晏 婷, 朱志平, 高理福, 盧連水, 孫海層, 余 鑫, 駱乾亮

肉鴨糞便排放特征的季節(jié)性變化*

晏 婷1,2, 朱志平1**, 高理福2, 盧連水3, 孫海層4, 余 鑫1, 駱乾亮1

(1. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 北京 100081; 2. 西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 綿陽 621000;3. 河北東風(fēng)養(yǎng)殖有限公司 滄州 062350; 4. 河北省肅寧縣農(nóng)業(yè)局 滄州 062350)

本研究旨在探討肉鴨糞便的特性, 并對其不同季節(jié)的污染物排放特征進行評價, 為肉鴨養(yǎng)殖場廢棄物處理和資源化利用提供依據(jù)。分4個季節(jié)進行了北京Z型肉鴨飼養(yǎng)試驗(飼養(yǎng)期37 d),記錄采食量、產(chǎn)糞量, 并定期測定飼料和糞便中水分和有機質(zhì)含量及總氮(TN)、P、Cu、Zn含量。結(jié)果表明: 肉鴨糞便中Zn含量秋季最高, TN、P、Cu含量均為冬季最高; 冬季糞便中TN含量極顯著高于夏、秋兩季(<0.01); P、Cu含量在冬季均極顯著高于其余季節(jié)(<0.01); 糞便中Cu、Zn含量均為春季最低。肉鴨糞便平均含水率為84.61%, 夏季最高, 春季最低; 平均有機質(zhì)含量為83.38%, 表現(xiàn)為冬>春>秋>夏。春夏秋冬四季的糞便產(chǎn)生量分別為338.3 g?d-1?只-1、275.9 g?d-1?只-1、317.6 g?d-1?只-1和327.0 g?d-1?只-1, 夏季最低。TN、P、Cu、Zn的排泄系數(shù)分別為2.13 g?d-1?只-1、2.48 g?d-1?只-1、2.56 mg?d-1?只-1、21.10 mg?d-1?只-1; 春冬兩季的TN日排泄量顯著高于夏秋兩季; P的日排泄量表現(xiàn)為冬季極顯著高于其余3個季節(jié); 夏季Cu的日排泄量與春季差異不顯著, 極顯著低于秋、冬兩季(<0.01)。TN在秋季排泄占比最低, 春季最高; 而P排泄占比為秋季最高, 春季最低。肉鴨在飼養(yǎng)期TN、P、Cu、Zn的排泄量與對應(yīng)元素的攝入量具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系(<0.01)。研究表明: 季節(jié)因素能對肉鴨糞便中含水率、有機質(zhì)、TN、P、Cu和Zn含量產(chǎn)生顯著影響, 同時各季節(jié)各元素的排泄量與相應(yīng)元素的攝入量顯著相關(guān)。

肉鴨; 糞便; 排放特征; 季節(jié)性變化

肉鴨是主要畜禽種類之一, 2018年世界出欄量為47.4億只, 而中國的鴨養(yǎng)殖量占全球的74.3%[1]。如此大規(guī)模的肉鴨養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)必然產(chǎn)生大量的糞便, 隨著《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》[2]、《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》[3]等相關(guān)文件的頒發(fā), 肉鴨規(guī)模養(yǎng)殖受環(huán)境約束越來越明顯,為了達到科學(xué)合理處理和利用肉鴨糞污的目的, 肉鴨糞污的產(chǎn)排特征等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是關(guān)鍵。國內(nèi)外在生豬等主要畜禽糞尿產(chǎn)生量和糞便特性方面開展了大量研究[4-8], 但是關(guān)于肉鴨糞污研究文獻較少。劉嘉莉[9]對白洋淀鴨養(yǎng)殖糞便排放規(guī)律進行了研究, 隨機選擇20只肉鴨連續(xù)5 d對其所產(chǎn)生的鴨糞進行稱重, 得出鴨糞產(chǎn)生干物質(zhì)量為0.13 kg?d-1?只-1。丁君輝等[10]于肉鴨28日齡、56日齡時采用部分收糞法對4種飼養(yǎng)方式下(地面水養(yǎng)、網(wǎng)床水養(yǎng)、網(wǎng)床旱養(yǎng)、地面旱養(yǎng))肉鴨糞便中總氮(TN)、總磷(TP)、Cu、Zn等物質(zhì)的含量進行了檢測, 發(fā)現(xiàn)不同飼養(yǎng)方式對肉鴨糞污化學(xué)成分有一定的影響; 單英杰等[11]分別從規(guī)?；B(yǎng)殖場和農(nóng)戶家庭小規(guī)模畜禽舍采集了共18個鴨糞樣, 分析發(fā)現(xiàn)規(guī)?；B(yǎng)殖場產(chǎn)生的鴨糞中Cu、Zn含量分別為農(nóng)戶家庭養(yǎng)殖的5.45倍和3.60倍, 而N、P含量規(guī)?；B(yǎng)殖場與農(nóng)戶家庭之間差異不顯著。但上述關(guān)于肉鴨糞便特性的研究均基于只采集糞便樣本進行監(jiān)測, 未進行全飼養(yǎng)期的監(jiān)測和采樣, 缺乏系統(tǒng)地研究不同日齡肉鴨產(chǎn)糞特征及季節(jié)因素對肉鴨糞便排放特征影響, 難以為肉鴨養(yǎng)殖場糞污產(chǎn)生量估算、糞污處理設(shè)施建設(shè)和資源化利用提供依據(jù)。為此, 本研究通過對春、夏、秋、冬4個季節(jié)日糧變化下肉鴨全飼養(yǎng)期采食量和產(chǎn)糞量的監(jiān)測, 以及對各季節(jié)日糧和糞便中相關(guān)成分的檢測, 探究不同季節(jié)肉鴨糞便排泄量和糞便中主要成分排放特征規(guī)律, 為肉鴨養(yǎng)殖場固體廢棄物處理工程設(shè)計、控制肉鴨糞污污染及其資源化利用提供一定的計算參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2017年冬季和2018年春季、夏季、秋季在國家水禽體系滄州綜合試驗站進行。4個季節(jié)的試驗鴨舍內(nèi)溫度范圍和平均溫度如表1所示。每個季節(jié)選用1日齡北京Z型肉鴨雛鴨各100只, 隨機分成12個籠, 養(yǎng)殖密度為4~5只?m-2[12], 每籠飼養(yǎng)8~9只, 雙層籠養(yǎng)。單元籠長寬高尺寸為1.5 m×1.2 m×0.6 m, 每籠下設(shè)接糞盤, 籠外側(cè)掛水槽, 飼料由飼料盤供應(yīng)。白天日光照, 夜間供給弱光照, 定期打疫苗和消毒, 一個生長周期為37 d。每天記錄每組肉鴨的采食量, 采用全糞收集法測定每組試驗肉鴨的每日糞便產(chǎn)生量, 每5 d采集糞便樣品, 分析糞便樣品的含水率、有機質(zhì)、TN、P(以P2O5計)、Cu和Zn等指標(biāo), 分析方法見文獻[13]。

1.2 試驗日糧

試驗期間肉鴨自由采食顆粒料, 飼料為養(yǎng)殖場購買的全價配合飼料。由于溫度對肉鴨營養(yǎng)需求有一定的影響[14], 且肉鴨在各日齡段對各營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力不同[15], 所以不同季節(jié)不同日齡段肉鴨的日糧成分有所差異, 如為了減輕蛋白質(zhì)在肉鴨體內(nèi)降解利用所帶來的體增熱負擔(dān), 一般將夏季肉鴨飼料中蛋白質(zhì)水平盡可能處于低限[16]。每個季節(jié)肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)分兩個階段(1~14 d和15~37 d)對日糧進行采樣, 分析日糧的含水率、TN、TP、Cu和Zn等指標(biāo), 不同季節(jié)各階段日糧主要成分如表2所示。

表1 試驗鴨舍內(nèi)不同季節(jié)的平均溫度

表2 不同季節(jié)肉鴨試驗日糧主要成分(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.3 糞便和相關(guān)元素排放特征值計算

肉鴨是直腸動物, 糞便和尿液混合排出。參考畜禽養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)污系數(shù)計算方法[17], 肉鴨糞便產(chǎn)生總量和各污染物產(chǎn)生量估算公式[18]為: 糞便產(chǎn)生總量=飼養(yǎng)只數(shù)×飼養(yǎng)天數(shù)×日排泄系數(shù), 各元素產(chǎn)生量=糞便產(chǎn)生總量×糞便中各元素濃度值。以此來獲得單只肉鴨飼養(yǎng)期糞便產(chǎn)生量以及元素排放特征值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel 2016軟件整理、繪制圖表, 并進行單因子方差分析、回歸分析以及檢驗; 采用IBM SPSS Statistics 25.0軟件進行相關(guān)性分析, 采用Duncan法進行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同季節(jié)肉鴨日糧和糞便中相關(guān)元素含量

如表2所示, 各季節(jié)間日糧中TN和Zn含量差異較小, 而P和Cu含量差異較大。冬季肉鴨日糧TN、TP、Cu、Zn含量均高于其余季節(jié), 其中TN含量的最高值(冬季)是最低值(夏季)的1.29倍, TP含量的最高值(冬季)是最低值(秋季)的2.55倍, Cu含量的最高值(冬季)是最低值(夏季)的5.79倍, Zn含量的最高值(冬季)是最低值(春季)的1.22倍。

從表3可以看出, 肉鴨糞便中TN、P、Cu和Zn含量在不同季節(jié)之間均有顯著差異, 除Zn含量為秋季最高外, TN、P、Cu含量均為冬季最高。冬季糞便中TN含量與春季的差異不顯著(>0.05), 但極顯著高于夏、秋兩季(<0.01); P、Cu含量在冬季均極顯著高于其余季節(jié)(<0.01); Cu在春夏兩季, Zn在秋冬兩季間差異均不顯著(>0.05); 糞便中Cu、Zn含量均為春季最低。

相關(guān)分析表明, 糞便中TN、P含量與日糧中TN、P含量間具有正相關(guān)關(guān)系, 相關(guān)系數(shù)()分別為0.67、0.72, 但均未達到顯著性水平(>0.05); 糞便中Cu、Zn含量與日糧中Cu、Zn含量之間具有正相關(guān)關(guān)系, 相關(guān)系數(shù)()分別為0.85、0.92(>0.05), 即日糧中TN、P、Cu、Zn含量越多, 糞便中殘留量越多。

2.2 不同季節(jié)肉鴨糞便含水率、有機質(zhì)含量分析

圖1為不同季節(jié)飼養(yǎng)過程中肉鴨糞便的含水率和風(fēng)干基礎(chǔ)有機質(zhì)含量。4個季節(jié)肉鴨糞便中含水率和有機質(zhì)含量均具有極顯著性差異(含水率=0.005 6,有機質(zhì)= 8.44×10-13)。糞便含水率、有機質(zhì)含量的變化隨日齡無明顯的變化規(guī)律。由于夏季炎熱, 肉鴨飲水量大, 導(dǎo)致夏季在各日齡段糞便中含水率均高于其余3個季節(jié), 夏季平均含水率為86.88%±1.5%, 而最低的是春季(83.49%±1.2%)。4個季節(jié)飼養(yǎng)期內(nèi)肉鴨糞便平均含水率為84.61%±1.6%。不同季節(jié)肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)糞便有機質(zhì)含量變化范圍為70.70%~96.10%, 具體表現(xiàn)為冬季>春季>秋季>夏季。4個季節(jié)飼養(yǎng)期內(nèi)肉鴨糞便平均有機質(zhì)含量為83.38%±8.28%。

表3 不同季節(jié)肉鴨糞便中氮、磷(P2O5)、銅和鋅含量(風(fēng)干基礎(chǔ))

不同小寫字母和大寫字母分別表示不同季節(jié)間差異顯著(<0.05)和極顯著(<0.01)。Different lowercase letters and capital letters indicate significant differences among seasons at< 0.05 and< 0.01 levels, respectively.

圖1 不同季節(jié)肉鴨糞便含水率、有機質(zhì)含量(風(fēng)干基礎(chǔ))的變化趨勢

2.3 不同季節(jié)肉鴨采食量和糞便產(chǎn)生量變化趨勢及其相關(guān)關(guān)系

圖2為不同季節(jié)單只肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)日采食量和產(chǎn)糞量隨日齡變化的趨勢圖。由圖可知, 糞便產(chǎn)生量和采食量變化趨勢一致, 隨著日齡的增加均逐漸增加。前20日齡, 各季節(jié)間肉鴨采食量和產(chǎn)糞量基本一致, 差異不顯著(采食量=0.721,產(chǎn)糞量=0.898)。但隨著日齡增加, 肉鴨采食量和產(chǎn)糞量受季節(jié)影響增大。飼養(yǎng)21日齡后, 冬季采食量增長最快, 春季和秋季采食量增長相對平緩, 夏季采食量增長遲緩, 4個季節(jié)間采食量差異極顯著(<0.01)。糞便產(chǎn)生量夏季隨日齡變化與其余3個季節(jié)之間存在極顯著性差異(<0.01), 日產(chǎn)糞量顯著低于其余季節(jié); 而春季、秋季、冬季飼養(yǎng)期內(nèi)隨日齡變化產(chǎn)糞量無顯著性差異(>0.05)。春、夏、秋、冬4個季節(jié)飼養(yǎng)期內(nèi)(37 d)單只肉鴨累積采食量分別為6 742.53 g?只-1、5 056.45 g?只-1、5 946.51 g?只-1、7 518.56 g?只-1, 夏季最少, 冬季最多; 累積糞便產(chǎn)生量分別為12 178.24 g?只-1、9 930.78 g?只-1、11 432.01 g?只-1、11 770.15 g?只-1, 即為春季>冬季>秋季>夏季。春季、夏季、秋季和冬季肉鴨日均采食量分別為187.3 g?d-1?只-1、140.5 g?d-1?只-1、165.2 g?d-1?只-1和208.8 g?d-1?只-1, 日均糞便產(chǎn)生量分別為338.3 g?d-1?只-1、275.9 g?d-1?只-1、317.6 g?d-1?只-1和327.0 g?d-1?只-1。雖然夏季采食量和產(chǎn)糞量都是最低, 但夏季糞便產(chǎn)生量為采食量的1.96倍, 高于其他3個季節(jié), 這是由于夏季高溫, 肉鴨飲水量大, 糞便含水率高, 所以在相同的采食量下, 糞便產(chǎn)生量會明顯高于其他季節(jié); 而春、夏、秋、冬季節(jié)單只肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)日產(chǎn)生的糞便干物質(zhì)量占日采食干物質(zhì)量分別為31.0%±5.6%、29.6%±8.3%、31.8%±7.0%和27.8%± 4.8%, 冬季占比最低。

4個季節(jié)單只肉鴨日采食量與糞便日產(chǎn)生量間的回歸分析擬合優(yōu)度2均大于0.8, 肉鴨日采食量和糞便日產(chǎn)生量具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系(<0.01), 即單只肉鴨糞便日產(chǎn)生量隨著日采食量的增加而增加。整合本研究4個季節(jié)肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)糞便日排泄量(, g?d-1?只-1)與平均日采食量(, g?d-1?只-1)的回歸分析, 可得回歸公式為:=1.944 7-26.516 (2=0.991 8,=5.1×10-37)

圖2 不同季節(jié)肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)采食量和產(chǎn)糞量的變化趨勢

表4 不同季節(jié)肉鴨總氮、磷(P2O5)的日攝入量和日排泄量

不同小寫字母和大寫字母分別表示差異顯著(<0.05)和極顯著(<0.01)。Different lowercase letters and capital letters indicate significant differences at< 0.05 and< 0.01 levels, respectively.

2.4 不同季節(jié)肉鴨糞便中TN、P、Cu和Zn排泄特征分析

2.4.1 TN、P排泄特征分析

由表4可以看出, 單只肉鴨TN日攝入量和日排泄量均表現(xiàn)為冬季>春季>秋季>夏季, P日攝入量和日排泄量均表現(xiàn)為冬季>春季>夏季>秋季。單只肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)TN、P的平均日攝入量分別為4.84 g?d-1?只-1、4.96 g?d-1?只-1, 平均日排泄量分別為2.13 g?d-1?只-1、2.48 g?d-1?只-1。TN在秋季排泄占比(排泄量占飼料攝入量的比例)最低, 春季最高, 而P排泄占比正好相反, 表現(xiàn)為秋季最高, 春季最低。4個季節(jié)肉鴨平均TN、P的排泄量占比分別為40.0%、49.0%。

通過方差分析可得出, 季節(jié)對單只肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)TN、P的日攝入量和日排泄量有顯著影響, 其中TN日攝入量夏季極顯著低于其余季節(jié)(<0.01), 夏季和秋季顯著低于冬季(<0.05), 春冬兩季差異不顯著(>0.05); 而TN的日排泄量整體表現(xiàn)為春冬兩季顯著高于夏秋兩季(<0.05)。P的日攝入量在春冬兩季極顯著高于夏秋兩季(<0.01); P日排泄量則表現(xiàn)為冬季極顯著高于其余3個季節(jié)(<0.01), 春夏秋3個季節(jié)間差異不顯著(>0.05)。4個季節(jié)的肉鴨飼養(yǎng)期間每日通過糞便排泄的TN、P量與相應(yīng)的攝入量均具有較強的正相關(guān)關(guān)系(>0.8)。

2.4.2 Cu、Zn排泄特征分析

如表5所示, 單只肉鴨在各季節(jié)飼養(yǎng)期內(nèi)Cu的日攝入量順序為冬季>春季>秋季>夏季, 日排泄量為冬季>秋季>春季>夏季; Zn的日攝入量和日排泄量排序均為冬季>秋季>春季>夏季。顯著性分析發(fā)現(xiàn), 夏季Cu的日攝入量顯著低于秋季(<0.05), 極顯著低于春冬兩季(<0.01), 而其日排泄量與春季差異不顯著(>0.05), 但極顯著低于秋冬兩季(<0.01); 冬季Zn日攝入量顯著高于春秋兩季(<0.05), 極顯著高于夏季(<0.01), 而其日排泄量與秋季差異不顯著(>0.05), 極顯著高于春夏兩季(<0.01)。各季節(jié)單只肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)Cu、Zn的平均日攝入量分別為2.97 mg?d-1?只-1、18.51 mg?d-1?只-1, 平均日排泄量分別為2.56 mg?d-1?只-1、21.10 mg?d-1?只-1; Cu、Zn的排泄量分別占攝入量的47.6%、89.3%以上, 且排泄占比均在春季最低, 秋季最高。

圖3為不同季節(jié)Cu和Zn飼養(yǎng)期內(nèi)攝入量和排泄量之間的關(guān)系圖。秋季由于飼料Cu含量較低, 而畜禽消化微量元素有一定的周期, 導(dǎo)致糞便中Cu含量降低回升有所滯后, 故相關(guān)性較低。其余季節(jié)Cu和四季Zn的攝入量和排泄量之間擬合優(yōu)度2均大于0.8,<0.01。表明4個季節(jié)的肉鴨飼養(yǎng)期每日Cu和Zn排泄量與日糧相應(yīng)物質(zhì)的攝入量之間均具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系, 即Cu和Zn排泄量隨攝入量的增加而增加。

表5 不同季節(jié)肉鴨銅、鋅的日攝入量和日排泄量

不同小寫字母和大寫字母分別表示差異顯著(<0.05)和極顯著(<0.01)。Different lowercase letters and capital letters indicate significant differences at< 0.05 and< 0.01 levels, respectively.

圖3 不同季節(jié)肉鴨飼養(yǎng)期內(nèi)Cu(a)和Zn(b)攝入量和排泄量之間的關(guān)系

3 討論

3.1 肉鴨日糧和糞便中相關(guān)元素含量分析

商品代北京鴨TN、TP、Cu、Zn營養(yǎng)需要量分別為2.56%~3.2%、0.55%~0.65%和8 mg?kg-1、60 mg?kg-1[19]。參照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部2018年7月1日實施的《飼料添加劑安全使用規(guī)范》(第2625號)[20], 肉鴨日糧中Cu、Zn的最高限量分別為25 mg?kg-1、120 mg?kg-1。本研究試驗日糧TN含量基本滿足營養(yǎng)需要量; 所有試驗日糧樣品中TP含量均顯著高于需要量;除夏季日糧中Cu含量低于需要量外, 其余日糧中Cu含量均高于需要量, 且兩個樣本Cu含量超標(biāo), 超標(biāo)率為25%; 所有試驗日糧中Zn含量均顯著大于需要量, 且3個樣本Zn含量超標(biāo), 超標(biāo)率為37.5%。參照德國腐熟堆肥重金屬限量標(biāo)準(zhǔn)中對Cu、Zn的限量標(biāo)準(zhǔn)分別為100 mg?kg-1、400 mg?kg-1[21], 試驗采集的糞便樣品中Cu含量有1個超標(biāo), 超標(biāo)率為3.6%; 有17個樣品Zn含量超標(biāo), 超標(biāo)率為60.7%。因此整體呈現(xiàn)出日糧中各元素含量過多高于需要量, 糞便中重金屬高超標(biāo)率的狀況。

本研究結(jié)果顯示, 日糧中相關(guān)元素含量與糞便中對應(yīng)元素含量存在一定的相關(guān)性, 這與洑琴等[22]在肉鴨飼料及糞便調(diào)查分析中得出的糞便中TN、P與飼料中含量呈弱正相關(guān), Cu、Zn含量與飼料中含量顯著正相關(guān)的結(jié)果基本一致。郭勇慶等[23]調(diào)查發(fā)現(xiàn)中國飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)推薦的肉鴨磷需要量高于美國飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn), 有降低的潛力; 同時有研究[24]表明飼料中Cu和Zn的超量使用是導(dǎo)致畜禽糞便中高濃度Cu和Zn殘留的根本原因。根據(jù)呂明斌等[25]研究, 在肉鴨日糧中添加植酸酶能顯著提高肉鴨日糧N、P利用率, 降低N、P排泄量; 邢芳芳等[26]以甘氨酸銅和蛋氨酸銅替代無機銅以降低飼料中Cu的添加量, 效果良好, 可明顯減少環(huán)境污染。

3.2 季節(jié)對肉鴨糞便特性的影響

本研究發(fā)現(xiàn)季節(jié)因素對肉鴨糞便各成分含量有較為顯著的影響。有機質(zhì)含量排序為冬季>春季>秋季>夏季, 這與楊碩等[27]對羊糞便中有機質(zhì)含量在夏秋兩季均高于春冬兩季的探究結(jié)果正好相反, 而與郭建鳳等[28]得出的保育豬糞便中有機質(zhì)含量以冬季最高, 春季其次的研究結(jié)果一致。畜禽糞便主要是飼料經(jīng)消化后未被吸收利用的殘渣, 不同畜禽種類其飲食習(xí)性和消化吸收都有不同, 糞便中有機質(zhì)來源于攝入的日糧, 因此有機質(zhì)在各季節(jié)糞便中含量還會因日糧成分、畜種不同而有所差異。

季節(jié)因素對糞便中TN含量影響顯著, 其中春、冬兩季顯著高于夏、秋兩季, 夏季最低。沈豐菊等[29]發(fā)現(xiàn), 不同季節(jié)豬場主要污染物TN含量季節(jié)性差異較明顯, 夏季明顯低于春、秋、冬季; 潘越博[30]在規(guī)?；膛鑫廴緺顩r研究中結(jié)果顯示, TN含量春季高于其他3個季節(jié), 夏季最低, 與本試驗結(jié)果大體一致。本研究中肉鴨采食量和產(chǎn)糞量春、冬兩季均高于夏、秋兩季, 且春、冬兩季氣溫較低, 提高了日糧中的蛋白含量來增加其降解所帶來的熱量, 因此導(dǎo)致了糞便中N含量的上升。

本試驗中, P含量在冬季極顯著高于其余3季, 秋季最低, 這與荊紅俊等[31]報道的山羊糞便中P含量春、夏季高于秋、冬季不太相符, 可能與畜種有關(guān), 且山羊采食的牧草養(yǎng)分含量隨季節(jié)有很大變化, 尤其春、夏季牧草肥沃, P含量高。而本試驗肉鴨在冬季采食量大, 糞便水分含量低, 導(dǎo)致排泄物中P含量高。Cu、Zn是促進肉鴨生長必需的微量元素, 代謝后的Cu、Zn主要從糞便中排泄, 只有極少部分從汗液和脫落的羽毛中排出。本試驗結(jié)果表明, 肉鴨糞便中Cu含量在冬季極顯著高于其余3個季節(jié), Zn含量以秋季最高, 糞便中Cu、Zn含量均以春季最低, 可能是春季適宜的溫度有助于肉鴨對Cu、Zn的消化吸收。

3.3 季節(jié)對肉鴨糞便排放特征的影響

本研究發(fā)現(xiàn)季節(jié)因素顯著影響肉鴨產(chǎn)糞量, 夏季的試驗肉鴨整個飼養(yǎng)期間無不適癥狀出現(xiàn), 生產(chǎn)性能與其余3個季節(jié)無明顯差異, 但夏季產(chǎn)糞量顯著低于其余季節(jié), 這可能源于夏季炎熱, 易引起熱應(yīng)激反應(yīng), 致使肉鴨采食量低, 從而產(chǎn)糞量少, 且肉鴨無汗腺, 夏季通過加大飲水量帶走體內(nèi)熱量, 導(dǎo)致夏季糞便中含水率顯著高于其余季節(jié)。冬季糞便干物質(zhì)量排泄占比最低, 這可能與冬季氣溫低, 肉鴨體內(nèi)需要消耗更多的能量來維持體溫, 不宜排泄過多流失體內(nèi)熱量有關(guān)。本試驗中春、夏、秋、冬肉鴨糞便產(chǎn)生量分別為338.3 g?d-1?只-1、275.9 g?d-1?只-1、317.6 g?d-1?只-1和327.0 g?d-1?只-1。試驗用鴨為北京Z型肉鴨, 其飼養(yǎng)期為37日齡左右。據(jù)上述研究發(fā)現(xiàn)肉鴨糞便產(chǎn)生量隨日齡的增加而增加, 故飼養(yǎng)天數(shù)對肉鴨糞便日排泄系數(shù)的估算有一定的影響, 且季節(jié)因素對肉鴨產(chǎn)糞量具有顯著性影響, 以致本研究由4個季節(jié)肉鴨糞便產(chǎn)生量得出肉鴨平均日產(chǎn)糞量為314.7 g?d-1?只-1, 而本試驗所得肉鴨日均采食量約為175.5 g?d-1?只-1, 與實際養(yǎng)殖過程中肉鴨產(chǎn)糞量約為采食量的2倍大體相符。因此在計算肉鴨年產(chǎn)糞量時應(yīng)盡可能考慮到肉鴨飼養(yǎng)周期以及季節(jié)因素對肉鴨產(chǎn)糞量產(chǎn)生的影響, 選擇更為科學(xué)合理的產(chǎn)糞量系數(shù), 減少與實際值間的差距。

本試驗結(jié)果顯示單只肉鴨TN日排泄量春、冬兩季顯著高于夏、秋兩季, 但王誠等[32]研究發(fā)現(xiàn), 夏季豬TN的產(chǎn)污系數(shù)極顯著大于其他季節(jié), 排列順序為: 夏>春>冬>秋, 說明夏季高溫導(dǎo)致TN代謝水平降低對肉鴨TN排泄的影響較對豬的影響小, 肉鴨TN排泄量較大程度上還是取決于采食量和產(chǎn)糞量大小。本試驗中P的日排泄量表現(xiàn)為冬季極顯著高于其余3個季節(jié), 春、夏、秋3個季節(jié)間P的日排泄量差異不顯著。郭德杰等[6]在進行不同豬群糞、尿產(chǎn)生量的監(jiān)測時發(fā)現(xiàn), 各豬群冬季P的日產(chǎn)生量高于其他季節(jié), 與本研究結(jié)果一致。從本試驗中各元素在各季節(jié)的排泄占比, 可以看出肉鴨對TN、P、Cu、Zn吸收的季節(jié)性變化, TN、P的排泄量占比分別為40.0%、48.95%, TN在秋季排泄占比最低, 春季最高, 而磷排泄占比為秋季最高, 春季最低。Cu、Zn的排泄占比均在春季最低, 秋季最高, 且Cu、Zn的排泄量分別占攝入量的47.6%、89.3%以上,甚至超出通過采食飼料攝入的Cu、Zn量, 這可能受飲水中含有大量的Cu、Zn等元素的影響。我國傳統(tǒng)的肉鴨養(yǎng)殖過程日糧中N、P、Cu、Zn含量大多超出肉鴨日常營養(yǎng)需求, 以致于肉鴨排泄物中殘留大量的養(yǎng)分和重金屬對環(huán)境造成嚴重的污染。

4 結(jié)論

肉鴨在不同季節(jié)之間的采食量、產(chǎn)糞量以及各污染物含量、排泄量都存在顯著性差異, 且肉鴨在飼養(yǎng)期間相關(guān)元素的排泄量與對應(yīng)元素的攝入量具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系。因此肉鴨養(yǎng)殖場進行污染物排放控制時應(yīng)根據(jù)季節(jié)的變化適當(dāng)調(diào)整飼養(yǎng)管理及控制措施, 根據(jù)肉鴨糞便的季節(jié)性差異特點進行貯存與利用, 在進行鴨場固體廢棄物處理設(shè)施設(shè)計時, 避免估算的固體糞便收集量偏離實際而導(dǎo)致的不必要的損失, 規(guī)模養(yǎng)殖場可根據(jù)土地承載能力確定肉鴨養(yǎng)殖場的適宜養(yǎng)殖規(guī)模, 實現(xiàn)種養(yǎng)結(jié)合的綠色養(yǎng)殖模式。同時為減少肉鴨糞便對環(huán)境的污染, 應(yīng)從源頭上入手, 在配置肉鴨日糧時, 應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)肉鴨的營養(yǎng)需要來合理配置, 這樣既滿足不同季節(jié)生產(chǎn)的需要, 又能降低污染產(chǎn)生量; 在滿足肉鴨生長需求條件下, 盡可能使用低蛋白質(zhì)、低磷日糧, 在日糧中添加酶制劑、益生素、酸化劑以及調(diào)控原料加工來調(diào)高飼料的消化吸收率, 不僅能夠提高肉鴨的生產(chǎn)性能, 而且能夠降低污染物排放量, 為肉鴨產(chǎn)業(yè)探索出一條健康、環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展之路。

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Seasonal variation of meat duck manure production characteristics*

YAN Ting1,2, ZHU Zhiping1**, GAO Lifu2, LU Lianshui3, SUN Haiceng4, YU Xin1, LUO Qianliang1

(1. Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China; 2. College of Civil Engineering & Architecture, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621000, China; 3. Hebei Dongfeng Breeding Co. LTD, Cangzhou 062350, China; 4. Suning County Agricultural Bureau of Hebei Province, Cangzhou 062350, China)

This study aimed to explore the characteristics of the manureof meat duck, and to assess its characteristics of pollutant emission in different seasons, so as to provide a basis for waste disposal and resource utilization of meat duck farms. Feeding experiments were conducted in 4 seasons and 100 Pekin type Z meat ducks were raised in each season for 37 days. Their food intake and manure production were recorded daily, and the relevant components in the feed and manure were measured regularly. Results showed that the Zn content in duck manure was the highest in autumn, whereas TN, P, and Cu contents were the highest in winter. In winter, TN content in manure was significantly higher than that in summer and autumn. P and Cu contents in winter were significantly higher than that in all other seasons. Cu and Zn contents in manure were the lowest in spring.Average moisture content of duck manure was 84.61%, being the highest in summer and lowest in spring. Average content of organic matter was 83.38%, and the seasons ranked winter > spring > autumn > summer. Manure productions were 338.3 g?d-1?head-1, 275.9 g?d-1?head-1, 317.6 g?d-1?head-1,and 327.0 g?d-1?head-1in spring, summer, autumn, and winter, respectively. Excretion coefficients of TN, P, Cu, and Zn were 2.13 g?d-1?head-1, 2.48 g?d-1?head-1, 2.56 mg?d-1?head-1, and 21.10 mg?d-1?head-1, respectively. Daily excretion of TN in spring and winter was significantly higher than that in summer and autumn, daily excretion of P was significantly higher in winterthan in the other seasons, and daily excretion of Cu in summer was not significantly different from that in spring but significantly lower than that in autumn and winter. TN excretion accounted for the lowest proportion in autumn and the highest in spring, whereas P excretion accounted for the highest proportion in autumn and the lowest in spring. There was a highly significant positive correlation between the excretion of TN, P, Cu, and Zn and the intake of the corresponding elements. This research showed that seasonal (dietary) factors can significantly affect moisture content, organic matter, TN, P, Cu, and Zn contents in the manure of meat duck. There were significant differences in feed intake, manure production, and TN, P, Cu, and Zn excretion among the seasons, and the excretion of each element in each season was significantly correlated with the intake of the corresponding element.

Meat duck; Manure; Production characteristics; Seasonal variation

X713

* 國家水禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-42-23)和國家重點研發(fā)計劃項目(2018YFC0213300)資助

朱志平, 研究方向為畜禽環(huán)境效用機理及調(diào)控方法。E-mail: zhuzhiping@caas.cn

晏婷, 主要從事水禽糞便處理與資源化利用研究。E-mail: lql1016yt@163.com

2019-09-03

2019-11-20

* This study was supported by the National Waterfowl Industry Technology System of China (CARS-42-23) and the National Key R&D Program of China (2018YFC0213300).

, E-mail: zhuzhiping@caas.cn

Sep. 3, 2019;

Nov. 20, 2019

10.13930/j.cnki.cjea.190644

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