佘 磊,吳根義,羅 琳,陳 敏,林毅青,劉永豐
(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙410128;2.輝瑞國(guó)際貿(mào)易有限公司,上海200050)
畜禽養(yǎng)殖專業(yè)化與規(guī)模化集中飼養(yǎng)方式,有利于提高飼養(yǎng)技術(shù)、防疫能力和管理水平,但也造成糞尿過(guò)度集中和沖洗水大量增加,給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)極大壓力[1]。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,一個(gè)規(guī)?;B(yǎng)殖場(chǎng)未經(jīng)處理的污染物排放量不亞于一個(gè)中型工業(yè)企業(yè)的排污量,一頭豬產(chǎn)生的廢水相當(dāng)于7個(gè)人產(chǎn)生的生活廢水?!笆濉逼陂g,考慮到環(huán)境質(zhì)量特征、階段重點(diǎn)、現(xiàn)有基礎(chǔ)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素,在繼續(xù)推進(jìn)COD污染減排工作的同時(shí),NH3-N也納入了全國(guó)主要水污染物排放約束性控制指標(biāo)。農(nóng)村“豬—沼—果/林”能源生態(tài)型沼氣綜合利用模式,是當(dāng)前治理規(guī)?;i養(yǎng)殖污染,優(yōu)化農(nóng)村能源結(jié)構(gòu),改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,發(fā)展循環(huán)效益農(nóng)業(yè)的最有效途徑和主要治理模式[2],但這一模式往往存在不完全利用和不達(dá)標(biāo)排放的潛在危害。而達(dá)標(biāo)排放的工程治理模式又存在一次性投資較大和運(yùn)行成本過(guò)高的問(wèn)題,這與養(yǎng)殖行業(yè)自身存在的利潤(rùn)波動(dòng)性和風(fēng)險(xiǎn)性間形成了突出矛盾。
異普克(Improvac)是一種公豬異味控制疫苗,可通過(guò)2次免疫注射替代傳統(tǒng)的手術(shù)去勢(shì)來(lái)達(dá)到控制公豬異味的目的,同時(shí)發(fā)揮公豬巨大的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)來(lái)獲得更大利益。相關(guān)試驗(yàn)研究表明,使用異普克免疫疫苗的公豬可提高飼料轉(zhuǎn)化率,減少出欄時(shí)間,更為關(guān)鍵的是與手術(shù)去勢(shì)的公豬相比,使用異普克免疫疫苗可降低公豬排泄物中COD、NH3-N的含量,減排效果明顯[3-5]。通過(guò)不同規(guī)模、地域?qū)Ρ仍囼?yàn),研究了使用異普克免疫疫苗對(duì)公豬養(yǎng)殖中COD、NH3-N產(chǎn)生系數(shù)的影響。
供試材料為1周內(nèi)出生的公豬,全部選用三元杜長(zhǎng)大豬作為待試品種。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選取海南省文昌市、湖南省長(zhǎng)沙市、黑龍江省牡丹江市三地同時(shí)開展試驗(yàn),綜合比較異普克免疫疫苗在我國(guó)不同地域范圍內(nèi)使用對(duì)COD、NH3-N的減排效果。在同一試驗(yàn)地區(qū),試驗(yàn)過(guò)程中將同一母豬產(chǎn)下的健康、體重均勻的公豬隨機(jī)平均分配到兩組(A組和B組)。為保證試驗(yàn)的可對(duì)比性,選用相同品種豬待試,使用同一飼料公司飼料,按養(yǎng)殖階段分為教槽料、保育料、育肥1號(hào)料和育肥2號(hào)料4種。試驗(yàn)分為小試和大試2個(gè)階段,小試養(yǎng)殖量每組10頭、大試養(yǎng)殖量每組50頭左右,同階段試驗(yàn)兩組數(shù)量保持一致,分別采取免疫去勢(shì)(A組)和人工去勢(shì)(B組)處理,免疫去勢(shì)組于第13周齡和第20周齡注射異普克免疫疫苗[6],人工去勢(shì)組在出生后7~10 d內(nèi)接受閹割去勢(shì)手術(shù)。從斷奶分欄開始至全部生豬平均重量達(dá)到100 kg結(jié)束,養(yǎng)殖周期界限各試驗(yàn)基地有一定差異。
1.2.2 樣品收集 從試驗(yàn)開始起,每天2次(早上8∶00,下午18∶00)對(duì)各組欄舍糞便進(jìn)行清掃收集,綜合這2次的糞便,稱重;對(duì)各組欄舍尿液和沖洗水收集、測(cè)量體積,尿液和沖洗水的收集測(cè)量時(shí)間為每天上午8∶00。每2 d對(duì)糞、尿和沖洗水進(jìn)行采樣分析,同時(shí)采集2個(gè)樣品(一用一備),糞樣每份重約500 g,尿樣每份約500 mL。
表1 樣品分析測(cè)定方法
1.2.3 測(cè)定指標(biāo)及測(cè)定方法 對(duì)糞便和尿液(沖洗水)分別測(cè)定COD和NH3-N,分析測(cè)試方法如表1。
1.2.4 單位產(chǎn)生系數(shù) 單位產(chǎn)生系數(shù)是指單只生豬在生長(zhǎng)周期內(nèi)每增重1 kg所產(chǎn)生的污染物量。公式如下:
式中:Eij為生豬在i地區(qū)第j種污染物的產(chǎn)生系數(shù),單位為g/kg·頭;QFi為生豬在i地區(qū)的糞便產(chǎn)生量,單位為kg/d·頭;CFij為生豬在i地區(qū)第j種污染物糞便中的濃度,單位為g/kg;QHi為生豬在i地區(qū)的尿液產(chǎn)生量,單位為L(zhǎng)/d·頭;CHij為生豬在i地區(qū)第j種污染物尿液中的濃度,單位為g/L;Mi為生豬在i地區(qū)生長(zhǎng)周期內(nèi)平均增重量,單位為kg;n為生豬從保育到出欄階段的養(yǎng)殖天數(shù),單位為d。
2.1.1 異普克對(duì)生豬COD、NH3-N日平均產(chǎn)生系數(shù)的影響 如表2所示,不同地域、不同氣候?qū)е虏煌囼?yàn)基地生豬COD、NH3-N日平均產(chǎn)生系數(shù)有一定差別,但免疫組均低于人工去勢(shì)組。綜合各試驗(yàn)區(qū)域的數(shù)據(jù),得出日平均產(chǎn)生系數(shù)的平均值,其中免疫組的COD、NH3-N分別為232.75、12.44 g/d·頭,比人工去勢(shì)組分別低5.84、0.95 g/d·頭。
表2 異普克對(duì)生豬COD、NH3-N日平均產(chǎn)生系數(shù)的影響 (g/d·頭)
2.1.2 異普克對(duì)生豬平均增重COD、NH3-N產(chǎn)生系數(shù)的影響 如表3所示,免疫組增重產(chǎn)生系數(shù)要低于人工去勢(shì)組。綜合各地區(qū)及大、小試的試驗(yàn)數(shù)據(jù),得出免疫組COD、NH3-N增重產(chǎn)生系數(shù)分別為384.98、20.58 g/kg·頭,比人工去勢(shì)組分別降低了3.82%與8.49%。
表3 異普克對(duì)生豬生長(zhǎng)增重平均產(chǎn)生系數(shù)的影響(g/kg·頭)
將湖南小試試驗(yàn)、海南小試試驗(yàn)和湖南大試試驗(yàn)、黑龍江大試試驗(yàn)產(chǎn)生的COD、NH3-N單位增重產(chǎn)生系數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)來(lái)探討?zhàn)B殖污染物產(chǎn)生量是否受養(yǎng)殖規(guī)模的影響。結(jié)果如表4所示,免疫組和人工去勢(shì)組小試試驗(yàn)對(duì)應(yīng)于大試試驗(yàn)中COD及NH3-N污染物的數(shù)值差異不顯著。異普克免疫疫苗在小試及大試試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物指標(biāo)COD及NH3-N均沒有顯著變化,都能達(dá)到預(yù)期的減量效果,異普克免疫疫苗對(duì)COD、NH3-N減量的效果并不受養(yǎng)殖規(guī)模的影響。
表4 COD、NH3-N單位增重產(chǎn)生系數(shù)平均值 (g/kg·頭)
樣本典型性分析結(jié)果顯示,小試試驗(yàn)與大試試驗(yàn)對(duì)污染物的產(chǎn)生量并無(wú)顯著影響。為比較免疫組與人工去勢(shì)組在污染物產(chǎn)量上有無(wú)顯著性差異,選取海南小試試驗(yàn)、湖南小試試驗(yàn)、湖南大試試驗(yàn)和黑龍江大試試驗(yàn)A組與其相對(duì)應(yīng)B組COD、NH3-N單位增重產(chǎn)生系數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)。結(jié)果表明,免疫組COD和NH3-N的產(chǎn)生量為385.37 g/kg·頭和20.62 g/kg·頭,比人工去勢(shì)組COD和NH3-N的產(chǎn)生量397.13 g/kg·頭和22.30 g/kg·頭分別低11.76 g/kg·頭與1.68 g/kg·頭。相對(duì)于人工去勢(shì),注射異普克免疫疫苗的公豬能顯著降低COD和NH3-N等污染物的產(chǎn)生量,且差異達(dá)顯著水平。這也說(shuō)明,異普克免疫疫苗的使用能有效降低養(yǎng)殖過(guò)程中的產(chǎn)污量。
生豬養(yǎng)殖廢棄物中大量的COD、NH3-N是造成環(huán)境污染的主要因素,“十二五”期間COD和NH3-N被共同納入全國(guó)主要水污染物排放約束性控制指標(biāo)。為探索異普克免疫疫苗對(duì)公豬養(yǎng)殖中COD、NH3-N產(chǎn)生系數(shù)的影響,選取海南、湖南和黑龍江3個(gè)省份,做了5批對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果表明:異普克免疫疫苗的使用具有普適性,養(yǎng)殖地域氣候及其養(yǎng)殖規(guī)模對(duì)其影響不大;公豬養(yǎng)殖增重COD、NH3-N產(chǎn)生系數(shù)因養(yǎng)殖方式的不同而有所差異;相對(duì)于傳統(tǒng)手術(shù)去勢(shì)的養(yǎng)殖模式,異普克免疫疫苗的使用能顯著減少養(yǎng)殖廢棄物中COD、NH3-N的含量。
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