化学添加剂降低肉鸡垫料氨排放的实验室研究：硫酸氢钠(NaHSO4)的优化应用与机制解析

针对肉鸡养殖中垫料NH3排放导致的动物福利与环境问题，本研究系统评估了Al2(SO4)3、沸石、NaHSO4和MgSO4四种化学添加剂的减排效果。结果表明，7.5% w/w的NaHSO4处理可实现95%的NH3减排率，同时提升垫料铵态氮含量，兼具环境与农业价值，为禽业可持续发展提供关键技术支撑。

　　

在全球化禽肉需求激增的背景下，集约化养殖带来的环境问题日益凸显。其中，肉鸡舍内NH₃（氨）排放不仅腐蚀设备、降低禽类生产性能，更会通过形成二次颗粒物加剧大气污染。尤为关键的是，NH₃主要源于垫料中尿酸酶（urease）催化的尿素分解，这一过程在封闭禽舍内可致NH₃浓度短期内突破25 ppm的安全阈值，直接损伤禽类呼吸道黏膜。传统通风处理虽能暂时降低浓度，却将污染转移至外部环境，且造成氮素资源浪费。如何通过化学干预阻断NH₃生成路径，同时将氮元素固定在垫料中转化为肥料，成为农业环境工程领域的重大挑战。

针对这一难题，土耳其科学技术研究委员会（TUBITAK）资助的研究团队在《International Biodeterioration》发表论文，通过两阶段实验系统评估了四种化学添加剂对肉鸡垫料NH₃的减排效能。研究创新性地将酸化反应（H⁺释放）、离子交换（沸石吸附）与沉淀反应（Mg(OH)₂生成）三种机制纳入同一比较体系，最终锁定硫酸氢钠（NaHSO₄）作为最优解，并阐明其通过质子抑制酶活与铵固定（NH₄⁺-SO₄^2?结合）的双重作用机制。

关键技术方法
研究采用实验室模拟系统，采集6个生产周期的废弃垫料样本。第一阶段比较5% w/w添加量的Al₂(SO₄)₃、斜发沸石（clinoptilolite）、NaHSO₄和MgSO₄的14天处理效果，通过动态气室法监测NH₃浓度。第二阶段对优选出的NaHSO₄设置2.5%-10%梯度剂量测试，结合pH值、铵态氮（NH₄⁺-N）含量等指标评估农用价值。

研究结果

Phase I：添加剂筛选
NaHSO₄（T₃组）展现出76.7%的平均NH₃减排率，显著优于Al₂(SO₄)₃（64.2%）与沸石（51.8%）。其优势源于独特的吸湿特性：NaHSO₄→Na⁺+HSO₄^?→H⁺+SO₄^2?的级联反应持续释放质子，将环境pH稳定在4.5以下，有效抑制尿酸酶活性。同时，生成的(NH₄)₂SO₄使铵态氮含量提升37%，证实其"减排-增肥"协同效应。

Phase II：剂量优化
7.5% NaHSO₄实现95%的NH₃减排峰值，但10%剂量反而因过度酸化抑制微生物矿化作用，导致可溶性氮降低。电镜观测显示，7.5%组垫料纤维结构完整，利于后续堆肥应用。

结论与意义
Busra Yayli与Ilker Kilic的研究确立了NaHSO₄在禽业NH₃控制中的技术经济性：7.5%添加量即可将舍内NH₃浓度控制在5 mg/kg以下，远低于欧盟10 mg/kg的限值。更突破性的是，该处理使垫料氮留存率提高2.3倍，作为有机肥料施用时可减少20%的化学氮肥需求。这项成果为发展中国家禽舍低成本的原位污染控制提供了范例，其揭示的质子介导酶抑制机制（H⁺-urease interaction）亦可拓展至猪粪等富氮废弃物的处理领域。未来需在商业规模验证长期使用对垫料微生物组的影响，以及(NH₄)₂SO₄缓释肥效的田间表现。