奶牛糞尿中含氮量、NH3和H2S散發量的比較

龔飛飛，胡登林，趙正劍，張志軍，余雄

（新疆農業大學 動物科學學院，烏魯木齊 830052）

奶牛糞尿中含氮量、NH3和H2S散發量的比較

龔飛飛，胡登林，趙正劍，張志軍，余雄

（新疆農業大學 動物科學學院，烏魯木齊 830052）

以荷斯坦高產和中產奶牛為例，研究其糞便含水量、糞尿中總氮（TN）、氨態氮（AN）濃度和NH3、H2S的散發量。選取高產和中產奶牛牛舍各一棟，測定糞便含水量、糞尿中總氮（TN）氨態氮（TN）質量分數以及糞中NH3和H2S氣體的散發量。結果表明，粗蛋白的攝入與需求比增加，奶牛糞尿中氮和硫的質量分數也會增加。超過動物蛋白質需要量的幾乎所有的氮都是通過尿液排出體外，尿氮增加的幅度大于糞氮增加的幅度。因此，減少糞氮不是降低氮污染的有效途徑。

高產奶牛;中產奶牛;總氮;氨態氮;NH3散發量;H2S散發量

0 引 言

近年來，我國養殖業的氮排泄污染問題越來越受到重視。奶牛向環境中排泄的氮主要是尿氮和糞氮，對于污染空氣而言，尿氮的污染更為嚴重，因為從尿液中揮發出來的氨是糞便中的6～7倍[1]。一個千頭奶牛場，可日產糞尿50 t；一個千頭肉牛場，日產糞尿20 t。2000年，全國畜禽糞便年產生量已達到約17.3億t，是工業廢棄物的2.7倍[2]。其中各種污染成分的年產生量，氮約為1 597萬t。飼喂奶牛的日糧氮僅有20%～30%被轉化到牛奶或體組織中，其余的70%～80%從糞尿中排出體外[3]。養殖場內過高的氨氣濃度對人體和畜禽有著潛在的健康威脅。本研試驗對高產奶牛和中產奶牛糞尿中的含氮指標進行了比較，為減少荷斯坦奶牛氮的排泄提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物與日期、地點

試驗日期為2010年1月1日至2010年1月6日，選取新疆天山畜牧生物工程股份有限公司榆樹溝鎮牛場高產和中產奶牛牛舍各一棟，其中高產奶牛228頭（荷斯坦牛199頭，瑞士褐牛29頭），均為泌乳盛期。中產奶牛有104頭（荷斯坦牛64頭，瑞士褐牛40頭），均為泌乳中期。 試驗奶牛胎次均為2～4胎，體質量為（600±50）kg。

1.2 儀器設備

CD-1型攜帶式大氣采樣器、722N可見分光光度計、AL204-IC電子天平、WH-2微型旋渦混合儀、SZ-93自動雙重純水蒸餾器、Haier BCD-196F冰箱、10mL具塞比色管、1 cm比色皿、NH3吸收管、H2S吸收管、凱氏定氮儀、空氣盒氣壓表、鋁盒、自封袋、室內溫濕度計等。

1.3 全混合日糧（TMR）的組成及飼養管理

TMR由混合精料（主要成分為玉米、麩皮、豆粕、菜粕、棉粕、玉米副產品、石粉、預混料）、玉米青貯和苜蓿干草組成（表1），每天人工定時定量喂料3次。高產奶牛每天4：00，10：00，16：00喂料；中產奶牛每天5：00，11：00，17：00喂料。牛群采食完畢后出牛舍到運動場，自由飲水。采樣期間延長牛群采食后在牛舍中的停留時間，以便及時采集到新鮮的糞便和尿液。

表1 全混合日糧的組成和營養成分（干物質計）

1.4 采樣及分析方法

奶牛采食完畢30 min后采樣，一天采樣3次，連續采樣3 d，每次隨機選取10頭荷斯坦奶牛，每頭奶牛采集約50 g糞樣，50 mL尿樣，尿樣中加入一滴濃硫酸。當天采集的糞樣和尿樣送回實驗室后各自混合均勻，糞樣置于-25℃冰箱中保存，尿樣置于4℃冰箱保存。糞便含水量的測定采用烘干法，糞、尿中總氮（TN）的質量分數采用凱氏定氮法來測定，氨態氮（AN）質量分數的測定采用靛酚藍比色法，糞中NH3的散發量用納氏試劑比色法測定，H2S氣體的散發量用聚乙烯醇磷酸銨吸收—亞甲基藍比色法測定。

1.5 數據統計方法

試驗數據采用Microsoft Excel 2003軟件進行分析比較，以平均值±標準差形式表示，如表2。

表2 糞便含水量、NH3和H2S散發量、糞尿中總氮及氨態氮質量濃度

2 結果與分析

3 討 論

高產奶牛日糧干物質含量比中產奶牛高5.85個百分點，其糞便含水量只比中產奶牛低0.32%，這是因為通過飲水可以極大地減小糞便含水量因日糧中水分不同所造成的差異[4]。

1 kg日糧干物質中，T1的CP水平比T2高出1.08個百分點。根據《奶牛飼養標準》（NY/T34-2004）[5]可以算出，一頭體重600 kg，日產奶28 kg（乳脂率為3.4%）的奶牛每天對CP的需要量為2801 g，相同體重日產奶19 kg（乳脂率為3.5%）的奶牛每天對CP的需要量為2066 g。從表1計算得出，高產奶牛日糧T1中CP的質量為3900 g（約含624 g氮），中產奶牛日糧T2中CP的質量為2513 g（約含402 g氮）。高產奶牛對CP的攝入量比需要量高39%，中產奶牛對CP的攝入量比需要量高22%。由于高產奶牛攝入過多的CP，所以排出體外的糞氮和尿氮比中產奶牛多。但是本試驗中高產奶牛糞中TN含量和AN濃度比中產奶牛增加的量不及尿中這些指標增加得明顯。張美莉等[6]研究表明，糞氮排泄量雖然隨著日糧蛋白質水平的升高而增加，但未達到顯著水平（P＞0.05），而尿氮排泄量卻存在顯著的差異（P＜0.05）。有研究表明：氮攝入量大于400 g/d時，尿氮增加幅度遠大于糞氮增加幅度，呈指數性增加[7，8]。Mulligan等[9]報道，高蛋白質水平（20.4%）日糧組奶牛的尿氮排泄量顯著高于中等 蛋白質水平日糧組（16.4%），同時發現尿氮和糞氮排泄量與奶牛氮攝入量成正相關。但是也有學者研究表明，蛋白質水平差異為0.6%[10]，可顯著影響糞氮和尿氮排泄量。糞尿中TN質量分數和AN質量濃度變化幅度的不同，可能與日糧CP水平及奶牛對CP的攝入量與需要量有關。本研究中高產奶牛日糧中氮的質量分數比中產奶牛高55.22%，但是其鮮糞中TN質量分數只比中產奶牛高4.04%，尿中TN質量分數比中產奶牛高12.53%，這說明提高日糧CP水平后，CP的消化量也隨之提高，CP的代謝率與日糧CP水平具有一定的相關性。所以，用高CP水平的日糧飼喂奶牛時，應注意氮的代謝調控。

4 結 論

本試驗結果表明，粗蛋白的攝入與需求比增加，奶牛通過糞尿排放的氮和硫也會增加。超過動物蛋白質需要量的幾乎所有的氮都是通過尿液排出體外，尿氮增加的幅度大于糞氮增加的幅度。

[1]LOCKYER D R，WHITEHEAD D C.Volatilization of Ammonia from Cattle Urine Applied to Grassland[J].Soil Bio.Biochem,1990,22：1137-1142.

[2]李慶康,吳雷,劉海琴,等.我國集約化畜禽養殖場糞便處理利用現狀及展望[J].農業環境保護,2000,19（4）：251.

[3]劉杰孟,慶嬋,馬百順.控制奶牛養殖環境氮污染的糞尿管理技術[J].山東畜牧獸醫,2007,28：19.

[4]胡登林,龔飛飛,趙正劍,等.日糧不同種類的飼草料對荷斯坦青年母牛糞尿中總氮、氨態氮和糞中NH3、H2S散發量的影響[J].中國畜牧雜志,2010,46（20）：29-30.

[5]中國標準出版社第一編輯室.動物防疫標準匯編S.畜禽場環境質量標準NY/T388-1999[S].北京：中國標準出版社,2003.

[6]張美莉,張立崗.泌乳奶牛向環境中氮排泄量的預測[J].長江大學學報：自然版（農學卷）,2006,3（4）：162.

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[8]JONDER J S,KOHN R A，HIGH J.Dairy Herd Management Practices That Impact Nitrogen Utilization Efficiency[J].J.Dairy Sci.,2002,85：1218-1226.

[9]MULLIGAN F J,DILLON P,CALLAN J J,et al.Supplementary Concentrate Type Affects Nitrogen Excretion of Grazing Dairy Cows[J].J.Dairy Sci.,2004,87：3451-3460.

[10]GRESSLEY T F，ARMENTANO L E.Effect of Abomasal Pectin Infusion on Digestion and Nutrition Balance in Lactating Dairy Cows[J].J.Dairy Sci.,2005,88：4028-4044.

Compare of high-yield and middle-yield holstein dairy cows in the nitrogen content in feces and urine and the NH3,H2S emission content in feces

GONG Fei-fei,HU Deng-lin,ZHAO Zheng-jian,ZHANG Zhi-jun,YU Xiong
（College of Animal Science,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China）

Test to compare the high-yield and middle-yield Holstein dairy cows in feces water content,the total nitrogen（TN）,ammonia nitrogen（AN）concentration in feces and urine,NH3and H2S emission content in feces.Were selected a high-yield and a middle-yield cowshed,determination the feces water content,the total nitrogen（TN）,ammonia nitrogen（AN）concentration and NH3,H2S emission content in feces.The results showed that：The ratio of crude protein intake and demand increase,the nitrogen and sulfur content in feces and urine will increase.Protein,which more than demand will almost all be excreted through urine,the rate of increase urine nitrogen is greater than the rate of increase fecal nitrogen.Reduce the fecal nitrogen is not an effective way to reduce nitrogen pollution.

high-yield dairy cows;middle-yield dairy cows;TN;AN;emission content of NH3;emission content of H2S

S823.9+1，TS252.1

A

1001-2230（2011）08-0030-03

2011-06-09

國家奶牛產業技術體系；科技部“十一五”科技支撐項目（2006BAD04A11-06）；自治區重大專項（200731134-2）（200731135-2）。

龔飛飛（1985-），男，博士研究生，研究方向為反芻動物營養。

余雄