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        控制豬氨氣排放技術研究進展

        時間:2011-03-10    點擊: 次    來源:家畜生態學報    作者:佚名 - 小 + 大

                我國是世界上生豬生產大國,生豬養殖業在我國畜牧業占有重要地位,隨著現代養殖技術在畜牧業上的廣泛應用,我國養豬業取得了飛速發展。但是現代化、集約化飼養條件下畜禽飼養密度的提高,導致養殖場環境日趨惡化,畜禽及其排泄物產生的有害氣體嚴重制約了畜牧業的可持續發展和生產效率的提高。因此,研究如何減輕、消除畜牧場有害氣體的排放對于保證畜牧業可持續發展具有重大意義。
                1、家畜體內氨的來源
                氨氣主要來自含氮化合物的降解,通過以下三個途徑:(1)尿酸的生物降解 C5H4O3N4+1.5O2+4H2O→5CO2+4NH3;(2)尿素的降解CO(NH2)2+H2O→CO2+2NH3;(3)未消化的蛋白質的降解Undigested proteins→NH3。以上的三個過程都受到微生物活動的影響。
                1.1 消化道中產生的氫
                氫基酸在家畜體內降解后,會在肝臟中轉變成尿素,而相當數量的尿素會被排到家畜的消化道,在腸道內被細菌分泌的脲酶分解產生氨。在對無菌環境中飼養的小鼠研究中發現,腸道內有75%的氨是由腸道內細菌脲酶分解產生的,這一部分氨是機體外源性氨的主要來源。
                1.2 蛋白質代謝過程中產生的氨 
                畜禽體內的氨主要來自氨基酸的分解,氨基酸在細胞內有多種代謝途徑,其中主要通過脫氨基作用產生氨。家畜的脫氨基作用主要在肝和腎中進行,其中有氨生成的主要是氧化脫氨基作用和聯合脫氨基作用。氧化脫氨基作用是氨基酸在酶的作用下,先脫氫形成亞氨基酸,進而與水作用生成α-酮酸和氨的過程。氧化脫氨基作用雖然能把氨基酸的氨基除去,但只能使谷氨酸氧化脫氨,故體內的大多數氨基酸脫去氨基,是通過轉氨基作用先與α-酮戊二酸進行轉氨基反應,將其氨基轉給α-酮戊二酸生成谷氨酸,而其本身轉變為相應的α-酮酸。然后谷氨酸再在L-谷氨酸脫氫酶的催化下,進行氧化脫氨基作用,生成氨和α-酮戊二酸。其總的結果是氨基酸脫去了氨基轉變為相應的α-酮酸和釋放出氨。這部分氨在體內主要通過轉變成尿素而隨尿液排出體外。
                2、豬排泄物中氨氣的產生
                養豬生產過程中的氨氣主要來自豬的排泄物,豬排泄物產生的有害氣體主要指氨氣、硫化氫、揮發性有機化合物(VOC)等,其中氨氣主要來自尿中尿素的分解,當糞尿混合時,由于糞中微生物有脲酶活性,因此尿素很快被分解為氨氣釋放到周圍的空氣中。豬所采食的氮約70%分別以糞氮(約20%) 和尿氮(約50%)的形式被排出體外。其中糞氮約80%是以有機氮的形式存在,另外20%是以無機氮的形式存在;尿氮中有97%是以尿素的形式存在。糞氮降解成氨的過程比尿氮要慢得多,史清河引自Aarnink等(1998)也表明,糞中有機氮降解成的氨氣數量少。
                3、氨氣的危害
                養殖場排放的各種氣體中,氨氣對家畜的危害最大。氨氣具有強烈的刺激性,不僅使生豬生產性能下降,還易引起呼吸道疾病,并且危害工作人員健康。研究發現,當氨氣濃度達到10~15mL/m3 時,會明顯降低動物的抵抗力。隨著畜舍內氨氣濃度的升高,豬的日增重下降而料重比升高。因此,采取有效措施消除豬舍內惡臭及有害氣體,是確保豬健康和提高生產性能的一項不可忽視的重要工作。 
                揮發到大氣中的氨還會引起酸雨,過量流失的氨會進一步造成地表水和土壤的超營養化,影響生態系統多樣性,其中最敏感的是水生生態系統,直接的表現就是水生生物物種減少。同樣,一些敏感的植物如針葉樹、兩紅柿、黃瓜和采樹等,會因過度施用氨沉積的肥料而遭到破壞。 
                4、影響氨氣排放的因素
                影響氨氣排放的因素較多,包括飼料的組成、日常飼養管理,糞便的處理及豬舍內的溫度,通風率等。
                Delaune等研究發現在家禽墊料中加入磷酸或明礬,可以降低糞便的pH值,并降低氨氣的排放量。Powell等發現畜床的類型對奶牛舍氨氣的排放量有著重要影響,其中沙子和松木屑地面的氨氣的排放量較少,含有糞便顆粒和碎玉米飼料的地面的氨氣排放量較多。另外,舍內通風量影響氨氣排放的速度,舍內通風從2h增加7h,漏縫地板下糞漿氨氣排放量將增加2倍。雖然降低通風量可以減少氨氣排放量,但是卻使舍內空氣溫度上升,而空氣溫度的升高也會導致氨氣排放量的增加,據報道,溫度每升高1℃,氨氣散發增加6%~7%。因此,最佳的空氣溫度和通風的管理能減少氮損失,提高動物生產力。 

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