《脲酶抑制剂在畜牧生产中的应用》
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我国农业部与科技部已经将脲酶抑制剂的推广与应用列为国家级的推广项目,是国家新技术重点工程之一.脲酶抑制剂在畜牧生产中的广泛应用是我国农业技术创新的新方向,对调整畜牧业产业结构,保证我国畜牧业高质量、可持续发展具有重大的意义.
一、脲酶抑制剂概述
脲酶抑制剂是一种特殊的饲料添加剂,能够直接或间接抑制脲酶活性.脲酶抑制剂的研究起源于防止土壤肥料尿素分解损失的研究,紧随其后,人们开始研究如何利用脲酶抑制剂防止尿素重新分解进入人体.目前,脲酶抑制剂在美国、加拿大等畜牧业较发达的国家已经广泛应用,我国对于脲酶抑制剂在畜牧方面应用性的研究从上世纪90年始,1998年7月7日,农业部正式批准脲酶抑制剂作为饲料添加剂.
脲酶又叫尿素酶,是一种含镍的寡聚酶,其系统命名为酰胺水解酶,它普遍存在于细菌、真菌、动物以及人体中.脲酶具有绝对专一性,能够特异性地催化尿素分解为二氧化碳和氨气.在畜牧喂养中,人们普遍使用尿素代替动物日粮中的蛋白质,因其便宜、获取方便、使用高效,一公斤尿素相当于2.6公斤可消化粗蛋白质.但是尿素在脲酶的作用下,分解速度极快,是微生物对其利用速度的4倍,尿素的利用率不高,且容易让动物氨中毒.研究发现,可以通过使用脲酶抑制剂抑制脲酶活性来达到解决这一问题的目的.
脲酶抑制剂种类很多,目前的数量达到百余种.不同种类的脲酶抑制剂作用效果也有所不同,目前可将脲酶抑制剂分为两大类：一种是无机化合物類,如重金属盐类、硼酸盐、氯化物、氟化物、磷酸盐、硝酸镍等;一种是有机化合物类,如异丁酸、异戊酸等异位酸类化合物,及尿素衍生物、多聚甲醛、多元酚、碘乙酰胺、磷酰胺类化合物等.
二、脲酶抑制剂的应用
1.在反刍动物中的应用
脲酶抑制剂在畜牧业的应用研究中,对于反刍动物生产应用的研究较多,实际应用也相对广泛.牛羊等反刍动物瘤胃中栖息着许多微生物,其中70%的瘤胃细菌是以尿素等非蛋白氮（NPN）分解产生的氨为唯一氮源.其作用机理是瘤胃中的微生物产生脲酶,而脲酶将尿素分解成氨和二氧化碳,反应公式为CON2H4+H2O等于2NH3+CO2,瘤胃微生物利用氨形成菌体蛋白,从而为反刍动物提供营养素.在整个转化过程中,尿素分解氨的速度过快,大量的氨得不到有效利用,造成了氮源浪费.脲酶抑制剂便是通过抑制脲酶的活性,使瘤胃内尿素的分解速度降低,从而提高反刍动物对氨的利用率,改善了尿素的利用方法,增加菌体蛋白质的合成.据研究,在反刍动物喂养中,进入身体的尿素有67%用来合成微生物蛋白,利用脲酶抑制剂能够让尿素分解速度降低55.3%,尿素氮的利用率提升16.7%.尿素的利用率提升,能够节省大量昂贵的饼粕类蛋白质饲料,从而降低了饲养的成本.即使在日粮中没有添加尿素,使用脲酶抑制剂也能够提高粗蛋白质利用率和粗纤维的消化率.
牛羊等反刍动物在养殖过程中经常会发生尿素中毒的现象.尿素分解的NH3与CO2本身没有毒性,但由于分解速度过快,会迅速进入血液并大量蓄积,很容易造成反刍动物氨中毒.当血液中氨的浓度达到1～4mg/100ml时,就会引发氨中毒,当血氨浓度达到10～29mg/100ml时,就会引起反刍动物死亡.而且,在反刍动物喂养中单纯使用尿素并不科学,在饲喂尿素之后,反刍动物的饮水必须严格限制,还不能饲喂黄豆、黑豆、豆饼等饲料,在使用尿素的同时添加脲酶抑制剂,能够有效避免氨中毒或氨应激.
在反刍动物饲料中添加脲酶抑制剂,不仅能提升尿素利用率,降低成本,提高安全性,还能够使反刍动物的生理达到平衡,动物更加健康,促进牛羊产肉量或产奶量的提升.据实践证明,添加脲酶抑制剂奶牛产奶量会增加15%左右,肉牛增重达到18.7%.与此同时,反刍动物的饲养中以脲酶抑制剂为添加剂,还能够减少牲畜粪尿中的臭气和废水,降低对饲养环境的污染.
2.在单胃动物中的应用
在畜禽饲养过程中,氨气是公认的应激源和动物圈舍危害最为严重的气体,氨气能诱导家禽、猪等单胃动物发生多种呼吸道疾病,在高浓度氨气中饲养的单胃动物免疫力会下降.在畜牧养殖业中,鸡对氨格外敏感,长期生活在5mg/kg氨环境下的鸡,很容易产生健康问题.猪的排泄物中,有60%～80%的氨集中在尿液中,这些氨中有97%为尿素氨,尿液排出体外后,在粪便中脲酶的作用下,会快速转化为氨气挥发在空气中,不仅使动物圈舍环境遭到破坏,还会污染大气.
脲酶抑制剂在进入禽畜肠道内之后,会使脲酶的活性得到有效抑制,并随粪便一起排出体外,继续发挥作用,从而降低动物圈舍中的氨气浓度.而且,经过大量实验证明,脲酶抑制剂对饲养的禽畜安全无残留,无毒副作用.
肉鸡腹水症是肉鸡养殖业面临的一大难题.腹水症的发病原因是多方面的,禽舍环境中的氨气浓度过高,会刺激肉鸡上呼吸道粘膜,氨气被吸入肺中,使血氨浓度提高,导致肉鸡慢性缺氧,从而引发腹水症.另一方面,肉鸡腹水症的发生与肠道内氨的浓度也密切相关.在肉鸡日粮中添加脲酶抑制剂,一方面可降低鸡粪便中尿素的分解,使鸡舍氨浓度下降,另一方面,能够降低肉鸡小肠及大肠内脲酶活性和氨浓度,延缓肠粘膜的更新速度,降低耗氧量,从而避免腹水症的发生.
（作者单位：164123黑龙江省五大连池市团结镇政府）
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