不同氮源對飼料營養(yǎng)價值及動物生產(chǎn)性能影響的研究進展

賈 柔，韓莉萍，王綠葉，吳 爽，周玉香*

(1.寧夏大學 農(nóng)學院，寧夏 銀川 750021；2.銀川市綜合執(zhí)法監(jiān)督局，寧夏 銀川 750000；3.寧夏鹽池灘羊選育場，寧夏 吳忠 751506)

近年來，隨著生活水平的提高，人們對優(yōu)質(zhì)多樣的肉產(chǎn)品的需求量不斷提升。飼料是養(yǎng)殖業(yè)的基礎(chǔ)。中國的優(yōu)質(zhì)飼料尤其是蛋白質(zhì)飼料多依賴于進口，其價格受貿(mào)易影響不斷浮動，嚴重制約著中國養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？茖W家發(fā)現(xiàn)，正確選擇氮源可以提高低質(zhì)飼料中的粗蛋白水平，在生產(chǎn)中部分替代蛋白質(zhì)飼料，尤其是在反芻動物中，瘤胃中的細菌、真菌以及原蟲能將這些氮源分解并生成氨，進而利用氨合成菌體蛋白，最終被動物水解吸收。本文通過對比不同氮源的利用對飼料營養(yǎng)價值和動物生產(chǎn)性能的影響，為氮源在生產(chǎn)中的應用提供更多選擇。

1 氮源的種類

作為氮源可被動物有效利用的添加劑很多，主要包括3大類：①尿素及其衍生物(如尿素、縮二脲、尿酸等)；②氨基酸及其衍生物；③氨及銨鹽(如液氨、氨水、硝酸銨、氯化銨等)。當前國內(nèi)外使用尿素作為氮源的情況最為普遍。

2 不同氮源對飼料營養(yǎng)的影響

2.1 對飼料營養(yǎng)物質(zhì)降解的影響

氮源處理飼料時，有助于破壞飼料的纖維結(jié)構(gòu)，促進營養(yǎng)物質(zhì)的消化降解，從而提高飼料利用率。孟春花等研究表明，碳酸氫銨顯著提高了發(fā)酵油菜秸稈中干物質(zhì)(Dry matter，DM)和粗蛋白(Crude protein，CP)的降解率；當碳酸氫銨添加量為15%或20%時，油菜秸稈的酸性洗滌纖維(Acid detergent fibre，ADF)的降解率顯著高于對照組。毛華明等用尿素處理稻草，發(fā)現(xiàn)稻草中干物質(zhì)的48 h降解率隨著尿素用量的加大而提高，當用量為60 g/kg DM時干物質(zhì)降解率相對未處理稻草提高12.76%。

Esther等用含鋅土壤分別添加尿素、硫酸銨、氯化銨3種氮源處理玉米秸稈與小麥秸稈，結(jié)果尿素處理組的秸稈分解速率最快，累計二氧化碳濃度最高。氮源的添加提高了秸稈的分解速率，同時鋅的存在對秸稈分解也起到協(xié)同作用。Anggraeni等對尿素處理的可可豆莢進行了12 h的體外產(chǎn)氣試驗，發(fā)現(xiàn)添加5%尿素的發(fā)酵處理組可可豆莢的降解速率最快，其次是直接添加5%尿素的處理組。氮源添加劑可以有效提高飼料營養(yǎng)成分的降解率，可能是由于提高了降解環(huán)境中微生物的數(shù)量，補足了微生物發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)，且微生物的活性相應提高。此外，氮源的添加也使得飼料表面的纖維結(jié)構(gòu)受到破壞，附著于纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)部的可溶性有機物和營養(yǎng)物質(zhì)暴露，降解過程的反應物增多，從而加快了飼料的降解。

2.2 對飼料品質(zhì)和營養(yǎng)價值的影響

氮源處理可以改善飼料品質(zhì)，有效提高飼料營養(yǎng)價值。用添加氮源的飼料飼喂反芻動物時，反芻動物瘤胃中的大量微生物會進一步利用這些氮素合成微生物蛋白供反芻動物利用。毛華明等研究發(fā)現(xiàn)，處理稻草時若僅添加Ca(OH)，稻草會出現(xiàn)發(fā)霉變質(zhì)的情況。但在此基礎(chǔ)上加入20 g/kg DM以上的尿素便可防止這種現(xiàn)象發(fā)生，同時稻草的CP含量大幅度提升。當尿素的用量增加到60 g/kg DM時，稻草的CP水平在原有基礎(chǔ)上提高了1.8倍。Fang等研究指出，添加尿素可以提高青貯稻草的發(fā)酵品質(zhì)以及發(fā)酵稻草的營養(yǎng)價值。Isibika等在預處理香蕉皮中補充氨來作為黑兵營幼蟲的培養(yǎng)底物，不僅增加了每千克香蕉皮所生產(chǎn)的CP含量，而且增加了黑兵營幼蟲的數(shù)量。氮源對營養(yǎng)成分的影響主要表現(xiàn)在CP含量的提高以及中性洗滌纖維(Neutral detergent fiber，NDF)與ADF含量的降低。氮源的添加可以破壞飼料中纖維素、半纖維素與木質(zhì)素之間交聯(lián)的酯鍵，從而降低飼料NDF以及ADF的含量，提高飼料利用率。此外，在發(fā)酵飼料中，氮源的添加為發(fā)酵所需微生物提供了更多營養(yǎng)，為厭氧菌的生長營造了適宜的環(huán)境，而細菌和霉菌的繁殖可能會受到抑制，從而對飼料品質(zhì)提升起到了積極影響。

3 不同氮源對動物生產(chǎn)性能的影響

3.1 對動物生長發(fā)育的影響

添加氮源引起的飼料營養(yǎng)價值提升以及適口性改善對動物生產(chǎn)性能產(chǎn)生了一定的積極影響。黃瑞鵬用碳酸氫銨發(fā)酵油菜秸稈替代40%的粗飼料飼喂威寧黃牛，試驗組牛的日增重顯著高于對照組，料重比顯著降低。程光明等研究發(fā)現(xiàn)，全株玉米青貯中添加尿素更有利于提高杜泊羊的生長性能、屠宰性能和肉品質(zhì)。Emmanuel等研究表明，飼料中添加1%和2%尿素的駱駝的平均日增重以及總增重顯著高于對照組。Adejoro等用尿素或硝酸鈣與單寧提取物結(jié)合飼喂育肥期羔羊，發(fā)現(xiàn)飼喂硝酸鹽的羔羊平均日增重較高。

氨基酸是一種優(yōu)質(zhì)氮源，在提供氮素的同時可平衡動物體所需氨基酸，促進生長發(fā)育。Cao等研究發(fā)現(xiàn)，補充亮氨酸可促進犢牛胃腸道的發(fā)育，提高犢牛的生長速度。

氮源可以提高飼料營養(yǎng)價值，為動物體生長補充氮素；在反芻動物飼養(yǎng)中補充氮源可以提高瘤胃微生物的活性，增加瘤胃中微生物蛋白的含量，中和精料比例過高導致的酸性內(nèi)環(huán)境；經(jīng)氮源發(fā)酵處理的飼料，適口性提高，動物采食量也隨之提高，從而對生長發(fā)育起到積極作用。氮源對不同動物的作用方式不同、用量不同均會對動物生長發(fā)育造成不一樣的影響，因此，在生產(chǎn)實踐中，要根據(jù)動物的不同品種以及生理狀況做出調(diào)整，在實踐中進一步探索得出合理的使用方法及添加量。

3.2 對反芻動物瘤胃發(fā)酵的影響

瘤胃液酸堿度是反映瘤胃內(nèi)環(huán)境和瘤胃內(nèi)容物發(fā)酵情況的重要指標，健康情況下，瘤胃pH在6.0～7.0之間波動。Benedeti等指出，在育肥期飼糧中添加緩釋尿素可以快速恢復由高精料帶來的瘤胃pH降低，也能為飼喂低精料飼糧的肉牛提供更高濃度的氨氮，從而增加瘤胃微生物蛋白質(zhì)的含量。Isabela等研究發(fā)現(xiàn)，瘤胃灌注尿素時消化道中的纖維發(fā)酵增強，瘤胃的pH波動逐漸趨于平穩(wěn)，說明尿素可以平衡瘤胃酸堿度，為微生物營造適宜的生存環(huán)境。Nguyen等研究顯示，飼料中添加尿素后水牛瘤胃液中乙酸和丙酸的濃度顯著提高，說明碳水化合物在瘤胃中被更好地分解利用，同時總揮發(fā)性脂肪酸增加，更有助于能量的轉(zhuǎn)化與水牛的生長。另外，尿素的添加也使得水牛瘤胃中氨氮的濃度相比于對照組和其他組顯著提高。Xu等用尿素部分替代豆粕作為育肥期羔羊的飼料，發(fā)現(xiàn)隨著尿素補充量的增加，瘤胃中氨的濃度與pH呈線性增加，血液中氨的濃度和尿素氮的濃度也隨之呈現(xiàn)上升趨勢。反芻動物攝入尿素后，尿素可被瘤胃內(nèi)相應微生物迅速分解為氨，導致瘤胃中氨氮濃度隨之上升，而過量的氨氮可能會造成動物體氨中毒，當尿素添加量為30 g/kg DM時，瘤胃pH仍在正常范圍內(nèi)，且羔羊未出現(xiàn)氨中毒情況。這些結(jié)果表明，尿素的補充可能在一定程度上影響瘤胃發(fā)酵，但只要使用水平不超過安全范圍，對動物體安全就不會造成嚴重影響。王夢芝等研究發(fā)現(xiàn)，不同分子形式的氮源會對瘤胃發(fā)酵指標造成不同影響，寡肽混合物可降低瘤胃液中的氨氮濃度，減少氮源的浪費。此外，肽類可以刺激瘤胃微生物生長，例如小肽更有利于原蟲的生長。王光等研究等量的菌糠、酵母膏、尿素、氯化銨、硫酸銨對花生蔓在瘤胃液中發(fā)酵情況的影響，發(fā)現(xiàn)以氯化銨為氮源時木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的活性顯著高于其他組，羧甲基纖維素酶的活性顯著高于菌糠組、酵母膏組以及尿素組，酶的活性越高，其對瘤胃內(nèi)相應物質(zhì)的分解越徹底。

瘤胃作為反芻動物的主要消化器官，其發(fā)酵指標反映了反芻動物的健康狀況，同時決定了反芻動物后續(xù)的生長發(fā)育，氮源作用于瘤胃時可以有效調(diào)節(jié)瘤胃的酸堿度，營造適宜的瘤胃內(nèi)環(huán)境，也可以影響瘤胃微生物的區(qū)系及相對數(shù)量，提高飼料的利用率，從而促進反芻動物生長發(fā)育。

3.3 對動物體消化代謝的影響

氮源的添加對干物質(zhì)、CP、NDF和ADF的消化代謝有顯著影響。Cao等用尿素發(fā)酵柿枝飼喂肉牛后發(fā)現(xiàn)，添加尿素提高了肉牛對柿枝的消化率。Rebelo等探究硝酸鹽或尿素替代豆粕對肉牛消化代謝的影響，發(fā)現(xiàn)飼喂21 d后2種氮源均降低了肉牛糞尿氮排放以及每日甲烷排放量，而添加硝酸鹽試驗組比添加尿素試驗組氮消耗少。Zhang等試驗指出，尿素或硝酸鹽的添加提高了瀏陽黑山羊的NDF消化率，減少了氮潴留以及腸道甲烷排放量。Olijhoek等發(fā)現(xiàn)硝酸鹽的加入使奶牛的氫排放量增加，甲烷產(chǎn)量隨著硝酸鹽濃度的增加而線性下降。此外，牛奶和尿中的硝酸鹽的濃度也呈上升趨勢，但這種增加并沒有對動物健康與人類食品安全構(gòu)成威脅。消化道氮排放降低，存留氮越多，說明氮的利用率提高的同時飼料的利用率也在提高，甲烷是消化道氮排放的主要方式之一，而甲烷等溫室氣體一直是限制養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要因素，從飼料方向降低甲烷排放量是當前行業(yè)研究的熱點。因此，在動物生產(chǎn)中補充氮源可以促進飼料營養(yǎng)物質(zhì)的消化代謝，減少氮損失，提高生產(chǎn)效益，更能有效減少動物體排泄物對環(huán)境的污染。

3.4 對動物血液生化成分的影響

血液生化指標一方面可以反映出動物體內(nèi)物質(zhì)代謝的情況，另一方面也能反映出體內(nèi)一些組織與器官是否發(fā)生功能性變化。氮源進入體內(nèi)后會被酶類和微生物分解，從而進入體循環(huán)引起血液生化指標的改變。Villar等用硝酸鹽和等氮的尿素飼喂雜交綿羊來評估硝酸鹽的添加對綿羊胰島素和葡萄糖水平的影響，表明低劑量(1.8%)的硝酸鹽補充并不會影響綿羊?qū)ζ咸烟堑臄z取和綿羊的胰島素敏感性。但是，飼喂硝酸鹽的試驗組中胰島素濃度有較大的組間差異，這表明硝酸鹽可能會對胰島素代謝有影響，但這種影響也存在很大的個體差異。John等用尿素發(fā)酵稻殼飼喂揚卡薩公羊，尿素處理組的羊具有較高的血紅蛋白和紅細胞含量，說明尿素處理增強了組織水平上的營養(yǎng)物質(zhì)供應和利用；尿素處理后揚卡薩公羊的血液嗜酸性粒細胞、中性粒細胞和單核細胞值均高于對照組但在正常范圍內(nèi)，證明尿素添加量的設置在合理范圍內(nèi)。在動物生產(chǎn)中，血液生化指標可作為動物營養(yǎng)水平的參考依據(jù)，氮源的使用可以在一定程度上影響血液生化指標，選擇合適的氮源并設定適宜的添加量，會提高動物體對營養(yǎng)物質(zhì)的利用，為各器官組織供應能量，但過高的添加量可能會導致器官損傷，從而危及動物生命。

3.5 對動物尿液理化成分的影響

飼料中添加氮源不僅可以緩解優(yōu)質(zhì)飼料的短缺問題，還會對動物的尿液理化指標造成一定的影響。

尿結(jié)石被稱為畜牧養(yǎng)殖場第5大致死類流行性疾病，而氯化銨常被用來治療尿結(jié)石。作為一種無機氮源，氯化銨在動物體內(nèi)可分解產(chǎn)生氫離子，從而調(diào)節(jié)尿液的酸堿度，溶解泌尿系統(tǒng)中的一些不溶性鹽，減少礦物質(zhì)堆積，降低尿結(jié)石發(fā)病率。Efsa研究指出，氯化銨作為飼料酸度調(diào)節(jié)劑時可以有效降低反芻動物、狗和貓尿液的pH，減少尿中礦物質(zhì)沉積。在飼糧中添加21.3 g/d的氯化銨即可顯著降低牛尿結(jié)石的產(chǎn)生，而飼糧中補充0.2%氯化銨即可對綿羊尿結(jié)石產(chǎn)生預防作用。郝志強等構(gòu)建了Wistar雄性大鼠腎結(jié)石動物實驗模型，分析氯化銨灌胃對大鼠的血液與尿液生化指標的影響，發(fā)現(xiàn)在第3～10周內(nèi)氯化銨灌胃的大鼠結(jié)石生成率顯著降低。將試驗組第2～10周的尿素、肌酐、尿酸，第5～10周的血鈣，第6～10周的血鎂、血磷含量與對照組生理鹽水灌胃的大鼠進行比較，表明氯化銨可以有效減少尿液礦物質(zhì)含量，預防尿結(jié)石產(chǎn)生。

Wang等研究了瘤胃氯化銨輸注誘導的陰性飲食陽陰離子差異(DCAD)對泌乳奶牛尿液理化成分的影響，表明隨著DCAD的降低，泌乳奶牛尿液pH呈線性下降，尿量呈線性增加。每日尿中Cl、Ca、PO、尿素氮和銨的排泄量隨DCAD的降低呈線性增加，這與于磊等的研究結(jié)果類似。

Mavangira等在山羊羯羊的基礎(chǔ)飼糧水平上添加450 mg/kg DM的氯化銨，8 d后收集24 h尿液，發(fā)現(xiàn)氯化銨處理組山羊尿液的pH<6.5，低于對照組。在添加氯化銨后，山羊尿液中鈣和鐵的氯化物含量顯著提高。尿結(jié)石的成分主要為鈣、鎂、磷等礦物質(zhì)鹽結(jié)晶，是一種代謝異常疾病。當尿液酸化后，這種難溶性的礦物質(zhì)結(jié)晶將被置換出來形成可溶性鈣、鎂、磷化合物，從而被動物排出體外，患尿結(jié)石的幾率也會降低。動物生產(chǎn)中常見的疾病除尿結(jié)石外還有很多，靠藥物治療不僅費用高也極易形成藥物殘留，藥物排出體外后不易被降解也會造成環(huán)境污染。因此，從飼料水平降低動物常見疾病發(fā)病率，也將成為后續(xù)研究的重點課題。

4 結(jié) 論

飼料中添加氮源可以提高飼料營養(yǎng)價值，改善飼料品質(zhì)，提高飼料營養(yǎng)物質(zhì)的降解速率。在反芻動物養(yǎng)殖中，氮源的添加可以促進瘤胃生長發(fā)育，刺激胃腸道消化吸收，減少甲烷排放。適當?shù)牡刺砑舆€可以預防動物體尿結(jié)石的產(chǎn)生。氮源的選擇受到動物品種、飼養(yǎng)管理以及添加劑種類和用量的制約，使用不當可能會對動物體器官造成損傷，甚至會危及生命。因此，為了更有效的利用這些氮源，還需要在氮源的種類、作用機理、用法用量以及額外效應等方面進行更深入的探索。