王 卉，高鳳仙

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128）

全球變暖、重金屬污染、廢水處理不當?shù)拳h(huán)境問題已經(jīng)成為我國乃至世界性的問題。導(dǎo)致全球變暖的主要原因是大氣層中不斷增長的溫室氣體（CO2，CH4，N2O， HFCs，PFCs，SF6等）[1]。目前，中國已經(jīng)成為全球溫室氣體排放量最大的國家。世界銀行前環(huán)境顧問羅伯特!古德蘭在其2009年發(fā)表的《牲畜與環(huán)境變化》報告中指出，全球畜牧業(yè)及其副產(chǎn)品的溫室氣體排放量已占人為溫室氣體排放量的51%，遠遠超過聯(lián)合國糧農(nóng)組織在2006年估算的18%[2]。除此之外，我們還要關(guān)注畜牧業(yè)引起的其他環(huán)境問題。由養(yǎng)豬業(yè)引發(fā)的環(huán)境問題已經(jīng)成為不容小覷的現(xiàn)實性問題。據(jù)統(tǒng)計，我國目前生豬出欄量已超過世界生豬出欄量的1/2。因此，了解我國養(yǎng)豬業(yè)在環(huán)境方面存在的問題以及如何實現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)良好、持續(xù)發(fā)展是我國今后長期需要解決的問題。

1 養(yǎng)豬業(yè)存在的環(huán)境問題

環(huán)境保護一直以來是世界各國討論和需要解決的大問題，也是企業(yè)需要花昂貴成本來解決的問題。我們只有了解問題的本質(zhì)才能提出更好的解決方案。

1.1 溫室氣體

溫室氣體是指破壞大氣層與地面間紅外線輻射正常關(guān)系，吸收地球釋放出來的紅外線輻射，阻止地球熱量的散失，使地球發(fā)生可感到的氣溫升高的氣體。它們能使地球變暖，類似于溫室截留太陽輻射并加熱室內(nèi)空氣的作用。目前，我國豬糞便的普遍問題在于“量大”、“集中”。據(jù)統(tǒng)計，一頭豬的年產(chǎn)糞量為25 t，即一個規(guī)?；娜f頭豬場年產(chǎn)糞量為25 000 t。豬只排出的糞便如果沒有及時被處理就會發(fā)生如水解反應(yīng)、硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、分解反應(yīng)等一系列反應(yīng)，CO2等溫室氣體就會從這些反應(yīng)中被釋放出來[3]。在這些溫室氣體中，CO2雖然只占大氣總量的0.03%，但產(chǎn)生的溫室效應(yīng)占55%，而且可在空氣中存留長達200年之久。因此，CO2是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的重要因素。除此之外，糞便中揮發(fā)出來的氨氣（NH3）、硫化氫（H2S）等有害氣體會提高豬呼吸道疾病的發(fā)病率，引發(fā)動物福利、豬肉品質(zhì)等一系列問題。

1.2 有害物質(zhì)殘留

在飼料中添加超標重金屬元素、大量使用獸藥不僅會對畜體產(chǎn)生危害，殘留在畜體內(nèi)的有害物質(zhì)也會對人類產(chǎn)生危害。此外，殘留在動物排泄物中的重金屬和獸藥成分會對土地、水質(zhì)、空氣等造成污染。Cu和Zn等重金屬元素可以改善豬只生長性能，不少養(yǎng)殖者因此在飼料中添加大量銅、鋅等金屬元素。但能被豬吸收的部分非常少，大部分會隨糞便從體內(nèi)排出。據(jù)報道，中國每年使用重金屬元素添加劑為1.5×105～1.8×105t，但由于生物利用率低，大約有1.0×105t未被利用而隨糞尿排出。除此之外，獸藥濫用也會對畜牧業(yè)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成危害?？股仡?、磺胺類、硝基呋喃類、抗寄生蟲類和激素類藥物等大量使用容易產(chǎn)生殘留[4]。獸藥的長期大量使用，不僅會造成畜體免疫力下降、影響疫苗接種效果，而且造成畜產(chǎn)品獸藥殘留超標，這也成為阻礙我國畜產(chǎn)品出口的一個重要因素。

1.3 資源浪費

隨著我國畜牧業(yè)的迅猛發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，規(guī)?；⒓s化的養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖小區(qū)不斷增加。與此同時，各種資源的浪費也在日益增加。養(yǎng)豬業(yè)相對于其他農(nóng)業(yè)，所耗費的資源較大，肉類生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)（養(yǎng)殖、屠宰、運輸、加工、冷藏）均要消耗能源。這其中，水資源和飼料浪費最為嚴重。許多地方養(yǎng)豬業(yè)的生產(chǎn)模式還是依賴資源的大量投入，在有些地方出現(xiàn)了水資源和糧食資源“人畜相爭”的問題。一個規(guī)?；B(yǎng)豬場的用水主要體現(xiàn)在豬飲水和糞便清理這兩方面，若在夏天，水簾降溫也是用水量較大的一個方面。豬場規(guī)模越大，產(chǎn)生的糞尿就越多，用于沖洗欄舍的水也就越多。除此之外，豬只飲水也會造成水資源浪費。據(jù)統(tǒng)計，用容器給豬喂水比乳頭飲水器可節(jié)省水量30%以上。目前，荷蘭等一些畜牧業(yè)發(fā)達國家已經(jīng)使用容器給豬只飲水以達到節(jié)省水資源的目的。除了水資源，飼料也是豬場普遍浪費的資源。飼料利用率低、飼料儲存不當導(dǎo)致霉變等均會造成資源浪費。

2 調(diào)控方式

環(huán)境受到污染之后，動物與環(huán)境的對立統(tǒng)一受到破壞，不僅直接或間接地危害動物健康，也會對人類居住環(huán)境和人類健康產(chǎn)生不良影響。所以，我國養(yǎng)豬業(yè)的當務(wù)之急就是要在保證養(yǎng)豬業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的同時做到節(jié)能減排、“低碳”養(yǎng)殖。

2.1 發(fā)酵床養(yǎng)豬

發(fā)酵床養(yǎng)豬是近年來地處于亞寒地帶的日本、韓國等國家提出的一種新型養(yǎng)豬模式。其原理是利用微生態(tài)原理和生物發(fā)酵技術(shù)，將木屑、稻殼、秸稈、飼料添加劑(含有多種不同功能的飼料級微生物)和米糠、糖等輔助發(fā)酵劑按一定比例混合均勻，在豬圈內(nèi)自然發(fā)酵成微生物發(fā)酵床，利用微生物的發(fā)酵對豬排泄物進行科學(xué)處理，以減少生態(tài)環(huán)境污染的新型養(yǎng)殖模式[5]。這種養(yǎng)豬模式可以降低畜舍空氣中有害氣體含量，無論對豬只健康還是環(huán)境保護都有很好的效果。Philippe等[6]研究表明，發(fā)酵床養(yǎng)豬與傳統(tǒng)的養(yǎng)豬模式相比可減少畜舍中CO2、CH4含量20%。從Nicks等[7]的研究可以看出，發(fā)酵床養(yǎng)豬的豬舍中NH3和 N2O含量比傳統(tǒng)豬舍明顯減少。由此可見，發(fā)酵床養(yǎng)豬對改善畜舍內(nèi)的空氣質(zhì)量有良好作用。這樣不僅有利于環(huán)境保護，而且可以減少豬只呼吸道疾病的發(fā)病率，同時也達到了國際對動物福利所作出的要求。發(fā)酵床中的微生物進入動物體內(nèi)后使腸道內(nèi)的有益菌增多，大腸桿菌活動會被抑制，從而減少蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)化成氨和胺[8]。這樣，糞便中的氨氣減少，畜舍中的空氣得到改善。除此之外，發(fā)酵床將豬只排泄物降解以后，可不用水沖洗欄舍，不僅減少廢物排放量，而且減少水資源浪費，很好地達到了“節(jié)能減排”的效果。

2.2 研發(fā)環(huán)保型飼料

飼料被動物食入體內(nèi)不會被全部吸收，未被吸收利用的部分會隨著糞尿排出體外，這樣容易造成環(huán)境污染。環(huán)保性飼料就是圍繞環(huán)境問題，將如何提高飼料的吸收利用率作為重點，最大限度提高豬只生產(chǎn)性能，并將養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染降低到最大限度，實現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)良好、可持續(xù)地發(fā)展。據(jù)報道，北愛爾蘭農(nóng)業(yè)研究所給妊娠母豬日糧中添加600 g生物復(fù)合鐵后，每只斷奶仔豬體重比添加硫酸亞鐵的對照組提高11.3%，采食量提高6.7%。而生物復(fù)合鐵中的金屬鐵在動物體中的殘留明顯低于硫酸亞鐵。眾所周知，植物性飼料中含有植酸磷，而這種形式的磷只有1/3能被單胃動物利用，不能被吸收利用的磷會隨著糞便排出體外造成土壤、水資源等環(huán)境污染。而植酸酶具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，能夠依次分離植酸分子中的磷，將植酸（鹽）降解為肌醇和無機磷，同時釋放出與植酸（鹽）結(jié)合的其他營養(yǎng)物質(zhì)。大量研究表明，在日糧中添加植酸酶可使豬糞便中的磷含量減少50%，而減少外源磷的添加只能減少10%的磷含量[9]。除此之外，植酸酶還可以提高豬體內(nèi)微量元素的利用率。Revy等[10]在仔豬日糧中分別添加20 mg/kg鋅或者1 200U/kg植酸酶，結(jié)果表明，添加植酸酶組在改善仔豬Ca、P、Mg、Fe和Cu的利用率的效果優(yōu)于添加鋅組。由此可見，環(huán)保型飼料不管對豬體健康福利還是對減緩畜牧業(yè)污染，都起到了不可估量的作用。所以，在我國養(yǎng)豬業(yè)污染日益嚴重以及社會和政府對養(yǎng)豬業(yè)污染問題日益關(guān)注的情況下，開發(fā)和研究環(huán)保型日糧勢在必行。

2.3 利用光合細菌處理豬排泄物

光合細菌（Photosynthetic bacteria）是地球上最早出現(xiàn)的一類以光為能源，以CO2和有機物為碳源，以有機物、氫氣或硫化物為供氫體而繁殖的原核生物的總稱[11]。這種生物在實際生產(chǎn)中有很多方面的用途，在養(yǎng)豬生產(chǎn)中可用來凈化有機污染、處理高質(zhì)量濃度有機廢水和進行生物脫氮。有研究表明，光合細菌對銅、鉻等重金屬具有富集性。這種富集性以及富集效果很大程度上由細胞壁的性質(zhì)決定。光合細菌是革蘭氏陰性菌，其細胞壁中可以與金屬離子結(jié)合的主要官能團主要有硫酸酯基、羧基、羥基、酰胺基、磷?；桶被龋渲醒?、磷、氮等原子均可提供電子與金屬離子配位形成絡(luò)合物[12]。除了含重金屬的廢水，光合細菌也可以降低糞便中氨態(tài)氮、磷、硫化物等主要污染物的含量，還可以處理含高鹽分、油脂和含某些難生物降解的有機化合物的廢水[13]。除此之外，自養(yǎng)、異養(yǎng)和兼性營養(yǎng)等復(fù)雜多樣的生理功能使得光合細菌在有光厭氧條件下可以產(chǎn)生光合作用同化二氧化碳，其反應(yīng)式如下所示[14]：

以H2S為供氫體，CO2+H2S→（CH2O）+H2O+2S

以硫代硫酸鹽為供氫體，2CO2+Na2S2O3→2（CH2O）+H2SO4+Na2SO4

以有機物為供氫體，CO2+2H2A→（CH2O）+H2O+2A

2.4 畜禽糞便資源化利用

減少環(huán)境污染，除了盡量減少污染物的產(chǎn)生以外，對于已經(jīng)產(chǎn)生的污染物，我們可將其循環(huán)再利用。這樣才能達到真正的“節(jié)能減排”、“低碳養(yǎng)殖”。 有學(xué)者在豬糞發(fā)酵飼料的菌種篩選實驗中分別用平菇、猴頭和滑菇等食用菌對豬糞發(fā)酵生產(chǎn)飼料效果進行比較時發(fā)現(xiàn)，以滑菇為菌種發(fā)酵生產(chǎn)飼料，發(fā)酵時間短，除臭效果好，蛋白質(zhì)和總糖含量高[15]。糞便經(jīng)過這樣處理以后，不但將糞便中的部分重金屬元素和抗生素殘留等有毒物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化，而且制成的飼料營養(yǎng)價值較青貯飼料高。除了用作飼料，畜禽糞便還可以加工成有機肥料用于農(nóng)田種植。Bailey 等[16]研究表明，新鮮豬糞中含有可以防治土壤病害的揮發(fā)性脂肪酸，將其施入田中，既可以作為植物的有機肥料，也可以消除土壤病害。此外，豬糞便也可用作能源物質(zhì)。用豬糞便產(chǎn)生沼氣也是一種較理想的糞便處理方法。其中，沼氣可以提供照明或為農(nóng)牧業(yè)提供能源；沼液和沼渣可以作為肥料施于農(nóng)田中[17]。目前，很多規(guī)?；B(yǎng)豬場均用沼氣發(fā)電。利用豬糞便作為能源物質(zhì)，既創(chuàng)造了經(jīng)濟效益也節(jié)省了能源，同時也達到了保護環(huán)境的目的。

3 小結(jié)

隨著我國養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展速度不斷加快、發(fā)展規(guī)模不斷壯大，養(yǎng)殖場排泄物不斷增多，糞便污染問題也日益嚴重，養(yǎng)豬業(yè)帶來的環(huán)境污染問題亟待我們解決。對于環(huán)境問題，若我們認真對待，嚴格執(zhí)行我國環(huán)保政策，解決養(yǎng)豬業(yè)帶來的環(huán)境問題將指日可待。筆者淺舒己見，希望可以為我國養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

[1] Myles R, Allen, et al. Qauntifying the uncertainty in forecast of anthropogenic climate change[J].Nature,2000,407:617-620．

[2] 王爾德,董曼麗.畜牧業(yè)已成世界最大溫室氣體排放源[J].滬港經(jīng)濟,2011,56:79.

[3] Changsheng Li, William Salas, Ruihong Zhang ，et al. Manure-DNDC: a biogeochemical process model for quantifying greenhouse gas and ammonia emissions from livestock manure systems[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystem, 2012, 93:26-63.

[4] 谷虹.淺談獸藥殘留的危害[J].現(xiàn)代畜牧獸醫(yī),2008,8:26-27.

[5] 賀月林,張麗.微生物發(fā)酵床冬季養(yǎng)豬對育肥豬生長性能的影響[J].湖南飼料,2011(1):29.

[6] Philippe F X.,Laitat M, Canart B,et al. Comparison of ammonia and greenhouse gas emissions during the Fattening of pigs, kept either on fully slatted floor or on deep litter[J].Livestock Science, 2007,111:144-152.

[7] Nicks B, Philippe F X, Laitat M, et al. Gaseous emissions in the raising of tattening pigs on fully slatted-floor on straw-based deep litter [J]. Cambridge Animals,2007,1(10):373-377.

[8] 杜云平,周慶豐,余國蓮,等.畜牧與飼料科學(xué)[J].微生態(tài)制劑在畜牧業(yè)中的應(yīng)用,2009,30(9):118-119.

[9] 馮志華,趙國先.通過營養(yǎng)調(diào)控降低畜禽排泄物對環(huán)境的污染[J].中國飼料,2002,8:26-28.

[10] Revy P S, Jondreville C, Dourmad J Y, et al. Effect of zincsupplemented as either an organic or an inorganic source and of microbial phytase on zinc and other minerals utilization by weanling pigs [J]. Animal Feed Science and Technology, 2004,116:93-112.

[11] 賀艷輝,張紅燕,袁永明.凈水微生物對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的修復(fù)作用[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報,2005,21(3):96-98.

[12] 賈培,鄧旭.光合細菌處理重金屬廢水的研究進展[J].工業(yè)水處理,2011,31(1):13-17.

[13] 金梅,劉磊,唐湘華,等.光合細菌對畜禽糞便處理的應(yīng)用前景[J].飼料研究,2010,11:72-74.

[14] 劉磊,金梅,黃遵錫,等.光合細菌在生豬養(yǎng)殖中的應(yīng)用[J].飼料添加劑,2011,4(4):20-24.

[15] 鄧百萬,陳文強.豬糞發(fā)酵飼料的菌種篩選[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,4:103-104.

[16] Bailey K L, Lazarovits G. Suppressing soil-borne diseases with residue management and organic amendments[J].Soil&TillageResearch,2003,72:169-180.

[17] 李鵬,陶亮亮,張虹,等.養(yǎng)殖場糞便的資源化利用研究現(xiàn)狀[J].江西飼料,2011,3:1-3.