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樟科、丝兰属植物提取物对仔猪排泄物中氨和硫化氢散发的影响



全 文 :2009年 第 45卷 第 13期营养饲料·Nutrition and Feeds tuffs
——————————————
收稿日期:2008- 09- 29;修回日期:2009- 02- 05
基金项目:浙江省科技计划重点科研项目(2006C22052)
作者简介:梁国旗(1984- ),男,河南南阳人,硕士
*通讯作者
摘 要:研究旨在观察比较樟科植物提取物(CFPE)和丝兰植物提取物(YE)对仔猪生长性能、粪尿中氨和硫化氢
散发的影响及其机理探讨。选用 216头 35日龄的杜长大仔猪,按照体重相近、公、母各半的原则分为 3组,每组 3
个重复,每个重复 24头仔猪。CFPE试验组和 YE试验组分别饲喂含 350 mg/ kg CFPE和 125 mg/ kg YE的基础日
粮,对照组饲喂基础日粮,试验期为 35 d。结果表明:CFPE和 YE均显著影响仔猪平均日增重(ADG)和饲料增重
比(F/ G)(P < 0.05),CFPE组 ADG高于 YE组,F/ G低于 YE组,但差异均不显著(P > 0.05)。CFPE和 YE对脲酶
活性影响极显著(P < 0.01),CFPE组脲酶活性低于 YE组,但差异不显著(P > 0.05);在粪尿排出后 6 h 时间点,
CFPE和 YE对尿素氮浓度有显著影响(P < 0.05),从 12 h时间点开始,影响达到极显著(P < 0.01)。CFPE使氨态
氮最高浓度出现时间点推迟,7 d时间点,CFPE、YE组的氨态氮浓度均极显著高于对照组(P < 0.01),CFPE组高
于 YE组,但差异不显著(P > 0.05)。除 12 h和 48 h时间点外,CFPE组、YE组的可溶性硫化物的浓度显著低于对
照组(P < 0.05),仔猪粪便发酵第 4天和第 8 天产生的硫化氢平均值均极显著低于对照组(P < 0.01)。结果提示,
饲料中添加 CFPE和 YE可通过减缓尿素氮分解和可溶性硫化物的产生,从而减少氨和硫化氢的散发;CFPE效果
优于 YE。
关键词:樟科植物提取物;丝兰植物提取物;氨;硫化氢;仔猪
中图分类号:S828.5 文献标识码:A 文章编号:0258- 7033(2009)13- 0022- 05
樟科、丝兰属植物提取物对仔猪排泄物中
氨和硫化氢散发的影响
梁国旗,王旭平,王现盟,李传普,陈安国 *
(浙江大学动物科学学院,浙江杭州 310029)
近年来,规模猪场产生的恶臭污染已引起广泛
关注。恶臭物质主要包括氨(NH3)、硫化氢(H2S)、吲
哚、酯类等。氨气的挥发不仅导致氮源的浪费,而且
会对猪场及周围环境造成严重污染。如果它对环境
的影响不能得到很好的控制,将成为养猪业持续高
效发展的制约因素[1]。畜舍空气中的硫化氢,主要源
于含硫有机物的分解,处于含硫化氢空气环境中的
家畜,首先受到刺激。
国内外已有一些关于利用樟科植物提取物
(camphor familial plant extract,CFPE)和丝兰植物提
取物(yucca extract,YE)作为除臭剂消除或减少猪场
臭气的文献报道,潘倩等 [2]研究表明樟科植物提取
物添加在断奶仔猪日粮中能够显著促进仔猪生长,抑
制粪中脲酶活性,减少氨气挥发,添加量为 450 mg/kg
时综合效果最佳,周延州等 [3]研究指出把樟科植物
提取物进行微囊化包被后,在仔猪饲料里的添加量
可由 450 mg/kg降至 250~350 mg/kg。Lee等 [4]研究表
明,一种樟属植物皮提取物对产气荚膜梭菌,普通变
形杆菌以及双叉乳杆菌有抑制作用。Colina等[5]在日
粮调控减少保育舍氨气浓度的研究中发现饲喂断奶
仔猪含 125 mg/kg丝兰提取物的日粮,与饲喂基础日
粮相比,可以减少保育舍的氨气浓度。Preston等[6]报
道指出添加丝兰属提取物能使雄鼠血液中尿素氮
(RUN)下降,尿中氨、氮的排泄量减少,他认为丝兰
属提取物具有抑制脲酶活性的作用,能吸附氨气再
缓慢释放,并减少尿素分解成的氨气。以上都是关
于樟科、丝兰属植物提取物对氨气挥发影响的研究,
而关于对硫化氢的影响还没有相关的研究报道。因
此本试验通过研究樟科、丝兰属植物提取物对仔猪
排泄物中氨和硫化氢的影响,进一步研究并比较两
种植物提取物的除臭效果。
1 材料与方法
1.1 试验材料 樟科植物提取物由浙江大学动物
科学学院“高效植物提取物除臭剂的研究”课题组提
供,活性成分为 β- 苯丙烯醛(C9H8O),即肉桂醛,含
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量为 10%。
丝兰属植物提取物购自西安天一生物技术有限
公司,活性成分含量为 10%,主要包括甾类皂苷、自
由皂苷、萨洒皂苷配基、菝葜配基、龙舌蓝皂苷配
基、糖类复合物。
1.2 试验动物及日粮 选用由杭州灯塔天元养猪
场提供的 35 日龄杜大长仔猪,参照美国 NRC
(1998)猪营养需要配合成粉状全价料,基础日粮组
成及营养水平见表 1。
表 1 基础日粮组成及营养成分
项目 35~54 日龄 55~66 日龄
日粮组成/%
玉米 60.20 65.20
豆粕 21.50 21.50
豆油 2.25 1.28
动物脂肪 1.25 2.25
活性酵母 1.50 2.50
食盐 0.30 0.27
乳清粉 5.00 0.00
鱼粉 4.00 3.00
乳猪预混料 4.00 4.00
合计 100.00 100.00
营养成分
消化能/(MJ·kg-1) 13.36 13.31
粗蛋白/% 19.00 18.00
钙/% 0.70 0.75
有效磷/% 0.54 0.52
总磷/% 0.75 0.75
赖氨酸/% 1.30 1.25
蛋氨酸/% 0.75 0.73
蛋+胱氨酸/% 0.95 0.93
色氨酸/% 0.29 0.26
苏氨酸/% 0.79 0.82
粗灰分/% 6.02 5.80
注:每千克预混料含铁 3 g,铜 6 g,锌 3 g,锰 0.75 mg,硒 0.01mg,碘
0.012 mg,维生素参照 NRC 标准
1.3 试验设计与饲养管理 选择 35 日龄体重在
12.3 kg左右的杜大长仔猪 216头,按公、母各半的原
则分为 3组,分别为对照组、CFPE组和 YE组,CFPE
组和 YE组分别饲喂含 350 mg/kg CFPE 和 125 mg/kg
YE 的基础日粮,对照组饲喂基础日粮。3 组猪分别
饲养于条件一致的 3间猪舍,每组 3个重复,每个重
复 2栏共 24头猪。常规免疫,自由采食和饮水。试验
期为 35~70日龄,共 35 d。
1.4 样品采集与处理 试验第 32 天,各组采集猪
新鲜粪尿,随排随采。将粪样和尿样于 - 20℃低温保
存待测。实验室测定前在 4℃下解冻。
1.5 测定指标
1.5.1 生产性能 记录耗料量,试验开始和结束时
称猪重,计算日采食量、日增重和饲料增重比。
1.5.2 粪样脲酶活性测定 取 5 g粪样,加入 1 mL
甲苯,15 min后加入 10 mL尿液和 20 mL pH6.7 柠檬
酸盐缓冲液,摇匀,37℃培养 24 h,取上清,加水 2 mL,
4 000 r/min离心 5 min,取 1 mL上清液采用靛酚蓝
比色法测定脲酶活性(以 NH3- N含量表示)[7]。
1.5.3 尿素氮和氨态氮测定 取 20 g粪样,加入
40 mL尿液并充分搅拌,于 1、6、12、24、48、72、96 h和
7 d 时间点各取 1 mL上清,加水 2 mL,4 000 r/min
离心 5 min。取 50 μL上清液,采用南京建成生物工
程研究所的尿素氮测定试剂盒测定尿素氮浓度;取
0.5 mL上清液采用靛蓝比色法测定粪尿混合物中
氨态氮含量[7]。
1.5.4 可溶性硫化物测定 取 20 g粪样,加入 40 mL
尿液和 3 mL10%的抗坏血酸并充分搅拌,于 1、6、
12、24、36、48、60 h时间点各取 1 mL上清,煮沸冷却
后加蒸馏水 2 mL,3 000 r/min离心 5 min。取 1 mL上
清采用亚甲基蓝比色法测定[8]。
1.5.5 硫化氢浓度测定 称取 50 g 粪样装入
500 mL 葡萄糖注射液瓶,封闭瓶口,在 30℃下进
行发酵,用美国英思科公司硫化氢检测仪于发酵
第 2、4、8 天测定硫化氢浓度的峰值与 5 min 内的
平均值。每次测定后封闭瓶口继续发酵。
1.6 统计分析 使用 SPSS统计软件单因素方差分
析(ANOVA)和最小显著差数法(LSD)进行分析处
理,所有结果均采用平均值±标准差表示。
2 结 果
2.1 CFPE、YE对仔猪生产性能的影响 见表 2。与
对照组相比,CFPE、YE 组平均末重分别提高 9.24%
(P < 0.01)和 6.94%(P < 0.05),日增重分别提高
14.30%(P < 0.01)和 10.70%(P < 0.05),饲料增重比
分别降低 9.34%(P < 0.05) 和 6.53%(P < 0.05)。
CFPE 组饲料增重比低于 YE 组,差异不显著(P >
0.05),平均末重比 YE 组提高 2.15%(P > 0.05)。
CFPE、YE 组日采食量差异不显著,但都高于对照组
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项目 0 h 6 h 12 h 24 h 48 h 96 h 7 d
CFPE 组 104.41±8.99 85.96±9.80a 72.49±1.31A 60.20±2.00A 52.52±1.40A 35.92±2.45A 27.51±1.16A
YE 组 101.60±9.05 70.05±11.11b 67.92±1.15A 54.88±1.76B 51.46±1.89A 33.20±1.36A 25.57±1.45A
对照组 104.84±7.81 73.26±7.60ab 61.02±1.63B 44.44±0.80C 38.89±2.05B 21.20±2.39B 11.65±1.75B
表 3 CFPE 和 YE 对粪尿混合物中尿素氮含量的影响 mmol·L-1
项目 0 h 6 h 12 h 24 h 48 h 96 h 7 d
CFPE 1.87±0.32 2.05±0.06a 2.50±0.24A 2.81±0.04A 3.21±0.08A 2.72±0.06Aa 2.31±0.11A
YE 1.86±0.15 2.21±0.07b 2.39±0.07A 3.40±0.16B 3.16±0.14A 2.57±0.16Ab 2.13±0.08A
对照组 1.95±0.19 2.26±0.09b 2.85±0.09B 3.87±0.07C 2.71±0.07B 1.46±0.07B 0.85±0.10B
表 4 CFPE 和 YE 对粪尿混合物中氨态氮含量的影响 mg·L-1
项目 0 h 6 h 12 h 24 h 36 h 48 h 60 h
CFPE 组 0.043±0.007B 0.092±0.026a 0.186±0.047 0.224±0.042ABb 0.307±0.078b 0.445±0.087 0.628±0.075B
YE 组 0.069±0.012A 0.118±0.020ab 0.1731±0.039 0.217±0.051Bb 0.282±0.091b 0.397±0.082 0.607±0.184B
对照组 0.077±0.017A 0.152±0.027b 0.217±0.063 0.300±0.047Aa 0.408±0.087a 0.466±0.091 0.907±0.158A
表 5 CFPE 和 YE 对粪尿混合物中可溶性硫化物含量的影响 mg·L-1
项目 平均始重/kg 平均末重/kg 日增重/g 日采食量/g 饲料增重比
CFPE 组 12.44±0.29 34.63±0.60A 634.10±10.46A 1157.14±17.17a 1.82±0.04a
YE 组 12.41±0.36 33.90±0.78ABa 614.10±22.97ABa 1139.68±19.83a 1.86±0.10a
对照组 12.28±0.25 31.70±1.05Bb 554.76±28.47Bb 1101.59±7.27b 1.99±0.09b
表 2 CFPE 和 YE 对仔猪生产性能的影响
注:同列肩标不同小写字母表示差异显著(P < 0.05),不同大写字母表示差异极显著(P < 0.01)。下表同
(P < 0.05)。
2.2 CFPE、YE 对粪中脲酶活性的影响 由图 1 可
见,CFPE、YE 组的脲酶活性分别比对照组降低了
17.16%(P < 0.01)和 14.37%(P < 0.01),CFPE 组的
脲酶活性低于 YE组,但差异不显著(P = 0.083)。
图 1 CFPE 和 YE 添加对粪中脲酶活性的影响
2.3 CFPE、YE 对粪尿混合物中尿素氮含量的影
响 见表 3。0 h时间点,各组尿素氮含量差异不显
著。6 h时间点,各组尿素氮浓度均下降,但 CFPE组
浓度显著高于对照组(P < 0.05);从 12 h 时间点开
始,对照组尿素氮浓度极显著低于 CFPE、YE 组(P <
0.01),除了 24 h 时间点 YE 组浓度极显著低于 CF-
PE组外(P < 0.01),其他时间点两组间差异不显著
(P > 0.05);在 7 d 时间点时,CFPE、YE 组尿素氮浓
度下降率分别比对照组低 15.23%、16.02%(P <
0.01)。
2.4 CFPE、YE 对粪尿混合物中氨态氮含量的影响
见表 4。0 h时间点,各组氨态氮浓度差异不显著
(P > 0.05);24 h 时间点时,对照组和 YE 组氨态氮
浓度达到最高值,CFPE 组于 48 h 达到最高值,CF-
PE、YE 组最高值极显著低于对照组(P < 0.01);达
到最大值后各组氨态氮浓度均逐渐降低,各时间点
对照组浓度极显著低于 CFPE、YE 组(P < 0.01),
CFPE 组高于 YE 组,但只有 48 h 时间点差异显著
(P < 0.05)。
2.5 CFPE、YE 对粪尿混合物中可溶性硫化物含量
的影响 见表 5。除 12、48 h时间点 3组可溶性硫化
物浓度差异不显著外,其余时间点 CFPE 组浓度均
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显著低于对照组(P < 0.05),0 、60 h 时间点达到极
显著(P < 0.01);YE 组在 12 h 时间点之前与对照
组差异均不显著,36 h 时间点浓度显著低于对照
组(P < 0.05),24 、60 h差异达到极显著(P < 0.01)。
CFPE 组浓度在 0 、6 h 时间点显著低于 YE 组(P <
0.05),但在 12 h 时间点后高于 YE 组,但差异不显
著。
2.6 CFPE、YE 对粪发酵硫化氢产生量的影响 见
表 6。发酵第 2 天,各组峰值与平均值差异均不显著
(P > 0.05);第 4 天,对照组峰值高于 CFPE 组(P >
0.05)和 YE 组(P < 0.05),平均值显著高于 CFPE、
YE 组(P < 0.05);第 8 天,CFPE 组峰值显著低于对
照组和 YE 组(P < 0.05),YE 组低于对照组,但差异
不显著(P > 0.05),对照组平均值显著高于 YE组(P <
0.05),极显著高于 CFPE组。
表 6 CFPE 和 YE 对粪发酵硫化氢产生量的影响
发酵时间/d 测定值/(mg·m-3) 对照组 CFPE 组 YE 组
2 峰值 11.4±2.7 9.5±1.8 8.8±1.7
平均值 9.6±2.8 7.2±1.9 7.2±2.4
4 峰值 13.2±2.1a 10.9±1.7ab 9.5±2.8b
平均值 11.8±2.6a 9.3±1.8b 8.6±2.4b
8 峰值 18.2±2.5a 8.1±1.6b 15.8±2.0a
平均值 16.1±2.7Aa 5.5±1.1Bb 10.2±2.1ABb
3 讨 论
3.1 CFPE、YE 对仔猪排泄物中氨散发的影响 表
3 表明,CFPE、YE 均有抑制尿素分解的作用,这与
CFPE、YE 对脲酶的抑制效果相吻合(图 1),两试验
组的脲酶活性被有效抑制,从而降低了尿素的分解
速度。表 4显示,各组氨态氮浓度均先上升再下降,
CFPE、YE 组的最高浓度,都显著低于对照组的最高
浓度,CFPE 组氨态氮最高浓度出现得最晚。CFPE、
YE组达到最大值后下降的幅度比较缓和,这可能是
由于脲酶活性被有效抑制,尿素分解产生氨态氮的
速度比较慢,溶液中氨态氮浓度上升得也较慢,致使
溶液中氨的动态平衡以缓和的方式被逐渐打破,氨
散发到空气中的速度比较慢。对氨散发整个过程的
影响,CFPE的添加效果略优于 YE。
3.2 CFPE、YE 对仔猪排泄物中可溶性硫化物及硫
化氢产生量的影响 可溶性硫化物一般指溶解性的
H2S,HS-,S2- 等,部分来自含硫有机物的分解,大部
分是在厌氧条件下由细菌还原硫酸盐产生的 [9]。硫
化氢释放的多少与可溶性硫化物的浓度有关,硫化
物浓度越大,硫化氢的释放量越大 [10]。表 6显示,连
续发酵 3次后,对照组产生的硫化氢总量明显高于
CFPE、YE组,CFPE、YE对硫化氢的散发有显著的抑
制效果,这与可溶性硫化物的测定结果一致(表 5),
CFPE、YE可减少可溶性硫化物的浓度。硫化物浓度
降低了,从粪尿中释放进入空气中的硫化氢也就随
之减少,从而降低了猪舍中有害气体的浓度。CFPE、
YE 降低可溶性硫化物浓度的具体作用机理还不清
楚,可能是通过抑制硫酸盐还原菌或参与硫化氢还
原的酶来实现,也有可能存在其他方面的作用机理,
还有待于作进一步的研究。
3.3 CFPE、YE 对仔猪生产性能的影响 本试验
中,CFPE、YE 组仔猪的平均日增重及饲料增重比均
优于对照组,可能是由于这 2个试验组猪舍的空气
中氨气及硫化氢的浓度低于对照组,更有利于仔猪
的生长;另外,CFPE 通过影响产脲酶菌 [4],可以改善
仔猪肠道环境。空气质量和肠道环境的改善,促进
了仔猪营养物质的吸收,饲料利用率提高,从而使
CFPE、YE组的生产性能提高。
4 结 论
CFPE 与 YE 均能有效抑制仔猪排泄物中脲酶
活性,减缓尿素分解,减少氨散发;也能有效减缓可
溶性硫化物产生,减少硫化氢散发,改善猪舍空气环
境。CFPE添加效果略优于 YE。
仔猪日粮中添加 CFPE、YE 均能提高仔猪日增
重,降低饲料增重比。CFPE组的生产性能略优于 YE
组。
参考文献:
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2009年 第 45卷 第 13期营养饲料·Nutrition and Feeds tuffs
从细胞凋亡角度看,小尾寒羊子宫完全复旧的时间
要多于 28 d。
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(上接第 19 页)
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Effects of Camphor Familial Plant Extract and Yucca Extracts on Emission of NH3
and H2S in Slurry of Weaned Pigs
LIANG Guo-qi, WANG Xu-ping, WANG Xian-meng, LI Chuan-pu, CHEN An-guo*
( College of Animal Science, Zhejiang University, Zhejiang Hangzhou 310029, China)
Abstract : The study was conducted to compare the effects of cinnamon extracts (CFPE) and yucca schidigera extracts
(YE) on growth performance and emission of NH3 and H2S in slurry of weaned pigs, and try to approach the mechanism.
Two hundred and sixteen piglets (Large White× Landrace× Duroc) of 35 d were assigned to three dietary treatments, each
treatment included three replications with 24 pigs per replication. CFPE group received basal diet with CFPE 350 mg/kg
added, YE group with YE 125 mg/kg added, and the control received basal diet. Experimental period lasted 35 days. The
results showed that There were significant effects of CFPE, YE on the ADG and F/G of piglets. The ADG of CFPE group
was higher than that of YE group, and the F/G of CFPE group was lower. But there were no significant differences (P >
0.05). CFPE and YE decreased the urease activity very significantly(P < 0.01), and the activity of CFPE group was lower
than that of YE group(P > 0.05). At the time of 6 h, the concentration of urea nitrogen in the CFPE group, YE group were
higher than the control (P < 0.05), and from the time of 12 h, the differences became very significant (P < 0.01). CFPE
delayed the time when concentration of ammonia nitrogen arrived at the peak point. At the time of 7 d, the concentration
of ammonia nitrogen in the CFPE group and YE group were higher than the control (P < 0.01), and the CFPE group was
higher than YE group(P > 0.05). With the exception of the time of 12 h and 48 h, the concentration of dissolvable sulfide
in the CFPE, YE group were higher than the control (P < 0.05). The average content of hydrogen sulfide from CFPE
group and YE group in the 2th day and 8th day was lower than that of control significantly (P < 0.01). The results
indicated that CFPE and YE added in the feed can lessen the emission of NH3 and H2S, by decreasing the rate of urea
decomposing and generation of dissolvable sulfide; CFPE has better effects.
Key words: camphor familial plant extract; yucca extract; ammonia; hydrogen sulfide; piglets
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