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1、精选优质文档-倾情为你奉上第十三章非蛋白氮饲料添加剂第一节概述一、非蛋白氮(NPN)饲用研究与开发的国内外进展对于动物养殖业来说，蛋白质饲料的质与量往往是成功与失败的关键因素，又就地球陆地作物看，蛋白质高的作物又相当少，因而蛋白质营养倍受动物营养学家和牧场主的高度重视。人们发现并利用NPN作为反刍动物的蛋白替代物，是对畜牧业发展的重大贡献。反刍动物NPN饲料资源的开发利用研究工作远在19世纪就已经开始，1880年德国科学家在绵羊的基本饲料中首次加入了NPN化合物中的天门冬酰胺，结果提高了绵羊体内N的保留量，不久后指出，羊可利用NPN转化蛋白质。特别是诺贝尔奖获得者A.L.Virtanen196
2、3年用不含天然蛋白质的合成日粮对高产奶牛所作的试验中，用尿素和铵盐作为日粮中氮的唯一来源，使高产奶牛仍能长时期维持高产水平。这一研究结果报道之后，震惊了畜牧科技界，很快使NPN的研究步入养牛业生产实用阶段。据报道，不久就使美国养牛业每年以尿素为主的NPN使用量达200kt以上，1970年达250kt，90年代猛增到每年1000kt之巨。前苏联和东欧各国在80年代末期，养牛业中NPN化合物的年使用量也大约有60多万吨。西欧和澳洲诸国NPN年养牛使用量也大约有500600kt。非洲、日本、印度等国，供养牛业使用的NPN也有一定量的生产应用。NPN饲料资源被开发利用的途径和形式已日趋多样化、规模化和
3、商品化。特别应指出的是，近几十年来除了研制出大量水解速度较慢的NPN化合物外，在尿素的缓解技术上作了大量工作，推出了诸如欧美的“Starea”、“GoldenPro”、“Tripl-F”、“GreenPro”、独联体的“”和“”，法国的“Uralpa”、南斯拉夫的“Skrobamid”等糊化淀粉尿素浓缩饲料。我国NPN的饲用研究开始于60年代，但作为国家攻关项目进行大规模系统研究还是90年代初才开始的，即国家“八五”科技攻关“85-16-03”号课题，笔者也是参与本课题的主要成员。本课题重点研究了以尿素为主要对象的NPN的降解缓解技术，秸秆为主的粗饲料的氨化处理技术，以及NPN饲料舔砖的加工制
4、作技术。长期以来，我国在NPN饲料资源的开发利用方面，主要是用于秸秆的氨化处理。经氨化处理的秸秆，其粗蛋白质含量可提高12倍，有机物的消化率可提高20%30%，动物采食量可提高15%20%。所利用的氨源有农用氨水、碳铵、硫铵和尿素。北京农业工程大学还为了粗饲料氨化处理设计研制出了氨化炉。但目前各种氨化处理法的共同缺点是氮的损耗量较大，贮运和使用较为麻烦，因而应着力开发新的氨化处理法及相应的工艺设备。近十年来，我国在尿素饲料制品方面作了大量工作。但仍都处于研究试验阶段。虽然吉林、河北、四川、上海、北京、南京、广州、兰州等省市已先后研制出磷酸尿素、异亚丁基二脲、硬脂酸尿素、糖蜜尿素、玉米尿素等产品
5、，但由于工艺路线落后、生产成本高、效益低等原因而未能投入批量生产和大规模应用阶段。二、反刍动物的瘤胃生态系统及其功能牛、羊、鹿、驼等反刍动物具有独特的以瘤胃为主的单细胞蛋白生产系统。瘤胃中寄宿着原虫与细菌等数量巨大、种类繁多、功能特殊的微生物。正是这些微生物，不仅能协助动物消化各种精粗饲料，合成蛋白质、氨基酸，多醣、维生素等，而且更重要的是，它还可以利用NPN(即非蛋白氮)合成饲料中容易缺乏而对动物生长和生产极为重要的蛋白质，人们称这种蛋白为SCP(即菌体蛋白或微生物蛋白)。SCP可以作为宿主的蛋白质饲料，保证反刍动物的生存、生长、繁殖和生产，为人类提供宝贵的肉、奶、皮、毛等畜产品。据报道，S
6、CP这种蛋白的品质是相当高的，在动物体内的消化率达90%以上，其生物学价值达80%以上，尤其是第一限制性氨基酸赖氨酸的含量高达8%12%。在反刍动物瘤胃这种SCP生产系统中的微生物可分为细菌类和原虫类两大类群。细菌按其生理功能又分为10大类，即纤维分解菌、半纤维分解菌、淀粉分解菌、糖分解菌、蛋白分解菌、脂肪分解菌、有机酸利用菌、维生素合成菌、产氨细菌和产甲烷细菌。原虫约有30余种，主要属纤毛虫纲(Ciliata)，少数种为鞭毛虫纲(Flagellata)，均为专性厌氧微生物。值得指出的是，这些微生物中35%以上具有氨解能力，但原虫类除外。这对反刍动物利用NPN(尤其是对在NPN中居于首位的尿素
7、)具有特殊意义，这类细菌能够形成脲酶，由脲酶再进一步把尿素分解成氨，进而被其他微生物同化利用，合成菌体蛋白。被人们已发现的能形成脲酶的细菌有Probionobacteriums、BacteroidesSpec.、RuminococcusSpec.、Streptococcus Spec.、Lactobacillus、Selemonasruminantium等。不同细菌所形成的尿酶，其活性也不尽相同。有的微生物脲酶活性还受环境中NH3和尿素的浓度所左右。例如：Selemonasruminantium脲酶当环境中NH3和尿素浓度过大时明显受到抑制。但总的说，瘤胃中氨解能力是很强的。瘤胃微生物的氮代谢
8、特点是，既可把饲料中的蛋白质分解为NPN，也能够利用饲料的NPN合成蛋白质，就这种蛋白质的分解和合成来说，在瘤胃中是可逆的，而且总趋势是合成大于分解。据Satter和Roffles(1976年)研究，反刍动物瘤胃氮代谢定量模式如图13-1所示。 由图13-1可以看出，反刍动物食人的日粮粗蛋白中只有30%直接变成了可代谢蛋白，70%在瘤胃中经瘤胃微生物的降解和代谢，通过NPN形式其中80%最后变成单细胞蛋白，单细胞蛋白中又有80%变成可代谢蛋白，占可代谢蛋白形成总量的60%。由此可见，反刍动物对日粮蛋白的需要量中，可以用一定量的NPN满足。三、NPN的概念及其分类广义地说，NPN(英文名称为No
9、nproteinNitrogenNPN即其缩写，俄语缩写名为CAB，即人工合成含氮物质)应包括所有非蛋白质状态的含氮化合物。从化学角度看，既包括含氮的杂环化合物之类的有机化合物，也包括含氮的金属氮化物之类的无机化合物；从动物营养学角度看，既包括对所有动物具有营养学价值的肽类和氨基酸类含氮化合物，也包括只对反刍动物有一定营养学价值，但对其他动物没有营养学价值的含氮化合物。本文所指NPN的概念即那些只对反刍动物有一定营养学价值，而对其他动物投有营养学价值的各种含氮化合物。这些含氮化合物有着共同的特性，就是在反刍动物的瘤胃内可以被一些瘤胃微生物分解成NH3，又被动物瘤胃内的另一些微生物同化利用合成菌
10、体蛋白，再进一步变成可代谢蛋白，在真胃(也叫皱胃)和肠道中被动物消化吸收利用，用于维持动物的生命、生长和生产。这类非蛋白氮物质被用来进行反刍动物饲料添加剂(或补充物)的应用研究已大约有120多年历史。从50年代起已进人实用阶段。迄今为止，凡研究所使用过的这类NPN物质大体有三大类30余种化合物，即：1.尿素及其衍生物。如：尿素、缩二脲、缩三脲、亚异丁基二脲、硬脂酸尿素、甲醛尿素、糠醛尿素、葡糖基尿素、羟甲基尿素、磷酸尿素、硝酸尿素、叶酸尿素、碳铵尿素、棕榈酸尿素、硫铵尿素、双糖基尿素等。2.氨及铵盐。如：液氨、农用氨水、磷酸铵，硫酸铵、氯化铵、过氯酸铵、甲酸铵、乙酸铵、丙酸铵、硝酸铵、聚磷酸铵
11、、乳酸铵、氰酸铵、氨基甲酸铵、碳酸氢铵、木质素磺酸铵等。3.酰胺化合物。此处系指尿素(也叫碳酰胺)以外的酰胺类化合物，如：谷酰胺、天门冬酰胺、双氰胺、蜜胺(三聚氰酰胺)等。不难看出，这些化合物(特别是前两类)水解后都可产生氨或离子铵。因而可作为反刍动物的NPN饲料资源，充作反刍动物蛋白质饲料的替代物。但就其有效性和经济可行性看，排到首位的是尿素。因而，目前在世界范围，作为反刍动物NPN饲料资源开发利用的主要对象是尿素。以美国为例，作为饲料资源所利用的1000kt的NPN化合物中，大约80%以上为尿素。尿素具有很高的蛋白当量，其纯品的理论蛋白当量高达292(尿素含氮量46.6%蛋白换算系数6.2
12、5而得)，而天然蛋白饲料中含蛋白最高的鱼粉也不过含蛋白质60%左右，豆饼的蛋白含量45%50%。也即1份尿素的蛋白当量相当于5份鱼粉或67份豆粕的蛋白含量。又据报道，1份尿素加入7份玉米，其蛋白和能量的价值约等于8份豆饼的蛋白和能量。由此可见尿素作为NPN饲料资源是非常有前途的。四、尿素的某些理化特性及其应用由以上所述，可以看出，尿素为反刍动物NPN饲料资源中的代表，对其理化特性的深刻认识将助于人们在反刍动物NPN饲料资源开发中对尿素进行更好的利用。尿素，又叫碳酰二胺，分子式为(NH2)2CO，相对分子质量60.06，1828年就被德国人首先合成。其生产过程为，在合成氨的基础上，进一步在高温高
13、压条件下与CO2作用生成氨基甲酸铵，然后脱水即成尿素。其反应式为: 2NH3+CO2 NH2COONH4 (氨基甲酸铵) NH2COONH4 (NH2)2CO+H2O美国和前苏联等饲用尿素数量很大的国家，生产的尿素均分为饲料级尿素和肥料级尿素。两种尿素不同之处主要是饲用者要求颗粒较小。尿素具有很强的吸湿性和水溶性。尿素颗粒在100%的相对湿度的空气中24h即可完全吸湿潮解为水溶液。散装尿素在生产出厂半月后即发生粘结，潮湿地方生产出厂一个月后，粘结率即达40%50%，一年内可达90%95%。因而在尿素用于饲料生产时，首先要解决保存期的粘结问题。为此，我们研究发明了一种JHP抗粘结剂，已有效地解决
14、了这个问题。尿素在水中的溶解度是很高的，且随着温度的提高而提高。据测定，在20以下，尿素的饱和溶液中可溶解尿素52%，50时，升高为72%，120时达到95%。利用这一理论，可使用普通挤压机生产出合格的含尿素淀粉糊化产品。随着潮解的发生，尿素水解即发生，水解后产生NH3和CO2。在反刍动物饲养中，为了提高尿素氮的有效利用和防止动物NH3中毒，就要千方百计地延缓尿素的水解过程，即所谓的尿素降解缓释技术。这些技术大致有：(1)利用疏水性物质对尿素进行包衣化处理；(2)利用某些能抑制脲酶活性的物质；(3)尿素糊化缓释技术。尿素可以和某些矿物酸或有机酸物质发生络合反应形成新的物质尿素络合物。这些新形成
15、的尿素络合物一般较难溶于水。利用这一特性可以使尿素解降过程延缓。例如尿素与硝酸、磷酸、叶酸等均可发生此反应。尤其是磷酸尿素，含有动物营养所需要的氮和磷两种元素，我国生产的“牛羊乐”、芬兰Somex公司生产的Somex盐就是这种产品。尿素还可以同碳铵发生络合反应生成碳铵尿素，既可作肥料，也可作湿饲料的保存剂，或用来加工和氮化粗饲料。尿素也可同高级脂肪酸，高级醇和酯作用生成管状络合物饲料添加剂。尿素同醛类可发生缩合反应。这一反应中尿素分子中的氨基与醛类分子中的醛基可互相结合并脱水而形成新产物，可作饲料添加剂。如：在碱性环境下尿素同甲醛作用生成羟甲基尿素(或称甲醇尿素)，进一步作用则产生二羟甲基尿素
16、(或称二甲醇尿素)。后者比前者具有更高的缩聚性。前者含氮36%，蛋白当量为225%，可作为反刍动物的饲料添加剂。我国江苏吴县已有生产。在酸性环境下，尿素和异丁醛发生反应生成亚异丁基二脲，这种物质由于吸湿性差，难溶于水，故可长期保存并能作为重要的NPN饲料添加剂。我国吉林已能生产。糠醛(C4H3OCHO)同尿素共热生成糠醛尿素聚合物，其聚合度取决于反应条件、加热温度和成分配比。低聚合度糠醛尿素可作为动物的蛋白代用品或饲料添加剂。尿素同糖类(尤其是单糖和双糖)的聚合反应可生成糖基尿素。糖基尿素中在饲料生产上最有应用价值的是葡萄糖基尿素，因为它不仅有效地延缓了尿素在瘤胃中的氨解速度(据测定，如果把尿
17、素和葡萄糖简单地混合后饲喂动物，尿素在瘤胃中只需60min就可100%水解，而含同样量尿素的葡萄糖尿素，则在48h才能完全水解吸收)，而且更有意义的是绝大多数禾谷类饲料及茎秆枝叶均可加酸水解为葡萄糖。在此基础上，再加入尿素进行恒温反应，即可生产出具有很高饲用价值的粗制葡萄糖尿素。尿素在密封高温下加热可以缩合成缩二脲和缩三脲，此物质不仅较难溶于水，而且脲酶也难于分解，但可被部分瘤胃微生物分解和吸收利用。因而比尿素要安全得多。当尿素与植物有机物混合并在160下加热可形成一种酯类，即氨基甲酸纤维素。该物质较稳定，较难溶于水，因而作为NPN添加剂时动物也比较安全。根据这一理论可以获得新型氨化粗饲料。五
18、、NPN饲料资源开发利用途径与主要产品人们在对NPN饲料资源进行长期研究试验的基础上，已开发出不少技术，研制出大量NPN饲料产品，按其用途和产品种类归纳起来，可以分为以下十大类：(1)各种NPN化学品这类产品可少量直接加入反刍动物的日粮饲料，如尿素、缩二脲、亚异丁基二脲、各种无机酸或有机酸的铵盐等。(2)含尿素生长刺激剂这类产品不仅可增加反刍动物的氮营养，而且可刺激和促进动物的生长或肥育，提高日粮饲料总效益，如甲基脲和磷酸石膏的合成制品尿磷制剂。(3)尿素和磷酸或有机物的络合物产品此类产品中最典型的为磷酸尿素。尿素和有机物的络合物产品有葡糖基尿素、甲醛尿素、糠醛尿素。其粗制品如前苏联的奥特伊系
19、列产品。(4)液体复合尿素这种产品为尿素和液体糖蜜、矿物盐等所配制的含尿素的液体复合物。饲喂时放在特制的饲槽内利用可旋转的滚筒让牛羊舔食，或在临放牧前喷洒在草地上供放牧动物自由采食。(5)包衣尿素这种产品为工业制成品，常使用硬脂酸等疏水基物质作为包衣剂，对颗粒尿素进行包覆。据报道，也有用甲基纤维素、乙酸纤维素钠等有机聚合物作为包衣剂的。经过包衣处理的尿素，可以在动物瘤胃中延长氨解过程。(6)尿素强化饲料此类饲料又可依尿素含量水平分为3种。即：向以草粉和秸秆粉为主的牛羊的全价混合(或配合)日粮饲料中简单地加入1%2%的尿素，从而使日粮中粗蛋白含量提高3%5%。向淀粉质精料为主(60%)、草粉和秸
20、秆粉为辅的动物混合料中均匀地加入8%10%的尿素，可配制成尿素强化高蛋白颗粒补饲料，对动物的补饲量为每头牛每天1kg。向淀粉质精饲料中均匀加入15%25%的尿素，经过高温高压糊化处理，可压制出粗蛋白含量高达5075以上的尿素强化高蛋白预混合浓缩料，一般用作动物的全价日粮饲料的蛋白平衡料。欧美的Starea、GoldenPro、前苏联的KK和AK等产品即属此类。(7)尿素氨化甜菜糖渣前苏联大量生产此种产品，含干甜菜渣为77，尿素6，过磷酸钙6，糖蜜9.5，芒硝1.5。该产品主要用于牛羊育肥。(8)NPN复合矿物质饲料添加剂此种产品也是由前苏联大量生产。其组成除磷酸二铵和尿素等NPN外还含有食盐、
21、食碱、磷、氯、硫等常量元素和锰、锌、钴等微量元素。主要产品型号有M-15和M-30两种。(9)粗饲料氨化处理内有青粗饲料加尿素青贮和秸秆饲料的NPN氨化处理。按设备不同又分为窖式青贮或氨化、袋式青贮或氨化、氨化炉氨化。按NPN使用种类分为液氨或氨水处理、尿素处理、碳氨处理。(10)含尿素营养舔砖含有尿素、糖蜜、矿物质的舔砖，这种甜砖有压机加压成形和浇铸成形两种，国内外均已被广泛生产应用，是NPN饲料资源利用的最早形式。此外，也有在调制青贮饲料的过程中直接把尿素加入青贮饲料的。但由于很难掌握添加尿素的均匀度，而容易引起动物氨中毒，因而不主张采用这种利用方法。六、反刍动物的氨中毒及其解毒方法NPN
22、饲料资源的合理利用，对大力发展牛羊鹿驼等反刍动物具有重大意义。但是，如果对动物饲用过量或使用方法不当，则可引起动物氨中毒。动物发生氨中毒的时间，一般是发生于动物食入尿素或易氨解的NPN0.5h后到1h期间。氨中毒的典型症状是，轻则食欲减退、精神不振。重者则运动失调，四肢抽搐，全身颤抖，呼吸加速，口吐白沫，瘤胃停止运动。如果治疗不及时，中毒重者即可能在23h内死亡，中毒较轻者过23h后症状开始减轻，一般情况下8h左右可恢复正常状况。因此，在发现动物有尿素氨中毒症状后，必须争取时间，尽快采取急救措施。由于氨是一种碱性物质，遇酸则发生中和反应。因而急救动物氨中毒的措施中，最简单易行而且行之有效的办法
23、是给中毒动物灌服5的乙酸溶液，或干脆给中毒动物灌服几碗食用醋。因为乙酸不仅可以中和动物瘤胃中过多的氨，而且还可卓有成效地分解和破坏氨基甲酸铵。据P.P.King和W.H.Hale(1955年)报道，动物氨中毒的病理机制是，瘤胃中过多的氨与CO2相结合形成氨基甲酸铵。本来氨被动物血液吸收过多就可引起中毒，而进一步所形成的氨基甲酸铵对动物的毒性更大。因此，乙酸和醋是解救动物尿素氨中毒的最好的解毒剂。向中毒动物瘤胃中灌注11.5L10%的甲醛水溶液也是最好的解毒办法。因为理论上180g甲醛可以结合68g的氨，生成140g乌洛托品，如此剂量的乌洛托品对一头牛不会有多大影响。为了彻底解决动物尿素中毒的问
24、题，仍然要坚持以防为主的原则。也就是说，在利用尿素或易氨解的NPN物质饲喂动物之前，就要采用多种理化工艺措施使尿素等易氨解的NPN物质在进入瘤胃之后氨解速度得到缓解。不仅可以防止动物氨中毒，而且还要使动物食入的尿素氮得到更充分的利用。这就是本章的主要宗旨，也是以后各节所要阐述的主要内容。第二节若干主要NPN化合物及其技术质量标准 一、饲料级尿素及其衍生物 1.尿素 如上节所述，目前全世界用于畜牧业饲用NPN化合物总量达2000kt，其中尿素至少占80以上。从各个国家使用量来看，又以美国和独联体为主。因而，美国和独联体对饲料级尿素都制定有专门的标准。如前苏联的尿素国家标准(FOCT208171)
25、中对饲料级尿素的质量指标要求如下：外观呈白色或粉红色颗粒；含氮46.2；缩二脲含量3；游离氨0.03；硫酸盐总量0.01；水中不溶物0.01；含水量0.3；分散度100。美国也有类似的饲料级尿素标准，其不同之处是要求颗粒要细小，直径要求1mm。因此，据了解美国在生产肥料级尿素时，对结晶后或造粒塔所形成的颗粒进行一次筛分，把筛下的1mm以下的小粒尿素用作饲料尿素，大颗粒者作为肥料尿素，在成分和杂质的要求上饲料尿素与肥料尿素并无实质性太大差别。另外，美国饲料用尿素还有一种液状产品，该液状饲料尿素中又依尿素含有量分为50、60、70溶液三种产品。其供应范围为方圆200km之内。 我国有化工部颁发的部
26、颁尿素标准(也即HG279315)和国家标准总局颁发的尿素国家标准(即GB244081)，都是为化肥和工业使用为目的，而作为饲料添加剂或补充物的饲料用尿素的标准尚未制定颁布。据专家建议，所要制定饲料级尿素标准中，要求纯度97，水分0.5，缩二脲1.0，重金属1mg/kg。 2.尿素缩合物 此类物质包括尿素本身的加热脱氨缩合，如缩二脲、缩三脲等。也包括尿素与其他醇醛类有机物共热脱水缩合，如亚异丁基二脲、羟甲基尿素、糠醛尿素、糖基尿素等。这几种缩合物中有的品种我国已能生产，以下分别作一介绍。(1)缩二脲又称双缩脲，学名为氨基甲酰脲，分子式为NH(CONH2)，是尿素在密封条件下进一步被高温加热的产
27、物。其反应式如下： 缩二脲的相对分子质量为103，含氮量为40.7，蛋白当量225。外观为白色粉状结晶，稍带咸苦味。但一般工业品很少有纯品，含水约10，含尿素10和其他杂质，故仅含缩二脲6070，含氮3538。因其水溶性较差，氨解较慢，故不引起动物中毒，安全性较好。但因其生产成本高，含氮量低，动物对其利用率也低，而且牛奶中常有一定残留量，要饲喂动物时还需要2040天的适应期。因而近年来在反刍动物的日粮饲料中已很少使用。缩二脲在我国辽宁盘锦化肥厂、上海吴泾化工厂、湖南湘江氮肥厂等均有生产，但尚无饲料专用产品，更无饲料级缩二脲产品标准。据资料，美国有作为饲料添加剂的缩二脲产品标准。其技术要求是，缩
28、二脲净含量55，氮含量35，蛋白当量218.7，矿物油0.5。缩二脲进一步加热可形成缩三脲，因含氮量更低，生产成本更高，故无饲用价值。(2)羟甲基尿素也称脲基甲醇或甲醇尿素，分子式为C2H6O2N2，相对分子质量90。它是由尿素和甲醛在碱性环境下脱水缩合而成。若进一步作用，还可生成双羟甲基尿素或称双脲基甲醇。羟甲基尿素含氮36、蛋白当量为225。在动物瘤胃中不仅氨解速度较慢，而且可以在瘤中降解后形成甲醛。因甲醛可抑制微生物发育和酶的活力，因而可保护过瘤胃蛋白，提高饲料蛋白的有效利用率。该产品我国江苏苏州市吴县已能生产。产品标准：外观为白色粉状或粒状，总氮量(362)，pH值78，重金属20mg
29、/kg。还有一种缓释氮肥，实际上也是以尿素和甲醛为主要原料所生成的尿素甲醛缩合物，也可用来作饲料添加剂。其生产过程为：用4043的尿素加入5760浓度为37的甲醛水溶液，用NaOH将pH值调至8，在95下反应1h，再用磷酸将pH值调至35，蒸发脱水，固化成形即得产品。(3)亚异丁基二脲(CH3)2(CH)2(NHCONH2)2，相对分子质量为174.06。本品为以尿素和异丁醛为原料，在酸性环境下相互作用而合成。其合成反应式为： 亚异丁基二脲为无色、无味、散在性很强的小颗粒粉状物，难溶于水，不太吸湿，含氟32.18。由于吸湿性低，化学稳定性强，虽也能氨解，但水解和放氨过程很慢，因而是一种很安全的
30、NPN饲料添加剂。但其含氮量能否充分被动物消化吸收，则有待于作更进一步的消化代谢试验才可获得确切答案。我国已初步制定出饲料级亚异丁基二脲的技术标准。主要指标；纯度93，水分2.0，游离尿素3.0，重金属10mg/kg。我国吉林已有试验性产品，但由于饲喂效果不确定和成本较高尚未大批量投入生产。(4)糠醛尿素为糠醛同尿素共同加热和脱水缩合而成的一种缩合物产品。其成分和分子量取决于反应条件、加热温度和反应配比等。反应式为： 为了生产糠醛尿素，可以利用水解酵母厂里水解木质素及半纤维素所得的副产物提取糠醛，便可大大降低产品成本。据报道，糠醛尿素不仅可用作反刍动物的NPN饲料添加剂，而且作为产蛋鸡的饲料添
31、加剂时，也获得了良好效果，活重平均可提高14.2，产蛋率提高5.6，蛋重提高10.6。(5)糖基尿素或称脲基糖。系尿素同单糖或二糖共同加热缩合的一类产物。尿素同单糖加热缩合的产物叫单糖基尿素，或称脲基单糖。尿素同二糖加热缩合的产物叫二糖基尿素，或称脲基二糖。单糖基尿素又依单糖的种类不同分为木糖基尿素、阿拉伯糖基尿素、葡萄糖基尿素、果糖基尿素、半乳糖基尿素等。二糖基尿素有乳糖基尿素、蔗糖基尿素、麦芽糖基尿素和纤维二糖基尿素。尿素与糖类反应生成糖基尿素的化学过程为，尿素的氨基上跑出一个氢原子，糖的化学键上跑出一个羟基，两相结合发生脱水缩合，即得新的物质糖基尿素，并放出一分子水。加热或加H+(通常是
32、无机酸)可催化该反应过程，较长时间的连续反应则生成双糖基尿素，或称脲基双糖。反应式如下： 反应式中的n，因糖种类不同而异，如果为木糖或阿拉伯糖时n=2；如果为葡萄糖，半乳糖或甘露糖时n=3。前苏联科学家用人工瘤胃技术研究证明，使用这种糖基尿素，在瘤胃中大大延长了尿素氨解过程，对动物相当安全。当用葡萄糖同尿素简单混合时，在瘤胃中1h之内，尿素即可全部(100)氨解，而使用葡萄糖基尿素时，在两天内才可氨解和吸收利用86.9。几种单糖基尿素在瘤胃中被降解利用的速度依次为：葡萄糖尿素半乳糖尿素阿拉伯糖尿素木糖尿素。 根据上述理论，可以利用植物枝叶和作物秸秆通过加酸水解，再与尿素共热、脱水缩合，大量生产
33、含糖基尿素的粗制品。例如：前苏联奥德萨食品工业研究所研制开发的大量含糖基尿素的奥特伊(OTN)系列产品，具有广阔的推广应用价值，以后章节将开辟专题进行详细介绍。 3.尿素络合物 这类物质是尿素与各种矿物酸或有机酸及碳铵等相互作用所形成的含尿素的新物质尿素络合物。诸如磷酸尿素、硝酸尿素、叶酸尿素、硬脂酸尿素、棕榈酸尿素、碳铵尿素等。但迄今用作动物饲料添加剂者主要是磷酸尿素和脂肪酸尿素。为此,下面仅对磷酸尿素作一重点介绍。 磷酸尿素，也称磷酸脲或磷酸酰胺。分子式为(NH2)2COH3PO4，相对分子质量为59.06，是尿素和磷酸相互作用发生络合反应所形成的尿素络合物。 外观为非结晶态白色粉末，密度
34、0.650.76g/cm3，熔点123，含氮量17.6，蛋白当量为110。磷酸尿素的熔点为123，是一种较安全的而且既含氮又含磷的功能较好的NPN饲料添加剂。国内的云南、内蒙古等省区虽有生产(商品名为“牛羊乐”)，但尚无技术标准。前苏联对饲料级磷酸尿素的品质指标要求如表13-1，可供参考。表13-1前苏联饲料级磷酸尿素的品质指标产品质量指标A牌磷酸尿素A-M牌磷酸尿素产品质量指标A牌磷酸尿素A-M牌磷酸尿素总氮含量/%尿素氮含量/%总磷含量/%含水量(湿度)/%含硫量/%3224913022.5811.51.8硫酸铜/%硫酸锌/%硫酸钴/%13mm颗粒/%3mm以上颗粒/%80200.040.
35、060.040.060.0090.0128020二、氨及其盐类(1)氨这里系指液氨和氨水。分子式为NH3，相对分子质量为17.03。生产方法有两种，一种为以煤为原料生成煤气，再与含N2和O2的空气按比例混合，在高温高压下合成液氨，另一种方法是天然气或沼气为原料生成氢气再与空气中的氮按比例混合加压合成液氨。我国工业级液氨的国家标准，即GB53665指标见表13-2。表13-2中国工业级液氨的国家标准GB53665 表13-3氨水中国化工部部颁标准指标名称一级品二级品纯NH3含量/%水分和油含量/%99.80.299.50.5指标项目工业用农业用外观纯氨含量/%残物含量/g/L无色透明或稍带黄色的
36、液体25 20 2018150.30.3 - -氨水，或叫氢氧化铵，NH4OH，相对分子质量为35.05。生产方法为：在一定设备条件下用水吸收气态氨而成。根据化工部部颁标准，分工业用和农用两种，其技术标准要求如表13-3所示。由于液氨和氨水具有较强的挥发性，为便于农牧业生产中应用，通常向农用氨水中通入一定量的二氧化碳，即形成碳化氨水，使原来的挥发性大为降低。要求碳化氨水的含氨量不低于15，也即化工部标准对农用氨水含氨量的最低要求。液氨或农用氨水在动物养殖业中，主要用于饲草饲料的氨化处理，以提高粗纤维的消化利用率和粗蛋白的含量。目前在我国反刍动物养殖业中，使用氨水或碳铵尿素进行粗饲料氨化处理是使
37、用NPN的主要途径和形式。氨是一种无机剧毒气体，而且当空气中含量达16以上时还可能发生爆炸。因此，在氨的贮运和使用中，要十分注意安全问题。贮运的容器应符合耐压3035kg/cm2的要求，操作压力也应在20kg/cm2以上。容器上应涂有黄底黑字作标记。(2)碳酸铵和碳酸氢铵这是相互接近的两种铵盐，分子式分别为(NH4)2CO3H2O和NH4HCO3(也叫酸式碳酸铵或重碳酸铵)，相对分子质量分别为114和79。两者外观均为易溶于水的白色结晶。性质均不稳定，碳酸铵在空气中存放一定时间便可因失去部分氨而变成碳酸氢铵。在58以上温度下可分解为氨、二氧化碳和水，而碳酸氢铵甚至在35时即可分解为氨、二氧化碳
38、和水。因而，不宜长期贮存，包装必须用双层聚丙乙烯薄膜或沥清纸袋。两者的生产方法也大同小异。前者为氨与二氧化碳通入水中即得，后者将CO2通人氨水中即得。按规格质量要求、纯碳酸铵含氮量应为24.56，碳酸氢铵应含氮17.75。对工业用碳酸氢铵有三种规格要求，即：干碳酸氢铵含氮量不低于17.5，湿碳酸氢铵一级品含氮不低于16.8，二级品含氮不低于16.5。这两种铵盐当作动物NPN饲料资源利用时，主要是用作粗饲料氨化处理。 (3)磷酸铵又可分为磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸三铵。作为化肥批量生产的主要是磷酸二铵。磷酸二铵还可作为反刍动物的NPN饲料添加剂，故在此作一重点介绍。磷酸二铵，也叫磷酸氢二铵，其分子
39、式为(NH4)2HPO4，相对分子质量为132.05，含氮量21.88，含磷24.2，相对密度为1.62。外观为无色或白色结晶状粉末，易溶于水，不溶于醇，虽加热至100时开始分解，但在空气中长期存放时，可逐渐挥发一部分氨而变成磷酸一铵，即磷酸二氢铵。故包装贮存时要用内衬聚氯乙烯塑料袋的木桶或聚丙烯编织袋包装。并避免与碱性物质混贮、混放、混运。对磷酸二铵的质量规格要求为；按含氮量分为三个等级，一级品要求含氮不低于18，二级品含氮不低于17，三级品含氮不低于16。磷酸二铵不仅含有反刍动物可以消化利用的NPN，而且还可满足动物的磷营养。但一般很少单独使用，而是和其他矿物盐类共同制成复合矿物添加剂使用
40、。(4)硫酸铵一般叫硫铵，分子式为(NH4)2SO4，相对分子质量132.14，易溶于水，在20下其饱和溶液可达75.4，在干燥贮存条件下比较稳定。由于其分子结构中既含氮，又含硫，NS11.15，因而作为NPN饲料添加剂使用时，不仅为动物提供粗蛋白营养，还可满足动物在饲喂NPN时对硫营养的特殊需要。通常用硫铵与尿素以10.50.6的比例组成的混合物作为青贮饲料的添加剂。这种青贮添加剂的使用量为青贮料的0.751。然而请注意，不要用焦炭化学硫铵，这种硫铵含有大量致癌物质苯并芘。硫酸铵的生产方法是氨与硫酸进行中和反应而生成，再经离心分离和蒸发干燥即得成品硫酸铵。反应式为： 硫酸铵的国家标准号为GB
41、53585， 表13-4硫酸铵国家标准GB535-85项目一级品二级品三级品外观含氮量/%含水量/%游离酸含量/%砷含量/%白色210.10.050.0001结晶20.81.00.20.0001颗粒20.62.00.30.0001主要指标要求如表13-4。 (5)其他铵盐除上述铵盐外，对反刍动物作饲喂试验的还有硝酸铵、氯化铵、过氯酸铵、甲酸铵(即蚁酸铵)、乙酸铵(即乙酸铵)、丙酸铵、乳酸铵、氰酸铵、氨基甲酸铵等,其详情如表13-5。 表13-5某些铵盐的含氮量及建议使用量铵盐名称含氮量/%蛋白当量/%每千克活重每天建议使用量g牛羊乙酸铵乳酸铵丙酸铵甲酸铵异丁酸铵柠檬酸铵1813152213.3
42、12.41128193137.581770.50.60.40.30.60.60.60.60.30.30.50.5值得指出的是，有机酸铵盐这种NPN，除含有一定的氮之外，还含有一定的可消化能。例如，每千克乙酸铵中含有1.5Mcal可消化能，每千克丙酸铵中含可消化能2.27Mcal，每千克异丁酸铵中含有可消化能2.8Mcal，每千克甲酸铵中含可消化能0.54Mcal。因而，有机酸的铵盐这种NPN添加到反刍动物饲料日粮后，其N的利用效果都是比较好的。但由于成本价格高等原因而尚未批量生产和大面积推广应用。三、酰胺类化合物此类物质成本高昂，合成困难，效果不确定。故仅用于动物试验，而未能批量生产和大量推广
43、应用，不作详细介绍。第三节 NPN的使用原则、使用量及计算方法如前所述，只要动物日粮中除蛋白以外的其他营养成分能够满足，特别是含有丰富的可消化能源物质时，用NPN作为唯一氮源是可以满足动物生长发育和生产需要的。但在生产实践中是不可能的。天然饲料中总会有一定量的粗蛋白质的，而其他营养成分也总会是多这个少那个的。因此，要正确利用NPN作为反刍动物的蛋白补充物，必须有正确的理论指导和科学的计算方法。一、以尿素为代表的NPN对动物的使用原则(1)只能使用于牛、羊、驼、鹿等反刍动物，不能使用于非反刍类畜禽及幼龄反刍动物。也不能使用于奶牛和奶山羊等奶用动物，因为NPN会进入奶中。(2)动物日粮中粗蛋白含量能够满足动物需要者不必使用，而当动物日粮中含粗蛋白不能满足动物需要时，例如粗蛋白含量低于13时方可使用，使用量计算方法下面有详细介绍。(3)要提高NPN对动物的使用效果，必须使日粮中具有适当数量的可消化能源物质。一般说日粮饲料中TDN(可消化养分含量)按干物质计应在75以上。(4)对动物日粮中使用NPN时，要注意矿物质和微量元素的供给，特别应补充必要的硫元素和钠元素，以满足动物合成含硫氨基酸的需要和瘤胃内钠离子平衡。含NPN日粮中的NS应为10151。以尿素为例，日粮中每添加100g尿素，