植物提取物是以植物作为原材料,经过多种物理、生物及化学的方法,从植物中获取的含有营养活性成分的混合物,主要由植物的微量组成成分和次级产物构成。目前,已知的植物提取物种类众多[1]、成分复杂,主要包括多糖类、黄酮类、苷类、生物碱、挥发油、白藜芦醇、单宁以及其他成分,具有绿色、环保、用量少、不易产生耐药性、抗炎、抗寄生虫、抗氧化、提高机体免疫力等生理特性及功能。因此,将植物提取物作为新型饲料添加剂应用于动物生产引起了动物营养研究者的广泛关注[2]。随着我国动物养殖行业规模化、集约化的发展和壮大,养殖场的环境对畜禽的成活率和生产性能产生影响[3]。畜舍内有害气体过量可造成畜禽中毒,严重时甚至导致死亡,进而降低养殖经济效益[4]。动物圈舍中的有害气体组成较为复杂,主要有氨气(NH3)、硫化氢(H2S)、甲烷(CH4)及粪臭素、硫醇类、脂肪酸、酚类、醇类、醛类、氮杂环类物质。我国在农业行业标准中对动物圈舍内氨气及硫化氢等有害气体浓度进行了相关规定[5]。近年来,全球温室效应加剧与农业发展新模式的矛盾日益突出。因此,减少畜牧场有害气体的排放,减缓全球温室效应已成为目前亟须解决的问题[6]。本文综述日粮添加植物提取物对动物氨气、硫化氢和甲烷等有害气体排放的调控作用,为植物提取物在动物生产中的应用提供参考。1植物提取物对甲烷的影响动物瘤胃发酵中产生的甲烷会造成饲料能量极大损失,加速温室效应,且甲烷气体引起的温室效应比二氧化碳强约30倍[7]。因此,降低反刍动物瘤胃发酵过程中甲烷的排放能够降低饲料能量的损失,减少环境污染[8]。郭善军[9]研究发现,在奶牛日粮中添加5%的红藻提取物能够显著降低瘤胃体外发酵12、24 h甲烷排放量。陈丹丹[10]研究表明,在肉羊日粮中添加2.0 g/d植物类桑叶黄酮化合物能够明显降低甲烷菌数量。栗明月等[11]研究发现,添加4.50 mg/g竹叶提取物不影响荷斯坦奶牛瘤胃发酵模式,但可以显著降低瘤胃体外发酵试验中甲烷的产量。岳玉秀[12]在裸藻替换豆粕对绵羊甲烷排放的影响试验中发现,甲烷的排放量随着裸藻添加水平增加呈显著的线性下降。李国祥等[13]研究发现,丝兰提取物能够稳定反刍动物瘤胃内pH值,且甲烷总产气量及氨氮含量也随着丝兰提取物添加水平的增加均呈下降趋势。陈丹丹等[14]指出,在肉羊基础日粮当中添加0.250 g/d白藜芦醇可明显降低甲烷排放量。研究表明,在动物日粮当中添加一定水平的植物精油能够有效降低瘤胃甲烷产气量的趋势[15]。林波等[16]报道,在体外添加不同梯度(50、200、500、750 mg/L)的肉桂油和牛至油后,瘤胃甲烷产气量随着添加剂量的增多而显著降低。白乌日汗[17]研究表明,在发酵底物中加入45 mg/L牛至油时,试验组甲烷排放量显著低于对照组。贾淼等[18]以山羊为试验动物,挑选多种植物精油并分别设立不同梯度,经体外发酵表明,发现加入400 mg/L的山苍子油和茴香油能够明显减少瘤胃发酵甲烷排放量,且甲烷排放量随着添加量增加呈二次曲线减少趋势。陆燕[19]报道,在体外试验条件下,添加30、50、100、300 mg/L的大蒜精油都能够显著降低甲烷生成量,随着添加水平的提高,甲烷产量线性降低。米热古丽·伊马木等[20]研究发现,将250 μL/L薰衣草精油加入动物高精饲料中可降低产甲烷水平24.23%。2植物提取物对氨气的影响动物规模养殖场内会产生大量的有害气体,其中氨气占很大的比例。过量的氨气水平会影响动物与人类的健康,也会对动物生长、繁殖、泌乳、呼吸等产生影响,最终排放到大气中还可导致一系列的环境问题。在动物养殖业目前面临的各类问题中,减少氨气排放问题非常突出[21]。于松叶等[22]研究发现,牛日粮中添加丝兰提取物(3 g/d 头)可以有效缓解牛圈中的氨气含量。周学光等[23]报道,在妊娠母猪饲粮中添加200 g/t丝兰提取物能够明显减少猪圈内氨气的浓度。牛壮[24]研究发现,日粮中添加艾蒿多糖能够对肉仔鸡粪便氨气散发量起抑制作用,且添加量为1 000 mg/kg时效果较为理想。孙瑞锋等[25]研究表明,0.3%菊糖+0.1%枯草芽孢杆菌能够显著降低试验前期和后期肉仔鸡粪便氨气散发量。武丹[26]在日粮中添加125、250 mg/kg的岩藻多糖显著降低了试验前期和后期肉仔鸡粪便中氨气的散发量。陈华洁[27]研究表明,在基础日粮中添加0.4 g/L樟科植物提取物后,肉鸡粪便中氨态氮的含量显著减少。罗想林等[28]研究发现,后备种猪饲料中添加80 g/t丝兰属提取物后减少了猪群结膜炎的发病率,表明丝兰属提取物对动物舍内的氨气减排具有显著效果。吕伟等[29]研究表明,与对照组相比,在羊的基础日粮中加入1.5%中草药制剂可使羊舍内氨气含量明显减少。3植物提取物对硫化氢的影响江阳[30]研究发现,在肉仔鸡基础日粮中添加500 mg/kg艾蒿醇提取物,能够显著降低肉仔鸡粪便中硫化氢气体排放量。梁国旗等[31]研究表明,在猪的基础日粮中添加125 mg/kg的丝兰提取物能够显著减少尿素氮的分解,抑制可溶性硫化氢的产生。李万军[32]研究发现,在肉鸡日粮中添加丝兰提取物和酸化剂,能够降低鸡舍内硫化氢的质量浓度。马佳欣[33]研究发现,日粮中添加黄花蒿水提物可有效减少鸡粪便有害气体的散发量,添加水平为1 500 mg/kg时降低硫化氢散发量的效果优于对照组。王金旭等[34]报道,与对照组相比,在仔猪基础日粮中添加200 mg/kg的丝兰提取物可显著减少硫化氢含量。李万军[35]研究表明,在肉仔鸡日粮中添加120 mg/kg丝兰提取物可明显减少鸡舍内硫化氢的浓度。李婉等[36]研究表明,在水牛日常精料中加入0.2%的紫茎泽兰提取物可明显减少水牛排泄物中的硫化氢浓度。4植物提取物对其他有害气体的影响动物舍地面的粪便、尿液、垫料及饲料残渣经微生物分解后产生的气体是动物舍内臭气的主要来源[37]。除氨气、硫化氢、甲烷以外,还有胺类、硫醇类、二氧化碳、一氧化碳带有粪臭味的气体等。植物提取物可以减少动物圈舍中的有害气体含量,降低对生活环境的污染[38]。李元风等[39]研究发现,在育肥猪基础日粮当中加入100 mg/kg的丝兰提取物和200 mg/kg益生菌可以显著降低粪便氮、磷排放量。Kawai等[40]在羊的试验中也得到了相似的结论。在虾基础饵料中加入丝兰属提取物可显著降低水内氨氮的排放量,显著提高水质[41]。Min等[42]报道,120 mg/kg丝兰提取物和18 %的蛋白质相互作用时,猪的磷排放量显著减少。胡立国等[43]指出,在牛基础日粮中添加中草药制剂后,圈舍内二氧化碳含量均明显减少。王苑等[44]研究表明,在肉鸡基础日粮当中添加0.05%复合植物精油(麝香草酚、香芹酚、丁香酚、辣椒素和肉桂酰胺)可显著降低肉鸡粪便内胺类、硫醇的含量。5结论在动物日粮中添加一定剂量的植物提取物可有效减少动物瘤胃发酵过程中甲烷的产生,对动物粪便中的氨气具有明显的抑制作用,减少尿素氮的分解及抑制硫化氢的产出,从而降低发酵粪便中的硫化氢含量,对改善畜禽舍环境、减少畜禽舍有害气体等方面具有积极作用。植物提取物对减少氮、二氧化碳、胺类、硫醇等有害气体也具有积极作用。目前,植物提取物在动物有害气体的防治方面的开发和研究呈稳定趋势,但仍有许多问题有待解决。随着植物提取物添加剂的进一步研发,应确定植物提取物改善气体排放的相关作用机制,建立相应绿色的原材料产区,实现可持续发展,完善标准体系,加强市场监督及管理,从而使植物提取物在减少畜禽舍有害气体等方面更好地应用。
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