降低养猪生产所造成环境污染的营养措施

ferdinand

一、 养猪生产所造成的环境污染问题
　　养猪生产集约化程度的提高，越来越面临环境污染的压力。过去的饲养方式和饲粮配制，所追求的目标是使生产性能达到最高水平，而没有特别考虑营养物质的过剩问题。随着公众对环境污染的关注日益强烈，畜牧生产者不得不考虑采取某些措施，尽可能减少猪粪便所造成的环境污染，氮和磷是猪粪尿中造成环境污染的主要物质。猪饲料中氮和磷的含量很高，但只有一小部分磷和氮沉积在动物体内(Lynch，1993)，大部分饲料中的氮和磷排到环境中。一般而言，平均每天每头肥育猪产生4.55 L的粪便，即每年排出约9.5 kg氮和约6.8 kg的磷。一头猪从断奶到体重达100 kg屠宰时止，消耗8～9 kg氮，其中被吸收沉积为瘦肉的氮不超过3 kg，而5～6 kg氮则被排泄掉，在被排泄的氮中，33％在粪便中，67％在尿中。在综合猪场，排入环境中的氮和磷都在70％以上(见表1，按生产1 kg猪肉需4 kg饲料计算)。
　　养猪生产造成的环境污染问题已引起全球的关注。在荷兰、丹麦和英国等一些畜牧业发达的国家，已进行了比较深入的研究，并已制定法规，限制经由猪粪尿排出的磷和氮的数量，以控制这些成分在土壤和水中的积累。另一种污染情况是饲料添加物所造成的污染，如高铜添加剂使用对土壤和水源的污染等。
　　解决养猪生产中污染问题的一项措施是猪场污水处理，但是污水处理不仅是一种治标不治本的被动措施，而且大大增加了养猪生产的成本。解决养猪生产中的污染问题的根本出路在于有效的营养措施，科学的日粮配制技术和生物技术在饲料中的应用为解决这一难题在一定程度上提供了新的手段。近年来，动物营养学研究的一个重点是开发低污染日粮(生态型日粮)。解决养猪生产中的粪尿污染的营养措施有三个方面：一是降低日粮中营养物质(主要是氮和磷)的浓度；二是提高日粮中营养物质的消化利用；三是减少或禁止使用有害添加物。

表1 养猪生产中氮和磷排出体外造成的污染
综合猪场(1头母猪和20头初生至90kg出售的猪)
氮 磷
母猪饲料(kg) 33 8
断奶猪饲料(kg) 31 7
育肥猪饲料(kg) 94 21
合计(kg) 158 36
沉积体内(kg) 42 10
排出环境(kg) 116 26
排出环境的比例(％) 73 72
种猪场(1头母猪和20头初生至30kg的猪)
氮 磷
饲料(kg) 64 15
沉积体内(kg) 14 3
排入环境(kg) 50 12
排入环境的比例(％) 78 80
商品肉猪场(20头30kg至出售屠宰的猪)
氮 磷
饲料(kg) 94 21
沉积体内(kg) 28 7
排入环境(kg) 66 14
排入环境的比例(％) 70 67

　　二、 降低日粮的蛋白质浓度，减少氮的排泄
　　从根本上说，低污染日粮的概念源于蛋白质节约效应(Han和Lee，2000)。目前，多数饲料的蛋白质含量都大大超过猪的需要量，例如肥育猪豆粕－玉米型日粮蛋白质水平在16％就足够了，但常常使用的饲料蛋白质超过20％。由于1/6的蛋白质是氮组成的，减少日粮蛋白质含量将大大降低氮的排泄量(见表2)。
　　表2 猪日粮蛋白质水平与氮排出量的关系＊
日粮蛋白质水平(％) 氮排出量(kg)
24 97(147)
22 87(132)
20 76(115)
18 66(100)
16 56(85)
　　注＊：20头处于生长阶段，体重为30～90kg猪的氮排出量

　　将日粮蛋白质含量从18％降到16％，这将使育肥猪的氮排泄量减少15％，而如果将日粮蛋白质含量增加至24％，则使氮排出量提高47％。Schutte等(1990)的研究显示，降低日粮蛋白质水平2％，可使生长肥育猪氮排出量减少约20％。蛋白质过量(或者日粮的能量不足)，导致一部分蛋白质被降解作为能量使用，蛋白质降解所产生的氮以尿素的形式随尿排出。
　　为了保证畜禽的生长性能，在降低蛋白质的同时，必须考虑日粮氨基酸的水平和氨基酸平衡，特别是注意补充重要的限制性氨基酸。一般必须补充赖氨酸和蛋氨酸，在大多数情况下，还必须考虑补充苏氨酸和色氨酸，日粮蛋白质水平降低越多，补充的限制性氨基酸种类和数量也就越多。张常明等(1999)的试验中，降低生长猪日粮蛋白，补充赖氨酸和苏氨酸，不会影响生长性能。Lenis等(1999)认为，如果低蛋白日粮中补充限制性氨基酸的水平合适，日粮的蛋白质水平还可以进一步降低。Gatel等(1992)报道指出，在补充4种氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸)的基础上，日粮蛋白质水平降低2.6％，可使氮排出量减少31.5％。
　　另外，Lenis和Jongbloed(1999)报道，在低蛋白质日粮中补充氨基酸，不仅可降低氮的排出，而且可减少尿量。因为在降低日粮蛋白质时，通常减少了豆粕的用量，而豆粕中含有2％～2.2％的钾，豆粕用量的降低即日粮中钾的水平也降低，日粮蛋白质和钾水平的降低将使畜禽的饮水量下降，排尿量减少。日粮蛋白质水平若降低1％，排尿量减少11％。
　　Orock等(1997)的试验中，降低日粮4％的蛋白质，另外补足4种必需氨基酸，可降低空气中69％的氨气，减少猪舍的臭气。Shurson等（1999）研究表明，选用含硫低的饲料原料，配制营养合理含硫量低的日粮，仔猪的总硫和硫酸盐的排泄量可以减少约30％，总硫排出量的减少，可带来猪舍另一种臭味硫化氢气体排放的减少。
　　综合考虑到猪的生长性能、氨基酸添加剂来源和价格等因素，一般认为，把目前生长肥育猪日粮蛋白质水平降低2％～4％是可行的。如果再降低蛋白水平，可能会得不偿失。

　　三、 提高日粮蛋白质的消化和利用，减少氮的排泄
　　有多种途径可以提高猪对日粮蛋白质的消化和利用，减少氮排放到环境中。
　　第一种途径是使用酶制剂，近年来的重大进展之一就是使用酶制剂来提高饲料中能量、蛋白质的消化率。纤维素酶、阿拉伯木聚糖酶(戊聚糖酶)、