奶牛粪尿中含氮量、NH3和H2S散发量的比较

龚飞飞，胡登林，赵正剑，张志军，余雄

（新疆农业大学 动物科学学院，乌鲁木齐 830052）

奶牛粪尿中含氮量、NH3和H2S散发量的比较

龚飞飞，胡登林，赵正剑，张志军，余雄

（新疆农业大学 动物科学学院，乌鲁木齐 830052）

以荷斯坦高产和中产奶牛为例，研究其粪便含水量、粪尿中总氮（TN）、氨态氮（AN）浓度和NH3、H2S的散发量。选取高产和中产奶牛牛舍各一栋，测定粪便含水量、粪尿中总氮（TN）氨态氮（TN）质量分数以及粪中NH3和H2S气体的散发量。结果表明，粗蛋白的摄入与需求比增加，奶牛粪尿中氮和硫的质量分数也会增加。超过动物蛋白质需要量的几乎所有的氮都是通过尿液排出体外，尿氮增加的幅度大于粪氮增加的幅度。因此，减少粪氮不是降低氮污染的有效途径。

高产奶牛;中产奶牛;总氮;氨态氮;NH3散发量;H2S散发量

0 引 言

近年来，我国养殖业的氮排泄污染问题越来越受到重视。奶牛向环境中排泄的氮主要是尿氮和粪氮，对于污染空气而言，尿氮的污染更为严重，因为从尿液中挥发出来的氨是粪便中的6～7倍[1]。一个千头奶牛场，可日产粪尿50 t；一个千头肉牛场，日产粪尿20 t。2000年，全国畜禽粪便年产生量已达到约17.3亿t，是工业废弃物的2.7倍[2]。其中各种污染成分的年产生量，氮约为1 597万t。饲喂奶牛的日粮氮仅有20%～30%被转化到牛奶或体组织中，其余的70%～80%从粪尿中排出体外[3]。养殖场内过高的氨气浓度对人体和畜禽有着潜在的健康威胁。本研试验对高产奶牛和中产奶牛粪尿中的含氮指标进行了比较，为减少荷斯坦奶牛氮的排泄提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物与日期、地点

试验日期为2010年1月1日至2010年1月6日，选取新疆天山畜牧生物工程股份有限公司榆树沟镇牛场高产和中产奶牛牛舍各一栋，其中高产奶牛228头（荷斯坦牛199头，瑞士褐牛29头），均为泌乳盛期。中产奶牛有104头（荷斯坦牛64头，瑞士褐牛40头），均为泌乳中期。 试验奶牛胎次均为2～4胎，体质量为（600±50）kg。

1.2 仪器设备

CD-1型携带式大气采样器、722N可见分光光度计、AL204-IC电子天平、WH-2微型旋涡混合仪、SZ-93自动双重纯水蒸馏器、Haier BCD-196F冰箱、10mL具塞比色管、1 cm比色皿、NH3吸收管、H2S吸收管、凯氏定氮仪、空气盒气压表、铝盒、自封袋、室内温湿度计等。

1.3 全混合日粮（TMR）的组成及饲养管理

TMR由混合精料（主要成分为玉米、麸皮、豆粕、菜粕、棉粕、玉米副产品、石粉、预混料）、玉米青贮和苜蓿干草组成（表1），每天人工定时定量喂料3次。高产奶牛每天4：00，10：00，16：00喂料；中产奶牛每天5：00，11：00，17：00喂料。牛群采食完毕后出牛舍到运动场，自由饮水。采样期间延长牛群采食后在牛舍中的停留时间，以便及时采集到新鲜的粪便和尿液。

表1 全混合日粮的组成和营养成分（干物质计）

1.4 采样及分析方法

奶牛采食完毕30 min后采样，一天采样3次，连续采样3 d，每次随机选取10头荷斯坦奶牛，每头奶牛采集约50 g粪样，50 mL尿样，尿样中加入一滴浓硫酸。当天采集的粪样和尿样送回实验室后各自混合均匀，粪样置于-25℃冰箱中保存，尿样置于4℃冰箱保存。粪便含水量的测定采用烘干法，粪、尿中总氮（TN）的质量分数采用凯氏定氮法来测定，氨态氮（AN）质量分数的测定采用靛酚蓝比色法，粪中NH3的散发量用纳氏试剂比色法测定，H2S气体的散发量用聚乙烯醇磷酸铵吸收—亚甲基蓝比色法测定。

1.5 数据统计方法

试验数据采用Microsoft Excel 2003软件进行分析比较，以平均值±标准差形式表示，如表2。

表2 粪便含水量、NH3和H2S散发量、粪尿中总氮及氨态氮质量浓度

2 结果与分析

3 讨 论

高产奶牛日粮干物质含量比中产奶牛高5.85个百分点，其粪便含水量只比中产奶牛低0.32%，这是因为通过饮水可以极大地减小粪便含水量因日粮中水分不同所造成的差异[4]。

1 kg日粮干物质中，T1的CP水平比T2高出1.08个百分点。根据《奶牛饲养标准》（NY/T34-2004）[5]可以算出，一头体重600 kg，日产奶28 kg（乳脂率为3.4%）的奶牛每天对CP的需要量为2801 g，相同体重日产奶19 kg（乳脂率为3.5%）的奶牛每天对CP的需要量为2066 g。从表1计算得出，高产奶牛日粮T1中CP的质量为3900 g（约含624 g氮），中产奶牛日粮T2中CP的质量为2513 g（约含402 g氮）。高产奶牛对CP的摄入量比需要量高39%，中产奶牛对CP的摄入量比需要量高22%。由于高产奶牛摄入过多的CP，所以排出体外的粪氮和尿氮比中产奶牛多。但是本试验中高产奶牛粪中TN含量和AN浓度比中产奶牛增加的量不及尿中这些指标增加得明显。张美莉等[6]研究表明，粪氮排泄量虽然随着日粮蛋白质水平的升高而增加，但未达到显著水平（P＞0.05），而尿氮排泄量却存在显著的差异（P＜0.05）。有研究表明：氮摄入量大于400 g/d时，尿氮增加幅度远大于粪氮增加幅度，呈指数性增加[7，8]。Mulligan等[9]报道，高蛋白质水平（20.4%）日粮组奶牛的尿氮排泄量显著高于中等 蛋白质水平日粮组（16.4%），同时发现尿氮和粪氮排泄量与奶牛氮摄入量成正相关。但是也有学者研究表明，蛋白质水平差异为0.6%[10]，可显著影响粪氮和尿氮排泄量。粪尿中TN质量分数和AN质量浓度变化幅度的不同，可能与日粮CP水平及奶牛对CP的摄入量与需要量有关。本研究中高产奶牛日粮中氮的质量分数比中产奶牛高55.22%，但是其鲜粪中TN质量分数只比中产奶牛高4.04%，尿中TN质量分数比中产奶牛高12.53%，这说明提高日粮CP水平后，CP的消化量也随之提高，CP的代谢率与日粮CP水平具有一定的相关性。所以，用高CP水平的日粮饲喂奶牛时，应注意氮的代谢调控。

4 结 论

本试验结果表明，粗蛋白的摄入与需求比增加，奶牛通过粪尿排放的氮和硫也会增加。超过动物蛋白质需要量的几乎所有的氮都是通过尿液排出体外，尿氮增加的幅度大于粪氮增加的幅度。

[1]LOCKYER D R，WHITEHEAD D C.Volatilization of Ammonia from Cattle Urine Applied to Grassland[J].Soil Bio.Biochem,1990,22：1137-1142.

[2]李庆康,吴雷,刘海琴,等.我国集约化畜禽养殖场粪便处理利用现状及展望[J].农业环境保护,2000,19（4）：251.

[3]刘杰孟,庆婵,马百顺.控制奶牛养殖环境氮污染的粪尿管理技术[J].山东畜牧兽医,2007,28：19.

[4]胡登林,龚飞飞,赵正剑,等.日粮不同种类的饲草料对荷斯坦青年母牛粪尿中总氮、氨态氮和粪中NH3、H2S散发量的影响[J].中国畜牧杂志,2010,46（20）：29-30.

[5]中国标准出版社第一编辑室.动物防疫标准汇编S.畜禽场环境质量标准NY/T388-1999[S].北京：中国标准出版社,2003.

[6]张美莉,张立岗.泌乳奶牛向环境中氮排泄量的预测[J].长江大学学报：自然版（农学卷）,2006,3（4）：162.

[7]CASTILLO A R,KEBREAD E,BEEVER D E，et al.A Review of Efficiency of Nitrogen Utilization in Lactating Dairy Cows and Its Relationship with the Environmental Pollution[J].J.Anim.Feed Sci.,2000,9：1-32.

[8]JONDER J S,KOHN R A，HIGH J.Dairy Herd Management Practices That Impact Nitrogen Utilization Efficiency[J].J.Dairy Sci.,2002,85：1218-1226.

[9]MULLIGAN F J,DILLON P,CALLAN J J,et al.Supplementary Concentrate Type Affects Nitrogen Excretion of Grazing Dairy Cows[J].J.Dairy Sci.,2004,87：3451-3460.

[10]GRESSLEY T F，ARMENTANO L E.Effect of Abomasal Pectin Infusion on Digestion and Nutrition Balance in Lactating Dairy Cows[J].J.Dairy Sci.,2005,88：4028-4044.

Compare of high-yield and middle-yield holstein dairy cows in the nitrogen content in feces and urine and the NH3,H2S emission content in feces

GONG Fei-fei,HU Deng-lin,ZHAO Zheng-jian,ZHANG Zhi-jun,YU Xiong
（College of Animal Science,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China）

Test to compare the high-yield and middle-yield Holstein dairy cows in feces water content,the total nitrogen（TN）,ammonia nitrogen（AN）concentration in feces and urine,NH3and H2S emission content in feces.Were selected a high-yield and a middle-yield cowshed,determination the feces water content,the total nitrogen（TN）,ammonia nitrogen（AN）concentration and NH3,H2S emission content in feces.The results showed that：The ratio of crude protein intake and demand increase,the nitrogen and sulfur content in feces and urine will increase.Protein,which more than demand will almost all be excreted through urine,the rate of increase urine nitrogen is greater than the rate of increase fecal nitrogen.Reduce the fecal nitrogen is not an effective way to reduce nitrogen pollution.

high-yield dairy cows;middle-yield dairy cows;TN;AN;emission content of NH3;emission content of H2S

S823.9+1，TS252.1

A

1001-2230（2011）08-0030-03

2011-06-09

国家奶牛产业技术体系；科技部“十一五”科技支撑项目（2006BAD04A11-06）；自治区重大专项（200731134-2）（200731135-2）。

龚飞飞（1985-），男，博士研究生，研究方向为反刍动物营养。

余雄