■王修啟 范宏博 黎相廣

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，廣東廣州 510642）

隨著養(yǎng)豬業(yè)集約化發(fā)展，大量排泄物引起的污染問題越來越嚴(yán)重，且凈化難度大、費用高，制約著養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?！度珖谝淮挝廴驹雌詹楣珗蟆分赋?，畜禽養(yǎng)殖業(yè)的污染排放已經(jīng)成為我國最重要的污染排放源之一。與其它階段的豬相比，斷奶仔豬生產(chǎn)過程中的污染物排放有其特點，一方面，早期斷奶仔豬的消化系統(tǒng)未發(fā)育完全，氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)利用率低；另一方面，為了促進(jìn)生長和預(yù)防腹瀉等疾病，斷奶仔豬生長中通常使用大量抗生素、高銅、高鋅等，使得抗生素、銅和鋅過量排放。因此，如何通過營養(yǎng)調(diào)控的技術(shù)，既不降低斷奶仔豬生產(chǎn)效率，又減少污染物的排放，成為行業(yè)亟需解決的問題。本文綜述斷奶仔豬氮、磷、銅、鋅和抗生素的營養(yǎng)減排技術(shù)研究進(jìn)展，探討其可行性。

1 低蛋白質(zhì)日糧減少氮排放

玉米-豆粕型日糧是我國養(yǎng)豬業(yè)的主要日糧類型，豆粕中富含大豆球蛋白和β-伴大豆球蛋白，可引起仔豬腸道超敏反應(yīng)。降低日糧蛋白質(zhì)水平，不但可以有效地減少腹瀉的發(fā)生概率，還可以提高飼料轉(zhuǎn)化效率、減少氮排放。然而，低蛋白質(zhì)日糧影響氨基酸供給的平衡，導(dǎo)致豬生產(chǎn)性能降低[1]。目前，科學(xué)家們正在不斷地探索低蛋白質(zhì)日糧在豬生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性。Toledo等[2]在6～15 kg仔豬中的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧粗蛋白質(zhì)水平為15%時，調(diào)整必需氨基酸和非必需氨基酸的比例為53∶47，低粗蛋白質(zhì)日糧組的生產(chǎn)性能與21%粗蛋白質(zhì)日糧組無顯著差異（P＞0.05），總氮排放量降低45.7%（P＜0.05）。Gloaguen等[3]研究表明，給10～20 kg仔豬飼喂氨基酸平衡日糧，16.8%粗蛋白質(zhì)組與19.7%粗蛋白質(zhì)組的氮沉積無顯著差異（P＞0.05），氮排放減少29%（P＜0.05）。Zhang等[4]對28～42日齡的斷奶仔豬研究發(fā)現(xiàn)，相對于正常粗蛋白質(zhì)水平（20.9%）的日糧，低粗蛋白質(zhì)水平（17.1%）日糧降低了斷奶仔豬的生產(chǎn)性能和小腸絨毛高度，這種負(fù)面影響可通過在低蛋白質(zhì)日糧中添加支鏈氨基酸得到改善，小腸中與支鏈氨基酸轉(zhuǎn)運相關(guān)的氨基酸轉(zhuǎn)運載體表達(dá)量也顯著提高，提示在低蛋白質(zhì)日糧（平衡幾種主要的必需氨基酸基礎(chǔ)上）中，添加支鏈氨基酸提高斷奶仔豬腸道中氨基酸轉(zhuǎn)運載體表達(dá)，從而提高氮營養(yǎng)素的利用效率。在低蛋白質(zhì)日糧的基礎(chǔ)上，通過平衡日糧氨基酸水平或者進(jìn)一步添加支鏈氨基酸等功能性氨基酸，可有效地提高斷奶仔豬對日糧蛋白質(zhì)的利用效率，減少氮排放。日糧粗蛋白水平降低的越多，需要平衡的氨基酸種類越多，即便如此，也不可以無限制地降低粗蛋白水平。一般認(rèn)為，在NRC推薦日糧粗蛋白質(zhì)水平的基礎(chǔ)上，降低3個百分點，平衡賴、蛋、蘇、色4種必需氨基酸，基本可以滿足斷奶仔豬生長性能需求，如能夠同時補充支鏈氨基酸，則效果更佳。

2 磷減排

植物性飼料原料中約有60%～80%的磷是以植酸磷的形式存在，然而，豬和家禽等單胃動物消化道不分泌植酸酶，因而無法利用植酸磷，造成60%～75%的磷被直接排放到環(huán)境中。在仔豬飼糧中添加微生物源植酸酶可提高磷利用率和減少糞磷排放[5]。Adeola等[6]研究證明，低磷玉米-豆粕型日糧中添加500 FTU/kg和1 000 FTU/kg大腸桿菌源植酸酶，斷奶仔豬平均日增重分別提高20%和30%，料重比分別降低18%和17%。Jendza等[7]證明，在低磷玉米-豆粕型日糧中添加1 000 FTU/kg植酸酶，仔豬糞便中水溶性磷降低42%。日糧中添加外源植酸酶不但增加飼料成本，將微生物源的植酸酶與飼料原料混合也給飼料生產(chǎn)帶來了不便，阻礙了外源微生物植酸酶在畜禽飼料中的使用。

隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)植酸酶大豆、轉(zhuǎn)植酸酶小麥相繼出現(xiàn)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院通過向玉米中導(dǎo)入來源于黑曲霉Aspergillus niger的植酸酶基因phyA2，成功培育出轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米[8]。Nyannor等[9]通過10 kg仔豬試驗證明，在低磷飼料（NPP，0.14%）中添加不同劑量轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米（日糧植酸酶活性分別為0、16 500、33 000 FTU/kg和49 500 FTU/kg），試驗期28 d，日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和血磷水平均呈線性增加，干物質(zhì)、能量、鈣和磷的回腸表觀消化率也呈極顯著提高（P＜0.01）。黎相廣等[10]研究表明，在低磷（磷酸氫鈣用量降低50%）日糧中使用6%轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米（日糧植酸酶活性為5 000 FTU/kg），與正常磷日糧相比，可顯著提高斷奶仔豬的平均日增重、平均日采食量(P＜0.05)，磷表觀消化率提高15.8%(P＜0.05)。轉(zhuǎn)植酸酶基因作物的成功培育，為提高畜禽對飼料磷的利用、減少磷排放，提供了可行的解決方案。

3 銅減排

銅作為許多酶的組成成分或輔助因子，在機(jī)體新陳代謝和生長發(fā)育過程中必不可少。日糧中添加適量的銅可促進(jìn)斷奶仔豬生長，提高飼料轉(zhuǎn)化率和抗病能力。硫酸銅因價格低廉、使用方便，通常作為飼料首選銅源。但硫酸銅存在生物學(xué)利用率低，過量使用又會造成飼料適口性差、維生素氧化、鐵和鋅吸收受阻等問題，約72%～90%未被利用的銅被排出動物體外后易造成土壤和水污染[11]。

氨基酸螯合銅作為一種新型的有機(jī)銅源，具有更高的生物學(xué)效價[12]，豬日糧中用低劑量的氨基酸螯合銅替代高劑量的硫酸銅，不影響動物生產(chǎn)性能，但可以顯著降低糞銅的排泄量[13]。余斌等[14]在日糧中分別添加不同劑量賴氨酸銅和200 mg/kg（以銅計，下同）硫酸銅，研究其對斷奶仔豬生長性能的影響，結(jié)果表明，添加100 mg/kg賴氨酸銅和200 mg/kg硫酸銅對仔豬的平均日增重和料重比無顯著差異(P＞0.05)。金成龍等[15]通過用不同濃度甘氨酸銅替代硫酸銅的研究表明，100 mg/kg的甘氨酸銅可有效替代200 mg/kg的硫酸銅，對斷奶仔豬的平均日增重、平均日采食量、料重比、腹瀉率和血清生化指標(biāo)無顯著影響（P＞0.05），糞銅含量降低41.1%（P＜0.05）。目前，用氨基酸螯合銅替代硫酸銅，是斷奶仔豬生產(chǎn)中銅減排的可行技術(shù)。

4 鋅減排

仔豬飼料中添加藥理劑量的氧化鋅可降低腹瀉率、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)生長、提高仔豬存活率。但氧化鋅的利用率較低，長期超量使用不但會導(dǎo)致仔豬后期生長受抑制[16]，還造成鋅的過量排放。一方面，采用包被技術(shù)或緩釋技術(shù)可減少氧化鋅在胃酸環(huán)境下的消耗，保證其在腸道的正常釋放，減少氧化鋅的用量和鋅排放。研究表明，低劑量的包膜氧化鋅（380 mg/kg和570 mg/kg）可替代高劑量的氧化鋅（2 250 mg/kg），同時確保預(yù)防腹瀉和促生長的效果[17]；此外，鋅的作用效果受其添加形式影響，日糧中添加200～500 mg/kg的有機(jī)鋅與2 000～3 000 mg/kg的氧化鋅相比，斷奶仔豬生產(chǎn)性能無顯著差異，但顯著降低鋅排放[18]。

凹凸棒石是一種富含鎂鋁元素的硅酸鹽礦物黏土，具有較大的比表面積、離子吸附與交換能力、熱穩(wěn)定性，在體外模擬仔豬胃腸環(huán)境中，載鋅凹凸棒石對大腸桿菌有較強(qiáng)的抑制作用[19]。日糧中添加凹凸棒石可改善斷奶仔豬小腸形態(tài)、提高養(yǎng)分的表觀消化率和生產(chǎn)性能[20]。凹凸棒石可以替代斷奶仔豬日糧中的氧化鋅，可提高平均日增重，并降低糞鋅含量[21]。Tang等[22]研究表明，與2 500 mg/kg氧化鋅組相比，基礎(chǔ)日糧中添加1 800 mg/kg凹凸棒石對斷奶仔豬的生長性能和養(yǎng)分表觀消化率無顯著影響（P＞0.05），但添加凹凸棒石組可顯著降低血清鋅(0.089 mg/l vs.0.155 mg/l)和糞鋅(1.264 g/kg vs.7.322 g/kg)水平(P＜0.05)。此外，其他的非金屬礦如蒙脫石等也具有替代氧化鋅，控制仔豬腹瀉的功能[23-24]。武力等[25]研究表明，用納米蒙脫石等量替代藥理劑量的氧化鋅，在試驗第14 d和28 d時，納米蒙脫石組血清鋅濃度比氧化鋅組分別降低53.10%和45.31%（P＜0.05）、糞鋅含量分別降低69.61%和67.89%（P＜0.05）。包被技術(shù)和凹凸棒石、納米蒙脫石等非金屬礦均可替代藥理劑量鋅，達(dá)到控制仔豬腹瀉和鋅減排的效果，但兩者的作用機(jī)理不同，使用過程需根據(jù)具體情況選擇。

5 抗生素替代物

2～6周齡為仔豬被動免疫向主動免疫的過渡期，在30～35日齡前自身合成的抗體數(shù)量很少，至6周齡才主要依靠自身合成抗體。早期斷奶仔豬無法通過母豬獲得母源抗體，導(dǎo)致抵抗力弱，抗病力差[26]。抗生素具有增強(qiáng)抵抗力、促進(jìn)生長等作用，被廣泛應(yīng)用在仔豬生產(chǎn)中。但長期大量使用抗生素會誘導(dǎo)耐藥菌的出現(xiàn)，在動物產(chǎn)品和排泄物中殘留，因此，亟需研發(fā)新型無殘留的抗生素替代物。

5.1 新型酸化劑

斷奶仔豬胃酸分泌不足，無法有效激活消化酶，導(dǎo)致消化能力差。而酸化劑能夠有效激活胃蛋白酶等酶，提高酶活性，促進(jìn)養(yǎng)分的消化吸收。中鏈脂肪酸、二甲酸鉀等新型有機(jī)酸可改善小腸絨毛發(fā)育，抑制腸道大腸桿菌，促進(jìn)乳酸桿菌生長，調(diào)節(jié)免疫，提高仔豬胰蛋白酶、乳糖酶和蔗糖酶的活力，從而提高粗蛋白質(zhì)、能量和粗脂肪的消化率[11，27-28]。研究表明，二甲酸鉀可完全或部分替代抗生素，改善斷奶仔豬的生長性能，提高免疫力以及抗應(yīng)激能力[29-30]，可能是通過調(diào)節(jié)胃黏膜中胃酸分泌相關(guān)基因表達(dá)來影響仔豬胃酸分泌功能來實現(xiàn)的[31]。

5.2 益生菌

益生菌是活的微生物制劑，可抑制病菌或毒素在腸上皮的黏附，改善宿主腸道微生態(tài)菌群，增強(qiáng)腸屏障的功能，調(diào)節(jié)宿主免疫應(yīng)答，可有效提高機(jī)體免疫能力，促進(jìn)健康生長[32]。Deng等[33]研究證明，枯草芽孢桿菌RJGP16可顯著提高十二指腸和回腸中白細(xì)胞介素（IL-6）、回腸中β-防御素2和免疫球蛋白A（IgA）（P＜0.05）水平，對比對照組，IL-6和IgA分別提高35.23%和45.36%。Giang等[34]通過枯草芽孢桿菌在仔豬上的研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌可顯著提高日增重、日采食量（P＜0.05），顯著降低腹瀉率和提高飼料轉(zhuǎn)化率（P＜0.05）。Gu等[35]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌能保護(hù)豬腸上皮細(xì)胞屏障免受毒素破壞。Alvarado等[36]在斷奶仔豬上的試驗證明，5 mg/kg苯甲酸和0.5 kg/t芽孢桿菌的合用可減少NH3的排放（P＜0.08），且生產(chǎn)性能與抗生素組無差異（P＞0.05）。翟振亞等[37]通過仔豬試驗證明，與抗生素（桿菌肽鋅+硫酸抗敵素）組相比，日糧添加1%二甲酸鉀+200 g/t凝結(jié)芽孢桿菌可顯著提高平均日增重，降低料重比（P＜0.05）。表明益生菌和酸化劑的聯(lián)合使用的效果可能更佳。

5.3 植物提取物

天然植物提取物添加劑含有多種生物活性成分，具有增強(qiáng)免疫力、提高抗病力、增進(jìn)食欲、促生長的作用。Zanchi等[38]研究表明，與泰妙菌素+磺胺嘧啶組相比，基礎(chǔ)日糧添加250 mg/kg的茶樹提取物可減少斷奶仔豬糞樣中梭狀芽孢桿菌和腸球菌的數(shù)目。Ahmed等[39]研究表明，與阿普拉霉素組相比，基礎(chǔ)日糧添加0.2%白藜蘆醇可顯著提高斷奶仔豬飼料轉(zhuǎn)化率（P＜0.05）和血清IgG水平，添加0.012 5%的香精油混合物可顯著提高糞中乳酸桿菌的數(shù)量（P＜0.05）。Jeong等[40]研究表明，與抗生素組相比，日糧添加0.05%、0.1%、0.2%的地黃、黃芩發(fā)酵物對斷奶仔豬的平均日增重以及干物質(zhì)和總能的表觀消化率無顯著影響（P＞0.05）。植物提取物被認(rèn)為是一種無殘留的綠色添加劑，但其作用效果受各種原料品質(zhì)、提取工藝和組方等因素的影響，替代抗生素的可行性尚需進(jìn)一步研究。

6 展望

當(dāng)前養(yǎng)殖業(yè)面臨著提高生產(chǎn)效益和減少污染物排放的雙重挑戰(zhàn)，營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)成為關(guān)鍵的解決途徑之一。以低蛋白日糧平衡氨基酸技術(shù)減少氮排放；不同形式的植酸酶提供技術(shù)，減少磷的排放；凹凸棒石、蒙脫石等替代高劑量氧化鋅減少鋅的排放；氨基酸螯合銅降低硫酸銅的用量，減少銅排放；新型酸化劑與益生菌組合替代抗生素。上述營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，是實現(xiàn)斷奶仔豬增效減排、可持續(xù)發(fā)展的重要措施。