欧美等国的氨气排放总量中有80%~95%来源于农业生产,其中来源于动物粪便的超过80%,来源于动物饲料的不足20%。畜禽舍中的氨气主要来源于其粪便、尿液、垫料和地板上浪费饲料中的有机氮的分解。粪氮和尿氮散发到空气中,会成为酸雨形成的因素之一。长期堆放的粪便会造成土壤板结,危害植物。粪尿会污染地表水和地下水,危害人类的健康。大量的含氮物质会造成水体富营养化,导致水生动物和植物死亡,还会使水稻等作物大量减产,并严重影响沿岸的生态环境。

1牛舍中氨和氮的排放

1.1奶牛碳排放的来源

饲料中的淀粉和蛋白质在瘤胃微生物的作用下,被分解成VFA(挥发性脂肪酸)、氢气和二氧化碳等物质,在产甲烷菌的作用下生成甲烷。产生的甲烷通过动物反刍以嗳气的方式排出体外。甲烷菌合成甲烷主要有三个途径:(1)以CO2和H2为底物;(2)以甲酸、乙酸和丁酸等VFA为底物;(3)以甲基化合物为底物。以乙酸为底物的甲烷合成占30%,以氢和二氧化碳为底物的占70%。瘤胃八叠球菌是唯一可以利用甲胺、甲醇或乙酸的微生物。甲烷的生成是放能反应,可以合成ATP。此外,粪便堆放也可产生大量的甲烷气体。其原理是在厌氧条件下,微生物和甲烷菌分解VFA、CO2、H2和醇类等有机化合物而产生。

二氧化碳的排放主要来自家畜的呼吸。此外,以甲酸、乙酸和丁酸等挥发性脂肪酸为底物的甲烷合成及以甲基化合物为底物的甲烷合成,其产物除生成甲烷外,还产生了大量的二氧化碳。据报道,瘤胃气体的主要成分为:二氧化碳40%、甲烷30%~40%、氢气5%以及比例不恒定的少量氧和氮气(从空气中摄入),这些气体以嗳气的方式经口腔排出体外。

2减少氮排放的措施

奶牛氮摄入量与粪氮、尿氮及总氮排泄量呈正相关。尿液总氮中尿素氮的含量占80%以上。增加蛋白质的摄入量能够迅速增加尿氮的含量,并且超过动物蛋白质需要量的氮几乎都是通过尿液排出体外。因此,改变日粮蛋白质水平能够显著影响尿氮排泄量。粪氮排泄量相当稳定,约占干物质采食量的0.6%。可以通过日粮调控等途径以减少排泄物中含氮有机物的含量,从而降低畜舍内空气中氨的浓度。在畜禽饲料内添加丝兰属植物提取物等可以提高畜禽对饲料的利用率,以达到减少氮排放的效果。

2.1丝兰属植物提取物

丝兰属植物提取物的有效成分是丝兰皂甙,能抑制尿酶的活性,使尿素不能分解成氨气和CO2,从而可以降低畜舍空气中氨的浓度。添加丝兰皂甙还可以使血清中肌酸、胰岛素水平上升,促进蛋白质的合成,并且能减少能量、蛋白质和氧气的消耗。丝兰提取物中含有大量的丝兰皂甙,这些皂甙可能导致试验中奶牛抗氧化功能提高。实验证明皂苷成分能改善营养物质的消化吸收率,降低耗料,降低瘤胃中的pH值。

丝兰提取物中还含有大量的白黎芦醇和多酚类物质,Olas等研究证实白藜芦醇具有抗血小板氧化作用,同时可显著降低自由基含量(Zbikowska等,)[11];还有Olas等()[12-13]指出丝兰多酚是一种较强的抗氧化剂,能够提高机体的抗氧化功能,这些物质也有可能是试验中抗氧化功能提高的原因。试验结果显示,添加丝兰提取物使奶牛血清中GSH-Px、SOD和CAT的活性升高,MDA的含量降低,证明在试验条件下,丝兰提取物具有提高机体抗氧化功能的作用,不但从根源上减少氨、氮的排放,提高非蛋白氮的营养价值,减少正常排泄引起的氮损失。

丝兰提取物中的多糖成分可以结合氨分子,降低血液中的氨浓度,降低奶中氨和尿素的浓度,增加奶的蛋白浓度。

2.2饲料的加工方式

合理调制日粮可以提高饲料利用率。将饲料制成大小适中的颗粒,会增加饲料与消化道的接触面积和改善适口性,消化率因而也得到提高。饲料的膨化处理和颗粒化处理能使随粪便排出的干物质减少三分之一。

2.3改善畜舍养殖环境

第一,合理设计畜舍,设置良好的除粪装置和排水系统。

第二,从卫生管理着手,及时清除粪便和污水。

第三,改善舍内的温热环境特别是温度和湿度。由于氨极易溶于水,所以当舍内湿度过大时,氨被吸附在墙体和屋顶上,并随水分渗入建筑材料中,当舍内温度上升时,又挥发逸散出来污染空气。

第四,利用垫料或吸附剂可吸收一定量的氨气。这些吸附剂包括沸石、丝兰提取物、木炭、活性炭、煤渣、生石灰等。此外,对畜禽舍撒过磷酸钙,醋酸熏蒸,喷洒福尔马林、过氧化氢、过氧乙酸、高锰酸钾、硫酸铜、苯甲酸及乙酸等也可以降低空气中氨气的含量。

3小结

如前所述,采用氨化饲料、先粗后精,先粗后多次添加精料的饲喂方式、降低环境温度等方法相比其他方法具有低成本、对牛羊应激较小的优势,但是其减少甲烷排放的量比较少。在我国反刍动物的粗饲料以秸秆为主,其消化率较低,相当于劣质饲草,因此饲喂秸秆的反刍动物产生大量的甲烷,从而导致能量利用效率的下降。

丝兰提取物有助于反刍动物的健康,降低瘤胃和血浆中氨和尿素的水平,而且它还可以降低畜舍中的不良气味,提高饲料能量的利用率,提高动物的生产性能。其最大的优点是无残留、无三致、无抗药性,因此是可长时间连续使用的绿色饲料添加剂。

华昌动保

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