氨氣對肉雞健康的影響及應(yīng)對措施

孫永波 邢 煥 欒素軍 王 亞 薩仁娜 張宏福

(中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，北京 100193)

氨氣對肉雞健康的影響及應(yīng)對措施

孫永波 邢 煥 欒素軍 王 亞 薩仁娜*張宏福

(中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，北京 100193)

氨氣是雞舍內(nèi)危害最大的氣體，長期氨氣應(yīng)激不利于肉雞的健康生長。加強對肉雞舍氨氣濃度的監(jiān)測，研究氨氣對肉雞健康的影響以及減排措施對指導雞舍氨氣濃度的合理調(diào)控和健康養(yǎng)殖的發(fā)展具有重要意義。本文主要通過綜述舍內(nèi)氨氣的來源，氨氣對肉雞生長性能、屠宰性能和肉品質(zhì)、免疫功能、呼吸道、繁殖性能、福利等方面的影響以及舍內(nèi)氨氣的監(jiān)測和減排措施，為深入研究氨氣對肉雞健康影響的作用機制以及合理調(diào)控肉雞舍內(nèi)氨氣濃度提供參考。

氨氣；肉雞；危害；減排

隨著肉雞養(yǎng)殖集約化和規(guī)?；陌l(fā)展，環(huán)境對肉雞健康的影響越來越突出。在高密度密閉舍飼條件下，肉雞舍內(nèi)會產(chǎn)生大量有毒有害氣體，其中氨氣危害最大[1]。有研究報道，肉雞在1～3周齡舍內(nèi)氨氣濃度應(yīng)不超過13 mg/kg，在4～6周齡應(yīng)不超過20 mg/kg[2]。我國行業(yè)標準中規(guī)定雛雞舍氨氣濃度不能超過10 mg/m3，成雞舍內(nèi)的氨氣濃度不能超過15 mg/m3[3]，然而在肉雞養(yǎng)殖實踐過程中，雞舍內(nèi)氨氣濃度經(jīng)常出現(xiàn)超標現(xiàn)象[4]，養(yǎng)殖后期達到50 mg/kg，甚至更高[5]。雞對氨氣的敏感性高，氨氣強烈刺激肉雞的眼睛，導致其覓食困難，影響雞群生長性能以及代謝機能[6-7]；降低抗氧化能力[8]，損傷肝臟和小腸黏膜[9-10]，影響體溫的調(diào)節(jié)[11]；氨氣從呼吸道進入肺泡誘導多種呼吸道疾病的發(fā)生，經(jīng)肺泡進入血液危害機體免疫系統(tǒng)[12]；此外，氨氣易附于肉雞的呼吸道以及消化道黏膜上，減弱肉雞對細菌以及病毒等有害物的抵抗能力，給養(yǎng)殖業(yè)造成了嚴重的經(jīng)濟損失。因此，了解氨氣對肉雞健康的影響，降低舍內(nèi)氨氣含量，對于肉雞健康養(yǎng)殖的發(fā)展具有重要意義。本文通過總結(jié)和分析氨氣的來源、危害以及減排措施，為深入研究氨氣的作用機理以及生產(chǎn)健康優(yōu)質(zhì)雞肉提供理論依據(jù)。

1 舍內(nèi)氨氣的來源

歐洲環(huán)境署研究報道，92%的氨氣排放來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，其中80%來自畜牧業(yè)[13]。肉雞體內(nèi)時刻都在產(chǎn)生氨氣，大部分由器官組織代謝活動產(chǎn)生，少部分由腸道微生物分解產(chǎn)生[14]。研究報道，家禽飼糧中大約67%的氮被排出體外，僅33%的氮進入到組織或蛋中[6]。1～42日齡，每只肉雞的糞氮和揮發(fā)性氨氮總產(chǎn)量為每天0.37 g，最高可達每天0.78 g[15]。張曉迪等[16]研究發(fā)現(xiàn)，1～42日齡，白羽肉雞平均每只雞排放氨氣2 778 mg，平均氨氣排放率為每天每只66 mg。禽舍內(nèi)氨氣的來源主要包括以下方面：1)家禽的氮代謝主要通過氨基酸降解以及嘌呤核苷酸代謝生成尿酸，而相當數(shù)量的這些尿酸被排到動物胃腸道，在微生物脲酶的催化作用下，水解生成氨；2)家禽消化道短，營養(yǎng)物質(zhì)消化率低，未消化的蛋白質(zhì)、氨基酸等含氮營養(yǎng)物質(zhì)以糞便形式排出，在各種微生物的作用下分解產(chǎn)生氨氣；3)舍內(nèi)飼料殘渣和墊料等堆積發(fā)酵含氮有機物分解產(chǎn)生氨氣[17]；此外，肉雞飼養(yǎng)密度過高，雞舍通風不良，濕度過高等多種因素均導致舍內(nèi)氨氣濃度升高[18]。

2 氨氣對肉雞健康的影響

2.1對生長性能的影響

動物血液中氨氣濃度過高會影響腦神經(jīng)和肌肉細胞的新陳代謝，導致氨中毒，抑制采食中樞；另外，高濃度氨會加劇機體肝臟等器官解毒，消耗大量的能量，進而降低肉雞的生長性能[19]。高濃度的氨氣會降低肉雞的體增重、采食量及飼料轉(zhuǎn)化率。研究報道，52 mg/kg的氨氣顯著降低21日齡肉雞的飼料轉(zhuǎn)化率，80 mg/kg的氨氣顯著降低42日齡肉雞的平均日增重和平均日采食量[2]。李聰?shù)萚20]研究報道，隨著雞舍內(nèi)氨氣濃度的升高，肉雞的平均日增重和平均日采食量降低。Charles等[21]研究報道，102 mg/kg的高濃度氨氣持續(xù)處理1周，顯著降低肉雞的平均日采食量和平均日增重。李東衛(wèi)等[22]研究報道，80 mg/kg氨氣顯著降低肉雞的平均日增重和平均日采食量。Miles等[23]研究發(fā)現(xiàn)，0、25、50、75 mg/kg氨氣處理肉雞28 d，50和75 mg/kg組的肉仔雞體重量顯著低于對照組。綜上，氨氣應(yīng)激能夠降低肉雞的生長性能，不利于肉雞的健康生長。

2.2對屠宰性能和肉品質(zhì)的影響

氨氣應(yīng)激可以在不同程度上降低肉雞屠宰率、半凈膛率、全凈膛率、胸肌率和腿肌率；氨氣應(yīng)激顯著升高了腿肌中飽和脂肪酸含量，降低了不飽和脂肪酸含量以及多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值[24]。雞舍高濃度氨氣影響肉雞的肉品質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，隨著舍內(nèi)氨氣濃度的升高影響逐漸增強，并且具有時間累加效應(yīng)[25]。高濃度的氨氣使胸肌水皰發(fā)生，降低胴體評分等級[26]，增加胸肌滴水損失和剪切力，增加胸肌的亮度(L*)值和黃度(b*)值，降低了紅度(a*)值[27]。高通量測序表明，25 mg/kg氨氣導致胸肌重96個基因下調(diào)和67個基因上調(diào)[28]。李聰?shù)萚20]研究報道，氨氣顯著升高肉雞胸肌的滴水損失，但是胸肌pH、肉色的影響都未達顯著水平；同時隨氨氣濃度的升高，腹脂率提高，表明高氨對肉雞脂肪沉積有一定的影響。周風珍[29]研究發(fā)現(xiàn)，50 mL/m3氨氣處理2周后，肉雞胸肌pH顯著降低，肉色L*值顯著增加。以上研究表明，氨氣刺激能夠降低肉雞的屠宰性能和肉品質(zhì)。

2.3對免疫功能和血液生理指標的影響

在氨氣應(yīng)激條件下，肉雞產(chǎn)生大量的球蛋白來進行防御，但是，隨著氨氣應(yīng)激時間的延長，動物機體的免疫功能逐漸下降[30]。胃腸道內(nèi)氨和舍內(nèi)環(huán)境氨共同作用影響肉雞的免疫功能，有研究報道，氨氣濃度達到15 mg/kg時明顯降低動物的抵抗力[31]。氨氣經(jīng)肺泡進入血液，與血紅蛋白結(jié)合，使血紅素變?yōu)檎F血紅素，降低血紅蛋白的攜氧能力，使機體抵抗力下降[32]。氨氣應(yīng)激影響血液中細胞因子的含量，損害肉雞的免疫功能[19]。有研究報道，高濃度氨氣顯著降低肉雞血液中溶菌酶活性以及自然殺傷細胞殺傷活性[33]。李聰[34]研究發(fā)現(xiàn)，50 mg/kg氨氣顯著降低42日齡肉雞血清中白細胞介素-1β(IL-1β)和白細胞介素-6(IL-6)含量。氨氣應(yīng)激顯著降低肉雞血漿谷胱甘肽過氧化物酶活性，顯著增加血漿丙二醛含量和谷氨酸丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶活性[35]。Zhang等[9]研究報道，75 mg/kg氨氣導致肉雞肝臟脂類合成、氨基酸分解、氧化應(yīng)激和肝損傷相關(guān)蛋白上調(diào)21個，能量代謝、細胞骨架結(jié)構(gòu)、免疫及炎癥反應(yīng)和解毒功能相關(guān)蛋白下調(diào)17個。宋弋等[2]研究報道，氨氣通過肺泡進入血液，部分能夠進入肝臟轉(zhuǎn)化為尿酸，但是大部分存留在血液中，導致血氨濃度升高。張西雷[36]報道，舍內(nèi)高濃度(770 mg/kg)氨氣顯著升高肉雞血氨水平、血清總蛋白、球蛋白以及尿素氮含量；顯著提高肉雞血液中乳酸脫氫酶、肌酸激酶和堿性磷酸酶的活性。有研究報道，血液中紅細胞數(shù)量、紅細胞壓積和紅細胞平均體積隨著氨氣濃度的增加而升高[37]。氨氣顯著升高了血清中與脂肪代謝有關(guān)的激素三碘甲腺原氨酸(T3)和四碘甲腺原氨酸(T4)含量，進而影響肉雞的脂肪代謝[38]。

2.4對呼吸系統(tǒng)的影響

呼吸系統(tǒng)對氨氣的刺激較為敏感，氨氣經(jīng)氣管到達動物肺部，長時間處于氨氣刺激下，氣管和肺部組織會發(fā)生病變甚至壞死，嚴重時造成細支氣管的上皮層堵塞、水腫、肺不張、出血和肺泡氣腫，導致呼吸機能紊亂[39]。李聰[34]研究發(fā)現(xiàn)，隨著氨氣濃度升高，肉雞氣管組織中緊密連接蛋白-1(claudin-1)和黏蛋白-2(MUC2)表達量皆顯著降低，氣管組織細胞半胱天冬酶-3(caspase-3)的表達量顯著升高，表明氨氣應(yīng)激破壞了肉雞氣管組織的黏膜屏障作用，誘導肉雞氣管組織細胞發(fā)生調(diào)亡。有研究報道，氨氣應(yīng)激導致肉雞氣管上皮細胞脫落壞死和出血，肺臟明顯出血和淤血，并且氣管損傷和肺部損傷的程度隨著氨氣濃度的升高而增加[40-41]。

2.5對繁殖性能的影響

高濃度的氨氣會危害動物的繁殖機能，對胚胎發(fā)育造成危害[42-43]。氨氣應(yīng)激使得蛋雞的產(chǎn)蛋性能下降，且隨著氨氣濃度的增高，影響越顯著[44]。研究報道，當氨氣濃度達到23.4 mg/m3時，氨氣濃度每增加1 mg/m3，產(chǎn)蛋率下降0.81%[45]；在50～80 mg/kg的環(huán)境中飼養(yǎng)8周，產(chǎn)蛋量下降9%，100 mg/kg飼養(yǎng)10周，產(chǎn)蛋率由81%降低至68%[46]；當氨氣濃度達到200 mg/kg時，顯著降低蛋雞的產(chǎn)蛋量[47]。以上研究表明，氨氣應(yīng)激能夠降低蛋雞的產(chǎn)蛋量，損害繁殖性能。

2.6對福利的影響

氨氣對動物的損害程度取決于空氣中氨氣的濃度和與接觸氨氣時間的長短。長期氨氣刺激影響肉雞的福利。當雞舍內(nèi)氨氣濃度達到25 mg/kg時，雞的氣囊炎發(fā)病率增加；當達到50 mg/kg時，雞的眼睛角膜炎和結(jié)膜炎發(fā)病率增加[48]。李東衛(wèi)等[22]研究報道，50 mg/kg氨氣顯著降低肉雞的趴臥持續(xù)時間，80 mg/kg氨氣極顯著降低肉雞趴臥持續(xù)時間。孟麗輝等[49]研究報道，氨氣顯著影響了肉雞的腳墊評分、跗關(guān)節(jié)評分及步態(tài)評分，隨著舍內(nèi)氨氣濃度的升高，肉雞羽毛污損、腳墊感染以及跛行等狀況的發(fā)生率及嚴重程度加大。25 mg/kg氨氣顯著降低蛋雞覓食、休息以及整理羽毛的行為頻率[12]。Wathes[50]研究報道，舍內(nèi)氨氣超過50 mg/kg導致肉雞跛行明顯，加劇跗關(guān)節(jié)或腳墊處的皮膚損傷及炎癥，福利水平降低。王忠等[37]研究報道，氨氣濃度低于40 mg/kg不會導致肉雞腹水征的發(fā)生，而80 mg/kg的氨氣會誘發(fā)腹水征。

3 應(yīng)對措施

3.1加強飼養(yǎng)管理和環(huán)境監(jiān)測

研究發(fā)現(xiàn)，畜禽舍內(nèi)氨氣濃度與舍內(nèi)溫度、濕度密切相關(guān)[51]。Ferguson等[52]研究發(fā)現(xiàn)，濕度較高導致舍內(nèi)墊料氨氣釋放量增加。Wheeler等[53]發(fā)現(xiàn)墊料重復使用的雞舍氨氣排放量顯著高于使用新鮮墊料的雞舍。因此，保持畜禽舍內(nèi)清潔及時清除舍內(nèi)糞便，更換新鮮墊料，控制適宜的溫度和濕度，合理的通風換氣，能夠有效降低舍內(nèi)氨氣濃度。此外，對肉雞舍內(nèi)氨氣濃度進行監(jiān)測，了解舍內(nèi)氨氣變化情況，才能及時地調(diào)控舍內(nèi)氨氣狀況。目前，采用現(xiàn)代化的雞舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合多種環(huán)境指標傳感器，進行肉雞舍環(huán)境多點連續(xù)監(jiān)測，能夠?qū)崟r監(jiān)測舍內(nèi)溫度、濕度和氨氣等多種環(huán)境指標，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動分析處理和超閾值自動報警，為雞舍管理提供科學的方法，提高管理效率[54-55]。彭占武等[56]設(shè)計基于ZigBee的無線環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)﹄u舍內(nèi)溫度、濕度、氨氣等環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測，養(yǎng)殖戶可通過互聯(lián)網(wǎng)隨時隨地查看雞舍內(nèi)環(huán)境的實時數(shù)據(jù)。

3.2合理調(diào)控飼糧

飼糧組成是影響肉雞舍內(nèi)氨氣濃度的一個主要原因。利用理想蛋白質(zhì)技術(shù)配制低蛋白飼糧，降低飼糧蛋白質(zhì)水平，提高蛋白質(zhì)的利用率，減少氮的排出量。氨氣的產(chǎn)生與飼糧中蛋白質(zhì)含量及消化率有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，雞舍內(nèi)氨氣的主要來源是微生物降解肉雞排泄物中的氮，而排泄物中的氮99%來自飼糧[15]。研究報道，在肉雞飼糧中保持必需氨基酸攝入量的同時降低總蛋白質(zhì)的含量能夠減少氮的損失，飼糧蛋白質(zhì)水平每降低1%，尿氮和糞氮的排出分別減少8%～9%和2%～3%，氨氣的排放量減少8.0%～12.5%[57-58]。

3.3合理使用添加劑

通過在飼糧中添加酶制劑、益生菌、植物提取物降低糞中氨氣的排放。在飼糧中添加酶制劑能夠降低腸道內(nèi)容物的黏度，提高腸道酶活，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，進而降低糞便中氮含量，減少舍內(nèi)氨氣的產(chǎn)量[59]。益生菌可減少氨及其他有害物質(zhì)的生成，使腸道中氨含量降低，從而降低氨氣的排放量。Hossain等[60]研究報道飼糧中添加0.1%復合益生菌(枯草芽孢桿菌、丁酸梭菌和嗜酸乳酸桿菌)顯著減少氨氣的排放量。孫瑞鋒等[61]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加0.3%菊糖和0.1%芽孢桿菌能夠有效地減少肉雞排泄物中氨氣散發(fā)量。絲蘭屬等植物提取物有較強的吸附能力，可改善腸道內(nèi)環(huán)境，減少氨氣的排放量，改善雞舍空氣質(zhì)量[62-64]。此外，脲酶抑制劑能夠抑制腸道內(nèi)容物或排泄物中微生物脲酶的活性，從而抑制含氮化合物尿酸、尿素等的分解，減少氨氣的排放。研究報道，在飼糧中添加脲酶抑制劑能夠影響體內(nèi)氮代謝，有效降低糞尿中氨態(tài)氮的分解速度，減少排泄物中總氮的排放量進而降低舍內(nèi)氨氣含量[65-66]。此外，鋁鹽引起雞糞中pH的下降和脲酶活性、氮損失的改變，從而控制雞糞中氨的釋放[67]。

3.4排泄物處理

4 小 結(jié)

隨著肉雞產(chǎn)業(yè)集約化的發(fā)展以及遺傳育種技術(shù)的不斷提高，肉雞的生長性能不斷提高，出欄日齡逐漸縮短，但是肉雞受環(huán)境的影響越來越大。本文總結(jié)分析了肉雞舍內(nèi)氨氣的來源、危害和減排措施，但是氨氣對肉雞健康影響的具體作用機制尚不清晰。而且目前多數(shù)為評估雞舍氨氣濃度單一因素對肉雞的影響，而結(jié)合溫度、濕度等多因素組合效應(yīng)的研究鮮有報道。因此，深入研究雞舍內(nèi)氨氣濃度變化，結(jié)合多組學等新技術(shù)明確氨氣對肉雞健康的影響的作用機理，探索降低舍內(nèi)氨氣的切實有效措施，對我國肉雞產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展意義重大。

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*Corresponding author, professor, E-mail: sa6289@126.com

EffectsofAmmoniaonHealthofBroilersandtheCountermeasures

SUN Yongbo XING Huan LUAN Sujun WANG Ya SA Renna*ZHANG Hongfu

(StateKeyLaboratoryofAnimalNutrition,InstituteofAnimalScience,ChineseAcademyofAgriculturalScience,Beijing100193,China)

Ammonia is the most harmful gas in the chicken house, and long-term ammonia stress is not conducive to the healthy growth of broiler chickens. It is of great significance to strengthen the monitoring of ammonia concentration in broiler houses and study the effects of ammonia on the health of broilers, and to reduce the emission of ammonia nitrogen for guiding the rational control of the ammonia in broiler houses and the development of healthy breeding. In this paper, we mainly reviewed the effects of ammonia on growth performance, slaughter performance and meat quality, immune functions, respiratory tract, reproductive performance and welfare and other aspects of broilers, and the monitoring and abatement measures of ammonia, aiming to provide a reference for further researches on the mechanism of ammonia affects broiler health and reasonable regulation of ammonia in broiler house.[ChineseJournalofAnimalNutrition,2017,29(11)：3870-3876]

ammonia; broiler; harm; emission reduction

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.11.005

S831.4

A

1006-267X(2017)11-3870-07

2017-04-13

國家重點研發(fā)計劃(2016YFD0500509)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金(CARS-42)；中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程(ASTIP-IAS07)

孫永波(1991—)，男，山東廣饒人，碩士研究生，動物營養(yǎng)與飼料科學專業(yè)。E-mail: ybsun2014@163.com

*通信作者:薩仁娜，副研究員，碩士生導師，E-mail: sa6289@126.com

(責任編輯 田艷明)