在规模化养殖过程中，畜禽养殖场对环境保护不当，导致严重的空气、土壤、水源等污染，对人类及畜禽健康产生负面影响[1-3]。畜禽养殖场恶臭物质的来源包括排泄物的厌氧分解、畜禽体液分泌物、垫料和残留饲料等。针对产生途径不同的恶臭物质会采取不同的防控措施。畜禽舍恶臭物质成分复杂。其中，氨气排放量大，具有强烈刺激味；硫化氢阈值低且对动物危害极大。因此，了解氨气和硫化氢的产生机理对粪污治理具有重要意义。两者的产生与饲料原料组成关系较大。因此，可以通过改变饲料组成和调整饲料添加剂从源头上减少产生畜禽舍臭气。1畜禽场恶臭物质的主要成分、产生机制及其危害1.1氨气畜禽养殖中的氨气排放量可达全球总量的39％[4]。如果动物日粮中氮的供给量高于动物实际需要量，未被吸收的氮会随粪尿排出。粪中大肠杆菌、乳酸杆菌、韦荣球菌属、拟杆菌、双歧杆菌和梭状芽孢杆菌等微生物有脲酶活性。在这些微生物作用下，猪粪便中氨基酸脱氨基产生氨气释放到空气中[5-6]。畜禽饲喂樟科植物提取物能够降低氨气的释放，主要机理为其抑制胃肠道幽门螺杆菌的生长及其产脲酶的活性。猪粪在储存期间，通过链球菌（Streptococcus）、消化链球菌（Peptostreptococcus）和拟杆菌（Bacteroides）等活性细菌消化分解粪便中的蛋白质和碳水化合物[7]。氨气会危害畜禽的健康，对呼吸道、消化道、免疫等方面均有一定程度的损伤[8-9]。氨气的水溶液呈强碱性，对黏膜具有强烈的刺激性，可引起流泪、角膜或结膜发炎等[10]。1.2硫化氢猪舍硫化氢的主要产生途径是：在微生物作用下，未完全消化的含硫氨基酸会脱巯基降解；或是粪中肠球菌（Enterococci）、肠细菌（Enterobacteria）、Peptostreptococci、梭杆菌门（Fusobacteria）和真细菌（Eubacteria）等微生物还原粪中的硫酸盐。不同的微生物产生硫化氢的机理可能不同。Luhachack等[11]研究表明，炭疽杆菌（Bacillusanthracis）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）主要依靠胱硫醚β-合酶和胱硫醚γ-裂解酶产生H2S。Shatalin等[12]发现，不含这两种酶的大肠杆菌（Escherichia coli）依靠半胱氨酸氨基转移酶与3-巯基丙酮酸硫转移酶的协同作用仍可产生H2S。硫化氢浓度高于70 mg/m3会引起猪的呕吐、腹泻。硫化氢主要经血液转化为无毒硫酸盐排出体外。但该过程转化率并不高，使得部分硫化氢与呼吸道中氧化型细胞色素氧化酶的三价铁离子结合，导致细胞缺乏氧气。硫化氢还可以与还原型谷胱甘肽的巯基结合，导致畜禽的排毒功能遭到破坏。处理硫化氢的方法包括物理法、化学法和生物法。其中，物理方法包括吸收法、膜分离法和微波法等；化学方法包括克劳斯法、液相催化氧化法和化学吸收法等，但成本较高且易产生二次污染[13]；生物法成本低且环境友好[14-16]。2畜禽舍饲料源头减排途径根据畜禽舍恶臭物质产生原理，一般可将畜禽场恶臭污染防控路线包括源头减排、过程控制以及末端处理。其中，源头减排是通过减少恶臭物质排放量治理臭气污染，其优点是从根本上解决问题。在恶臭气体释放到空气之前，通过调整动物饲料配方提高饲料利用率、减少恶臭物质排放的方法称为源头减量技术。常见的源头减量方法有生物饲料添加剂、植物提取物饲料添加剂、吸附性饲料添加剂、改善饲料原料组成等。2.1改变饲料蛋白质含量及组成降低日粮中蛋白质的水平，能够降低饲料成本并改善动物的肠道健康，明显减少氮及其他有害气体的排放。通过改变饲粮中蛋白质的种类与含量，可以在保证营养均衡的前提下提高饲料中营养物质的消化率，从而有效减少氮排泄。研究表明，日粮每降低1％的粗蛋白，氨的排放量相应减少9.5％[17]。按时补充日粮中限制性氨基酸的含量、降低日粮粗蛋白水平，能够显著降低猪粪便中的总氮和氨含量，且不影响生长性能[18]。实际生产中主要目的是促进动物生长并提高其生产效率，故日粮中高能量蛋白质占比通常较高。降低日粮中蛋白质的含量能够有效减少氨气及硫化氢等的排放，因此可以通过发酵改善日粮中蛋白质组成，从而改善畜禽饲料原料。禽类的生长周期较短，消化道相对短，对饲料的营养水平要求较高。研究表明，日粮添加发酵豆粕能够显著提高肉仔鸡的生长性能，并减少大肠杆菌-志贺菌属和严格梭菌属的丰度，降低臭气浓度改善畜禽舍环境。Yang等[19]研究发现，蛋鸡日粮中添加发酵豆粕能够提高蛋鸡的生产性能，降低禽舍的氨气和有害气体浓度。采用嗜酸乳杆菌发酵的豆粕饲喂黄羽肉鸡，能够显著提高平均日增重；嗜酸乳杆菌发酵豆粕可以减少氨的浓度[20]。益生菌发酵能够改善豆粕的香味和小肽的含量，具有提高适口性和促进消化吸收作用。研究发现，日粮添加发酵豆粕能够提高犊牛的生长性能和饲料转化率，降低硫化氢浓度，减少恶臭气体排放[21-22]。上述研究表明，发酵豆粕是畜禽理想的蛋白饲料来源，在改善蛋白质、氨基酸等不同原料成分的前提下，能够不同程度地提高生产性能和饲料转化效率，提高饲料原料中蛋白质的利用率，从而减少氮排放，改善畜禽健康以及畜禽舍的环境。2.2植物提取物饲料添加剂植物提取物降低臭气释放的机理主要是降低畜禽粪便中产脲酶微生物的数量以及代谢速度，或抑制微生物活性。部分植物提取物甚至能够与肠道中的臭气分子直接反应，进而生成无毒物质[22]。日粮中添加樟科和丝兰属的植物提取物均能够明显改善畜禽舍的空气质量。Amalaradjou等[23]报道，樟科植物的提取物能够明显减少胃肠道中幽门螺杆菌的数量，从而降低氨气释放量。哈夫丝兰提取物能够在不影响粪便中微生物蛋白和总氮含量的基础上，降低动物粪便中氨的释放量，推测与其影响肠道微生物的种类以及数量有关[24]。王俐等[25]报道，日粮添加丝兰提取物能够降低猪舍中的氨气浓度，显著增加哺乳期母猪平均日采食量，降低弱仔数。饲料中添加樟科、丝兰植物的提取物均可减缓尿素氮的分解和硫化物的合成[26]。研究表明，断奶仔猪日粮中添加0.02％丝兰提取物、0.02％丝兰提取物+0.05％酶制剂均能够降低断奶仔猪氨气、硫化氢与氮的排泄量含量，显著提高仔猪日增重并降低料重比，提高断奶仔猪的生产性能[27]。近年来，中草药作为植物饲料添加剂的一种，越来越多地应用于生产中。日粮添加中草药后，其中的天然活性物质能够和氨等臭味物质发生反应，对畜禽舍的环境改善起积极作用。有研究表明，日粮添加陈皮、木香等多种中药材能够显著降低肉鸡排泄物中的氮、磷元素含量，硫化氢浓度可降低100.00％，氨气浓度降低36.76％，有效改善禽舍气体环境[28]。日粮中添加党参、白术等中草药能够显著降低鸡舍内氨气浓度，改善鸡舍的环境[29]。以上研究为中草药应用于畜禽舍除臭提供一定的研究基础。但是，中草药的具体添加量和作用机理仍未明确，与其他添加剂的相互作用研究相对较少，仍需进一步研究。其他的植物提取物，如大蒜和洋葱中的大蒜素、茶叶中的茶多酚等，均能够抑制脲酶的活性，从而减少氨的产生，有一定的除臭潜力。植物提取物在提高饲料利用率以及抑制臭气产生等方面有着良好的作用，但部分提取物有一定的抗营养作用。如缩合单宁添加过量会影响动物采食量以及营养物质的消化吸收。因此，在利用植物提取物的同时应综合考虑其理化性质，在不影响畜禽生产性能及健康的前提下应用。2.3吸附性饲料添加剂动物日粮添加活性炭、沸石和其他吸附性除臭剂能够将恶臭分子吸附到疏松多孔的物质上，从而降低畜禽舍内空气和粪便的湿度进行除臭[30]。饲料中添加1 000 mg/kg的稻壳炭能够改善蛋鸡的产蛋率和蛋壳品质，且显著降低蛋鸡粪便中和畜舍内空气中的氨浓度[31]。沸石粉是应用较多的矿物添加剂。氨和硫化氢等分子极易与沸石内游离的金属离子发生交换并吸附到沸石中，从而有效减轻粪便恶臭。阳艳林等[32]报道，日粮添加5%的沸石能够显著降低生长猪粪尿中的氨含量，提高其日增重。吕东海等[33]研究表明，5%沸石能够减少肉鸡约50%氨气排放量。硅酸盐、蛭石、硅藻土等均具有净化饲养场除臭的作用，可作为添加剂应用于畜禽生产中。吸附性饲料添加剂主要依靠吸附作用达到除臭效果，其副作用相对较小。2.4生物饲料添加剂由动植物体中分离、经过特定的工艺产生的微生物或发酵产物称为微生态制剂[34]。微生态制剂可以通过促进有益菌增殖、抑制有害菌的活动进行固氮或消耗氨气、硫化氢等臭气[35]。发酵豆粕在猪、鸡、鱼生产中已经得到广泛应用，主要用于代替豆粕等高蛋白饲料。发酵豆粕能够提高饲料适口性，改善营养物质的消化吸收，并降低粪便有机化合物以及尿中的氨氮含量。发酵豆粕可以影响肠道微生物组成，提高粪酶活性和乳酸菌数量，减少粪大肠杆菌数量，改善动物的消化功能，进而提高生长性能。豆粕中的抗营养因子的存在，会导致仔猪腹泻，甚至引起死亡[36]。发酵豆粕具有较低的抗营养因子和较高的活性酶、益生菌和低聚糖含量，可以提高豆粕的饲用价值，能够促进乳酸菌繁殖，抑制大肠杆菌繁殖，减少畜禽舍污染[5,37-38]。发酵饲料会改变幼龄动物的肠道菌群，促进营养的消化和吸收，提高蛋白质利用率[39]。魏金涛等[40]研究表明，液态酶解发酵豆粕能够改善生长育肥猪的生产性能，降低脲酶酶活以及粪便中氮磷的排放。Cheng等[5]研究表明，日粮添加新鲜发酵豆粕能够提高保育猪的生长性能，减少其粪便中氨气含量，从而降低畜舍中PM10和PM2.5的浓度。目前，制作微生态制剂的主要菌种包括乳酸杆菌、双歧杆菌、酵母菌、芽孢杆菌以及肠球菌等。其中，乳酸杆菌主要起到稳定肠道菌群的作用；双歧杆菌可有效抑制有害菌的产氨能力，中和有害物质[41]。有效的微生物菌剂能够减少畜禽粪便中NH3和吲哚的生成[42]。微生态制剂在改善肠道环境方面具有很好的效果，但其功能会受到采食以及机体环境等方面的影响而发挥不稳定[43]。合理应用生物饲料添加剂能够在减少臭气产生的同时，改善动物的生产性能以及肠道健康。因此，生物饲料添加剂将会越来越多地应用于畜禽的生产中。3结论未来，应在深入研究饲料源头除臭作用机制的基础上，研制出复合型除臭添加剂，从源头上降低氨气、硫化氢等气体的浓度，同时结合现代化的排污处理系统、科学的饲养管理体系以及合理的畜禽舍设计，有效控制环境污染。