營養調控對豬排泄物中氨氣產生量的影響

廖 奇 江書忠 曹 霞 燕富永 肖淑華

（湖南九鼎科技集團動物營養研究院，湖南長沙 410000）

營養調控對豬排泄物中氨氣產生量的影響

廖 奇 江書忠 曹 霞 燕富永 肖淑華*

（湖南九鼎科技集團動物營養研究院，湖南長沙 410000）

氨氣是豬場惡臭的主要成分，影響豬的安全生產、健康和福利。本文綜述氨氣產生的機理、影響氨氣排放的營養因素及如何通過營養調控的方法從源頭減少氨氣排放，以期為高轉化、低排放、低污染型環保飼料的研發提供理論的依據。

氨氣；豬；營養調控；環保飼料

豬排泄的氮中，有60%～80%是以尿氮的形式排放的，而尿氮中有97%以尿素形式存在，尿素在排泄出體外后會很快地被糞中微生物提供的脲酶分解成氨氣；另外20%～40%是以糞氮的形式排放，糞氮主要以有機氮和氨氣各占50%的形式存在[1]。豬生產中排放的氨氣大約占全球家畜氨氣排放量的15%，在歐洲達到25%，影響豬的健康生產、安全和福利[2]。研究證實，當空氣中氨的濃度達15ppm時，豬開始出現呼吸道疾病；25 ppm時，呼吸道疾病發生率顯著提高；50 ppm時，出現肺炎、日增重下降12%；100 ppm時，飼料轉化率下降，母豬食欲嚴重下降，仔豬日增重降低30%；300 ppm時，嚴重刺激呼吸道，呼吸不規則甚至痙攣[3-5]。國內外報道的減少氨氣排放的方法主要有營養調控、自動化固液分離、微生物發酵處理、吸附劑、掩蔽劑等，歸納起來主要有源頭控制、過程控制和后續控制三大類[6]。后續控制方法有固液分離、合理設計通風系統和養殖房舍等，對豬場建設的要求嚴格，建設成本投入大，不適合國內養豬現狀。因此，采取基于營養調控的源頭控制、過程控制方法，減少氮攝入量，提高飼料氮的轉化率，降低氮排放量，是控制氨排放的有效措施。

1 氨氣產生的機理

豬舍中的氨氣一方面來自宿主體內氮營養物質代謝，另一方面來自體外微生物對糞尿排泄物中含氮化合物的分解作用。細胞中氨基酸的脫氨基作用是體內氨的主要來源之一，這部分氨最終以丙氨酸和谷氨酰胺的形式通過血液循環到達肝臟，在肝細胞中通過鳥氨酸循環合成尿素；其次，在小腸中未消化的胺類物質以及蛋白質，在流經大腸時被大腸中厭氧或者兼性厭氧型微生物分解產生氨氣，通過肛門直接排出體外，這部分氨氣占比不到豬舍氨氣的5%。在肝臟中合成的尿素通過血液循環和體循環排出體外，迅速被糞池中的微生物產生的脲酶分解產生氨氣，這是豬舍氨氣的主要來源，豬舍中90%以上的氨氣來自體外微生物對糞便中含氮化合物的降解作用[7]。

2 影響氨氣排放的營養因素

2.1日糧與營養水平

不同生理階段的豬的飼喂模式和營養水平不一樣，導致對飼料含氮化合物的消化利用效率不同。現階段，豬場中不同生理階段的豬采用的是相對應的不同營養配比的日糧，在母豬、斷奶仔豬以及育肥豬采用階段飼喂技術可以減少氨氣排放15%～20%[8]。采用同一個飼養標準其營養水平變化差異不大，但是原料營養成分的差異對日糧蛋白質的消化利用效率有較大影響。因此，為了減少氮的排泄以及氨氣的排放，豬的日糧中蛋白質和氨基酸的需要必須科學調整、合理供給。其次，不同蛋白來源和處理方式的蛋白原料消化利用效率差異較大，如大豆蛋白消化率為70.29%，高粱蛋白消化率為42.1%，小米蛋白消化率為70.29%，牛奶中蛋白質的消化率大于95%，一般說來，植物性蛋白原料蛋白質的消化率低于動物蛋白[9]。彭健等[10]發現卡諾拉粕、中雙4號粕、華雜4號粕和華雜3號粕4種雙低菜粕蛋白質消化率分別為73.5%、59.09%、56.33%和51.45%。也有研究發現，同一品種不同部位蛋白質的消化率不同，如高粱全谷物粉中蛋白質的消化率為59.1%，而胚乳中蛋白質的消化率高達65.7%，這可能與全谷物粉中植酸、非淀粉性多糖和酚類等易與蛋白質結合、影響蛋白質的消化率相關[11]。

2.2 豬的生理階段

不同生理階段的豬氨氣排放量差異顯著。研究發現，經產母豬妊娠期氨氣排放量平均每天約為2.1 g，顯著低于哺乳階段每天排放量21.7 g，在相同環境條件下，哺乳母豬氨氣排放量比妊娠母豬高40%[12]。目前，大部分規模豬場使用的是玉米-豆粕型商品日糧，妊娠階段日糧粗蛋白含量約為13%，日均蛋白需求約為364 g，含有部分膳食纖維，114天日均采食量2.8 kg左右；在哺乳期，飼喂的日糧粗蛋白約為18%，日均蛋白需求約為950 g，膳食纖維含量一般要低于妊娠期（NRC 2012推薦量為9%），21天日均采食量5.3 kg左右，顯著高于妊娠階段。因此，日糧蛋白含量、粗纖維含量及限飼可能是哺乳期氨氣排放量顯著高于妊娠期的根本原因。育肥階段，氨氣的排放量與體重顯著相關，日均排放量約為9.0 g，與育肥結束體重110 kg左右出欄時相比，育肥初期氨氣的排放量約為結束時的1/5，從初期到結束日均增加大約85 mg氨氣的排放，可能是采食量與體重增加引起的[13]。育肥階段的豬氨氣排放量顯著高于斷奶仔豬和哺乳母豬，可能是因為育肥期豬對氮的吸收利用率較低。仔豬階段氨氣排放量與斷奶日齡、斷奶體重相關，每頭仔豬日均氨氣排放量約為2 g。一般來說，育肥豬場氨氣排放主要階段是育肥階段，大約占豬場氨氣排放總量的70%，遠多于母豬的20%和仔豬的10%[13]。

3 控制措施

3.1 低蛋白技術

使用理想氨基酸模型、低蛋白日糧、易消化吸收的飼料原料能夠有效減少氨氣的排放量。大量研究認為，在NRC（2012）推薦的蛋白水平上，通過平衡賴氨酸（Lys）、蘇氨酸（Thr）、色氨酸（Trp）和蛋氨酸（Met）比例，當Lys∶Thr∶Met+Cys（半胱氨酸）∶Trp=100∶66∶60∶19時，日糧蛋白降低2%～3%對母豬的生產性能沒有顯著差異，不影響育肥豬的生長性能，但是降低4%其性能可能會降低[14,15]。張文娟等[16]研究認為，平衡氨基酸比例，使飼糧的Lys∶Thr∶Met∶Trp∶Val（纈氨酸）=100∶64∶60∶20∶85，則哺乳母豬在夏季高溫環境下，18.5%蛋白質水平的氨基酸平衡飼糧的生產性能優于19.5%和17.5%；18.5%蛋白水平組血漿尿素水平顯著低于17.5%組，與19.5%組比較，差異不顯著；各組氮表觀消化率沒有顯著差異，蛋白質水平每降低一個百分點，糞氮排泄減少6%。董志巖等[17]采用可消化氨基酸平衡模式添加合成氨基酸（Lys∶Thr∶Met∶Trp∶Val=100∶66∶60∶19∶85），日糧粗蛋白質水平從18%降低1～3個百分點，不影響母豬泌乳期日均采食量、體重損失、斷奶后發情間隔、仔豬哺乳期窩增重和平均日增重、母豬血清和乳汁游離氨基酸含量，15%和16%蛋白組血清尿素氮含量顯著低于18%蛋白組。Milgen等[18]采用數學模型建立了泌乳母豬理想氨基酸模型Lys∶Thr∶Met∶Trp∶Val=100∶66∶60∶19∶85，在Lys的攝入量為59 g/天時，能夠獲得最高的氨基酸利用率和最好的生產性能，減少氮排放量。劉堯君等[19]研究表明，將斷奶仔豬日糧蛋白水平降低4%（從21%降至17%），通過添加亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，試驗豬與正常蛋白水平組無顯著差異，氮排放量顯著減少。景亞岐等[20]研究認為，肥育豬低蛋白日糧只添加Lys、Thr、Met顯著降低了日增重，在添加Lys、Thr、Met的基礎上再添加色氨酸+纈氨酸或只添加異亮氨酸可以得到與正常蛋白水平相似的生長性能，減少氮排放量。低蛋白日糧是在理想氨基酸模型的基礎上發展而來的，適用于玉米-豆粕型日糧。建立模型的時候首先需要考慮各階段豬的飼喂模式和營養需要；其次在母豬方面，還要考慮使用年限、泌乳量的增加以及乳腺組織的生長等因素的影響。低蛋白技術一方面可以節約配方成本，另一方面可以提高氮的利用效率，減少氨的排放與環境污染。

3.2 植物提取物

大量數據表明絲蘭提取物具有顯著降低動物糞便中氨氣等有害氣體的功能，促進動物對營養的吸收利用[21,22]。絲蘭提取物中富含非淀粉多糖、皂苷和絲蘭酚。其中，含糖成分與氨有極強的結合力，在腸道中與氨氣結合，形成無毒的含氮化合物供動物機體利用，降低了動物血液中尿素和氨的濃度；皂苷可與腸道上皮細胞膜上的膽固醇形成復合物，提高細胞膜的通透性，有助于活性營養成分的轉運，促進營養素的吸收，且皂苷能夠抑制脲酶活性，減少尿素降解產生氨氣；絲蘭酚具有抗氧化、抗自由基的功能，能夠提升免疫系統的活性，具有抗菌抗炎癥的作用。Colina等[23]在豬日糧中添加絲蘭提取物（絲蘭寶），豬舍氨氣濃度逐周下降，絲蘭提取物還可通過阻止糞尿中氮的硝化，使氮以無機質形式存在，從而使散發到大氣中的氨氣量減少。羅想林等[24]在后備母豬日糧中添加絲蘭提取物80 g/噸，氨氣排放量顯著下降，豬群患結膜炎比例下降22個百分點。周學光等在對照組日糧基礎上添加200 g/噸的絲蘭寶，經過60天的試驗，從第2周起試驗組欄舍內氨氣濃度就開始下降，特別是第3周起下降幅度更加明顯，同位置氨氣濃度對比差異均顯著(＜0.05)，從第3周起試驗組舍內3個監測位置氨氣濃度比對照組同期同位置分別下降88.37%、98.06%、93.33%，降低氨氣效果顯著[25,26]。目前，市場上除臭添加劑品牌較多，多數來自絲蘭屬提取物，如奧特奇的除臭靈（推薦量120 g/噸）、DPI公司的富蘭寶（推薦量120 g/噸）、墨西哥農工公司的絲蘭寶（推薦量200 g/噸）、優蘭寶（推薦量100～200 g/噸）等都被證實可以降低腸道內氨的含量，減少氨對腸道的損害，抑制原蟲和其他有害菌的繁殖，使大量有益菌繁殖，可以幫助動物建立健康的消化道內環境，加之這些成分有較強的乳化能力，提高了機體對營養物質的利用率、促進了動物健康；另一方面絲蘭提取物可降低血液中氨的濃度，減少氨與氧對血紅蛋白中鐵離子的競爭，提高了母豬和初生仔豬血氧濃度，增強妊娠期母豬對胎兒的供氧，降低了胎兒因缺氧而導致的死胎和弱胎；初生仔豬血氧濃度的增加，增強了仔豬的活力，從而可降低哺乳仔豬死亡率、提高仔豬斷奶重。

4 小結

營養調控的導向是通過技術創新從源頭防污減排，如通過平衡氨基酸減少蛋白質的攝入量，利用易消化吸收的蛋白原料，提高蛋白質的消化吸收率，減少氨氣的排放；其次，添加非營養性的絲蘭屬植物添加劑，能夠有效吸附體內氨氣，減少腎小管對氨的重吸收，減少尿液中尿素氮的排放量，抑制后腸微生物脲酶活性，降低氨氣產生。營養調控是從本質上防污減排的有效措施，能夠減少大部分的氨氣排放。隨著環保型生態社會進程的加快，僅僅依靠營養調控不足以完全控制氮污染，還需結合現代化的排污處理系統、科學的飼養管理體系以及合理的豬圈設計，方能有效控制環境污染。

[1]Dourmad JY,Sève B,Latimier P,et al.Nitrogen consumption,utilisation and losses in pig production in France,The Netherlands and Denmark[J].Livestock Production Science, 1999,58(3):261-264.

[2]王美芝,吳中紅,劉繼軍.標準化規模化豬場中豬舍的環境控制[J].豬業科學,2011(3):28-31.

[3]王靈芳.降低氨的濃度可提高生豬生產性能 [J].中國飼料, 1992(4):43.

[4]周斌.豬場空氣污染控制技術研究與應用 [D].杭州:浙江大學,2016.

[5]張長友,李蕾,張善超.養殖業生產中氨氣的危害[J].中國豬業,2010(4):59.

[6]梁國旗,王旭平,王現盟,等.樟科、絲蘭屬植物提取物對仔豬排泄物中氨和硫化氫散發的影響[J].中國畜牧雜志,2009,45(13): 22-26.

[7]朱麗媛,盧慶萍,張宏福,等.豬舍中氨氣的產生、危害和減排措施[J].動物營養學報,2015,27(8):2328-2334.

[8]李新建,呂剛,任廣志.影響豬場氨氣排放的因素及控制措施[J].家畜生態學報,2012,33(1):86-93.

[9]袁磊,唐瑜,劉曉庚.蛋白質消化率的影響因素研究[J].糧食科技與經濟,2015,40(3):43-46.

[10]彭健.兩步酶解—透析方法離體測定雙低萊粕蛋白質消化率[J].華中農業大學學報,2000,19(4):370-372.

[11]Duodu KG,Nunes A,Delgadillo I,et al.Effect of grain structure and cooking on sorghum and maize in vitro protein digestibility[J].Journal of Cereal Science,2002,35(2):161-174.

[12]Hayes ET,Curran TP,Dodd VA.Odour and ammonia emissions from intensive poultry units in Ireland[J].Bioresource Technology,2006,97(7):933-939.

[13]Fernandez JA,Poulsen HD,Boisen S,et al.Nitrogen and phosphorus consumption,utilisation and losses in pig production: Denmark[J].Livestock Production Science,1999,58(3):225-242.

[14]王鳳來,李振寬.日糧粗蛋白質水平對哺乳母豬及仔豬生產性能的影響[J].中國畜牧雜志,2000,36(3):3-5.

[15]于震,劉春雪,吳小娟.提高日糧能量、賴氨酸及蛋白質水平對高產哺乳母豬和仔豬生產性能的影響 [J].中國飼料,2016(19): 16-18.

[16]張文娟,吳德,方正峰,等.飼糧不同蛋白質水平下添加合成氨基酸對夏季哺乳母豬生產性能及氮排泄的影響[J].動物營養學報,2010,22(2):285-292.

[17]董志巖,劉亞軒,劉景,等.不同蛋白質水平的氨基酸平衡日糧對泌乳母豬生產性能、血清指標和乳汁氨基酸含量的影響[J].福建農林大學學報（自然版）,2013,42(3):311-316.

[18]Milgen JV,Valancogne A,Dubois S,et al.InraPorc:A model and decision support tool for the nutrition of growing pigs [J].Animal Feed Science&Technology,2008,143(1):372-386.

[19]劉堯君,任曼,曾祥芳,等.低氮日糧補充支鏈氨基酸提高斷奶仔豬生長性能和氮的利用效率 [J].中國畜牧雜志,2014,50(7): 44-47.

[20]景亞岐,李振田,馬文峰,等.凈能體系下配制豬低蛋白日糧的技術基礎[J].江西農業學報,2010,22(1):136-139.

[21]曹進,張崢.封閉豬場內氨氣對豬群生產性能的影響及控制試驗[J].養豬,2003(4):42-44.

[22]王保黎,樊信鵬,盧麗,等.絲蘭屬植物提取物降低豬舍氨氣濃度的試驗[J].畜禽業,2010,27(9):52-55.

[23]Colina JJ,Lewis AJ,Miller PS,et al.Dietary manipulation to reduce aerial ammonia concentrations in nursery pig facilities [J].Journal of Animal Science,2001,79(12):3096.

[24]羅想林,謝丕雄,萬熙卿.絲蘭寶對后備種豬生長性能及舍內氨氣濃度的影響[J].養豬,2004(3):40-41.

[25]周學光,張勝斌,黃克宏,等.絲蘭屬提取物對降低封閉式妊娠母豬舍氨氣濃度的試驗[J].養豬,2015(1):91-92.

[26]鄭天龍.冬春養豬防治糞臭污染的措施[J].中國豬業,2008 (2):63.

Effects of Nutritional Options on Ammonia Emission from Pig Excrement

LIAO Qi JIANG Shuzhong CAO Xia YAN Fuyong XIAO Shuhua＊
（Animal Nutrition Research Institute of Hunan Jiuding Technology Group,Changsha 410000,China）

Ammonia is the main stench of swine farm,affecting the safe production,health and welfare of pigs.This paper reviews the mechanism of ammonia production,the nutrient factors of affecting ammonia emissions and how to reduce ammonia emissions by nutritional options of source,in order to provide a theoretical basis of environmental feed with high conversion,low emissions,low pollution.

ammonia;pig;nutritional options;environmental feed

S816

：A

：1673-4645(2017)08-0050-04

2017-07-18

廖奇（1989-），男，湖北赤壁人，碩士，主要從事母豬營養研究，E-mail：532318552@qq.com

*通訊作者：肖淑華（1969-），女，湖南武岡人，碩士，高級畜牧師，主要從事豬營養調控研究，E-mail：xiaoshuhua@163.com