猪体内氮代谢的调控对养猪产业的影响
时间：2023-04-21 22:00:02 来源：千叶帆 本文已影响人
郭子玉
（南皮县农业农村局，河北 沧州 061500）
猪场养殖的发展过程中会排放很多污染物，随着养猪业的逐渐发展，如何更好地治理猪场排放物成为当下急需解决的问题。在这其中猪氮的排放成为最主要的污染源。通过调节猪体内的氮代谢来减少猪氮对环境的污染，成为当下人们十分关注的问题之一。减少环境污染是使养猪业能够更好发展的至关重要的问题之一。
猪体内氮的来源分为两类：第一类是外源氮，通过食用蛋白质饲料摄取；
第二类是内源氮，是各类腺体分泌的含氮物质及消化道脱落的细胞。在这里主要探讨通过对外源氮的调控，达到提高猪氮利用率，降低氮排放的目的。
2.1 饲料中蛋白质含量对猪氮代谢的影响
我国蛋白质饲料来源虽然广泛，但是错误的添加比例，效果不明显的蛋白质的添加，反而限制了养猪业的发展。蛋白质含量过高，动物体内会呈现一种营养过剩的现象，动物对蛋白质的需求本质上是对氨基酸的需求，当饲料内的必需氨基酸含量达到动物的需要时，便会造成氨基酸过剩的现象，造成饲料的浪费。国内猪饲养时大多参考国外的标准，然而，不同的环境，不同的饲养方式，使国内饲料的配比也不同于国外的饲料。近几年来的研究更是表明了，低蛋白日粮是可行的，甚至是优于高蛋白饲料的。蛋白质在肠道被水解成多肽和氨基酸，并为肠道微生物提供氮源，而低蛋白质对调节肠道微生物起到更好的作用，可以维持猪的正常生长发育。大量的研究表明，低蛋白日粮可减少氮排放，提高氨基酸转化率。
2.2 消化道对猪氮代谢的影响
蛋白质消化是指在蛋白酶作用下将蛋白质水解为肽和氨基酸的过程，为氨基酸的代谢提供可能。主要分为胃内消化，小肠腔消化和肠黏膜细胞消化。小肠具有吸收、分泌和消化的作用，胰酶是消化蛋白质的主要酶。同时小肠还有重要的代谢功能，一些氨基酸在小肠粘膜内参与代谢。研究发现，所有日粮氨基酸均可在小肠中发生“首过”代谢。小肠中的大量微生物尤其是细菌，可参与宿主对氮的代谢，小肠中的氮代谢对全身的氮平衡调节有着重要的作用。日粮氨基酸在调节小肠氮素循环过程中起着关键的作用，饲料中蛋白质的来源、品质及加工贮存条件等均可影响蛋白质的消化。肠道中的消化菌群可以有效的调控氨基酸的代谢并且提高氨基酸的利用率，而通过改变日粮氨基酸的成分，可以有效的增加肠道内的菌群繁殖。所以加强肠道内氮代谢调控方面的研究，对减少氮排放起着至关重要的作用。
2.3 饲料内添加氨基酸的影响
饲料蛋白质的质和量，对猪体内氮的沉积率和粪氮的排泄量有着很重要的影响。其中，赖氨酸（Lys）、蛋氨酸（Met）、苏氨酸（Thr）、色氨酸（Trp）对猪而言是最重要而又易缺乏的必需氨基酸。其中除色氨酸的其他三种氨基酸又是猪最重要的3 种限制性氨基酸，当低蛋白日粮水平降低3 个百分点时，3 种氨基酸极易缺乏。但可以通过添加合成氨基酸的方式改善氮平衡，减少猪氮排放，提高利用率。有研究表明，色氨酸在理想蛋白质中占有重要的地位，色氨酸的不足可明显降低猪的摄食量和饲料的利用率，减少蛋白质和脂肪的合成。由于蛋白质资源的缺乏，在饲料中添加一些合成氨基酸，对维持饲料营养，减少蛋白质浪费有着十分重要的作用。而无毒且不会增加额外负担的谷氨酰胺的重要前提物质α-酮戊二酸（AKG），越来越显示出优越的代替作用，替代谷氨酰胺应用在生产实践中，并对维持动物体内氮平衡，提高氮的利用率起着重要的作用。AKG 添加在饲料中可以有效降低内源性尿氮的流失，增加氮沉积。
3.1 低蛋白日粮饲料的概念
低蛋白日粮是指在标准蛋白质日粮的基础上, 把日粮蛋白质水平降低2～4 个百分点，同时保证日粮氨基酸的含量、比例和种类均满足畜禽生长发育所需的日粮。研究表明，降低日粮蛋白质含量，改用添加合成氨基酸的方式，不仅对猪的生长发育没有影响，反而有效减少了由于饲料引起的外源性氮的排放，提高了养猪业的经济效益。饲喂低蛋白日粮饲料，是调控猪氮排放的有效方法之一。
3.2 低蛋白日粮有利于保护环境
随着环境问题越来越严峻，人们愈发的需要低蛋白日粮这一物质的出现。养猪业中最大的污染源就是猪排放的粪尿，而这其中对环境污染有着主要影响的就是由于猪体内蛋白质不能被完全消化，而残留的NH3和H2S。减少日粮中的蛋白质不仅可以减少氮的排泄量，还可以提高能量的利用率，减轻了猪场对周围环境的污染。
3.3 低蛋白质日粮有利于猪的健康
当猪摄取的日粮蛋白质超过自身可吸收限度时，剩余的氨基酸只能通过粪氮和尿素的形式排出体外，这种多余的分解代谢会消耗猪的能量并通过饮用更多水的方式来维持身体的需要，在高温环境下对猪的生长尤其不利，降低猪群的健康水平。减少日粮中蛋白质含量，有助于减少肠道后段的氮含量，降低有害菌发酵的机会，有利于保护肠道。同时，低蛋白日粮还有抑菌以及促进消化吸收的作用。大量的实验也表明了，低蛋白日粮可显著降低仔猪的腹泻频率。
3.4 低蛋白质日粮可提高产业经济效益
大量使用植物性蛋白质饲料会造成仔猪腹泻问题，降低蛋白质日粮水平则可以很好的解决这一问题，同时降低了饲料成本，降低了兽药成本，减少了氮排放，降低了治理污染的成本，一举多得。蛋白质饲料来源短缺，价格较高，使得全价料成本过高，但减少粗蛋白用量可以很好的解决这一问题，同时，适当添加一些氨基酸，不仅不会降低猪的生长性能，反而高于正常蛋白饲料的饲喂效果。使用低蛋白日粮，可以有效解决现阶段我国养猪产业所面对的瓶颈问题，加快养猪产业的发展，提高产业经济效益。
4.1 通过改变尿素合成速率减少氮排放
通过改变饲料配制确实对减少氮排放有一定作用，但如果我们可以减缓氮合成的速率，就可以从根本上解决氮排放的问题。猪排放的氮中，有60%～70%来自尿液，而尿素又是尿液中的主要含氮物质，于是降低尿素的合成速率在很大程度上影响着猪氮的排放总量。在尿素前体物质合成尿素之前改变骑速率，就可以做到有效调控猪体内氮的合成。
4.2 氨
氨作为尿素的直接前体物，主要来源于氨基酸的脱氨基作用。此外，嘌呤、嘧啶的分解也生成氨。另外还有从消化道吸收的一些氨，其中有的是在消化道细菌作用下，由未被吸收的氨基酸脱氨基作用产生的；
有的来源于饲料，如氨化秸秆和尿素（可被消化道中的细菌脲酶分解后释放出氨）。氨的主要去路是在肝中合成尿素。尿素循环的主要过程即是氨甲酰磷酸生成，瓜氨酸生成，精氨酸生成以及精氨酸水解产生尿素。
4.3 甘氨酸和丙氨酸
甘氨酸和丙氨酸是尿素合成的间接前体物，也是主要前体物。在研究甘氨酸和丙氨酸在肝脏组织中的代谢去向时，采用同位素标记的方法进行标记会发现，甘氨酸和丙氨酸有50%的代谢量在肝脏中转化成了尿素，并且尿素的合成总量有30%都是有甘氨酸和丙氨酸转化的。由此可以得出甘氨酸和丙氨酸是尿素在肝脏中合成的重要前体物的结论。而降低氨基酸的氧化代谢速率成了减少肝脏内尿素合成以及尿素前体物合成的关键。
综上所述，通过减少外源氮来调控猪氮排放及氨基酸利用率的方式，较为简洁、方便，在经济效益以及资源环境利用及保护方面，也有着突出的优势。所以在配制饲料上，我国应更加切合自身实际，不能盲从国外的一些配制标准，以免花费更多的金钱却得到了更少的收益。而通过减缓内源氮合成速率的方式来减少氮排放，可以从根本上改善氮排放过多问题，这个方向的研究，无疑为养猪产业的进一步发展提供了可能，越来越多学者已经将目光投入到了这个方向，相信在不久的将来，这一理论一定可以实现。
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