白莉莉，劉 虎，尹鑫菂，吳 飛，王鳳來(lái)

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京　100193）

減少養(yǎng)豬生產(chǎn)對(duì)環(huán)境污染的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)

白莉莉，劉 虎，尹鑫菂，吳 飛，王鳳來(lái)

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京100193）

近年來(lái)，我國(guó)畜牧業(yè)尤其是養(yǎng)豬業(yè)取得了巨大的發(fā)展，極大地滿(mǎn)足了人民群眾對(duì)肉類(lèi)食品的需求。但同時(shí)規(guī)?；i場(chǎng)對(duì)環(huán)境造成的污染也日漸嚴(yán)峻，已經(jīng)成為影響?zhàn)B豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。該文綜述了養(yǎng)豬業(yè)對(duì)環(huán)境污染的危害及從源頭上減少養(yǎng)豬生產(chǎn)對(duì)環(huán)境污染的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施。

養(yǎng)殖豬生產(chǎn)；環(huán)境污染；營(yíng)養(yǎng)調(diào)控

2015年我國(guó)豬出欄量達(dá)到70 825萬(wàn)頭，豬肉產(chǎn)量5 487萬(wàn)t，豬肉消費(fèi)量占我國(guó)城鄉(xiāng)居民肉食類(lèi)消費(fèi)量的65.1%。我國(guó)的豬出欄量、豬肉產(chǎn)量和消費(fèi)量都位居世界第1位。養(yǎng)豬業(yè)的快速發(fā)展，在滿(mǎn)足人們?nèi)忸?lèi)食品需求的同時(shí)也帶來(lái)了環(huán)境污染問(wèn)題。據(jù)報(bào)道，一個(gè)萬(wàn)頭豬場(chǎng)每年至少向豬場(chǎng)周?chē)h(huán)境排污3萬(wàn) t（糞約1.3萬(wàn) t，尿約1.7 萬(wàn) t），按飼喂中等營(yíng)養(yǎng)水平飼料的排污情況分析，全年將向豬場(chǎng)周?chē)欧糯蠹s107 t氮（相當(dāng)于375 t尿素）、31 t磷（張子儀，1997）、433.3 kg銅和701.2 kg鋅（李松巖，2005）。隨著養(yǎng)豬生產(chǎn)集約化規(guī)?；潭鹊奶岣?，個(gè)別區(qū)域單位面積土地承載消納的糞尿已嚴(yán)重超出生態(tài)環(huán)境的再循環(huán)需求。養(yǎng)豬生產(chǎn)造成的環(huán)境污染問(wèn)題已引起全球的關(guān)注，并成為阻礙養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要因素。當(dāng)前，有效控制和減少養(yǎng)豬業(yè)對(duì)環(huán)境的污染已成為發(fā)展環(huán)保型畜牧業(yè)所面臨的主要問(wèn)題之一。

1　養(yǎng)豬業(yè)對(duì)環(huán)境污染的影響

1.1對(duì)土壤和水體的影響

豬排泄物中含有大量的氮、磷及其化合物，在長(zhǎng)期堆放過(guò)程中，這些含氮化合物經(jīng)土壤微生物的氨化、硝化作用生成硝酸類(lèi)物質(zhì)，導(dǎo)致土壤中硝酸鹽含量日漸增高，對(duì)人體健康造成威脅。同時(shí)，若畜禽排泄物中的氮、磷未妥善處理，極易通過(guò)地表徑流，流入江河湖海，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化（Adeola等，2003）。另一方面，豬飼料中通常含有較高劑量的銅、鋅等微量元素，經(jīng)過(guò)胃腸道消化吸收后仍有大量隨排泄物排出體外，導(dǎo)致土壤中相應(yīng)的重金屬含量逐漸富集。

1.2對(duì)空氣的影響

豬糞尿的臭氣主要是來(lái)自未被完全消化的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在堆放過(guò)程中被無(wú)氧降解所產(chǎn)生的氨和硫化氫（張?jiān)苿偅?001）。排泄物所散發(fā)的氨主要來(lái)自尿中的尿素，而經(jīng)由糞便排出的氨數(shù)量較少（Hartung，1994）。硫化氫則主要來(lái)自經(jīng)糞中微生物厭氧還原的硫酸鹽。其他臭味物質(zhì)還包括揮發(fā)性有機(jī)化合物、揮發(fā)性脂肪酸等（張?jiān)苿偅?001）。這些氣體都對(duì)環(huán)境和人畜健康有一定的影響。

2　減少養(yǎng)豬生產(chǎn)環(huán)境污染的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施

面對(duì)養(yǎng)豬生產(chǎn)過(guò)程中引起的環(huán)境問(wèn)題，通常應(yīng)對(duì)的主要措施是提高豬場(chǎng)的糞污處理能力。但是，污水處理不僅是一種治標(biāo)不治本的被動(dòng)措施，而且大大增加了養(yǎng)豬生產(chǎn)的成本。要從根本上有效減少養(yǎng)豬生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染，需要從動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)、飼養(yǎng)管理等方面綜合考慮。

2.1準(zhǔn)確評(píng)估豬的營(yíng)養(yǎng)需要和飼料原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

豬日糧營(yíng)養(yǎng)不平衡或營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩均會(huì)導(dǎo)致過(guò)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨糞尿排出體外污染環(huán)境。因此，設(shè)計(jì)出營(yíng)養(yǎng)水平與動(dòng)物生理需要基本一致的日糧，是減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)浪費(fèi)的關(guān)鍵。精準(zhǔn)飼養(yǎng)技術(shù)是根據(jù)群體中每個(gè)個(gè)體的實(shí)際需要量來(lái)供給營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以被認(rèn)為是提高日糧氮、磷和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率，降低飼養(yǎng)成本和養(yǎng)分排泄的必要手段。張國(guó)華等（2011）采用精準(zhǔn)飼養(yǎng)技術(shù)評(píng)估生長(zhǎng)育肥豬的賴(lài)氨酸需要量，發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)飼養(yǎng)可以顯著降低氮、磷的攝入量和排泄量。

此外，配合日糧還應(yīng)考慮飼料原料的選擇及原料營(yíng)養(yǎng)組分的變異。豬用飼料原料各種各樣，動(dòng)物對(duì)其養(yǎng)分的可利用率存在一定差異，不能消化和不可利用的養(yǎng)分被排出體外。采用高消化率、高可利用率的飼料原料，使其大部分養(yǎng)分被吸收，進(jìn)而盡可能地被動(dòng)物生產(chǎn)所利用，是減少養(yǎng)分排泄的手段之一。同一種飼料原料，不同產(chǎn)地和品種間的養(yǎng)分含量也會(huì)有差異。李全豐等（2014）研究發(fā)現(xiàn)同一地區(qū)不同玉米品種間消化能和代謝能差異顯著，同一品種不同產(chǎn)地玉米間消化能也有差異。因此，在實(shí)際日糧配方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使用飼料原料營(yíng)養(yǎng)素含量的實(shí)際測(cè)定值。

2.2階段飼養(yǎng)，公母分飼

實(shí)行階段飼養(yǎng)，可以滿(mǎn)足動(dòng)物不同生長(zhǎng)階段的營(yíng)養(yǎng)需要。隨著體重增加，豬對(duì)大多數(shù)養(yǎng)分的需要量逐漸降低。根據(jù)不同階段豬營(yíng)養(yǎng)需要量變化規(guī)律調(diào)整日糧配方，將會(huì)縮小日糧養(yǎng)分與需要量的差距，從而減少養(yǎng)分排泄（Roth和Kirchgessner，1993）。研究表明，與生長(zhǎng)肥育階段飼喂同一種日糧相比，三階段飼喂方式可使氮的排放量降低16% （Rademacher，2000）。

在分階段飼養(yǎng)的基礎(chǔ)上，將公母分開(kāi)飼養(yǎng)，可以更加準(zhǔn)確地滿(mǎn)足不同性別豬的營(yíng)養(yǎng)需要，從而降低養(yǎng)分的排泄（Campbell等，1985；Campbell 和Taverner，1988）。

2.3依據(jù)理想蛋白質(zhì)模式配制日糧

飼料配制僅考慮粗蛋白質(zhì)水平是不夠的，理想蛋白質(zhì)技術(shù)是完全按照豬維持生長(zhǎng)需要提供等量的各種氨基酸，以可消化氨基酸為基礎(chǔ)。日糧中各種氨基酸的比例越接近理想蛋白質(zhì)模式，氮的利用率也就越高。

減少氮排出量最有效的方法是在保持日糧氨基酸平衡和滿(mǎn)足生長(zhǎng)發(fā)育需要的前提下，降低日糧中蛋白質(zhì)含量。目前，低蛋白日糧在養(yǎng)豬業(yè)中的研究已相對(duì)成熟。低蛋白日糧是指日糧蛋白水平按NRC（1998）推薦標(biāo)準(zhǔn)降低2～4個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)添加適宜的合成氨基酸，降低蛋白原料用量來(lái)滿(mǎn)足動(dòng)物對(duì)氨基酸的需求的一種日糧。許多研究表明，低蛋白日糧補(bǔ)充氨基酸可以使氮排泄量減少20%（Aarnink和Verstegen，2007）。因此，在充分滿(mǎn)足豬營(yíng)養(yǎng)需要的情況下，采用理想氨基酸模式，按照回腸真可消化（標(biāo)準(zhǔn)回腸可消化）氨基酸需要量合理配制低蛋白日糧，可以大幅度減少豬生產(chǎn)中氮排放對(duì)環(huán)境的污染。

2.4日糧添加植酸酶，減少磷的排泄

飼料原料中磷的存在形式影響其利用率。植物性原料中磷大部分以植酸磷形式存在，其占總磷的比例從60%（豆粕）到80%（米糠）不等（Selle和Ravindran，2008）。植酸磷必須經(jīng)過(guò)酶的水解，釋放出無(wú)機(jī)磷才能被豬所利用。單胃動(dòng)物本身沒(méi)有降解植酸酶的內(nèi)源酶，對(duì)其利用率非常低，大量不能被消化吸收的植酸磷通過(guò)糞尿排泄進(jìn)入環(huán)境。在荷蘭、法國(guó)和丹麥的研究顯示，日糧中只有36%的磷被生長(zhǎng)豬所利用，55%以糞磷的形式排出體外（Poulsen等，1999）。Zeng等（2011）在斷奶仔豬低磷日糧中添加植酸酶，其試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著日糧中植酸酶添加量的增加，單位增重磷排放量呈線(xiàn)性降低。日糧中添加植酸酶可釋放出動(dòng)物能夠利用的磷，從而使原本經(jīng)由糞便排泄的大部分植物來(lái)源磷被消化吸收利用，糞便中磷的排泄量減少30%～50%。

2.5調(diào)節(jié)日糧微量元素添加水平及添加方式

高銅和高鋅可以提高動(dòng)物生產(chǎn)性能，但其中接近90%～95%會(huì)排出體外（Vuem等，2004；Buff等，2005）。一般認(rèn)為當(dāng)土壤中銅和鋅分別達(dá)到100～200 mg/kg和100 mg/kg以上時(shí)，即可造成土壤的銅、鋅污染和植株中毒。針對(duì)高劑量微量元素的潛在危害，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)不再提倡添加高銅、高鋅。而荷蘭考慮到環(huán)境保護(hù)需要，已不再允許使用高銅、高鋅作為健康促生長(zhǎng)劑。我國(guó)對(duì)飼料中微量元素的添加水平進(jìn)行了限定，因此應(yīng)按照農(nóng)業(yè)部關(guān)于《飼料添加劑安全使用規(guī)范》的推薦標(biāo)準(zhǔn)添加。

微量元素的氨基酸螯合物是由氨基酸與微量元素按一定比例螯合而成的最新一代微量元素添加劑，因其接近動(dòng)物體的天然形態(tài)可直接被吸收利用，在飼料中使用時(shí)微量元素利用率高且能減少環(huán)境污染。黃志堅(jiān)等（2007）研究表明，添加低劑量（105 mg/kg）有機(jī)銅，其銅的吸收利用率比硫酸銅高，且可減少糞銅的排泄。因此，在日糧配制時(shí)應(yīng)考慮以有機(jī)微量元素取代豬日糧中無(wú)機(jī)微量元素。

2.6改進(jìn)飼料加工工藝

對(duì)飼料原料或日糧進(jìn)行加工處理可以提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率，從而改善豬的生產(chǎn)性能（Hancock 和Behnke，2001；Lundbald，2009）。 王 衛(wèi) 國(guó)（2001）研究表明，當(dāng)玉米的粉碎粒度在400 μm時(shí)，生長(zhǎng)肥育豬出現(xiàn)胃腸損傷和角質(zhì)化現(xiàn)象，進(jìn)而影響豬的生產(chǎn)性能。Wondra等（1995）選用160頭肥育豬研究玉米粉碎粒度對(duì)豬的生長(zhǎng)性能、胴體品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化率及胃組織形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)玉米粉碎粒度由1 000 μm降低至400 μm時(shí)，干物質(zhì)、總能及氮的表觀消化率顯著提高，氮的排出量減少27%。Owsley （1981）研究發(fā)現(xiàn)，高粱粉碎粒度的降低提高了生長(zhǎng)豬對(duì)日糧干物質(zhì)、淀粉、氮及總能的表觀消化率。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚恚缗蚧?、制粒等，可以降低日糧中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，提高飼料養(yǎng)分的利用率，減少氮和磷的排出量（Schulze，1994）。因此，加工技術(shù)可增加谷物中養(yǎng)分的消化吸收、降低養(yǎng)分的排泄，對(duì)養(yǎng)豬業(yè)的貢獻(xiàn)具有特殊意義。

2.7合理使用飼料添加劑

飼料添加劑作為配合飼料的重要微量活性成分，起著完善配合飼料的營(yíng)養(yǎng)、提高飼料利用率、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、預(yù)防疾病、減少飼料養(yǎng)分損失及改善畜產(chǎn)品品質(zhì)等重要作用。

當(dāng)前環(huán)保型飼料中應(yīng)用的飼料添加劑包括酶制劑、益生素、植物提取物、有機(jī)酸、寡糖及除臭劑等。馮定遠(yuǎn)等（2000）在玉米-豆粕型日糧中添加木聚糖和β-葡聚糖酶，結(jié)果顯示，豬對(duì)粗纖維的消化率提高48.9%，粗蛋白質(zhì)消化率提高16.5%。酸化劑可提高胃液酸性，促進(jìn)乳酸菌等有益菌大量繁殖，抑制大腸桿菌等外來(lái)菌的生長(zhǎng)，提高胃中酶的活性，從而促進(jìn)日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，提高飼料轉(zhuǎn)化效率。近年來(lái)，天然植物提取物被國(guó)內(nèi)外研究人員關(guān)注，并成為發(fā)展減少環(huán)境負(fù)面影響的新型飼料添加劑的主要趨勢(shì)之一。

3　結(jié)語(yǔ)

在飼料資源緊缺、環(huán)境污染日益嚴(yán)重的今天，養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展不能以犧牲人類(lèi)健康和生態(tài)保護(hù)為前提，必須直面養(yǎng)豬業(yè)對(duì)環(huán)境污染突出的現(xiàn)實(shí)。利用營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施提高飼料轉(zhuǎn)化效率和減少糞尿排泄對(duì)環(huán)境的污染，是促進(jìn)養(yǎng)豬業(yè)與生態(tài)健康、可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

略，如需要可向作者索取。

2016-04-25）

畜禽養(yǎng)殖數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備開(kāi)發(fā)（2013AA102306）；生豬健康養(yǎng)殖模式構(gòu)建與示范（2012BAD39B03）