唐雪峰，李建柱，黃立，趙聘，劉紀成，趙云煥

（信陽農(nóng)林學院牧醫(yī)工程學院，豫南地區(qū)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境控制工程技術(shù)研究中心，河南 信陽 464000）

家禽在規(guī)?；?、工廠化生產(chǎn)過程中，禽舍會產(chǎn)生大量的硫化氫（H2S）、氨氣（NH3）、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)等有毒有害氣體，其中NH3具有強烈刺激性臭味。人對NH3最低可感濃度是4mg/kg，當濃度達到 25mg/kg時，皮膚、眼睛等軟組織會受到刺激，是每天8h工作在NH3環(huán)境中養(yǎng)殖人員所能承受的極限濃度；如果在35mg/kg環(huán)境下工作超過15min，就可使眼粘膜發(fā)炎、充血，甚至失明；人處于300mg/kgNH3濃度會有生命危險，超過2500mg/kg可能致死；長期工作超過12mg/kgNH3環(huán)境中，會出現(xiàn)咳嗽、痰多、哮喘、胸悶等癥狀，嚴重者會危及生命[1]。NH3排出舍外，會與大氣中二氧化硫、氮氧化物等氧化產(chǎn)物反應，生成硝酸銨、硫酸銨等二次顆粒物，而這些二次顆粒物正是PM2.5形成的重要來源。

我國農(nóng)業(yè)部頒布的《畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準》規(guī)定雛雞舍、成雞舍NH3濃度日均值不超過10、15 mg/m3[2]；美國國家職業(yè)安全與健康研究所(NIOSH)和職業(yè)安全與衛(wèi)生管理局(OSHA)確定禽舍NH3最高水平分別為25μl/L和50μl/L，這些標準均以人類安全標準設立，并代表最長8h的暴露限度[3]。在家禽實際生產(chǎn)中，由于雞糞具有很高的總氨氮(TAN)含量，如果處理不當，禽舍內(nèi)NH3濃度經(jīng)常超標，不僅影響家禽健康，還會危害飼養(yǎng)人員和周邊居民的身體健康。王妮等[4]測定了平養(yǎng)肉雞舍在冬季主要有害氣體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NH3濃度在試驗期間均超過100mg/m3，因此降低禽舍NH3濃度對家禽養(yǎng)殖至關(guān)重要。

1 禽舍NH3的來源

禽舍NH3主要有三大來源：一是少量的經(jīng)消化道分泌的酶降解蛋白氮經(jīng)脫氨基作用產(chǎn)生；二是微量的飼料中有機氮經(jīng)微生物降解產(chǎn)生；三是大量的由排泄物中各種氮化合物經(jīng)微生物降解產(chǎn)生[5]，而排泄物中大量的氮化合物99%來自飼料[6]。由于家禽消化道短，糞尿合一的排泄方式導致其消化吸收不完全、排泄物營養(yǎng)物質(zhì)豐富，且糞尿不分離更容易被微生物分解利用，研究表明雞糞發(fā)酵液中的NH4+-N是牛糞中的15倍，豬糞中的4倍[7]。此外，飼養(yǎng)密度過高、通風不良、濕度過高和墊料質(zhì)量等多種因素均會導致禽舍NH3濃度升高[8]。Ritz等[9]研究表明，家禽飼糧中大約67%的氮被排出體外，僅33%的氮進入到組織或蛋中。Mitran等[10]發(fā)現(xiàn)，1～42日齡肉雞每只糞氮和揮發(fā)性氨氮總產(chǎn)量為每天 370mg，最高可達每天 780mg；張曉迪等[11]報道，1～42日齡肉雞平均每只排放NH32778mg，平均NH3排放率為每天每只66mg。

2 禽舍NH3的危害

2.1 對家禽生長性能和肉品質(zhì)的影響 當禽舍NH3濃度過高時，NH3通過呼吸道經(jīng)肺泡上皮直接進入血液引起血氨升高，影響神經(jīng)細胞和肌肉細胞的新陳代謝，使家禽出現(xiàn)氨中毒，進而抑制采食中樞，引起采食量下降。同時，血氨升高會加劇機體器官對氨的解毒進程，而這一高度耗能的過程必然減少用于生產(chǎn)的能量，最終使家禽的生產(chǎn)性能受到影響[12]。研究表明，禽舍70mg/kg NH3水平顯著降低肉雞生長后期體重，機體抗氧化能力下降、肌肉品質(zhì)降低[13]。李聰?shù)萚14]報道，禽舍NH3濃度達到25μl/L時顯著影響22～42日齡肉雞的生長性能及肉質(zhì)性狀，腹脂率、胸肌滴水損失率增加，并建議禽舍NH3濃度控制在25μl/L以內(nèi)。進一步研究發(fā)現(xiàn)，飼養(yǎng)在 NH3濃度50μl/L和 75μl/L環(huán)境下的肉雞7周齡體重分別比飼養(yǎng)在NH3濃度接近0μl/L環(huán)境下的肉雞輕17%和20%[3]，特別是暴露在75μl/L氨濃度下可顯著降低肉雞平均日采食量和日增重，顯著提高料肉比[15]。以上研究表明，NH3在降低肉雞生長性能的同時也會對其肉品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。高氨處理，一方面導致胸肌滴水損失下降破壞了胸肌膜的完整性，引發(fā)糖酵解加強，引起蛋白質(zhì)凈電荷含量減少和肌肉蛋白質(zhì)收縮，肌肉組織形態(tài)和化學構(gòu)成發(fā)生改變，影響肌肉束縛水分的能力[14,16,17]；另一方面使機體自由基濃度增加，不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為飽和脂肪酸，改變揮發(fā)性風味成分的組成，導致雞肉口味和質(zhì)量下降、胴體等級降低[18]。

2.2 對家禽產(chǎn)蛋性能和蛋品質(zhì)的影響 研究發(fā)現(xiàn)，當禽舍NH3濃度達到23.4mg/m3時，濃度每增加 1mg/m3， 產(chǎn)蛋率下降 0.81%[19]。 在 50～80mg/kg環(huán)境中飼養(yǎng)8周，產(chǎn)蛋量下降9%[20]，在76mg/m3環(huán)境中飼養(yǎng)4周，其采食量、飲水量、體重、產(chǎn)蛋率和蛋重都會下降[21]，在100mg/kg環(huán)境中飼養(yǎng)10周，產(chǎn)蛋率由81%降低至68%[20]，當禽舍NH3濃度達到200mg/kg時，蛋雞產(chǎn)蛋量顯著降低[22]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，當禽舍NH3濃度達到50、100mg/kg時蛋雞產(chǎn)生應激反應，導致生產(chǎn)性能下降，而且隨著NH3濃度的增高，影響越顯著[23]。

NH3對蛋品質(zhì)的影響主要包括蛋殼強度與厚度、蛋黃顏色與膜強度、蛋白高度和哈氏單位等。據(jù)報道，蛋雞暴露在 NH3濃度為0、50、100mg/kg的環(huán)控室時，蛋殼厚度、蛋黃顏色各組之間都沒有顯著性差異，但是蛋殼厚度、蛋重隨著試驗周期的增長呈現(xiàn)下降的趨勢[23]。Benton等[24]將新鮮雞蛋置于高濃度NH3中，不但降低蛋白高度、提高蛋白pH，而且加劇蛋白液化。蛋雞在高濃度NH3環(huán)境中睜不開眼，不愿采食，采食量減少，導致產(chǎn)蛋性能降低。深層原因可能與過高的NH3濃度影響機體的代謝機能、免疫機能及肌肉降解有關(guān)[25]，但影響生理機能的信號通路和組學機制，仍有待于進一步研究。

2.3 對家禽免疫功能和行為的影響 禽舍NH3濃度超過50μl/L，家禽角膜結(jié)膜炎與氣管炎發(fā)生率明顯上升[26]。將肉雞暴露于NH3濃度80mg/kg中3周和6周，出現(xiàn)血清溶菌酶濃度降低、NK細胞殺傷活性下降和新城疫弱毒疫苗顯著降低[27]。30～80mg/kg NH3濃度和35%～85%相對濕度(RH)可顯著影響肉仔雞血清白細胞介素4(IL-4)和白細胞介素10(IL-10)含量，損害機體免疫機能。雖然隨著時間延長，機體獲得一定的適應不良環(huán)境的能力，但是70mg/kgNH3+85%RH環(huán)境對肉仔雞的免疫抑制負影響不可緩解[28]。研究表明，禽舍NH3濃度從25mg/kg升高到75mg/kg，肉雞脾臟指數(shù)顯著升高，免疫功能降低，并且25mg/kgNH3濃度即可造成肉雞血清細胞因子含量和呼吸道粘膜炎性因子分泌增加，粘蛋白減少，緊密連接蛋白表達下調(diào)，粘膜完整性受損，引發(fā)炎癥反應[29]。同時，較高的NH3水平，免疫器官的生長會放慢20%～27%，具體放慢程度取決于肉雞在NH3中的暴露時間[3]。

禽舍NH3濃度增加還會引起家禽日常行為異常。暴露于25mg/kg NH3濃度下的蛋雞覓食、休息、整理羽毛等行為出現(xiàn)頻率明顯降低[30]；當NH3濃度達到80mg/kg時，肉雞趴臥時間顯著降低，走動站立時間和次數(shù)呈增加趨勢，表現(xiàn)為躁動不安[29]；當NH3濃度超過50mg/kg，會導致肉雞跛行；達到75mg/kg時，跗關(guān)節(jié)出現(xiàn)損傷的病雞明顯增加，且NH3濃度越高，損傷程度越大[31]。

3 禽舍NH3的減排措施

3.1 優(yōu)化家禽日糧配方 禽舍NH3主要來源是微生物降解排泄物中的氮，而排泄物中的氮99%來自飼糧[32]，由于家禽機體對多余氨基酸沒有儲存機制，生產(chǎn)中為滿足其必需氨基酸水平，日糧配方往往含有較高的蛋白質(zhì)及氨基酸水平，所以在提高蛋白質(zhì)利用率的前提下，利用理想蛋白質(zhì)技術(shù)配制低蛋白飼糧，可有效減少氮的排出量[33]。Elwinger等[34]研究了日糧蛋白水平分別為18%、20%和22%對禽舍NH3排放的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著日糧蛋白水平的提高，日糧氮損失逐漸上升，同時NH3的排放呈線性增加。進一步研究表明，把蛋雞日糧中粗蛋白水平從17%降低到16%，NH3排放量可減少8%～10%[35]；在蛋雞日糧中添加豆殼、麥麩、玉米糟，可使禽舍總NH3排放量及排泄物中NH3的排放量降低50%，同時，產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸的微生物增加，降低了排泄物的pH值，NH3更多向NH4+轉(zhuǎn)化，進而達到減少NH3排放的目的[36]。

3.2 禽舍清糞頻率合理 雖然排泄物中有機氮分解產(chǎn)生NH3是一個非常緩慢的過程，通常需要數(shù)周甚至數(shù)月的時間，且產(chǎn)生NH3量也較少，但排泄物中尿素在脲酶的作用下分解為NH3的過程卻很快，在常溫下只需幾小時[37]。家禽采用高床飼養(yǎng)，排泄物可能在禽舍存儲6～12月才被處理；采用墊料飼養(yǎng)，排泄物與墊料混合在一起長時間貯存在舍內(nèi)，NH3排放速率隨排泄物堆積時間呈指數(shù)增加。研究表明，高床飼養(yǎng)的蛋雞舍NH3濃度達到6.8～82.0mg/m3，在使用清糞帶系統(tǒng)后 NH3濃度僅為0.8～5.3mg/m3[38]。在同樣使用傳送帶清糞的禽舍NH3排放量，每周2次的清糞頻率比每天1次多25%，而在采用刮糞板清糞時，每周1次的清糞頻率是每天1次的兩倍[35]。申李琰等[39]測定了采用傳送帶及時清除糞便的層疊式籠養(yǎng)禽舍NH3濃度(相對濕度為 40%～50%)，在肉雞 3～6周齡時，秋季平均為 0.66mg/m3；冬季平均為 0.75mg/m3，遠遠低于畜禽場環(huán)境質(zhì)量標準對NH3限量，因而合理的清糞頻率可顯著降低禽舍NH3濃度。

3.3 添加飼料添加劑 在飼糧中添加酶制劑、益生菌、植物提取物等添加劑，能夠降低腸道內(nèi)容物的粘度，提高腸道酶活性和提高蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，進而通過降低排泄物中氮含量來降低禽舍NH3濃度。研究表明，蛋雞飼糧中加入5g/kg酶益生素可以將NH3排放減少21%，同時可顯著降低料蛋比，極顯著提高產(chǎn)蛋率、平均蛋重[40]；蛋雞飼糧中分別添加干全酒糟及其可溶物、麥麩和大豆殼，7d累積NH3排放由對照組的3.9g/kg糞便干物質(zhì)減少為 1.9、2.1和 2.3g/kg糞便干物質(zhì)[41]；肉雞飼糧中添加0.3%菊糖和0.1%芽孢桿菌能夠有效地減少排泄物中NH3散發(fā)量[42]。絲蘭屬等植物提取物有較強的吸附能力，可改善腸道內(nèi)環(huán)境，減少NH3的排放量，改善禽舍空氣質(zhì)量[43]。

3.4 排泄物生物處理法 生物處理法具有操作簡單、成本低廉、無二次污染等優(yōu)勢[44]，現(xiàn)已成為禽舍NH3減排的研究熱點。研究表明，將粉狀畢赤酵母NGH的菌懸液接種于肉雞排泄物后，可有效抑制NH3排放，最高抑制率可達25.52%[45]。紅平紅球菌在初始pH=7.0、培養(yǎng)溫度30℃、接種量為12%時對雞排泄物除臭效果最好，對NH3的去除率可達66.73%[46]。研究發(fā)現(xiàn)，克柔假絲酵母LSA菌株、硝化細菌、多株枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌等有效控制禽舍惡臭氣體生成，抑制NH3釋放[47,48,49]。

4 小結(jié)

隨著大量的先進科技不斷應用到畜牧行業(yè)，家禽飼養(yǎng)量迅速增加，生產(chǎn)性能不斷提高，出欄日齡逐漸縮短。但是在集約化生產(chǎn)條件下，環(huán)境對家禽的影響也越來越大。從近年來關(guān)于對禽舍NH3的來源、危害和減排措施的研究成果來看，對NH3影響家禽健康的具體作用機制尚不清晰，而且多數(shù)研究評估禽舍NH3濃度集中于單一因素對家禽的影響，結(jié)合溫度、濕度、季節(jié)、飼養(yǎng)模式等其它因素綜合效應的成果較少。隨著社會對環(huán)境問題關(guān)注力度的加大，降低禽舍NH3濃度不是簡單的將NH3排出舍外，如何把排泄物中尿素氮轉(zhuǎn)換為糞氮、降低排泄物pH以及降低脲酶活性必然成為當前家禽養(yǎng)殖NH3減排的重要研究方向。因此，深入研究禽舍NH3濃度變化，繼續(xù)探索降低禽舍NH3濃度可行措施，對我國家禽養(yǎng)殖健康發(fā)展有著重要意義。

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