CN112219941A - 一种含氢养殖添加剂及其应用 - Google Patents

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CN112219941A CN202011142461.4A CN202011142461A CN112219941A CN 112219941 A CN112219941 A CN 112219941A CN 202011142461 A CN202011142461 A CN 202011142461A CN 112219941 A CN112219941 A CN 112219941A
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Abstract

本发明提供了一种含氢的养殖添加剂及其应用，属于养殖添加剂技术领域。含氢养殖添加剂主要通过动物可食用产氢或贮氢(储氢)材料及改进材料或纳米级氢气气泡发挥功能；所述产氢或贮氢(储氢)材料包括但不限于氢化物及配位氢化物、合金储氢材料、液态储氢材料和纳米储氢材料中的一种或多种；所述纳米级氢气气泡主要通过微纳米曝气技术等通入液体饲料或水中，产生纳米气泡；该养殖添加剂可以溶于水，在水中或动物消化道中水解释放氢气和对动物生长有益的微量元素。本发明能提高动物的免疫能力，改善动物产品品质，促进营养物质吸收，提高饲料适口性，降低饲料的使用量，提高饲料转化效率，提高动物的观赏价值，降低动物体内抗生素等兽药残留，环境友好，制备工艺简单。本发明中的养殖添加剂可以广泛用于家畜、家禽、宠物及水产养殖业等生产。

Description

一种含氢养殖添加剂及其应用
技术领域
本发明涉及养殖添加剂技术领域，特别涉及一种养殖添加剂的应用。
背景技术
随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高，我国的养殖业发展也非常迅速，为了满足人们日益增长的动物产品的消费需求，饲养员一般会给动物投喂饲料中添加抗生素或促生长类的养殖添加剂，使动物生长更快，产出效率更高，降低养殖风险。在日常的动物养殖生产中一般还会使用无机盐为动物补充生长所必须的微量元素，如锌、镁和钙等，将无机盐粉末与饲料或水体均匀混合。但是长期大量使用药物类养殖添加剂，容易使各类药物在动物体内大量残留，引发病原菌耐药性增强等问题，导致环境污染，动物产品品质下降，并最终威胁到人类的生命安全，导致一系列环境污染。因此寻找一种既能满足养殖需要，又不会威胁人类健康的养殖添加剂至关重要。目前饲料生产企业已停止生产含有促生长类药物养殖添加剂(中药类除外)的商品饲料。
氢气是一种无色无味的气体，研究发现，氢气具有一定的生物活性，对动物的健康起着积极作用，氢气可以促进动物消化系统对于营养物质的吸收，增强动物对环境的适应能力，增强动物的抗菌和抗病能力，改善动物消化系统的菌群平衡、降低养殖风险和成本，同时研究发现氢气还可以提高动物产品品质、提高观赏价值、改善动物产品风味。
但是传统上采用将氢气直接通入液体中以获得富氢液体，使用这种方法获得的富氢液体，因其浓度低，存续时间短，因此不利于生产实践。研究表明氢气的生物学功能具有显著的浓度效应和时间效应，因此设法提高氢气浓度，尤其是延长氢气的存留时间，是氢气在动物生产养殖过程中发挥有效功能的关键。
近年来随着材料学的飞速发展，氢气的固定和储存方法也在不断进步。相较于传统的电解制备氢气等方法，产氢或贮氢(储氢)材料的储氢密度高，常温常压下性质相对稳定，而且其能在水解等条件就可产生氢气，反应条件温和，且可以在一段较长的时间内维持一定的氢气浓度。
此外，不同于传统的富氢水制备方法(半衰期3-6h，最大浓度小于500μM)，微纳米曝气技术通过将气体或空气以纳米级尺寸溶解在水或其他液体中。一般来说，目前主要将微纳米曝气技术用于污水处理，河流湖泊污染等方面，多为在水体中通入氧气或空气，改善水体富营养化，例如公开号为CN 111320284A的中国专利“一种对河道/湖库水体生态修复的系统及修复方法”。但是，目前尚未有将氢气以该技术的形式用于动物生产实践相关的报道。研究发现该方法可以显著提高空气或氧气在液体中的溶解度和溶解时间，但是目前还鲜有利用该技术将氢气通入水中的报道。研究发现，此技术通过使用的纳米气泡产生模块可以与不同的氢气制备装置联用，将由物理方法、化学方法和生物制氢等方法所制备的氢气，或使用钢瓶或管道等方式储存和运输的氢气，以纳米级的气泡大小溶解在液体中，使氢气可以在液体中以一个较长的半衰期(12小时以上)和较高的初始浓度(最大可达到2mM)。因此，微纳米曝气技术也为提高氢气在液体中的溶解度和储存时间扩展了新的思路。
目前已有将产氢或贮氢(储氢)材料和纳米级氢气气泡用于植物肥料和食品领域，公开号为CN 106699330的中国专利“缓控释氢肥或复合氢肥的制备方法与应用”中将二氢化镁(MgH2)作为缓释肥料应用于大田，促进作物生长，该方法中使用的储氢材料仅作用于植物，施洒在土壤中，调节土壤微生物固氮能力，以及调节植物生长。由于其施用于土壤中，氢气很难在植物体内直接发挥作用，影响有效作用的时间；同时，在使用过程中还会产生碱性物质，存在造成土壤局部盐碱化加剧的可能性；此外，该方法中使用的包膜材料，不可食用，如果在日常生活过程中误食，将具有一定的危险性；公开号为CN 107296263的中国专利“含氢食品及其制作方法”中将氢化物(氢化镁、氢化锌和氢化钙等)添加在食品中，促进人体健康，该方法通过金属氢化物与植物固形物结合后，让人类食用，形式单一；如果要加热，氢气则逸散快，且对所制作的含氢食品加热具有潜在的危险性，使用过程中氢化物分布不均匀也容易造成食品局部碱性过高，影响口感，甚至造成安全威胁；尤其重要的是，相关金属氢化物浓度明显偏高(0.05-3.5％)，容易导致人体重金属中毒，同样上述浓度也不适合应用于动物的生产养殖中；公开号为CN 107912527的中国专利“一种生乳加工方法”中使用氢气微纳米气泡对生乳进行处理，延长生乳保鲜期，该方法仅尝试使用于动物产品的保鲜过程，抑制微生物的生长，并不直接作用于动物本身，不能用于动物的生产养殖环节，施用场景少。总而言之，相关报道集中在调节植物生长和促进人体健康等方面，且其使用成本高、使用方法复杂低效，氢气浓度维持时间较短，初始浓度较低，而养殖中动物的管理相对于人来说较为粗放，所以对外界刺激的强度和时间阈值相对较高，以至于在动物体内发挥氢气的生物学功能比较困难，因此这些方法尚不具备在动物生产实践中直接应用的可能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含氢养殖添加剂及其应用，通过使用氢化物或者纳米氢气气泡克服了传统技术中氢气浓度低、衰减快的缺点；本发明所提供的一种含氢养殖添加剂，能在液体中维持较长时间和/或较高的氢气浓度，可以避免传统养殖添加剂导致污染环境，药物积累等缺点；本发明所提供的含氢养殖添加剂的使用，可以改善养殖动物免疫能力、减少兽药使用、降低饲料的使用量、改善饲料适口性、补充动物所需微量元素、提高动物生长、产品品质、抗病能力以及提高动物观赏价值。
本发是明通过以下技术实现上述目的：
本发明提供了一种含氢养殖添加剂及其应用。所述含氢养殖添加剂是通过提高氢气在饲料或液体中的含量，以充分发挥氢气的生物学功能所实现的；所述含氢养殖添加剂主要成分为动物可食用的产氢或贮氢(储氢)材料或纳米氢气气泡；所述产氢或贮氢(储氢)材料可以单独或与饲料或兽药一同使用，当与饲料共同使用时产氢或贮氢(储氢)材料可以结合在饲料的表面或内部，与饲料的质量比为0.01％-5％(理论上最终所释放的氢气与饲料的比例为0.0001％-0.005％左右)；所述纳米氢气气泡，主要通过微纳米曝气技术通入液体中，在液体中产生的氢气浓度为5μM-2mM。
本发明中所述的产氢或贮氢(储氢)材料包括但不限于氢化物或配位氢化物、合金储氢材料、液态储氢材料和纳米储氢材料，
所述氢化物是指氢化镁，氢化钙，氢化锌等；
配位氢化物是指指硼氢化锂，硼氢化铝，硼氢化锌，氢化铝锂，氨硼烷等；
合金储氢材料是指铁钛合金，镁镍合金，镍镧合金为代表的稀土储氢合金等
液态储氢材料是指有机不饱和化合物(储油)，硼一氮基液态储氢材料；
纳米储氢材料是指单壁碳纳米管，玻璃微球等；。
本发明中所述的纳米氢气，包括但不限于利用微纳米曝气技术把物理、化学或生物等方法制备的氢气以纳米大小通入液体中。
本发明所提供的一种含氢养殖添加剂及其应用，通过将产氢或贮氢(储氢)材料和纳米级氢气气泡应用于动物的养殖与生产中，将储氢材料与饲料、兽药或水体等其他载体相结合，有效提高了产生及释放氢气的能力，通过发挥氢气的生物学功能，提高了适口性，可以有效避免了直接使用时动物对饲料或水体的不适反应。本发明填补了氢气或贮氢(储氢)材料和纳米级氢气气泡在养殖添加剂技术领域的空白，不仅可以通过在动物体内持续释放氢气提高动物的生长性能和观赏指标，同时还可以部分代替兽药的使用，降低兽药等在动物产品中的残留风险，同时还具有以下优点：
1)安全性好：本发明中所使用氢化物常温常压下稳定性较高，释放氢气条件温和，对动物刺激性较小，最终的动物制品对人体没有刺激性。
2)正常使用条件下所产生的氢气不超过氢气4％的爆炸最低极限，且由于释放相对缓慢，逸散出的氢气分散速度较快，没有爆燃的危险。
3)浓度维持久：本发明所使用的氢化物和微纳米曝气技术产生的纳米级氢气气泡，具有提高氢气在液体中的溶解度和延长氢气存留时间的功能，有效提高了氢气在动物体内发挥的作用。相较于现有技术，具有较长的氢气含量的半衰期或较高的初始氢气浓度。
4)应用范围广：所述含氢养殖添加剂适用于家禽、家畜、宠物和水产等不同类型的养殖场景，既可以单独使用，也可以与饲料或兽药混合使用，与饲料混合使用时，包括粉状饲料、颗粒饲料和液体饲料多种饲料形式。
5)在为动物持续提供氢气的同时，如以氢化物作为氢气来源，还可为动物补充了生长所必须的元素。
附图说明
图1为电解制备氢水和纳米气泡氢水中氢气含量示意图；
其中对照为动物的普通饮用水，氢气为使用普通饮用水制备电解氢水，纳米氢气为使用微纳米曝气技术将钢瓶中的氢气通入普通饮用水制备，氢化镁为在普通饮用水中添加1‰(m：v)氢化镁粉末。
具体实施方式
下面是本发明具体实施方式的进一步说明，对于这些实施方式的说明仅限于帮助理解本发明，并不构成对本发明的限定。
生长性能指标按照以下方式计算：
腹脂率＝100×F/W；
肥满度＝100×Wt/L3；
其中F为样本个体腹部脂肪重量；W为样本个体重量；L为个体体长；
粗蛋白的测定使用凯氏定氮法(总N×6.25)，使用FOSS公司生产的Kjlt8400型全自动凯氏定氮仪进行测定。
粗脂肪的测定参照GB/T 9695.7-2008中的方法进行；
粗水分的测定方法参照GB/T 9695.15-2008中的方法进行。
总抗氧化能力的测定方法见参考文献曲木，张宝龙，赵子续，侯树旺，翟胜利.饲料不同植物提取物水平对红白锦鲤免疫力的影响[J].科技资讯，2019，17(28)：199-203+206.中公开的方法。
犬粮适口性的测定方法见参考文献Chen M，Chen X，Cheng W，etal.Quantitative optimization and assessments of supplemented tea polyphenolsin dry dog food considering palatability，levels of serum oxidative stressbiomarkers and fecal pathogenic bacteria[J].RSC advances，2016，6(20)：16802-16807.(Chen M，Chen X，Cheng W等，考虑适口性、血清氧化应激生物标志物和粪便致病菌水平，定量优化和评估狗粮中补充的茶多酚，RSC Advances，2016，6(20)：16802-16807)中公开的方法。
氢气由氢气发生器(SHC-300，赛克赛斯，山东)，2～24V直流电电，电解水制备。方法见参考文献Wang Y，Lv P，Kong L，et al.Nanomaterial-mediated sustainablehydrogen supply induces lateral root formation via nitrate reductase-dependent nitric oxide[J].Chemical Engineering Journal，2020：126905.(Wang Y，LvP，Kong L等，纳米材料介导的持续供氢通过硝酸还原酶依赖性一氧化氮诱导侧根形成，Chemical Engineering Journal，2020：126905)
纳米氢气由微纳米气泡水发生器(ZL-MNG1500，中澜环保设备有限公司，浙江宁波)将进气口连接氢气钢瓶(购买于南京文达特种气体有限公司)，其余部分参照说明书进行制备。
采食量的测定：每次投喂饲料前，清理上一次剩料并称重，计算采食量
实施例1：不同产氢材料或贮氢(储氢)材料对鲈鱼生长的影响
选取生长状况相似的，健康鲈鱼苗为实验材料，购买于南京当地养殖场。将同样购买于养殖场的商业饲料与氢化镁(MgH2)、氢化钙(CaH2)、氢化锌(ZnH2)、硼氢化锌(Zn(BH4)2)、硫酸镁(MgSO4)、氯化钙(CaCl2)或硫酸锌(ZnSO4)粉末充分混合搅拌，研究不同氢化物作为养殖添加剂对鲈鱼生长情况的影响。
鲈鱼苗在实验前经过驯养和观察，选取长势相似，规格均一的鱼苗1200尾随机分为8个处理，每个处理3个重复，每个重复50尾鱼，对分组后的鲈鱼进行称重。之后每天投喂两次饲料(上午8：30和下午18：30)，半小时后吸取残饵和粪便，每天换水两次，每次换水箱内水体积的1/2，养殖期间水体温度为28±2℃，溶解氧＞8.0mg/L。设置处理为：
对照：商业饲料(淡水鱼膨化配合饲料，晨辉公司，天津，每尾每次投喂其重量的5％)；
氢化镁：氢化镁包裹在商业饲料内，氢化镁与饲料质量比为1∶1000；
氢化钙：氢化钙包裹在商业饲料内，氢化钙与饲料质量比为1∶1000；
氢化锌：氢化锌包裹在商业饲料内混合，氢化锌与饲料质量比为1∶1000；
硼氢化锌：硼氢化锌包裹在商业饲料内，硼氢化锌与饲料质量比为1∶1000；
混合：混合氢化镁、氢化钙、氢化锌、硼氢化锌质量比为1∶1∶1∶1，包裹在商业饲料内，混合氢化物与饲料质量比为1∶1000
硫酸镁：硫酸镁包裹在商业饲料内，硫酸镁与饲料质量比为1∶1000；
氯化钙：氯化钙包裹在商业饲料内，氯化钙与饲料质量比为1∶1000；
硫酸锌：硫酸锌包裹在商业饲料内，硫酸锌与饲料质量比为1∶1000；
将(储氢材料)饲料处理第0天、14天、28天、42天、56天之后取样测定。每次每组测定10尾鲈鱼。
1、提高鲈鱼的增重率
研究发现，与对照相比，氢化物可提高鲈鱼的增重率，如表1所示：
表1.各个处理鲈鱼56天内增重率(％)随时间的变化
Figure BSA0000222415530000061
由表1可见，与对照相比，日常进食含氢养殖饲料的鲈鱼的增长速度始终较高，氢化物可以显著提高鲈鱼的增重率，这一结果在不同的单一氢化物和不同氢化物混合中均有体现。同时可以发现，在饲料中添加微量元素也可以在一定程度上提高鲈鱼的增重速率，但效果弱于含氢养殖添加剂，上述结果可以表明，在饲料中添加含氢养殖添加剂可以提高鲈鱼增长速度。
2.提高腹脂率和肥满度
进一步研究发现，与对照相比，氢化物可提高鲈鱼的腹脂率和肥满度，如表2所示：
表2.各个处理56天时鲈鱼的腹脂率和肥满度的变化
Figure BSA0000222415530000062
由表2可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂后，鲈鱼的腹脂率和肥满度均有不同程度的提高，这一结果在不同的单一氢化物和不同氢化物混合中均有体现，但是添加了无机盐补充微量元素后，效果则弱于含氢养殖添加剂。上述结果表明，在饲料中添加的含氢养殖添加剂在鲈鱼体内充分发挥了氢气的生物学功能，促进了鲈鱼对饲料的转化率，促进了鲈鱼对脂肪的积累，促进了鲈鱼生长，可以提高养殖的投入产出比。
3.改善鲈鱼品质
进一步研究发现，与对照相比，氢化物可影响鲈鱼肉的品质。肉质是一个综合性的指标，它主要包括pH、滴水损失、含水量、蛋白质和脂肪含量等，如表3所示：
表3.各个处理鲈鱼肉质的变化
Figure BSA0000222415530000071
由表3可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂的饲料后，鲈鱼肉的pH、滴水损失、水分、粗脂肪和粗蛋白含量均有不同程度改善，这一结果在不同的单一氢化物和不同氢化物混合中均有体现，且这一结果与使用硫酸镁等无机盐时并不相同，这说明了氢化物所发挥的功能主要是通过在鲈鱼的生长过程中的氢气生物学功能来实现的。上述结果表明，在饲料中添加了含氢养殖添加剂后，可以提高鲈鱼肉的pH，降低鲈鱼肌肉的滴水损失，减少鲈鱼肌肉的受损程度，改善鲈鱼的品质，从而提高鲈鱼产品的经济价值。
实施例2：不同浓度产氢或贮氢(储氢)材料对白羽肉鸡性能的影响
选取生长状况相似的，健康的“白羽”肉仔鸡(1日龄)为实验材料，试验于南京当地养殖场进行。将养殖场使用的普通饲料与氢化镁(MgH2)、氢化钙(CaH2)、氢化锌(ZnH2)或硼氢化锌(Zn(BH4)2)粉末充分混合搅拌，研究不同产氢或贮氢(储氢)材料作为养殖添加剂对白羽肉鸡生长情况的影响。白羽肉鸡在实验前经过仔细观察，选取长势相似，规格均一的白羽肉鸡生900只随机分为6个处理，每个处理3个重复，每个重复50只，对分组后的白羽肉鸡进行称重。之后每天投喂四次饲料，养殖期间环境温度为27±2℃，实验时间共35天。
对分组后的仔鸡进行称重。设置处理为：
对照：普通饲料(主要成分为，以质量百分比计，鱼粉6％、豆粉25.7％、麸皮3％、玉米63.8％、余量为次粉，每只每次投喂其重量的5％)
氢化镁：氢化镁与普通饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶1000；
0.1氢化镁：氢化镁与普通饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000；
0.01氢化镁：氢化镁与普通饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶100000；
氢化钙：氢化钙与普通饲料混合，氢化钙与饲料质量比为1∶1000；
0.1氢化钙：氢化钙与普通饲料混合，氢化钙与饲料质量比为1∶10000；
0.01氢化钙：氢化钙与普通饲料混合，氢化钙与饲料质量比为1∶100000；
氢化锌：氢化锌与普通饲料混合，氢化锌与饲料质量比为1∶1000；
0.1氢化锌：氢化锌与普通饲料混合，氢化锌与饲料质量比为1∶10000；
0.01氢化锌：氢化锌与普通饲料混合，氢化锌与饲料质量比为1∶100000；
硼氢化锌：硼氢化锌与普通饲料混合，硼氢化锌与饲料质量比为1∶1000；
0.1硼氢化锌：硼氢化锌与普通饲料混合，硼氢化锌与饲料质量比为1∶10000；
0.01硼氢化锌：硼氢化锌与普通饲料混合，硼氢化锌与饲料质量比为1∶100000。
1、提高白羽肉鸡生的增重量
研究发现，与对照相比，氢化物可提高白羽肉鸡生的增重量，如表4所示：
表4.各个处理对白羽肉鸡生长性能的影响
Figure BSA0000222415530000081
由表4可见，与对照相比，投喂添加了含氢养殖添加剂后，白羽肉鸡生的增重量和到期宰杀率明显提高，这一结果在不同的氢化物中均有相似结果。在投喂不同量含氢养殖添加剂时，施用与饲料重量比为1∶10000的添加剂效果最为明显。上述结果表明，在饲料中添加了含氢养殖添加剂后，可以促进白羽肉鸡对饲料的吸收能力，促进肉鸡生长，降低生产周期，降低养殖成本。
实施例3：不同给氢方式对对虾生长性能影响
选取购买于湖北荆州当地养殖场的，且生长状况相似以及健康的南美对虾为实验材料。将同样购买于养殖场的商业饲料与氢化镁(MgH2)粉末充分混合搅拌，并在养殖水体中使用微纳米曝气技术注入纳米氢气气泡或直接通入氢气，研究氢化物和氢气纳米气泡作为养殖添加剂对南美对虾生长情况的影响。南美对虾在实验前经过驯养和观察，选取长势相似以及规格均一的南美对虾1200尾随机分为8个处理，每个处理3个重复，每个重复50尾南美对虾，对分组后的南美对虾进行称重。之后每天投喂三次饲料，半小时后吸取残饵和粪便并通入氢气，使氢气达到预定浓度为止，每天换水两次，每次换水箱内水体积的1/2，养殖期间水体温度为27±2℃，溶解氧＞6.0mg/L，周期为8周。设置处理为：
对照：商业饲料(对虾饲料，正邦饲料科技有限公司，每尾每次投喂其重量的5％)；
氢化镁：氢化镁与商业饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶1000；
纳米氢气：投喂商业饲料后，通入终浓度为0.7mM的由微纳米曝气技术制备的纳米氢气；
硫酸镁+纳米氢气：硫酸镁与商业饲料混合，硫酸镁与饲料质量比为1∶1000，通入终浓度为0.7mM的微纳米曝气技术制备的纳米氢气；
氢化镁+纳米氢气：氢化镁与商业饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶1000，通入终浓度为0.7mM的微纳米曝气技术制备的纳米氢气；
氢气：商业饲料，通入终浓度为0.7mM的氢气。
1、提高南美对虾生长的影响
研究发现，与对照相比，氢化物可提高南美对虾生的增重量，如表5所示：
表5.各个处理对南美对虾生长性能的影响
Figure BSA0000222415530000091
Figure BSA0000222415530000101
由表5可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂的饲料后，南美对虾的增重率和存活率明显提高，这一结果在氢化镁、氢气、纳米氢气和氢化镁与纳米氢气混合使用的处理中均有相同趋势的结果。在不同的含氢养殖添加剂中，氢化镁+纳米氢气处理的效果最为明显，氢化镁+纳米氢气处理的效果还略好于纳米氢气处理的效果，这是由于氢化镁可以持续释放氢气所导致的；单独氢化镁的效果优于纳米氢气，这是由于二者相比，由氢化镁释放的氢气在水中存留的半衰期更长。上述结果表明，在饲料中添加了含氢养殖添加剂后，养殖水体中或饲料中氢气含量提高都可以促进南美对虾对饲料的吸收能力，促进南美对虾生长，提高存活率，降低生产周期，降低养殖成本。
实施例4：不同氢气浓度对小龙虾生长性能影响
选取生长状况相似的，健康小龙虾(克氏原螯虾)为实验材料，购买于江苏盱眙当地养殖场。将同样购买于养殖场的商业饲料，并在养殖水体中使用微纳米曝气技术注入纳米氢气气泡，研究氢化物和氢气纳米气泡作为养殖添加剂对小龙虾生长情况的影响。
小龙虾在实验前经过驯养和观察，选取长势相似，规格均一的小龙虾1200尾随机分为8个处理，每个处理3个重复，每个重复50尾小龙虾，对分组后的小龙虾进行称重。之后每天投喂两次饲料(8：30和18：30)半小时后吸取残饵和粪便并通入氢气，使氢气打到预定浓度为止，每天换水两次，每次换水箱内水体积的1/2，养殖期间水体温度为23±2℃，溶解氧＞5.0mg/L，周期为8周。设置处理为：
对照：商业饲料(龙虾饲料，购自正邦饲料科技有限公司，每尾每次投喂其重量的5％)；
5μM纳米氢气：投喂商业饲料后，通入终浓度为5μM的微纳米曝气技术制备的纳米氢气；
50μM纳米氢气：投喂商业饲料后，通入终浓度为50μM的微纳米曝气技术制备的纳米氢气；
500μM纳米氢气：投喂商业饲料后，通入终浓度为500μM的微纳米曝气技术制备的纳米氢气；
2mM纳米氢气：投喂商业饲料后，通入终浓度为2mM的微纳米曝气技术制备的纳米氢气；
5μM氢气：投喂商业饲料后，通入浓度为5μM的氢气；
50μM氢气：投喂商业饲料后，通入浓度为50μM的氢气；
500μM氢气：投喂商业饲料后，通入浓度为500μM的氢气。
1、提高小龙虾的生长性能
研究发现，与对照相比，氢气可提高小龙虾生的增重量，如表6所示：
表6.各个处理对南美对虾生长性能的影响
Figure BSA0000222415530000111
由表6可见，与对照相比，投喂添加了含氢养殖添加剂后，小龙虾的增重率明显提高，这一结果在不同浓度的氢气和纳米氢气中均有相同趋势的结果。在添加不同量的含氢养殖添加剂时，500μM纳米氢气处理的效果最为明显，这可能是因为微纳米曝气技术可以使氢气更长时间的保留在水中，从而在较长时间内维持较高的氢气浓度。上述结果表明，在饲料中添加了含氢养殖添加剂后，较长时间和较高的氢气浓度可以促进小龙虾对饲料的吸收能力，促进小龙虾生长，缩短生产周期，降低养殖成本。
实施例5：含氢养殖添加剂对断奶仔猪抗病性和死亡率的影响
选取生长状况相似的，健康的“太湖猪”断奶仔猪(25日龄)为实验材料，试验于江苏无锡当地养殖场进行。将养殖场使用的商业饲料与氢化镁(MgH2)、氢化钙(CaH2)、氢化锌(ZnH2)或硼氢化锌(Zn(BH4)2)粉末充分混合搅拌，研究不同氢化物作为养殖添加剂对断奶仔猪生长情况的影响。断奶仔猪在实验前经过仔细观察，选取长势相似，规格均一的断奶仔猪360头随机分为6个处理，每个处理3个重复，每个重复20头，对分组后的仔猪进行称重。之后每天投喂五次饲料，养殖期间环境温度为20±2℃，实验时间共28天。
对分组后的仔猪进行称重。设置处理为：
对照：普通饲料(以质量百分比计，玉米20％，高粱20％，大麦20％，豆饼18％，鱼粉5％，麸皮5％，磷酸氢钙2％，余量为米糠；每只每次投喂其重量的5％)
氢化镁：氢化镁与普通饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶1000；
硫酸镁：硫酸镁与普通饲料混合，硫酸镁与饲料质量比为1∶1000；
兽药：恩拉霉素和金霉素与普通饲料混合，恩拉霉素浓度为25mg/kg，金霉素浓度为75mg/kg；
0.5兽药：恩拉霉素和金霉素与普通饲料混合，恩拉霉素浓度为12.5mg/kg，金霉素浓度为37.5mg/kg；
0.5兽药+氢化镁：氢化镁、恩拉霉素和金霉素与普通饲料混合，恩拉霉素浓度为12.5mg/kg，金霉素浓度为37.5mg/kg，氢化镁与饲料质量比为1∶1000。
1、提高仔猪的增重量
研究发现，与对照相比，氢化物可提高仔猪的增重量，如表7所示：
表7.各个处理对断奶仔猪生长性能的影响
Figure BSA0000222415530000121
由表7可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂后，断奶仔猪的增重量升高，这一结果在不同的组合中均有相似结果。投喂含氢养殖添加剂的饲料后，仔猪的增重量与兽药组结果相似，含氢养殖添加剂与兽药具有一定的叠加效果，而补充微量元素也有一定的效果，但是含氢养殖添加剂的作用更明显。上述结果表明，在饲料中添加了含氢养殖添加剂后，可以促进断奶仔猪对饲料的转化率，促进仔猪生长，降低养殖成本。
2.改善仔猪死亡率和腹泻率
进一步研究发现，与对照相比，氢化物可以有效降低仔猪断奶后28天内的腹泻率和死亡率，如表8所示：
表8.各个处理对断奶仔猪腹泻率和死亡率的影响
Figure BSA0000222415530000122
由表8可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂后，断奶仔猪的腹泻率和死亡率明显降低，这一结果在不同的组合中均有相似结果。投喂含氢养殖添加剂后，仔猪的腹泻率和死亡率与兽药组的结果相似，含氢养殖添加剂与兽药具有一定的叠加效果。上述结果表明，在饲料中添加了含氢养殖添加剂后，可以降低断奶仔猪腹泻率和死亡率。在养殖中可以部分代替兽药的功能，从而降低药物残留的风险。
实施例6：含氢养殖添加剂施用于饮用水中对樱桃谷鸭生长影响
选取生长状况相似的，健康的樱桃谷鸭(1日龄)为实验材料，试验于黑龙江哈尔滨当地养殖场进行。将养殖场使用的普通饲料与氢化镁(MgH2)、微纳米曝气技术制备的纳米氢气或氢化镁粉末充分混合搅拌，研究不同氢化物作为养殖添加剂对樱桃谷鸭生长情况的影响。樱桃谷鸭在实验前经过仔细观察，选取长势相似，规格均一的樱桃谷鸭750只随机分为5个处理，每个处理3个重复，每个重复50只，对分组后的樱桃谷鸭进行称重，试验周期为42天。设置处理为：
对照：普通饲料(以质量百分比计，菜饼20％，秸秆饲料10％，碎米10％，麸皮10％，鱼粉7.5％，肉粉7.5％，贝壳粉1％，食盐0.5％，余量为玉米，每只每次投喂其重量的5％)，饮用普通水；
氢化镁：氢化镁与普通饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000，饮用普通水；
纳米氢气：普通饲料，饮用水中通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，终浓度为500μM；
氢化镁+纳米氢气：氢化镁与普通饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000，饮用水中通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，终浓度为500μM；
氢气：普通饲料混合，饮用水中通入氢气，终浓度为500μM；
兽药：金霉素与普通饲料混合，金霉素浓度为75mg/kg，饮用普通水；
0.5兽药：金霉素与普通饲料混合，金霉素浓度为37.5mg/kg，饮用普通水；
0.5兽药+氢化镁：氢化镁和金霉素与普通饲料混合，金霉素浓度为37.5mg/kg，氢化镁与饲料质量比为1∶10000，饮用普通水。
每天投喂三次饲料。
表9.各个处理对樱桃谷鸭生长性能的影响
Figure BSA0000222415530000131
Figure BSA0000222415530000141
由表9可见，与对照相比，投喂添加了含氢养殖添加剂后，樱桃谷鸭的增重量和全期成活率明显提升，且降低采食量，上述结果在氢化物、氢气和纳米氢气中均有相似结果，氢化镁的效果略优于纳米氢气效果，这是由于氢化镁可以持续释放氢气所导致的，氢化镁+纳米氢气具有最优结果是由于同时提高了初始的氢气浓度并持续释放氢气所引起的。投喂含氢养殖添加剂后，樱桃谷鸭的生长速度，成活率与兽药组的结果基本相似。上述结果表明，在饲料中添加了含氢养殖添加剂后，可以部分代替兽药添加剂的作用，降低药物残留风险，促进樱桃谷鸭生长，降低养殖风险，这些作用主要是由氢气所引起的。
实施例7：虾夷扇贝的生产性能
选取虾夷扇贝为实验材料，试验于浙江舟山当地养殖场进行。将养殖场使用的商业饵料与氢化镁(MgH2)、微纳米曝气技术制备的纳米氢气或氢气充分混合搅拌，研究氢作为养殖添加剂对虾夷扇贝生长情况的影响。虾夷扇贝在实验前经过仔细观察，选取健康的、长势相似、规格均一(壳宽35mm，壳高8mm，重8g)的虾夷扇贝，750尾随机分为5个处理，每个处理3个重复，每个重复50个。之后每天投喂两次饲料(8：30和18：30)，每天换水两次，每次换水箱内水体积的1/2，养殖期间水体温度为14±1℃，溶解氧＞8.0mg/L，试验周期为90天。设置处理为：
对照(正常饲料)：商业饲料(火腿饵料(扇贝)，新力蒙水产技术有限公司，山东潍坊)，每次投喂量为虾夷扇贝重量的1％；
0.5饲料：一半重量的商业饲料；
氢化镁(正常饲料)：氢化镁与商业饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000；
0.5饲料+氢化镁：氢化镁与一半重量的商业饲料，氢化镁与饲料质量比为1∶10000；
纳米氢气(正常饲料)：商业饲料，通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，浓度为500μM；
0.5饲料+纳米氢气：一半重量的商业饲料，通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，浓度为500μM；
氢化镁+纳米氢气(正常饲料)：氢化镁与商业饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000，通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，浓度为500μM；
0.5饲料+氢化镁+纳米氢气：氢化镁与一半重量的商业饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000，通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，浓度为500μM；
氢气(正常饲料)：商业饲料混合，氢气浓度为500μM；
0.5饲料+氢气：一半重量的商业饲料，氢气浓度为500μM。
1、提高虾夷扇贝存活率
研究发现，与对照相比，氢可提高虾夷扇贝的增重量，如表10所示：
表10.各个处理对虾夷扇贝存活率的影响
Figure BSA0000222415530000151
由表10可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂后，在相同饲料使用量时，虾夷扇贝的死亡率明显降低，这一结果在含有不同氢来源的添加剂，纳米氢气和普通氢气单独或组合使用中均有相似结果，同时在一半的饲料使用量时含氢养殖添加剂可以有效减少虾夷扇贝的死亡。上述结果表明，在饲料中添加了含氢养殖添加剂后，可以降低虾夷扇贝的死亡率，降低养殖风险和成本，这些作用主要是由氢气所引起的。
2、提高虾夷扇贝的生长性能
研究发现，与对照相比，含氢养殖添加剂喂食90天后，可促进虾夷扇贝的生长，如表11所示：
表11.各个处理对虾夷扇贝生长速率的影响
Figure BSA0000222415530000152
Figure BSA0000222415530000161
由表11可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂后，在相同饲料使用量时虾夷扇贝的增重量和大小明显提高，这一结果在含有不同氢来源的添加剂，纳米氢气和普通氢气或组合使用中均有相似结果。投喂含氢养殖添加剂后可以促进虾夷扇贝对饲料的转化，减少饲料使用，促进虾夷扇贝生长，减少养殖时间，降低养殖风险和成本，这些作用主要是由氢气所引起的。
实施例8：荷斯坦奶牛产奶性能
选取生长状况相似的，健康的荷斯坦奶牛为实验材料，试验于内蒙古自治区锡林郭勒盟当地养殖场进行。将养殖场使用的商业液体饲料与氢化镁(MgH2)粉末充分混合搅拌，研究不同氢化物作为养殖添加剂对荷斯坦奶牛生长情况的影响。荷斯坦奶牛在实验前经过仔细观察，选取长势相似，规格均一的荷斯坦奶牛(体重550kg±50kg，产奶量25±2kg)300头随机分为5个处理，每个处理3个重复，每个重复20头，对分组后的荷斯坦奶牛进行称重，试验期间温度为25±2℃实验周期为30天。设置处理为：
对照：商业液体饲料(蜜素宝液态补充料，喜多蜜商贸有限公司，山东烟台)；
氢化镁：氢化镁与商业液体饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶2000；
纳米氢气：商业液体饲料，通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，浓度为500μM；
氢化镁+纳米氢气：氢化镁与商业液体饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶2000，通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，浓度为500μM；
氢气：商业液体饲料混合，氢气浓度为500μM；
1、提高荷斯坦奶牛日采食量和产奶量
研究发现，与对照相比，含有不同氢来源的添加剂喂食30天，可以提高奶牛的平均日采食量和产奶量，如表12和表13所示：
表12.各个处理对荷斯坦奶牛采食量的影响(kg)
Figure BSA0000222415530000162
Figure BSA0000222415530000171
表13.各个处理对荷斯坦奶牛产奶量的影响(kg)
Figure BSA0000222415530000172
由表12和表13可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂后，荷斯坦奶牛的采食量下降，而产奶量则明显提高，这一结果在不同的氢气处理中均有相似结果；其中，氢化镁+纳米氢气处理的采食量最低，而产奶量则最高，主要是由于微纳米曝气技术提高了液体饲料中氢气的含量。总之，投喂含氢养殖添加剂后可以促进荷斯坦奶牛产奶，降低养殖成本，提高经济效益，而这些作用主要是由氢气所引起的。
实施例9：红白锦鲤免疫力
选取生长状况相似的，健康的80天龄的红白锦鲤为实验材料，试验于广东广州当地养殖场进行。将养殖场使用的商业饲料与氢化镁(MgH2)粉末充分混合搅拌或者在养殖水体中通入普通或纳米氢气，研究氢作为养殖添加剂对红白锦鲤免疫力的影响。红白锦鲤在实验前经过仔细观察，选取长势相似，规格均一的红白锦鲤(体长8cm)300尾随机分为5个处理，每个处理3个重复，每个重复20尾，实验前饲喂商业饲料驯化14天，试验期间每天投喂两次，分别于8：00和19：00进行，半小时后吸取残饵和粪便，每天换水两次，每次换水箱内水体积的1/2，养殖期间水体温度为25±2℃，溶解氧＞5.0mg/L，实验周期为56天。
设置处理为：
对照：商业饲料(观赏鱼饲料，晨辉饲料有限公司，天津，每尾每次投喂其重量的3％)；
氢化镁：氢化镁与商业液体饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000；
纳米氢气：商业液体饲料，通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，浓度为500μM；
氢化镁+纳米氢气：氢化镁与商业液体饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000，通入微纳米曝气技术制备的纳米氢气，浓度为500μM；
氢气：商业液体饲料混合，氢气浓度为500μM。
1、提高红白锦鲤抗氧化能力
研究发现，与对照相比，含有不同氢来源的添加剂添加剂喂食56天后可以提高红白锦鲤抗氧化能力，如表14所示：
表14.各个处理对红白锦鲤总抗氧化能力(U/mg Pro)
Figure BSA0000222415530000181
由表14可见，与对照相比，投喂含氢养殖添加剂后，红白锦鲤不同组织的抗氧化能力均有不同程度的提高，在含有不同氢来源的添加剂的养殖添加剂处理中均有相似结果，尤其是氢化镁+纳米氢气的效果最好。总之，投喂含氢养殖添加剂后可以促进红白锦鲤免疫能力，降低养殖风险，这些作用主要是由氢气所引起的。
实施例10：犬粮的适口性
选取生长状况相似的，健康的1龄的比格猎犬为实验材料，试验于南京当地繁殖场进行。将养殖场使用的商业饲料与氢化镁(MgH2)、氢化钙(CaH2)、氢化锌(ZnH2)或硼氢化锌(Zn(BH4)2)粉末充分混合搅拌，研究不同氢化物作为养殖添加剂对饲料适口性的影响。比格猎犬在实验前经过仔细观察，选取长势相似的比格猎犬32只，随机分为4组，进行适口性实验，试验时间共5天；测定方法参照Chen等(2016)的研究方法。
设置分别为：
对照：商业饲料(全价全犬种成犬通用粮，耐威克，上海)；
氢化镁：氢化镁与商业饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000；
氢化钙：氢化钙与商业饲料混合，氢化钙与饲料质量比为1∶10000；
氢化锌：氢化锌与商业饲料混合，氢化锌与饲料质量比为1∶10000；
硼氢化锌：硼氢化锌与商业饲料混合，硼氢化锌与饲料质量比为1∶10000；
偏好性处理分别为：
对照-氢化镁；
对照-氢化钙；
对照-氢化锌；
对照-硼氢化锌。
每次每种饲料分别为400g。
耐口性实验设置为：
对照：商业饲料(全价全犬种成犬通用粮，耐威克，上海)；
氢化镁：氢化镁与商业饲料混合，氢化镁与饲料质量比为1∶10000；
氢化钙：氢化钙与商业饲料混合，氢化钙与饲料质量比为1∶10000；
氢化锌：氢化锌与商业饲料混合，氢化锌与饲料质量比为1∶10000；
硼氢化锌：硼氢化锌与商业饲料混合，硼氢化锌与饲料质量比为1∶10000；
每次每种饲料分别为400g。
1、提高犬粮的适口性
研究发现，与对照相比，氢化物添加剂的犬粮具有较高的适口性，如表15和16所示：
表15.不同对比间比格犬对犬粮的偏好性
Figure BSA0000222415530000191
表16.添加不同添加剂后比格犬对犬粮的偏好性
Figure BSA0000222415530000192
由表15和表16可见，与对照相比，在偏好性和耐口性试验中，投喂添加了含氢养殖添加剂后，都可以显著提高犬粮的适口性，这一结果在不同的氢化物中均有相似结果。总之，添加含氢养殖添加剂后可以提高犬粮品质。
实施例11氢气含量测试
本实施例对水中氢气溶解度进行测试，对照为普通饮用水；
氢气为使用普通饮用水制备电解氢水，方法参照Wang等(2020)，氢气使用氢气发生器(SHC-300，赛克赛斯，山东)制备；
纳米氢气为使用微纳米曝气技术由微纳米气泡水发生器(ZL-MNG1500，中澜环保设备有限公司，浙江宁波)经改造后连接氢气钢瓶，将钢瓶中的氢气通入普通饮用水制备；
氢化镁为在普通饮用水中添加0.1％(m：v)氢化镁粉末。
检测结果具体见图1。图1的结果标明，微纳米曝气技术将氢气通入水中或者把氢化镁投入水中可以获得半衰期(大于12h)明显长于传统方法所获得的电解氢气水(3h)。结果说明将使用本发明的相关处理，可以有效提高饲料或水体中氢气浓度，并在较长时间内维持一定的氢气浓度，具有为动物补充氢气，促进动物生长等功能。
综上所述，本发明提供的含氢养殖添加剂可以有效的促进家禽、家畜以及养殖水产品的生长速度，降低饲料使用量，改善饲料报酬和适口性，提高其抗病能力，提高免疫力，降低死亡率。本发明中所提供的含氢养殖添加剂还可以与其他养殖添加剂等共同使用。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种含氢的养殖添加剂，其特征在于，将氢气以产氢或贮氢(储氢)材料或纳米氢气气泡的形式用于养殖业中。
2.根据权利要求1所述的产氢或贮氢(储氢)材料，其特征在于，可以在动物体内外释放或补充氢气。
3.根据权利要求1所述的含氢的养殖添加剂，其特征在于，所述含氢养殖添加剂可以由产氢或贮氢(储氢)材料组成。包括但不限于下列一种或多种：氢化物或配位氢化物、合金储氢材料、液态储氢材料和纳米储氢材料。
4.根据权利要求1所述的含氢的养殖添加剂，其特征在于，所述含氢养殖添加剂包括直接把物理或化学方法制备的氢气，通过微纳米曝气技术将纳米级氢气气泡溶入液体饲料或水中。
5.根据权利要求1所述的含氢养殖添加剂，其特征在于，所述含氢养殖添加剂可以与饲料或兽药结合在一起，也可以单独使用。
6.根据权利要求1所述的含氢养殖添加剂，其特征在于，所述含氢养殖添加剂在液体饲料或水中的浓度为5μM-2mM。
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