不同氮源对饲料营养价值及动物生产性能影响的研究进展

贾 柔，韩莉萍，王绿叶，吴 爽，周玉香*

(1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021；2.银川市综合执法监督局，宁夏 银川 750000；3.宁夏盐池滩羊选育场，宁夏 吴忠 751506)

近年来，随着生活水平的提高，人们对优质多样的肉产品的需求量不断提升。饲料是养殖业的基础。中国的优质饲料尤其是蛋白质饲料多依赖于进口，其价格受贸易影响不断浮动，严重制约着中国养殖产业的发展。科学家发现，正确选择氮源可以提高低质饲料中的粗蛋白水平，在生产中部分替代蛋白质饲料，尤其是在反刍动物中，瘤胃中的细菌、真菌以及原虫能将这些氮源分解并生成氨，进而利用氨合成菌体蛋白，最终被动物水解吸收。本文通过对比不同氮源的利用对饲料营养价值和动物生产性能的影响，为氮源在生产中的应用提供更多选择。

1 氮源的种类

作为氮源可被动物有效利用的添加剂很多，主要包括3大类：①尿素及其衍生物(如尿素、缩二脲、尿酸等)；②氨基酸及其衍生物；③氨及铵盐(如液氨、氨水、硝酸铵、氯化铵等)。当前国内外使用尿素作为氮源的情况最为普遍。

2 不同氮源对饲料营养的影响

2.1 对饲料营养物质降解的影响

氮源处理饲料时，有助于破坏饲料的纤维结构，促进营养物质的消化降解，从而提高饲料利用率。孟春花等研究表明，碳酸氢铵显著提高了发酵油菜秸秆中干物质(Dry matter，DM)和粗蛋白(Crude protein，CP)的降解率；当碳酸氢铵添加量为15%或20%时，油菜秸秆的酸性洗涤纤维(Acid detergent fibre，ADF)的降解率显著高于对照组。毛华明等用尿素处理稻草，发现稻草中干物质的48 h降解率随着尿素用量的加大而提高，当用量为60 g/kg DM时干物质降解率相对未处理稻草提高12.76%。

Esther等用含锌土壤分别添加尿素、硫酸铵、氯化铵3种氮源处理玉米秸秆与小麦秸秆，结果尿素处理组的秸秆分解速率最快，累计二氧化碳浓度最高。氮源的添加提高了秸秆的分解速率，同时锌的存在对秸秆分解也起到协同作用。Anggraeni等对尿素处理的可可豆荚进行了12 h的体外产气试验，发现添加5%尿素的发酵处理组可可豆荚的降解速率最快，其次是直接添加5%尿素的处理组。氮源添加剂可以有效提高饲料营养成分的降解率，可能是由于提高了降解环境中微生物的数量，补足了微生物发育所需的营养物质，且微生物的活性相应提高。此外，氮源的添加也使得饲料表面的纤维结构受到破坏，附着于纤维结构内部的可溶性有机物和营养物质暴露，降解过程的反应物增多，从而加快了饲料的降解。

2.2 对饲料品质和营养价值的影响

氮源处理可以改善饲料品质，有效提高饲料营养价值。用添加氮源的饲料饲喂反刍动物时，反刍动物瘤胃中的大量微生物会进一步利用这些氮素合成微生物蛋白供反刍动物利用。毛华明等研究发现，处理稻草时若仅添加Ca(OH)，稻草会出现发霉变质的情况。但在此基础上加入20 g/kg DM以上的尿素便可防止这种现象发生，同时稻草的CP含量大幅度提升。当尿素的用量增加到60 g/kg DM时，稻草的CP水平在原有基础上提高了1.8倍。Fang等研究指出，添加尿素可以提高青贮稻草的发酵品质以及发酵稻草的营养价值。Isibika等在预处理香蕉皮中补充氨来作为黑兵营幼虫的培养底物，不仅增加了每千克香蕉皮所生产的CP含量，而且增加了黑兵营幼虫的数量。氮源对营养成分的影响主要表现在CP含量的提高以及中性洗涤纤维(Neutral detergent fiber，NDF)与ADF含量的降低。氮源的添加可以破坏饲料中纤维素、半纤维素与木质素之间交联的酯键，从而降低饲料NDF以及ADF的含量，提高饲料利用率。此外，在发酵饲料中，氮源的添加为发酵所需微生物提供了更多营养，为厌氧菌的生长营造了适宜的环境，而细菌和霉菌的繁殖可能会受到抑制，从而对饲料品质提升起到了积极影响。

3 不同氮源对动物生产性能的影响

3.1 对动物生长发育的影响

添加氮源引起的饲料营养价值提升以及适口性改善对动物生产性能产生了一定的积极影响。黄瑞鹏用碳酸氢铵发酵油菜秸秆替代40%的粗饲料饲喂威宁黄牛，试验组牛的日增重显著高于对照组，料重比显著降低。程光明等研究发现，全株玉米青贮中添加尿素更有利于提高杜泊羊的生长性能、屠宰性能和肉品质。Emmanuel等研究表明，饲料中添加1%和2%尿素的骆驼的平均日增重以及总增重显著高于对照组。Adejoro等用尿素或硝酸钙与单宁提取物结合饲喂育肥期羔羊，发现饲喂硝酸盐的羔羊平均日增重较高。

氨基酸是一种优质氮源，在提供氮素的同时可平衡动物体所需氨基酸，促进生长发育。Cao等研究发现，补充亮氨酸可促进犊牛胃肠道的发育，提高犊牛的生长速度。

氮源可以提高饲料营养价值，为动物体生长补充氮素；在反刍动物饲养中补充氮源可以提高瘤胃微生物的活性，增加瘤胃中微生物蛋白的含量，中和精料比例过高导致的酸性内环境；经氮源发酵处理的饲料，适口性提高，动物采食量也随之提高，从而对生长发育起到积极作用。氮源对不同动物的作用方式不同、用量不同均会对动物生长发育造成不一样的影响，因此，在生产实践中，要根据动物的不同品种以及生理状况做出调整，在实践中进一步探索得出合理的使用方法及添加量。

3.2 对反刍动物瘤胃发酵的影响

瘤胃液酸碱度是反映瘤胃内环境和瘤胃内容物发酵情况的重要指标，健康情况下，瘤胃pH在6.0～7.0之间波动。Benedeti等指出，在育肥期饲粮中添加缓释尿素可以快速恢复由高精料带来的瘤胃pH降低，也能为饲喂低精料饲粮的肉牛提供更高浓度的氨氮，从而增加瘤胃微生物蛋白质的含量。Isabela等研究发现，瘤胃灌注尿素时消化道中的纤维发酵增强，瘤胃的pH波动逐渐趋于平稳，说明尿素可以平衡瘤胃酸碱度，为微生物营造适宜的生存环境。Nguyen等研究显示，饲料中添加尿素后水牛瘤胃液中乙酸和丙酸的浓度显著提高，说明碳水化合物在瘤胃中被更好地分解利用，同时总挥发性脂肪酸增加，更有助于能量的转化与水牛的生长。另外，尿素的添加也使得水牛瘤胃中氨氮的浓度相比于对照组和其他组显著提高。Xu等用尿素部分替代豆粕作为育肥期羔羊的饲料，发现随着尿素补充量的增加，瘤胃中氨的浓度与pH呈线性增加，血液中氨的浓度和尿素氮的浓度也随之呈现上升趋势。反刍动物摄入尿素后，尿素可被瘤胃内相应微生物迅速分解为氨，导致瘤胃中氨氮浓度随之上升，而过量的氨氮可能会造成动物体氨中毒，当尿素添加量为30 g/kg DM时，瘤胃pH仍在正常范围内，且羔羊未出现氨中毒情况。这些结果表明，尿素的补充可能在一定程度上影响瘤胃发酵，但只要使用水平不超过安全范围，对动物体安全就不会造成严重影响。王梦芝等研究发现，不同分子形式的氮源会对瘤胃发酵指标造成不同影响，寡肽混合物可降低瘤胃液中的氨氮浓度，减少氮源的浪费。此外，肽类可以刺激瘤胃微生物生长，例如小肽更有利于原虫的生长。王光等研究等量的菌糠、酵母膏、尿素、氯化铵、硫酸铵对花生蔓在瘤胃液中发酵情况的影响，发现以氯化铵为氮源时木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的活性显著高于其他组，羧甲基纤维素酶的活性显著高于菌糠组、酵母膏组以及尿素组，酶的活性越高，其对瘤胃内相应物质的分解越彻底。

瘤胃作为反刍动物的主要消化器官，其发酵指标反映了反刍动物的健康状况，同时决定了反刍动物后续的生长发育，氮源作用于瘤胃时可以有效调节瘤胃的酸碱度，营造适宜的瘤胃内环境，也可以影响瘤胃微生物的区系及相对数量，提高饲料的利用率，从而促进反刍动物生长发育。

3.3 对动物体消化代谢的影响

氮源的添加对干物质、CP、NDF和ADF的消化代谢有显著影响。Cao等用尿素发酵柿枝饲喂肉牛后发现，添加尿素提高了肉牛对柿枝的消化率。Rebelo等探究硝酸盐或尿素替代豆粕对肉牛消化代谢的影响，发现饲喂21 d后2种氮源均降低了肉牛粪尿氮排放以及每日甲烷排放量，而添加硝酸盐试验组比添加尿素试验组氮消耗少。Zhang等试验指出，尿素或硝酸盐的添加提高了浏阳黑山羊的NDF消化率，减少了氮潴留以及肠道甲烷排放量。Olijhoek等发现硝酸盐的加入使奶牛的氢排放量增加，甲烷产量随着硝酸盐浓度的增加而线性下降。此外，牛奶和尿中的硝酸盐的浓度也呈上升趋势，但这种增加并没有对动物健康与人类食品安全构成威胁。消化道氮排放降低，存留氮越多，说明氮的利用率提高的同时饲料的利用率也在提高，甲烷是消化道氮排放的主要方式之一，而甲烷等温室气体一直是限制养殖业发展的重要因素，从饲料方向降低甲烷排放量是当前行业研究的热点。因此，在动物生产中补充氮源可以促进饲料营养物质的消化代谢，减少氮损失，提高生产效益，更能有效减少动物体排泄物对环境的污染。

3.4 对动物血液生化成分的影响

血液生化指标一方面可以反映出动物体内物质代谢的情况，另一方面也能反映出体内一些组织与器官是否发生功能性变化。氮源进入体内后会被酶类和微生物分解，从而进入体循环引起血液生化指标的改变。Villar等用硝酸盐和等氮的尿素饲喂杂交绵羊来评估硝酸盐的添加对绵羊胰岛素和葡萄糖水平的影响，表明低剂量(1.8%)的硝酸盐补充并不会影响绵羊对葡萄糖的摄取和绵羊的胰岛素敏感性。但是，饲喂硝酸盐的试验组中胰岛素浓度有较大的组间差异，这表明硝酸盐可能会对胰岛素代谢有影响，但这种影响也存在很大的个体差异。John等用尿素发酵稻壳饲喂扬卡萨公羊，尿素处理组的羊具有较高的血红蛋白和红细胞含量，说明尿素处理增强了组织水平上的营养物质供应和利用；尿素处理后扬卡萨公羊的血液嗜酸性粒细胞、中性粒细胞和单核细胞值均高于对照组但在正常范围内，证明尿素添加量的设置在合理范围内。在动物生产中，血液生化指标可作为动物营养水平的参考依据，氮源的使用可以在一定程度上影响血液生化指标，选择合适的氮源并设定适宜的添加量，会提高动物体对营养物质的利用，为各器官组织供应能量，但过高的添加量可能会导致器官损伤，从而危及动物生命。

3.5 对动物尿液理化成分的影响

饲料中添加氮源不仅可以缓解优质饲料的短缺问题，还会对动物的尿液理化指标造成一定的影响。

尿结石被称为畜牧养殖场第5大致死类流行性疾病，而氯化铵常被用来治疗尿结石。作为一种无机氮源，氯化铵在动物体内可分解产生氢离子，从而调节尿液的酸碱度，溶解泌尿系统中的一些不溶性盐，减少矿物质堆积，降低尿结石发病率。Efsa研究指出，氯化铵作为饲料酸度调节剂时可以有效降低反刍动物、狗和猫尿液的pH，减少尿中矿物质沉积。在饲粮中添加21.3 g/d的氯化铵即可显著降低牛尿结石的产生，而饲粮中补充0.2%氯化铵即可对绵羊尿结石产生预防作用。郝志强等构建了Wistar雄性大鼠肾结石动物实验模型，分析氯化铵灌胃对大鼠的血液与尿液生化指标的影响，发现在第3～10周内氯化铵灌胃的大鼠结石生成率显著降低。将试验组第2～10周的尿素、肌酐、尿酸，第5～10周的血钙，第6～10周的血镁、血磷含量与对照组生理盐水灌胃的大鼠进行比较，表明氯化铵可以有效减少尿液矿物质含量，预防尿结石产生。

Wang等研究了瘤胃氯化铵输注诱导的阴性饮食阳阴离子差异(DCAD)对泌乳奶牛尿液理化成分的影响，表明随着DCAD的降低，泌乳奶牛尿液pH呈线性下降，尿量呈线性增加。每日尿中Cl、Ca、PO、尿素氮和铵的排泄量随DCAD的降低呈线性增加，这与于磊等的研究结果类似。

Mavangira等在山羊羯羊的基础饲粮水平上添加450 mg/kg DM的氯化铵，8 d后收集24 h尿液，发现氯化铵处理组山羊尿液的pH<6.5，低于对照组。在添加氯化铵后，山羊尿液中钙和铁的氯化物含量显著提高。尿结石的成分主要为钙、镁、磷等矿物质盐结晶，是一种代谢异常疾病。当尿液酸化后，这种难溶性的矿物质结晶将被置换出来形成可溶性钙、镁、磷化合物，从而被动物排出体外，患尿结石的几率也会降低。动物生产中常见的疾病除尿结石外还有很多，靠药物治疗不仅费用高也极易形成药物残留，药物排出体外后不易被降解也会造成环境污染。因此，从饲料水平降低动物常见疾病发病率，也将成为后续研究的重点课题。

4 结 论

饲料中添加氮源可以提高饲料营养价值，改善饲料品质，提高饲料营养物质的降解速率。在反刍动物养殖中，氮源的添加可以促进瘤胃生长发育，刺激胃肠道消化吸收，减少甲烷排放。适当的氮源添加还可以预防动物体尿结石的产生。氮源的选择受到动物品种、饲养管理以及添加剂种类和用量的制约，使用不当可能会对动物体器官造成损伤，甚至会危及生命。因此，为了更有效的利用这些氮源，还需要在氮源的种类、作用机理、用法用量以及额外效应等方面进行更深入的探索。