通过日粮降低猪排泄物中臭气

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作者：cndas    文章来源：中国畜牧兽医网 

摘要：本文主要综述了猪场排泄物中的臭气种类，可以通过提高饲料中营养物质的利用率、提高日粮中可发酵非淀粉多糖、改变肠道内微生物的代谢活动以及数量、使用一些有效的饲料添加剂和改变日粮饲养方式等日粮调控措施来控制其臭气的产生量。 关键词：畜牧学；排泄物中臭气；综述；日粮调控；非淀粉多糖；微生物；猪 随着畜牧业的迅猛发展，人们的生活水平不断提高；但是养殖业给环境带来的影响越来越严重；过去畜禽粪尿用作肥料供作物生长，靠自然界的自净能力消除；但是现在大量的。大规模的现代化养殖场所产生的粪尿远远超过了自然界的自净能力，这些废弃物侵蚀土壤、污染水质，特别是这些有机质在微生物的作用下降解产生大量的臭气，这些臭气能够强烈地刺激眼、鼻、喉，使这些器官的粘膜发炎，能使人感到头疼。头晕以及影响人们的情绪和记忆等。在畜禽排泄物中，猪的排泄物臭味最浓，给大气造成的危害最大。粪排出后，里面的挥发性有机物包括短键脂肪酸和其他挥发性含碳、含氮、含硫化合物立即散发出来；而且由于酶的作用，其中的尿素也很快转化为氨气排放出来。 由于猪场排泄物处理系统不一样，有机物质降解产生和臭气量也不一样。用于控制这些臭气排放的方式有很多，如：水稀释、低温处理、固液分离、通风需氧处理、厌氧处理、生物过滤剂、添加酶制剂、化学物质、微生物制剂和掩饰剂，还有过滤空气等方式。虽然这些方式处理猪的排泄物效果比较好，但是都是先污染后治理，即费力又费资源。近年来，通过日粮的调控来降低猪排泄物中臭气产生的研究取得了较好的效果，一种方式是根据猪的基因型和生长阶段尽可能的提供基本的、全面的营养物质，以减少营养物质的排出量，进而减少臭气化合物的产生量；另一种方式是控制猪消化道中某些微生物的生长而改变微生物的发酵特点，减少臭气的产生量；还可以通过改变日粮的组成，以图改变粪、尿的物理特性，从而控制臭气的产生。本文总结了通过日粮调控降低猪排泄物中臭气排放量的最新研究进展。 1  臭气化合物 畜禽排泄物中散发出的臭气大约有160多种，这些化合物大多是由厌氧菌降解畜禽排泄物时产生的；如果降解完全，同是终产物为氨气、二氧化碳和甲烷；然而，微生物降解不完全和降解中间产物的积累就会产生臭气化合物。 臭气化合物主要是一些挥发性的有机物，可将之分为以下几大类：挥发性胺、硫化物、二硫化合物、有机酸、酚类、醇类、碳酸类、含氮杂环化合物、酯类和硫醇。过去的研究主要集中在短链挥发性脂肪酸，将它作为臭气主要指标，经研究表明长链或支链的挥发性脂肪酸比短链或直链的挥发性脂肪酸更能代表猪排泄物中的恶臭成分。臭气化合物的臭味主要由这种化合物的臭气强度和浓度决定臭气强度由阈值表示，即能使人感到有臭味的某种化合物的最低浓度。猪场废物中散发的主要臭气化合物的臭气阈值见表1，从表中我们可以看出，单个化合物的臭气阈值变化相当的大，其中含硫化合物的臭气阈值是相当低的。目前所面临的问题是臭气实际浓度和臭味检测的值之间不具有较好的相关性，而且臭味检测过程中的检测值是不同的臭气化合物相互作用的结果；因此，还需要进行大量的研究工作，如建立多因子与臭气化合物间的多元回归，进行主成分分析，确定单一的臭气化合物在臭味形成中的作用。 表1猪排泄物中主要臭气化合物的检测间值
化合物检测阈值（mg/m3）
乙酸25～10000
丙酸3～890
丁酸4～3000
2-甲基丁酸5
戊酸0.8～70
苯酚22～4000
4-甲基苯酚0.22～35
吲哚0.6
3-甲基吲哚0.4～0.8
甲硫醇0.5
甲硫醚2～30
二甲基二硫化物3～14
二甲三硫化物7.3
硫化氢0.1～180

2  日粮的调控措施

2.l  合理配置日粮，降低日粮的营养浓度，提高营养物质的利用率日粮中营养物质过剩或营养素之间的比例不恰当，会导致猪后段肠道中积累大量的未消化吸收的营养物质，微生物代谢活动加强，臭气化合物产量就会增加；据报道猪日粮中的酪氨酸的水平超过了其需要量的3％，则猪排泄物中的甲酚将会增高。在低蛋白日粮中添加合成的氨基酸能够降低氮排出量；日粮粗蛋白水平从13％降低到10％，同时日粮中补充赖氨酸、色氨酸、苏氨酸和蛋氨酸，能够极大降低排泄物中氨和总氟水平；另外，降低日粮中的SO2-4的含量可明显地能降低H2S的产生。

2.2  日粮成分在降低臭气化合物产量中的作用

2.2.l  可发酵的非淀粉多糖的作用：如果缺乏特异性的、可发酵的非淀粉多糖或大肠食糜中蛋白质、pH值较高的情况下，营养物质的利用率下降，臭气化合物的产生量将会增加；添加可发酵碳水化合物来改变粪尿中的氮比例，即将排出的氮从尿的形成转化为微生物蛋白的形式，这是另外一种降低排泄物中氨气浓度的途径。有报道认为日粮中添加10％～22％的非淀粉多糖后，尿氮降低35％～39％，同时粪氮增加20％～28％，每添加1％的非淀粉多糖就能就降低0.6的氨气排放。纤维素能使体内氮的排泄从尿中转移到粪便中的，增加微生物的氮源，促进微生物的生长，以使体内排泄的氮以微生物蛋白的形式排出，从而降低猪粪便中的氨气浓度；还有研究表明，在猪日粮中添加30％的甜菜渣后，能够降低排泄物中47％的氨排放量，还能够明显的降低粪便中粪臭素和吲哚的浓度。

2.2.2  乳产品在降低臭气化合物产量中的作用：有报道认为日粮中添加乳糖后，能降低粪臭素的浓度，添加乳糖醇能降低猪粪中微生物群产生的吲哚和3-甲基吲哚的量。在猪日粮中添加半乳糖能明显降低食糜中的大肠杆菌和pH值，对挥发性脂肪酸的产量和比例都有明显的影响：丙酸产量增加，乙酸和丁酸的比例降低，但对粪便中的氨氮无明显影响。

2.3  微生物调控微生物发酵，特别是产气微生物的发酵是畜禽排泄物中臭气的主要来源。有两类细菌——真菌类和梭菌属，很可能与恶臭气体（挥发性脂肪酸有联系）；但还需要进一步研究这两类菌中的种类，测定不同种类的臭气化合物产生的类型和数量。一切影响这些微生物代谢活动的物质和条件都能影响臭气的产生，畜禽肠道内的微生物在正常的情况下是很稳定的平衡体系，各微生物之间的关系非常复杂，有相互共生也有相互排斥，在一定的条件下，处于一种相对稳定的平衡状态。畜禽肠道内微生物之间这种相对的平衡状态随着外界因素的影响而发生改变，其中日粮因素是很重要的一个因素。有很多报道认为在口粮中添加完整的碳水化合物和有机酸能改变猪肠道内的微生物区系；寡聚糖也能够改变猪后段肠道的挥发性脂肪酸之间的比例（降低乙酸的比例，增加丙酸的比例），降低总需氧菌（主要是大肠杆菌），增加双歧杆菌的数量，降低猪粪便中臭气化合物的产量。日粮添加1％和2％的酵母饲料都能明显降低鸡粪便中、盲肠食糜中的总大肠杆菌数量和产生硫化氢气体的大肠杆菌的数量，增加乳酸杆菌的数量，维持肠道内的正常微生物体系。

2.4  改变饲料的物理特征猪排泄物的pH值、干物质的含量等对臭气化合物的排放有明显影响；降低排泄物中的pH值和干物质的含量，就能够降低臭气化合物的产量。据报道增加日粮中非淀粉多糖和降低日粮的电解质平衡能够降低猪排泄物中的pH值和氨气的排放量。

2.5  其他饲料添加剂有研究表明利用酶和其他生物制剂添加于畜禽日粮中，提高营养物质的利用率，降低营养素的排放；从而最终降低臭气的排放量。在猪日粮中添加泰乐菌素能降低排泄物中吲哚和粪臭素的水平。猪日粮中添加茶多酚能够降低猪粪中氨、酚、甲酚、乙基酚、吲哚和粪臭素的含量；添加萨洒皂苷（从一种丝兰植物中提取的，它是一种脲酶抑制剂，能够抑制脲酶的活性）能够降低粪便中氨气的浓度；另外，在日粮中添加膨润土和麦饭石也能降低粪便中氨气的排放量。

2.6  其它方式不同的饲养方式对排泄物也有影响；如利用多阶段饲养方式能够大为降低氨的排放量。饲喂液体食物后，能改变猪排泄物中的臭气化合物的排放量，如氨气、硫化物、挥发性脂肪酸、酚类和吲哚。另外，通过饲料加工方法和添加一些特定的物质于日粮中以降低日粮中的抗营养物质，也能降低猪排泄物中氮的排出量。

3  结束语

关于通过日粮调控来控制排泄物中臭气的研究还相对较少；最近的研究主要集中在以下几个方面：A增加日粮中营养物质的利用率，降低营养物质排放量。B调控日粮以改变后段消化道中微生物发酵模式，从而降低臭气化合物的产量。C改变粪的物理特性，以降低臭气化合物的产量。

试验证明降低日粮的蛋白质水平、添加合成的氨基酸、使用较低水平的非淀粉多糖以及保持适当的酸碱平衡能够明显降低粪便中臭气化合物的生成。但是，由于试验方法和检测手段的局限，对臭气化合物的研究主要集中在少数几种气体，如：N3H、乙酸、丙酸、丁酸等少数挥发性脂肪酸；对于一些臭气阈值较低、分析难度较大的臭气化合物的研究比较少；而且，研究主要集中在对单个臭气化合物的浓度测定上，很少对不同臭气化合物之间的互作进行研究；另外，对于后段消化道中的微生物之间的相互关系，影响这些微生物数量的因素以及如何配置日粮使消化道中微生物的代谢活动处于最理想的平衡状态等方面的研究都较为缺乏，这些方面都需要进一步深入的研究。