畜禽舍內(nèi)氨氣減排措施的研究進展

白兆鵬，朱海生，高云峰

（1.黑龍江省獸藥飼料監(jiān)察所，哈爾濱 150069；2.西南大學榮昌校區(qū)動物科學系，重慶 402460）

隨著畜牧業(yè)規(guī)模養(yǎng)殖的發(fā)展，畜禽生產(chǎn)的氨氣排放已成為主要的空氣污染問題之一，歐洲環(huán)境署對28個歐洲國家的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，92%的氨氣排放來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，其中80%來自畜禽廢棄物[1]。在亞洲的一些國家，畜禽生產(chǎn)排放的氨氣約占人類活動造成氨氣排放總量的30%。氨氣不僅影響人畜健康，而且大氣中的氨氣沉降后，會造成土壤和水體的酸化以及生態(tài)系統(tǒng)的富營養(yǎng)化[2－4]。因此，減少畜禽生產(chǎn)過程的氨氣排放對保護人畜健康和生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

針對目前畜禽生產(chǎn)過程中的氨氣排放問題，科研人員通過大量試驗研究畜禽生產(chǎn)過程中氨氣的減排與控制技術(shù)，為氨氣的減排提供了參考依據(jù)。但目前對氨氣的研究主要集中在氨氣濃度對畜禽健康及生產(chǎn)力的影響上，而針對于氨氣對環(huán)境的影響研究相對較少。本文就目前畜禽生產(chǎn)過程中氨氣排放控制措施的研究現(xiàn)狀作一綜述，為中國開展氨氣減排措施的制定提供參考。

1 日糧調(diào)控

糞便中氮主要來自畜禽日糧中未消化的氮，通過調(diào)整日糧蛋白和氨基酸含量，降低畜禽氮的排泄量，氨氣的排放因此而減少[5]。研究表明，降低豬日糧的粗蛋白和補充氨基酸可以減少糞便中氮排泄的28%～79%[6]。Panetta等將豬日糧粗蛋白含量從17%降低到14.5%，氨氣的排放率從2.46降低到1.05 mg·min－1[7]。Connell等人的研究也得到相似的結(jié)果，豬日糧粗蛋白從16%增加到22%，糞漿氨氣排放也隨之增加[8]。還有研究表明，在日糧中添加沸石、益生菌、植物油和酶制劑也可以降低豬糞和牛糞中氨氣的排放[9－12]。廖新娣等的研究表明，在生長豬日糧中添加活菌劑0.05%，連續(xù)使用10 d后，尿中總氮和氨氮降低25%和38%，舍內(nèi)氨含量降低了40.28%～56.46%[13]。此外，通過日糧調(diào)控可以降低尿液的pH，氨氣的排放也隨之降低。研究表明，在牛日糧中添加負離子鹽類和較高水平的可發(fā)酵碳水化合物可使牛尿液的pH＜6.0[14－15]。在豬日糧中添加有機酸或者鈣和磷鹽類可以降低尿液的pH，降低了豬糞便中的氨氣排放[16]。

2 減少糞便中揮發(fā)性氮

通常情況下，糞便中氨氣的排放主要受NH3和NH4+濃度的影響，因此，通過降低揮發(fā)性氨的濃度可以減少氨氣的排放，通過糞尿分離、尿酶抑制劑的應用、降低pH和非揮發(fā)性氨的生物轉(zhuǎn)化等方法都可以減少氨氣的排放。

2.1 通過糞尿分離技術(shù)減少氨氣排放

家畜尿液中氮主要是以尿素形式存在，而糞中氮主要是有機氮。在排泄后的幾天內(nèi)，尿素會被脲酶分解為NH4+。脲酶存在于糞中，而不是在尿液中。糞尿分離避免了糞中脲酶與尿液中尿素的接觸，因此降低了氨氣的排放。有研究發(fā)現(xiàn)，使用傳送帶將豬糞尿分離，可以減少氨氣排放達47%～49%。此外，不同地面配置也可以有效地實現(xiàn)糞尿分離，如使用漏縫地板、將地面設(shè)置一定坡度等方法。Braam等將牛舍地面設(shè)置3%的坡度來分離糞尿，氨氣的排放降低了21%[17]。馮偉等試驗結(jié)果表明，從自然界中篩選高效除臭菌株，降低氨氣濃度，可達到治理惡臭、改善空氣質(zhì)量的目的[18]。

2.2 脲酶抑制劑

當糞與尿混合后，糞便中的脲酶會迅速把尿素或尿酸水解為NH4+－N，而脲酶抑制劑會阻斷水解，從而減少糞便中氨氣的排放。有試驗表明，在豬和牛糞漿中添加脲酶抑制劑環(huán)己磷酰三胺和苯基磷酰二胺有效的抑制了尿素的水解。Parker等的研究發(fā)現(xiàn)，使用脲酶抑制劑N－丁基硫代磷酰三胺抑制尿素的水解，氨氣排放降低了49%～69%[19]。脲酶抑制劑在實驗室條件下已顯示出抑制氨氣排放的作用，但缺乏生產(chǎn)實踐結(jié)果。

2.3 降低糞便pH

糞便中氨氣的排放主要受溫度和pH的影響，當溫度恒定時，pH決定了糞便中NH4+和NH3的平衡。較低的pH會減少糞便中NH3含量，因此降低了氨氣排放。當糞便的pH達到7～10，氨氣排放量達到最大，當pH約為4.5時，幾乎沒有氨氣排放。有研究發(fā)現(xiàn)，在每升牛糞漿中添加鹽酸240 mg，氨氣排放降低了90%。除了使用鹽酸，還有一些研究通過使用硫酸、磷酸、硫酸鋁鉀等試劑酸化畜禽糞便，對減少氨氣排放都起到了顯著效果。

2.4 添加沸石

沸石是一種陽離子交換材料，對NH4+有較高的親合力。Protejoie等發(fā)現(xiàn)，在豬糞便貯存和田間利用過程中使用沸石可以降低氨氣排放71%[20]。有研究人員評估了沸石對降低家禽糞便氨氣排放的影響，研究結(jié)果表明，使用5%沸石可使氨氣排放降低81%，且沸石對降低液體糞便氨氣排放更有效。

3 清糞頻率

畜禽舍內(nèi)的糞便是氨氣的主要來源。糞便在舍內(nèi)存在的時間越長，氨氣排放的越多，及時清除舍內(nèi)糞便對于減少舍內(nèi)氨氣排放至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，相比8周清糞間隔，2～3 d清糞間隔可以減少舍內(nèi)氨氣排放達46%。增加沖洗頻率和用水量可以進一步減少氨氣的排放。但是，增加沖洗頻率和沖洗水量會加大后期污水處理的難度和費用，應綜合考慮減少氨氣排放和沖洗水用量之間的關(guān)系。

4 地面類型

不同地面類型對舍內(nèi)氨氣排放有一定影響。Kavolelis對漏縫地板、實心地面和使用墊草的豬舍氨氣排放進行了研究，結(jié)果表明，實心地面、漏縫地板和使用墊草豬舍氨氣排放系數(shù)分別為6.94、7.71和3.08 g·d－1·頭－1[21]。Philippe等也對漏縫地板和使用墊草的育肥豬舍氨氣排放進行了研究，結(jié)果表明，漏縫地板豬舍氨氣排放系數(shù)為 6.2 g·d－1·頭－1，而使用墊草豬舍氨氣排放系數(shù)為 13.1 g·d－1·頭－1[22]。汪開英等對不同地面結(jié)構(gòu)的育肥豬舍氨氣排放系數(shù)進行了測定，結(jié)果表明，半縫隙地面豬舍、實心地面豬舍、生物發(fā)酵床豬舍內(nèi)氨氣排放系數(shù)分別為9.47、11.23 和 4.27 g·d－1·頭－1[23]。

5 小 結(jié)

目前，如何有效減少和控制舍內(nèi)氨氣排放已成為相關(guān)研究人員關(guān)注的問題，科研工作者從營養(yǎng)調(diào)控、糞便管理以及畜舍地面類型等方面對氨氣排放進行了研究，為氨氣減排制度的制定提供了參考。我國對畜舍氨氣排放的研究相對較少，因此，應該針對實際飼養(yǎng)情況，參考國外相關(guān)研究結(jié)果，對我國畜禽飼養(yǎng)過程中氨氣排放做進一步研究，為氨氣減排措施的制定提供依據(jù)。

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