豬舍內(nèi)氨氣的危害及減排的有效措施

潘迪子，王玉詩(shī)，丁鵬，胡貴麗，賀喜

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128）

豬舍內(nèi)氨氣的危害及減排的有效措施

潘迪子，王玉詩(shī)，丁鵬，胡貴麗，賀喜

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128）

隨著規(guī)?；B(yǎng)豬不斷發(fā)展，生產(chǎn)中的糞尿隨之增多，氨氣的排放也不斷加大，嚴(yán)重影響到生態(tài)環(huán)境和人與豬的健康。文章闡述了氨氣的產(chǎn)生、主要危害，并概述了減少氨氣排放的各種措施。

養(yǎng)豬業(yè)；氨氣；生態(tài)環(huán)境

我國(guó)畜牧業(yè)正由傳統(tǒng)的農(nóng)戶散養(yǎng)模式向集約化模式逐步轉(zhuǎn)變，規(guī)?；B(yǎng)殖的程度不斷提高，畜禽排泄物對(duì)環(huán)境的污染也不斷加大[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1頭豬年產(chǎn)糞量約為2.5 t，1 000頭豬場(chǎng)年排糞量達(dá)2 500 t[2]。一些養(yǎng)殖場(chǎng)考慮到成本問(wèn)題，未采取有效的糞污水處理措施，導(dǎo)致大量的污水橫流，污染土壤、水源、空氣，影響畜產(chǎn)品質(zhì)量，加劇疾病的傳播[3]。現(xiàn)代規(guī)?；纳i養(yǎng)殖場(chǎng)中，被鑒定出豬糞尿中含168種特異性臭氣物質(zhì)[4]，其中氨氮排放量占全國(guó)污染物排放總量的25%[5]。氨氣可使環(huán)境酸化，污染水源，嚴(yán)重影響到人畜健康[6]。因此了解氨氣的產(chǎn)生、危害與減排措施，對(duì)于改善畜舍環(huán)境、提高生產(chǎn)力、推動(dòng)養(yǎng)豬業(yè)健康持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 氨氣的產(chǎn)生及危害

1.1 氨的產(chǎn)生

氨氣是一種無(wú)色、強(qiáng)刺激性、極溶于水的有毒氣體。舍內(nèi)氨氣的形成途徑主要有兩種：一種為體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生氨氣。首先豬體內(nèi)的蛋白質(zhì)經(jīng)蛋白酶水解成氨基酸，再進(jìn)入肝、腎中，通過(guò)氧化脫氨基作用和聯(lián)合脫氨基作用釋放氨氣[7]。在尿素循環(huán)中，絕大部分的氨氣與二氧化碳（CO2）一起轉(zhuǎn)變成尿素，其中約有25%的尿素在胃腸道內(nèi)，經(jīng)微生物脲酶分解成氨氣，另外未被分解的蛋白質(zhì)和未吸收的氨基酸通過(guò)腸道微生物作用生成氨氣。另一種是體外含氮有機(jī)物分解產(chǎn)生氨氣。豬舍內(nèi)堆積的糞尿、飼料殘?jiān)吧醿?nèi)塑料等含氮有機(jī)物經(jīng)過(guò)微生物脲酶作用，將尿素分解為氨氣。豬尿液中的尿素含97%氮，而有75%～80%的尿素將隨之排出[8]。豬的糞、尿排泄物形成氨氣的速度是不同的，糞中約含80%的有機(jī)氮，其分解產(chǎn)生氨氣需要數(shù)周的時(shí)間，而尿液中的尿素在常溫條件下只需幾小時(shí)就能分解成氨氣[9]。大氣壓力梯度與液相對(duì)氨氣的形成起決定作用，并與氨的濃度、pH、脲酶活性、動(dòng)物活動(dòng)[10]、溫度[11]、風(fēng)速[12-13]、清潔度[14]、濕度和飼糧[15]等因素有關(guān)。

1.2 氨氣的危害

（1）氨氣對(duì)豬的危害。氨氣具有強(qiáng)刺激性，極易溶解在豬的眼結(jié)膜和呼吸道黏膜上，引起結(jié)膜炎、支氣管炎等一系列炎癥。不同濃度的氨氣對(duì)豬的影響不同，長(zhǎng)期處于低氨氣濃度下（10～15 mL/m3），將會(huì)降低豬的采食量、日增重、生殖能力，并且這些指標(biāo)隨舍內(nèi)氨氣的濃度升高而降低[16]。研究報(bào)道，長(zhǎng)期在這種氨氣環(huán)境下生長(zhǎng)的豬，體重增加緩慢，飼料轉(zhuǎn)化率低，有眼結(jié)膜和上呼吸道感染等病理變化[17]。而舍內(nèi)高濃度的氨對(duì)豬的影響更為嚴(yán)重，易使接觸部位發(fā)生堿性化學(xué)灼傷，亦使中樞神經(jīng)麻痹、心肌和心臟受到不同程度的損傷。

（2）氨氣對(duì)環(huán)境的危害。隨著國(guó)家政策與財(cái)力的扶持，豬場(chǎng)規(guī)?；B(yǎng)殖日趨增多，在給人們提供豐富肉產(chǎn)品的同時(shí)，也產(chǎn)生了糞尿的污染。糞尿中的氮是造成畜牧業(yè)環(huán)境污染的主要原因，它主要來(lái)源于未被消化吸收的氨基酸和粗蛋白質(zhì)的降解物[18]。氨氣的揮發(fā)易引起硝酸鹽和磷酸鹽的沉積，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)酸化和富營(yíng)養(yǎng)化[19-20]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，10 000頭豬場(chǎng)每年排糞尿約為30 000 t[21]，向環(huán)境排放108 t氮[22]?！兑?guī)模豬場(chǎng)環(huán)境參數(shù)及環(huán)境管理》（GBT17824.3—2008）規(guī)定，豬舍空氣中的氨（NH3）不宜超過(guò)表1的數(shù)值[23]。

表1 豬舍氨氣含量上限值mg/m3

2 減少豬舍內(nèi)氨氣排放的措施

減少豬舍內(nèi)氨氣的濃度，可以從舍內(nèi)條件和飼糧方面進(jìn)行調(diào)控。目前，由于減排設(shè)備成本問(wèn)題，一般養(yǎng)殖者會(huì)采用飼糧減排，這樣既經(jīng)濟(jì)又見(jiàn)效。同時(shí)，一些飼糧添加劑也能起到一定的減排效果。

2.1 采用低蛋白質(zhì)高纖維飼糧減排

根據(jù)理想蛋白質(zhì)模式，向基礎(chǔ)飼糧中添加滿足家畜生長(zhǎng)需要的合成氨基酸，能夠達(dá)到降低蛋白質(zhì)含量、提高氨基酸和蛋白質(zhì)利用率的效果，以減少尿氮的排放量。目前，在生長(zhǎng)豬的飼糧中，蛋白質(zhì)添加量比其最佳生產(chǎn)性能所需的最低蛋白質(zhì)水平還高出3%[24]，飼糧中粗蛋白質(zhì)每減少10 g/kg，含氮排泄物跟著減少7%～10%，同時(shí)氨氣的排放量也降低了2%～10%[25]。研究顯示，分別在含150 g/kg和200 g/kg粗蛋白質(zhì)飼糧中添加200 g/kg甜菜粕，與含150 g/kg和200 g/kg粗蛋白質(zhì)飼糧不添加甜菜粕組相比，在（63±1.3）kg肥育公豬飼糧中添加200 g/kg的甜菜粕能降低0～240 h的氨氣排放量（P＜0.05）；與飼糧中200 g/kg的粗蛋白質(zhì)相比，添加150 g/kg的粗蛋白質(zhì)能減少總氮和0～240 h的氨氣排放量（P＜0.01），增加飼糧中的甜菜粕與降低粗蛋白質(zhì)濃度，能起到減少氨氣排放量的效果[26]。還有研究表明[25]，在體重為（57.7±0.7）kg的生長(zhǎng)豬飼糧中添加15%的粗蛋白質(zhì)，與在添加滿足豬生長(zhǎng)需要量氨基酸水平基礎(chǔ)上將粗蛋白質(zhì)從15%降到12%相比，后者使氨氣的濃度顯著降低，糞中pH總氮含量極顯著降低（P＜0.001）。80～170 kg的豬飼糧中每減少10 g/kg的粗蛋白質(zhì)，氮的排放量將減少8.0%，與對(duì)照組（pH為8.82）相比，高纖維低蛋白質(zhì)飼糧組的pH（8.26）顯著降低（P＜0.05）[27]。

增加高纖維發(fā)酵飼糧能增加糞中短鏈脂肪酸的排放，使pH降低，從而氨氣排放減少，同時(shí)不會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)性能造成不良影響[28]，而添加發(fā)酵蛋白不能減少氨氣的排放[29]。由于添加麥麩和燕麥麩在腸道內(nèi)自身發(fā)酵少，故減少氨氣排放的效果不如添加甜菜和大豆粕的效果好[30]。研究表明[31]，給體重為（57.7±2.5）kg的豬飼喂3種發(fā)酵碳水化合物（95.5、14.5、195.5 g/kg）和2種粗蛋白質(zhì)（低12%、高18%）水平飼糧，低粗蛋白質(zhì)高發(fā)酵碳水化合物能夠極顯著減少氨氣的排放（P＜0.001），說(shuō)明通過(guò)增加發(fā)酵碳水化合物和降低蛋白質(zhì)水平能減少豬糞中氨氣的揮發(fā)量；其原因可能是發(fā)酵碳水化合物能夠增強(qiáng)微生物的活性，增加揮發(fā)性脂肪酸的濃度，降低pH，從而減少了氨氣的排放量[32]。

2.2 使用添加劑減排

（1）微生物脫臭劑。微生物脫臭劑是利用微生物降解惡臭物質(zhì)，抑制沙門(mén)氏菌、大腸桿菌等主要產(chǎn)臭氣菌的生長(zhǎng)，從而達(dá)到除臭效果。在飼料中分別添加1%、2%與3%的枯草芽孢桿菌飼喂30日齡的斷奶仔豬，可減少氨氣的產(chǎn)生量，其中2%的添加量相對(duì)合適，可使氨氣的散發(fā)量減少44%～60%[33]。添加0.1%、0.3%和0.5%枯草芽孢桿菌（1.0×1010cfu/g）制劑到第36天時(shí)，可使豬舍氨氣濃度分別降低34.1%、48.6%和50.3%[34]。豬糞pH隨著制劑添加量的增加而降低，添加量為0.5%時(shí)豬糞尿pH由7.56降為7.03。

（2）用脲酶抑制劑。脲酶能使尿液中的尿素分解成氨氣，因此用脲酶抑制劑就能有效地減少氨氣的排放量。樟科植物提取物可以抑制人體胃腸道上皮細(xì)胞（Helicobacter pylorir）的生長(zhǎng)，同時(shí)也能抑制這種細(xì)胞所產(chǎn)生的脲酶活性[35]。研究顯示[36]，飼料中添加1%樟科植物乙醇提取物（450 mg/kg），能提高生長(zhǎng)豬的生長(zhǎng)性能，還能通過(guò)抑制糞樣脲酶的活性途徑增加糞尿混合物中尿氮和總氮的含量，從而減少氨氣的排放。同樣，哈夫絲蘭提取物也是一種脲酶抑制劑，在飼料中添加65 mg/kg的絲蘭提取物，能使豬舍內(nèi)的氨氣排放量減少26%[37]。

（3）除臭型吸附劑。除臭型吸附劑也被視為好的除臭方法，常見(jiàn)的吸附物質(zhì)有沸石、膨潤(rùn)土、活性炭等。這些除臭型吸附劑是利用分子間的范德華吸附力原理，使惡臭分子吸附于多孔性物質(zhì)（吸附劑）內(nèi)。沸石含有排列整齊且表面積大的通道和晶穴，使其能充分吸收氨氣、二氧化碳、硫化氫以及水分等，降低舍內(nèi)濕度和有害氣體的濃度，從而達(dá)到除臭的目的。研究表明，在生長(zhǎng)豬飼料中添加5%的沸石，能使糞尿中氨氣的散發(fā)量減少21%[38]。將糞便中直接加入沸石[39]、膨潤(rùn)土[40]等除臭劑，可抑制產(chǎn)臭氣菌生長(zhǎng)，并能中和、吸附、固定產(chǎn)生的氨氣[41]。

2.3 采用飼養(yǎng)方式減排

（1）多階段飼養(yǎng)。目前，大部分規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)沒(méi)能根據(jù)豬的不同品種和日齡，按不同比例飼喂不同營(yíng)養(yǎng)水平的配合飼料，使其營(yíng)養(yǎng)供給不能完全與豬實(shí)際的營(yíng)養(yǎng)需要量相匹配，造成大量的營(yíng)養(yǎng)浪費(fèi)與環(huán)境污染。利用多階段飼養(yǎng)能解決這個(gè)問(wèn)題，在生長(zhǎng)肥育豬飼糧營(yíng)養(yǎng)水平上設(shè)計(jì)多個(gè)階段，目的是要盡可能滿足家畜的實(shí)際需要。與單階段相比，采用三、四階段的飼喂法使豬糞含氮量減少12%，且血液中的尿素濃度顯著降低[42]。多階段飼喂法，無(wú)需額外的花費(fèi)，只需將基礎(chǔ)飼糧按其營(yíng)養(yǎng)需要量進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整即可，這樣不僅能提高飼料利用率，同時(shí)還能減少氨氣的排放量。但由于存在操作步驟復(fù)雜與適口性難以把握等問(wèn)題，多階段飼養(yǎng)在養(yǎng)殖場(chǎng)中的應(yīng)用較少，要將其推廣還需要做進(jìn)一步的努力。

（2）飼喂?jié)窳稀Ｋ谡麄€(gè)食物消化中起著重要的作用，蛋白質(zhì)消化不完全，一部分原因是水分的不足。在飼料中添加適量的水，可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的消化吸收，減少氨氮的排放量。研究表明，給豬飼喂4∶1和3∶1的水料可使糞尿中的臭氣濃度分別為干料的13%和31%[43]。因飼喂?jié)窳闲Ч黠@且操作簡(jiǎn)單，此法在生產(chǎn)中廣泛使用，能有效減少氨氣的排放量。

3 小結(jié)

降低豬舍內(nèi)氨氣排放需要遵循的原則主要是：從源頭降低排放量，減少含氮物質(zhì)的排放；降低微生物脲酶活性與糞尿pH；利用物質(zhì)的吸附和固定作用減少氨氣的釋放。針對(duì)這些原則可以通過(guò)飼糧調(diào)整（提高粗纖維，降低粗蛋白質(zhì)水平），在飼糧中加入添加劑如植物提取物、益生菌、吸附劑等，來(lái)降低糞尿氮和氨氣的排放量。在眾多減排方法中，從源頭做起，才能真正起到緩解作用，在飼糧中添加適量的粗纖維，降低粗蛋白質(zhì)水平，不僅可以緩和人畜爭(zhēng)糧問(wèn)題，而且還能改善環(huán)境，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。從源頭上降低污染，應(yīng)該是未來(lái)養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向。

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（編輯：富春妮）

S828

A

1002-1957(2016)03-0086-03

2016-03-11

潘迪子（1991-），女，湖南常德人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)閱挝竸?dòng)物營(yíng)養(yǎng).E-mail:dizy1109@foxmail.com

賀喜，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事單胃動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究.E-mail:hexi111@126.com