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减少猪尿氮排泄量及粪尿产氨量的技术
来源：现代畜牧网 http://www.cvonet.com
日本的畜产业从1956年以来得到了急速发展。然而，伴随着饲料生产的发展，再者由于能接受家畜排泄物返田利用的农田相当有限，引发了严重的环境问题。表l列出了畜禽产品的自给率和为了生产这些自给畜禽所必须自给的饲料比例。从表中可知饲料的总体自给率不超过25％，甚至以猪饲料和鸡饲料为主的精饲料几乎可以说是全部从国外进口。
饲喂这类饲料后，会排泄出大量的氮和磷，并不得不全部在国内处理、利用。根据生云的报道，家畜一年内的氮排泄量达77万吨，而向外界坚决排泄的氮大半部分排向地下水、河流、湖沼泽等生态环境中，引起环境污染。另外，由粪分解产生的氨气是恶臭物质之一，氨在欧洲被认为是引起土壤酸化的物质，因而强烈要求降低氨气的产生。氮的排泄量与氨的产生量间有直接联系，根据饲料营养学上的制约技术，要同时减少两者的数量是可行的。
众所周知，喂给添加氨基酸的低蛋白质饲料可降低尿氮的排泄量，而在标准蛋白质水平的饲料中添加苹果粕后尿氮的含量也会大幅度地降低；再者，使用甜菜粕、蜜柑粕、马铃薯淀粉粕等也能取得同样的效果。另外，添加氨基酸的低蛋白质饲料与苹果粕配合使用，尿氮的排泄量一般比市场上销售的商品饲料减少20～30％，猪舍中的产氨量约减少10％。本文将主要介绍笔者已经取得的研究成果。降低氮排泄量的技术饲喂添加氨基酸的低蛋白饲料
减少所用饲料中粗蛋白含量、添加必需氨基酸以补充营养的不足，不会影响猪的生长发育和肉质，而氮的排泄量将降低45％，这一技术已经在养猪场得到证明，目前正在推广普及。在粪尿处理中液体的处理最难，但有报告喂给低蛋白质饲料后会减少排尿量。笔者对体重约35千克的肥育猪，分别喂给蛋白质含量为16．4％的标准CP饲料(对照组)；或者喂给蛋白质含量为10．9％的低蛋白质饲料，同时在其中添加达到需要量120％以上的赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸及色氨酸(试验组)。试验结果表明，肥育猪的日增重均为660克，差异不明显；但与对照组相比，试验组猪粪中氮的排泄量减少了18％、尿氮的排泄量减少了50％，粪与尿的总氮排泄量减少了38％，同时粪尿产生的总氨量仅为对照处理的三分之一(表3)。另外，无意间排尿量减少了67％。按照齐滕的报道，饲料中蛋白质含量每减少1％，粪尿氮的排泄量约减少10％。因此，要用好这一技术，必须充分掌握促进生长发育的氨基酸需要量和饲料氨基酸的含量，如果稍不注意，会影响猪的生长发育，使肉质变差，尤其是脂肪含量增多。
饲喂添加苹果粕等高纤维原料的饲料
1、标准蛋白质水平饲料中添加苹果粕的效果
Canh等报道，用甜菜粕等含大量非淀粉多糖(NSP)的饲料喂猪，尿氮排泄量减少，相反粪中含氮量增多。苹果粕的大部分成份是NSP，化学组成与甜菜粕相似(表4)。因此，可以认为苹果粕也能减少尿氮的排泄量。据发现，在一般情况下，将苹果粕配合人饲料喂给猪食用后，可以显著减少尿氮的排泄量。图2列出了商品饲料和在商品饲料中添加23．1％苹果粕后，氮的摄入量及粪与尿氮的排泄量情况。一天摄入的氮，标准饲料组和苹果粕组分别为31．9克和35．3克，尿氮排泄量分别为16．8克和10．7克，苹果粕组减少了36％；粪氮排泄量分别为5．34克和10．9克，苹果粕组反而增多；粪尿总氮排泄量分别为22．1克和21．6克，差异不显著。
2、利用高纤维饲料原料，降低尿氮排泄量的组织模式图3以添加高纤维饲料原料为例，说明了尿氮排泄量降低的组织模式。甜菜粕和苹果粕在胃和小肠内几乎不被消化，进入大肠后NSP被肠道细菌当作能量使用，加快细菌增殖，由于苹果粕缺乏菌体蛋白合成所必需的氮源。因此，在肝脏合成后本来应该经肾脏排泄到尿中的尿素，经血液循环从消化道分泌出来，在大肠中分解成氨，再被细菌利用合成菌体蛋白。大肠中没有被利用的氨再经血液循环，流回肝脏后再次合成尿素。但添加苹果粕后，流回肝脏的氨减少了，结果尿中排出的氨也减少了。肝脏中合成尿素，经血液分泌到消化道，再以氨的形式返回肝脏的这一系列活动叫“尿素循环”。
反刍动物通过尿素循环，将尿素分泌到唾液和消化道内，使消化道内细菌增殖，这一点已经广为人知，但猪的尿素循环作用最近才清楚。在反刍动物，消化道内合成的微生物蛋白质在消化道的后部被动物机体利用。猪体内虽然肠内微生物生成的挥发性脂肪酸可作为能量利用，但细菌不能将它作为营养源利用，最终以粪的形式排出体外。如果在饲料中添加了苹果粕，尿氮减少了，而粪氮则增多了，但总体而言，粪尿的总氮排泄量几乎没有变化。
3、低蛋白质饲料中苹果粕、蜜柑粕、甜菜粕、马铃薯粕的添加效果根据Canh与山本的研究表明，猪喂给含高 NSP饲料原料的低蛋白质饲料后，尿氮排泄量将更低。蜜柑粕、甜菜粕、马铃薯粕与苹果粕一样富含 NSP和纤维素，由于纤维素在大肠中消化率高，可以达到降低尿氮排泄量的效果。但关于低蛋白质饲料中添加苹果粕、甜菜粕、蜜柑粕、马铃薯粕后的效果，尚无相关报道。图4显示了猪饲喂低蛋白质饲料或者含23．1％苹果粕的低蛋白质饲料后，氮的摄人量及在粪尿中的排泄量。低蛋白质饲料组及低蛋白质饲料苹果粕添加组中，氮的日摄入量分别为17．8克和18．6克，尿中的日排泄量分别为5．95克和3．11克，低蛋白质苹果添加组约低48％。相反，粪氮日排泄量分别为3．63克和6．86克，低蛋白质饲料苹果粕添加组则高于低蛋白质饲料组。总氮日排泄量分别为9．58克和9．97克，二者间没有明显的差异。甜菜粕、蜜柑粕和马铃薯粕均有降低尿氮排泄量的效果。图5以苹果粕为例列出了饲料中添加高纤维饲料原料后对尿氮排泄量的影响。与标准蛋白质水平饲料相比，添加苹果粕后，尿素排泄量减少了35～50％，与饲喂低蛋白质饲料的效果接近。添加氨基酸的低蛋白质苹果粕饲料******可减少70～80％的氮排泄量。除苹果粕以外，只要富含肠道微生物可利用纤维素且蛋白质含量低的饲料，同样也能达到促使尿氮排泄量和氨产生量减少的作用(表5)。
4、添加高纤维素饲料原料的饲养试验
虽然业已证明猪喂给含有高纤维饲料原料的饲料后，可降低尿氮排泄量和产氨量，但这些试验结果是在比较短的期间内主要是测定氮的吸收排泄获得的。也有报道了在实际饲养条件(群养、不停止喂料)下，给育肥后期的猪饲喂添加苹果粕和蜜柑粕的低蛋白饲料后，对生长发育及机体背膘厚度的影响情况。根据这些试验的结果，在低蛋白质饲料中添加10％的苹果粕和蜜柑粕后，对猪的生长发育及背膘厚度没有不良影响。与含标准蛋白质水平的饲料相比，尿氮排泄量分别减少59％和48％；另外氮总排泄量减少78％和64％(表6)。因此，苹果粕和蜜柑粕的添加量以10％为上限。
尿氮排泄量降低带来产氨量减少
低蛋白质饲料的饲喂效果
在猪尿的含氮化合物中，约97％以尿素形式存在，但猪舍中产生的氨并非来自粪中蛋白质态的氮，而主要是由尿中所含的尿素产生。现已知道了有哪些因子影响尿氮排泄量进而影响猪粪尿混合物的产氨量。图6显示了尿氮含量对粪尿产氨量的影响。由于尿中尿素排泄量受饲料中蛋白质含量的影响，饲喂低蛋白质饲料，氨的产生量也减少。然而，在日本，几乎未重视过通过利用饲喂低蛋白质饲料来减少氨的产生。在笔者所进行的试验中，与蛋白质含量为16．4％的对照组相比，蛋白质含量为10．9％的试验组尿氮排泄量减少了50％，同时由粪尿产生的氨气也减少了三分之二(表3)。阿部等报道，给妊娠前期的母猪饲喂粗蛋白12．5％的标准蛋白质含量饲料和粗蛋白10％的低蛋白质饲料后，低蛋白质饲料的产氨量约减少60％。已经证明，到妊娠中期为止，饲料中蛋白质含量以低于现行日本饲养标准为好；根据所喂饲料的情况，有望减少氮排泄量乃至氨的产生量。
苹果粕等高纤维饲料原料的添加效果
在添加氨基酸的低蛋白质饲料中再添加30％的苹果粕(另外喂给)，与低蛋白质饲料相比尿氮排泄量减少了50％，粪尿总产氨量减少了20％。另一方面，与尿氮排泄量相比，可以认为造成产氨量大大降低的主要原因是因添加苹果粕促使粪中的挥发性脂肪酸含量增多，造成粪的pI-I值下降，粪尿混合物中氨气难以挥发。粪尿浆的pit值降低则产氨量也减少，这已广为人知。在低蛋白质饲料中添加蜜柑粕、甜菜粕、马铃薯粕不能使粪尿混合物的pH降低，但同样能使氮排泄量和产氨量减少。
另外，利用山本等的方法，可在体外进行粪尿混合物产氨量的测定：将40克猪粪与160克猪尿混合，30℃下培养(图7)。
降低猪合产氨量的实例
在笔者与神奈川畜产研究所联合进行的研究中，将猪饲养在二问密闭的猪舍内，给试验猪饲喂标准蛋白质含量饲料和添加苹果粕的低蛋白质饲料，再比较猪舍所产生的氨气量。结果表明添加苹果粕的低蛋白质饲料组较喂标准蛋白质含量组的饲料组减少10％(图8)。该试验共进行了2周，在第7天将饲料对换，喂料开始后的第3～4天试验猪适应了饲料。本次试验仅做了苹果粕添加试验，添加甜菜粕、蜜柑粕、马铃薯粕后，猪舍产氨情况应该能达到相同的效果。
通过降低尿氮排泄量，作为增加收益的手段之一，冬季密闭断奶猪舍和仔猪舍内换气量减少，可节省暖气费。养猪场因为冬季换气调节失败，导致仔猪死亡的例子经常发生。另一方面，猪舍内高浓度的氨气对家畜的生产性能也有不良影响，必须引起注意。
饲料价格是否会升高
添加氨基酸的低蛋白质饲料
在养猪业中，饲料费用占了生产成本的大部分，那么如何看待饲料成本呢?蛋白质含量较高的饲料原料，相比较而言价格高些，那么随着饲料中蛋白质浓度的降低，饲料成本会降低。然而，在低蛋白质浓度下，必须添加氨基酸以补充蛋白质的不足，这样反而会使饲料成本升高。因此，为了兼顾营养与成本这两个方面，采取肥育前期的饲料蛋白质含量为12％、肥育后期为10％，再添加相比较言价格便宜的赖氨酸和苏氨酸，饲料成本就不会增高。当然，如果色氨酸等氨基酸的生产成本降低，就能利用廉价的饲料成本，达到减少氮排泄量和产氨量的效果。
粕类物干燥处理的必要性
苹果粕和蜜柑粕是由饮料厂排出的，大部分作为废弃物处理掉，这是事实。本文介绍的苹果粕、蜜柑粕和马铃薯粕均需干燥后利用，因此，无论如何一定要控制它们的干燥处理成本。本研究所购人的蜜柑粕和马铃薯粕的价格是每千克10～15日元，干燥后按吨计数。另外，甜菜粕一般作为饲料原料进行交易，至于苹果粕则目前还没有作为饲料的原料定价。
结束语
据估算，日本家畜排泄物的数量大致到达了返田利用的最高限量。最近，已经开始关注通过饲养技术来降低粪尿和粪尿中氮及磷的排泄量以有利于环境保护，也即采用生态型饲养技术。根据最近农林水产省的调查结果，有利于环境保护的饲料已占到全部饲料的20％。特别是在降低氮方面，通过饲喂添加氨基酸的低蛋白质饲料达到减少氮排泄量的饲养技术大致进入了实用阶段。从保护环境这一角度而言，减少氮排泄量和产氨量已是重要的事情，但对每位养猪户而言，其有利之处究竟能达到何种程度，至今尚不清楚。对于猪舍废水的排水标准，今后将越来越严厉，本文所介绍的大幅度降低尿氮排泄量的技术．对污水处理而言将是非常经济实用的。有关这方面的情况，择日再行讨论。
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