
丝兰对有害气体如氨气、氟化氢、二氧化硫、氯气等均有很强的抗性和吸附能力，可降低畜舍氨气、硫化氢等有害气体的浓度，改善畜禽的饲养环境，近年来随着研究不断深入，丝兰被广泛应用于食品和养殖业。大量研究发现，丝兰提取物具有调节机体氨氮代谢的能力， 能够减少动物排泄物中的氨氮浓度及减少粪便臭味污染。
丝兰提取物的氨氮调节能力可能与其对肠道菌群的调控有关。体外微生物实验发现，在粪便中接种丝兰提取物能影响改变粪便微生物的组成和代谢产物成分， 能显著降低粪便中三甲胺含量和增加粪肠球菌含量。
在蛋鸡中添加180mg/kg 丝兰提取物能抑制拟杆菌属、真杆菌属等有害菌的生长，促进瘤胃球菌属、柔嫩梭菌属、奇异菌属等有益菌的生长。何贝贝等研究发现在断奶仔猪中添加丝兰提取物能显著降低粪便中总氮的含量， 显著降低粪便中氨态氮的含量。对肉鸡的研究表明，添加丝兰提取物（120 mg/kg）显著提高了肉鸡的生长性能，增加了肉鸡对饲料转化利用的效率以及存活率， 且不同剂量的丝兰皂苷能显著降低肉鸡肠内脲酶活性以及氨气产生。
樟科植物是我国亚热带地区的主要经济树种，资源十分丰富。
近期研究表明：樟科植物提取物具有抑制猪粪脲酶活性的作用。
潘倩等研究表明，在断奶仔猪日粮中
添加樟科植物提取物能抑制粪便中微生物的脲酶活性，减少粪便中的尿素分解，总氮保持率提高，同时能够降低粪样PH。
随着我国养殖业的迅速发展， 大规模集约化的养殖模式成为了当前养猪业发展的主流， 这种养殖模式的建立，使粪便呈现集中排放，集中区域污染的特点。通过粪便处理装置解决粪便污染，不仅徒增养殖成本，还存在耗能大等问题，而通过营养调控方式实现粪便减排可以从源头上解决问题。低蛋白日粮技术推广，不仅能提高日粮蛋白利用率，减少动物氨氮排放，还能缓解我国蛋白原料紧缺的现状。同理，使用高纤维含量的原料替代基础日粮也能在减排的基础上解决现阶段玉米等能量饲料紧缺等问题。
而我国丰富的植物资源也能为畜禽养殖减排提供大量的原料来源。
参考文献（略）
猜你喜欢 氨气氨氮提取物 甘草提取物在防治癌症方面具有巨大潜力中老年保健(2022年6期)2022-11-25AQ2+间断化学分析仪测定水体中氨氮的方法中国高新科技(2022年13期)2022-10-15虫草素提取物在抗癌治疗中显示出巨大希望中老年保健(2022年2期)2022-08-24弗罗里硅土处理低质量浓度氨氮废水研究辽宁石油化工大学学报(2022年3期)2022-07-18碱改性凹凸棒石去除水源水中氨氮的试验研究绿色科技(2022年12期)2022-07-14丁苯酞联合银杏叶提取物注射液治疗急性缺血性脑卒中中国典型病例大全(2022年11期)2022-05-13基于国产管式透气膜的养殖粪污沼液氨氮回收工艺装置构建及效能农业环境科学学报(2022年2期)2022-03-18植物提取物：你意想不到的辣椒军民两用技术与产品(2021年10期)2021-03-16氨气的制取和喷泉实验研究科学时代·上半月(2013年12期)2013-12-26
