如何通过营养手段减少畜禽氮的排放量

刘培培，冯焯

（河北农业大学动物科技学院，河北保定　071000）

如何通过营养手段减少畜禽氮的排放量

刘培培，冯焯

（河北农业大学动物科技学院，河北保定071000）

近年来，我国畜禽业迅速发展，给人们带来经济效益的同时，因其导致的环境问题也越来越受到人们的关注。畜禽业污染的主要来源就是畜禽氮的排放。因此，为了更好地保护环境，建立农业与环境的友好型社会，寻找减少氮排放的方法已经越来越重要。文章从营养方面综述了目前畜禽氮排放的现状和畜禽排泄物中氮的来源、污染及其影响因素，探讨了通过营养手段减少畜禽氮排泄及污染的有效方法。

畜禽业；营养手段；减少；氮的排放

1　畜禽氮排放的现状

目前，环境污染问题已越来越受到人们的重视，而农业污染更是环境污染中的重中之重，畜禽粪便污染作为农业污染的重要组成部分，已经受到重视[1-3]。而不少研究已表明，养殖业的发展已对中国的环境构成了严重威胁[4-6]。畜禽粪尿及废水的污染负荷超过工业废水和生活污水的总和，成为农业生产污染的重头戏[7]。中国第一次全国污染源普查资料显示，农业生产导致的氮排放约占氮排放总量的50%。马林等研究表明，我国东北地区的畜禽污染有愈演愈烈的趋势[8]。调查表明，畜禽粪便的氮污染数量巨大，已严重超过环境承载力。研究表明，1999年我国畜禽粪便产生量已达19亿t[9]。刘晓莉等研究表明，2002年我国氮污染面积已达52 kg·hm-2[10]。王方浩等发现，到2003年，我国氮污染面积已增长至107 kg·hm-2[11]。2009年对猪禽粪尿氮磷排放量的分析结果表明，中国畜禽氮的年产生量约为1 399.8万t[12]。欧盟的农业政策把170 kg·hm-2粪肥年施氮量作为限量标准，并规定不能超过此标准[13]。但是，中国的四川、北京等地的畜禽产氮量都已达到202.98 kg· hm-2，远超过这一警戒线。而在黄淮海地区，猪、牛、羊3种畜禽的粪尿氮总产生量为326.2万t[14]。我国猪禽粪尿氮的年排放总量甚至达213.1万t[15]。在改革开放的20年里，我国虽然尽力提高畜禽粪尿的处理水平，但是与其他发达国家还存在巨大差距。研究表明，我国仍有80%的规模化养殖场因缺乏必要的污染治理设施使大量的畜禽粪尿直接进入大气、水体和土壤环境，对环境造成巨大污染[16]。

2　影响畜禽排泄物中氮排放的因素

畜禽排泄物中氮是由粪氮和尿氮构成，其中粪氮包括未消化的氮、微生物氮和内源氮。家畜粪中的氮素大多数是复杂的含氮有机物，以羊粪含氮量最高；而家禽粪中的氮以尿酸态为主，无法被直接吸收，必须经过腐熟后才能使用，而在家禽中，鸡粪的含氮量是最高。影响畜禽排泄物中氮排放最主要的因素是碳氮比。畜禽粪中氮主要来源是含氮有机物降解所产生的，畜禽粪中的氮绝大部分是由此部分产生。

3　危害

畜禽场粪便分解产生的NH3等不仅污染了环境，对人畜的健康也造成了不良影响[17]。一部分氮挥发到大气中可造成酸雨，危害人类和农作物，其余大部分则以硝酸盐的形式渗入地下或地表，造成更广泛的污染。而且氨气的水溶性较高，可吸附在畜禽的皮肤黏膜和眼结膜上，产生炎症。有研究表明，当鸡舍内氨气达到20 ppm并持续一段时间时，会引起鸡肺部充血水肿，鸡食欲下降，产蛋率降低；达到50 ppm时，会使鸡发生喉头水肿、坏死性支气管炎、肺出血、呼吸频率降低，严重的将导致死亡；达到80 ppm时，持续两个月后，产蛋率可降低90%。因此，应尽力提高畜禽业中氮的利用率，减少粪中氮的排泄及污染，并减少饲料的浪费。随着人口的不断增加，传统的畜牧业发展模式已经远远不能满足要求，实行集约化的养殖模式已是大势所需。但目前集约化的养殖模式也产生了一系列的环境问题，尤其是在大城市周围，其规模较大、运输成本较高，产生的粪便不能完全投入到农业生产之中，反而污染了环境[18]。

4　解决方法

4.1科学确定氨基酸的含量和需要量

因饲料种类较多，而且品质不一，因此为了更好地设计饲料配方，必须科学估测饲料中氨基酸的含量、畜禽对氨基酸的需要量以及对氨基酸的利用率。因此，不仅要测定饲料原料中各种氨基酸含量，还必须测定各种动物对氨基酸的消化率，从而设计更好的饲料配方。还应考虑影响畜禽氨基酸需要量的因素，如品种、日龄、生产水平、管理方式、畜禽健康状况等，还要选择有代表性的动物，应用一些先进的技术，形成切实可行的标准计算模式，从而减少饲料的浪费和更多氮的排出。

4.2选择优质饲料原料

在配制日粮过程中，选择饲料原料不仅要考虑氨基酸含量，更要注意氨基酸的利用率。各种氨基酸的真消化率直接影响氮排出量。而影响饲料原料中各种氨基酸真消化率的因素有饲料原料种类和动物个体本身。因此在生产实践中，一定要选择氨基酸含量多的饲料原料，并选用消化率好的动物，从而减少过量氨基酸的降解排出，减少环境污染。

4.3科学配制加工日粮

减少氮排出量的方法有很多，其中最有效的就是降低日粮中粗蛋白质含量。例如当猪日粮中的粗蛋白质含量降低1%，氮排出量可减少约8.4%；而对于鸡来说，粗蛋白质含量每降低2%，氮的排出量可减少20%，但是并不能无限制的降低粗蛋白质含量，还必须考虑满足畜禽营养需要，而且动物本身并不需要蛋白质，只需要组成蛋白质的氨基酸即可。因此日粮中氨基酸组成和氨基酸的有效含量越接近于畜禽维持和生产需要，畜禽利用日粮氨基酸的转化能力就越强，需要的有效蛋白质就越少，而且此时粪尿中氮的排泄量也会减少，这样既能保证畜禽正常的生产，还可降低饲料蛋白质含量，减少氮的排放。而且饲料颗粒大小直接影响着饲料利用效率，因此饲料经膨化和颗粒加工后，可提高饲料转化率以及氮的利用率。

4.4合理的饲喂方法

不同饲喂方法，蛋鸡对饲料营养物质的利用率也不相同。因此可以采用合适饲喂方法，从而达到提高饲料营养物质利用率、减少氮排出量的目的。

4.4.1分段饲养

畜禽的生产目的、生长阶段和生产水平不同，对营养物质的要求也不同，因此应对家禽采用分段饲养的方法，即在满足家禽营养需要的前提下，给以不同营养水平的日粮，从而使营养物质消耗减少的一种饲养方法。这种饲喂方法不仅可减少日粮的浪费，又能减少氮的排出量和对环境的污染。有研究表明，将罗曼蛋鸡产蛋期分成20～45周、46～78周两阶段饲养进行时，粗蛋白质含量降低1%～2%，氮的排出量减少25%～30%。

4.4.2限制饲养

限制饲养即限饲，是为了使蛋鸡性腺发育略受抑制，使其体成熟与性成熟同步，达到高产、稳产的目的，人为限制蛋鸡采食量。采食量的减少使饲料效率提高，氮排出量也相应减少，目前在蛋鸡生产中应用较为普遍。

4.5利用饲料添加剂

4.5.1酶制剂

在饲料中添加酶制剂，既可以改变内源性酶的活性以及补充其含量，又可降解非淀粉多糖，改善消化机能，提高饲料的利用率，从而减少粪中氮的排出量。王玲在玉米豆粕型日粮中添加主要成分是木聚糖酶、β-葡聚糖酶和纤维素酶的复合酶饲喂肉雏鸡，结果大幅提高了肉雏鸡对饲料中能量和蛋白质的利用率，干物质和粗蛋白质消化率分别提高11.02%和11.63%[19]。

4.5.2微生态制剂

张晓梅等用不同类型的微生态制剂饲喂雏鸡，结果表明，雏鸡血清和肠道蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶活性都有不同程度的升高，并且营养物质的消化吸收能力也相应的增强。这可能是因为微生态制剂可改善家禽体内微生态环境，提高各种微生物在体内的代谢，从而提高机体免疫力和抗病力，增强营养物质的消化吸收，促进畜禽的生长，减少环境的污染。有益微生物不但与畜禽肠内微生物联合使消化道菌群达到平衡，增强肠道活动能力，提高饲料利用率，还可阻止有害菌的进入，降低蛋白质向氨及胺转化率，从而减少氮排出量。

5　小结

为减少畜禽氮排放量，应该采取一系列措施，最终达到生态、经济、社会效益相统一。

[1]Mallin M A,Cahoon L B.Industrialized animal production-a ma⁃jor source of nutrient and microbial pollution to aquatic ecosys⁃ tems[J].Population and Environment,2003,24（5）:369-385.

[2]Kohyama K,Hojito M,Sasaki H,et al.Estimation of the amount of nutrients in livestock manure[J].Soil Science and Plant Nutrition, 2006,52（4）:576-577.

[3]Cambra-López M,Aarnink A J A,Zhao Y,et al.Airborne particu⁃late matter from livestock production systems:a review of an air pollution problem[J].Environmental Pollution,2010,158（1）:1-17.

[4]武淑霞.我国农村畜禽养殖业氮磷排放变化特征及其对农业面源污染的影响[D].北京:中国农业科学院,2005.

[5]张晖.中国畜牧业面源污染研究[D].南京:南京农业大学,2010.

[6]高懋芳,邱建军,李长生,等.应用Manure-DNDC模型模拟畜禽养殖氮素污染[J].农业工程学报,2012,28（9）:183-189.

[7]徐亚芬,王玉田.畜牧场废弃物对生态环境的污染及对策[J].当代畜禽养殖业,2001（8）:36.

[8]马林,王方浩,马文奇,等.中国东北地区中长期畜禽粪尿资源与污染潜势估算[J].农业工程学报,2006,22（8）:170-174.

[9]万晓红,邱丹,赵小明.太湖流域规模畜禽养殖场污染特性的解析[J].农业环境与发展,2000,17（2）:35-38.

[10]刘晓利,许俊香,王方浩,等.我国畜禽粪便中氮素养分资源及其分布状况[J].河北农业大学学报,2006,28（5）:27-32.

[11]王方浩,马文奇,窦争霞,等.中国畜禽粪便产生量估算及环境效应[J].中国环境科学,2006,26（5）:614-617.

[12]杨飞,杨世琦,诸云强,等.中国近30年畜禽养殖量及其耕地氮污染负荷分析[J].农业工程学报,2013,29（5）:1-11.

[13]侯彦林,李红英,赵慧明.中国农田氮肥面源污染估算方法及其实证:Ⅳ各类型区污染程度和趋势[J].农业环境科学学报, 2009,28（7）:1 341-1 345.

[14]赵路.黄淮海地区畜禽粪尿氮素资源利用及其环境效应研究[D].保定:河北农业大学,2009.

[15]武淑霞.我国农村畜禽养殖业氮磷排放变化特征及其对农业面源污染的影响[D].北京:中国农业科学院,2005.

[16]苏秋红.规模化养猪场饲料和粪便中铜含量分析及高铜猪粪对土壤的影响[D].泰安:山东农业大学,2007.

[17]田宁宁,李宝林,王凯军,等.畜禽养殖业废弃物的环境问题及其治理方法[J].环境保护,2000（12）:10-13.

[18]史光华.北京郊区集约化畜牧业发展的生态环境影响及其对策研究[D].北京:中国农业大学,2004.

[19]王玲.酶制剂在肉雏鸡饲料中的应用研究[J].饲料研究,2001, 13（2）:31-32.

[20]张晓梅,蔡荣,陈可毅.饲喂不同类型微生态制剂对雏鸡消化酶活性的影响[J].饲料研究,1999（7）:4-6.

How to Reducing Nitrogen Emissions from Livestock and Poultry through Nutrition Means

LIU Peipei,FENG Zhuo

（College of Animal Science and Technology,Hebei Agricultural University,Baoding 071000,Hebei China）

In recent years,the livestock is the rapid development of our country,to brings economic benefits,at the same time the problem of environment get more and more people's concern.The main source of pollution in the livestock and poultry industry is livestock nitrogen emissions.Therefore,in order to protecting the environment bet⁃ter,and establishing agricultural and environmental friendly society,finding out the ways to reduce emissions of ni⁃trogen has been more and more important.This paper summarized the current status of poultry and animal nitrogen emissions,sources,pollution of poultry from animal feces and its influencing factors from nutrition.Effective meth⁃ods for reducing nitrogen emissions and pollution of livestock and poultry by means of nutrition was discussed.

livestock and poultry industry;nutrition means;reduce;nitrogen emissions

TQ217；S814

A

1001-0084（2015）12-0012-03

2015-09-15

刘培培（1990-），女，河南驻马店人，硕士研究生，研究方向为动物营养与饲料科学。