鄧奇風(fēng)，高鳳仙

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙　410128）

畜禽養(yǎng)殖污染防控新體系

鄧奇風(fēng)，高鳳仙*

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙410128）

文章介紹了目前畜禽養(yǎng)殖污染的狀況，并通過綜合國內(nèi)外研究成果，提出從源頭上控制畜禽養(yǎng)殖污染體系新理論。

養(yǎng)殖污染；畜禽糞便；污染防治

隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，畜禽糞便的大量產(chǎn)生、堆積和排放對(duì)環(huán)境已構(gòu)成巨大的威脅，是阻礙畜禽養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的最主要因素之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國畜禽糞便總產(chǎn)生量約為22.35億t，其中，清運(yùn)量僅1 950.5萬t，占總產(chǎn)生量的0.9%；無害化處理量更少，約690.8萬t，僅占總產(chǎn)生量的0.3%[1-2]。大量的畜禽糞便未經(jīng)處理直接排放，對(duì)大氣、水體和土壤造成嚴(yán)重的污染，并危及畜禽自身和人類健康。

1　畜禽養(yǎng)殖污染概況

20世紀(jì)90年代以來，畜禽養(yǎng)殖業(yè)逐漸實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⒓s化發(fā)展。為提高畜禽的抗病能力和生長速度，并追求經(jīng)濟(jì)效益最大化，飼料中普遍存在添加高銅、高鋅等重金屬，并大量使用抗生素，導(dǎo)致畜禽糞便中重金屬污染及抗生素殘留問題嚴(yán)重。

由于養(yǎng)殖場位置逐漸遷往交通便利的城市近郊，畜禽糞便不能及時(shí)為農(nóng)業(yè)所用，也難以進(jìn)行無公害處理，使畜禽糞便成為嚴(yán)重的污染物。

畜禽糞便污染主要包括糞渣、污水、惡臭、病原微生物、抗生素及重金屬元素等，對(duì)大氣、水體及土壤造成直接或間接的污染。畜禽糞便中含有豐富的氮、磷及重金屬等有害物質(zhì)，過多的氮、磷會(huì)使水體富含營養(yǎng)化，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭。而重金屬元素則可通過食物鏈影響農(nóng)產(chǎn)品安全、動(dòng)物產(chǎn)品重金屬超標(biāo)，威脅人體健康。畜禽糞便中抗生素殘留問題不僅破壞水體、土壤中的微生態(tài)平衡，還導(dǎo)致微生物的耐藥性增強(qiáng)，使得畜禽防疫形勢更加嚴(yán)峻。畜禽糞便發(fā)酵后會(huì)產(chǎn)生大量的NH3、H2S、CH4、糞臭素等有害氣體，導(dǎo)致動(dòng)物應(yīng)激，且影響人類健康。此外，我國120多種人畜共患疾病的載體主要是畜禽糞便及排泄物。

2　從源頭上控制畜禽養(yǎng)殖污染

目前，我國強(qiáng)調(diào)開展畜禽養(yǎng)殖業(yè)等污染控制技術(shù)與設(shè)備研發(fā)，主要是對(duì)糞污進(jìn)行處理研究，很少重視從源頭上控制畜禽養(yǎng)殖污染。從源頭上控制畜禽養(yǎng)殖污染是指綜合運(yùn)用國內(nèi)外相關(guān)研究成果，形成一種促進(jìn)畜禽對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，既節(jié)約飼料資源，又達(dá)到減排效果的體系。這一體系主要包括：加強(qiáng)畜禽對(duì)氨基酸的有效吸收，減少N、S排泄；抗生素替代品的開發(fā)與應(yīng)用；用微量元素螯合物減少重金屬污染；微生態(tài)制劑的生理功能及除臭效果；添加酶制劑，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)消化率等。

2.1低蛋白質(zhì)日糧

低蛋白質(zhì)日糧是指與根據(jù)現(xiàn)有飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制的日糧相比較，粗蛋白質(zhì)水平降低2~4個(gè)百分點(diǎn)的日糧，其基礎(chǔ)是理想蛋白比例。隨著工業(yè)上賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸、蘇氨酸的產(chǎn)出和價(jià)格逐漸降低，低蛋白日糧的開發(fā)與應(yīng)用得到推廣。低蛋白質(zhì)日糧既能避免必需氨基酸的浪費(fèi)，還能極大減少非必需氨基酸的量，在不影響生長性能的基礎(chǔ)上減少日糧中粗蛋白質(zhì)水平，有效節(jié)約粗蛋白質(zhì)飼料，從而減少糞便中粗蛋白質(zhì)含量。

目前，低蛋白質(zhì)日糧主要應(yīng)用在豬和肉雞生產(chǎn)中。試驗(yàn)表明，豬低蛋白質(zhì)日糧的研究比肉雞低蛋白質(zhì)日糧的研究更成功[3]。Kidd等研究報(bào)道，豬日糧的粗蛋白質(zhì)水平在小豬、中豬和大豬階段可分別降低4%、4%、3%；肉雞日糧的粗蛋白質(zhì)水平在小雞、肉中雞、肉大雞可分別降低1.46%、0.66%、1.28%[4]。據(jù)報(bào)道，糞便中多余的粗蛋白質(zhì)經(jīng)分解、氨基酸的脫羧和脫氨作用等形成惡臭物質(zhì)[5]。低蛋白質(zhì)日糧普遍具有降低飼料成本的特點(diǎn)，還能有效降低氮排放污染及臭氣的污染，如NH3、H2S等。

2.2抗生素替代品

目前，國內(nèi)外都在嚴(yán)格限制抗生素在飼料中的使用，許多科研和商業(yè)單位開展了取代或替代抗生素使用產(chǎn)品的研究和開發(fā)，酸化劑、益生菌、寡糖、中草藥等添加劑倍受關(guān)注。

酸化劑的主要作用機(jī)制是提高動(dòng)物消化酶活性、調(diào)控微生物菌群平衡及殺菌抑菌作用，如檸檬酸、乳酸、延胡索酸等。張旭輝等在斷奶仔豬日糧中添加有機(jī)酸化劑可顯著降低腹瀉率，并能顯著抑制大腸桿菌和產(chǎn)氣莢膜桿菌，有效改善斷奶仔豬的生產(chǎn)性能及腸道健康[6]。楊桂珠等在雛雞日糧中添加延胡索酸0.3%，日增重、飼料報(bào)酬、成活率分別比對(duì)照組提高15.3%、14.55%、7.56%[7]。酸化劑以其特有作用機(jī)制在改善斷奶仔豬腸道健康，促進(jìn)動(dòng)物生長等方面具有替代抗生素使用的潛力。

益生菌通過與有害菌的競爭占位、奪氧等競爭性抑制作用機(jī)理，使得腸道內(nèi)乳酸菌、雙歧桿菌等有益菌能夠成為優(yōu)勢菌群，益生菌還能分泌抗菌物質(zhì)、酶和有機(jī)酸等營養(yǎng)物質(zhì)，具有調(diào)整腸道微生態(tài)區(qū)系達(dá)到有利于消化、健康的平衡作用。俞寧等用枯草芽孢桿菌與抗生素治療效果比較，枯草芽孢桿菌能替代抗生素治療仔豬腹瀉，而且能避免豬只實(shí)質(zhì)性器官損傷[8]。史自濤等研究表明，飼糧中添加糞腸球菌可改善斷奶仔豬的生長性能，降低腹瀉率，提高仔豬免疫力，其中添加量為1 000 mg·kg-1時(shí)效果最好[9]。因此，益生菌的添加不僅改善抗生素對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生的負(fù)面影響，還能在治療胃腸道引發(fā)的疾病中作用效果優(yōu)于抗生素。

寡糖的作用機(jī)理主要是吸附病原菌、促進(jìn)有益菌、增強(qiáng)動(dòng)物免疫功能等，如甘露寡糖、大豆寡糖、果寡糖等。李啟琳等用甘露寡糖替代抗生素研究表明，甘露寡糖組中肉雞成活率和平均日增重顯著提高，且料重比顯著降低（P<0.05）[10]。甘露寡糖組中肉雞成活率和平均日增重比抗生素組分別提高1.03%和2.30%，而料重比則比抗生素組降低1.00%。張建斌等在飼料中添加大豆寡糖替代抗生素藥物，能夠促進(jìn)蛋雛雞的生長，增加盲腸和回腸內(nèi)容物中雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量[11]。

中草藥添加劑替代抗生素不僅能提高畜禽免疫性能，還能提高飼料轉(zhuǎn)化率。丁景華利用三顆針提取物與抗生素對(duì)比發(fā)現(xiàn)，添加三顆針提取物0.05%、0.35%、0.50%極顯著降低了粗蛋白質(zhì)、鈣和總磷表觀代謝率（P<0.01）[12]。姜衛(wèi)星等試驗(yàn)結(jié)果表明，在日糧中添加中草藥添加劑與抗生素對(duì)照組相比，干物質(zhì)、總能、粗蛋白質(zhì)、鈣、磷等表觀消化率均有提高的趨勢；育肥豬日糧中添加中草藥添加劑與抗生素對(duì)照相比，血清中免疫球蛋白IgA、IgG、IgM及補(bǔ)體C3、C4的濃度均顯著提（P<0.05）[13]。此外，中草藥添加劑還能改善畜禽肉品質(zhì)及奶品質(zhì)。劉彥慈研究結(jié)果表明，在肉仔雞日糧中添加中草藥，能降低胸肉的滴水損失，提高肉的嫩度，改善肉品質(zhì)[14]。曹日亮等研究中草藥復(fù)合添加劑對(duì)豬生產(chǎn)性能和肉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，中草藥添加劑能提高必需飽和脂肪酸的含量，大幅降低肌肉和脂肪中膽固醇的含量[15]。

抗生素替代品具有多種功能，其應(yīng)用將減少抗生素在飼料中的添加，同時(shí)還能促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)吸收利用，改善肉品質(zhì)，減少抗生素在肉中殘留及對(duì)外部環(huán)境造成的污染。目前，許多試驗(yàn)運(yùn)用兩種抗生素替代品聯(lián)合使用均獲得良好效果[16]。多種抗生素替代品的聯(lián)合使用將有利于減少未來抗生素在飼料中的添加量，甚至不添加。

2.3微量元素螯合物

氨基酸微量元素螯合物是微量元素營養(yǎng)的第三代產(chǎn)品，其與無機(jī)微量元素相比，具有高安全性、高吸收利用率、穩(wěn)定性良好等特征，還能有效改善無機(jī)礦物質(zhì)所帶來的適口性、吸收率低等問題。氨基酸微量元素螯合物是一種類似動(dòng)物體內(nèi)吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和發(fā)揮生物功能形式的有機(jī)微量元素添加劑[17]。

氨基酸微量元素螯合物在畜禽養(yǎng)殖上的應(yīng)用，不僅提高動(dòng)物對(duì)微量元素的吸收，減少其排出，還能有效提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能。陸娟娟等用蛋氨酸螯合銅、鐵、錳、鋅替代無機(jī)微量元素可一定程度上提高肉雞的生長性能，改善飼料利用率，降低糞中微量元素含量[18]。同樣，劉丹等以0、12.5%、25%、37.5%的氨基酸鰲合鐵、銅、錳、鋅分別替代生長豬飼糧中相應(yīng)無機(jī)礦物元素的0、25%、50%、75%，用火焰原子吸收法測得糞中鐵的含量與對(duì)照組相比分別降低6.85%、1.84%和11.89%；而鋅的含量分別降低7.95%、10.84%和12.32%；銅的含量分別降低17.41%、27.53%和13.31%；錳的含量相對(duì)降低較少分別為4.75%、1.80%和0.76%[19]。在豬生產(chǎn)中，各階段均有研究，結(jié)果均表明，微量元素氨基酸螯合物有提高免疫力、生長性能與飼料轉(zhuǎn)化率，降低糞中微量元素含量的作用[20-22]。

2.4微生態(tài)制劑

微生態(tài)制劑包括益生菌、益生元、合生元等，是指在微生態(tài)理論指導(dǎo)下，采用已知有益微生物，經(jīng)培養(yǎng)、發(fā)酵、干燥等特殊工藝制成的含有活菌并用于動(dòng)物的生物制劑或活菌制劑。農(nóng)業(yè)部1999年公布了允許使用的菌種有12種飼料級(jí)微生物添加劑，主要是乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌、光合細(xì)菌等。

微生態(tài)制劑具有調(diào)節(jié)動(dòng)物腸道微生態(tài)平衡，提高養(yǎng)分消化率，調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能，改善動(dòng)物生產(chǎn)性能和飼料利用率等作用，被認(rèn)為是一種綠色飼料添加劑[23-24]。

此外，微生態(tài)制劑還可添加于畜禽飼糧中，通過形成生態(tài)優(yōu)勢菌群，改善胃腸道環(huán)境，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，減少腐敗細(xì)菌形成惡臭氣體。如EM制劑、蠟狀桿菌與酵母菌、嗜酸乳桿菌與酵母菌等[25-26]。朱萬寶等研究表明，飼喂蠟狀桿菌與酵母菌制劑組與對(duì)照組相比，仔豬糞便中硫化物平均下降17.4%，最高下降28.5%，NH4+-N平均下降19.4%，最高下降33.3%[27]。

2.5酶制劑

酶制劑作為一種新型高效飼料添加劑，主要通過補(bǔ)充動(dòng)物內(nèi)源酶的不足，添加動(dòng)物自身不能合成的酶，從而促進(jìn)畜禽對(duì)養(yǎng)分的消化、吸收，提高飼料利用率，促進(jìn)畜禽生長。酶制劑可分為營養(yǎng)性和非營養(yǎng)性添加劑，營養(yǎng)性添加劑如蛋白酶、淀粉酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶、果膠酶、殼聚糖酶、植酸酶、木聚糖酶等通過改善營養(yǎng)消化吸收率、促進(jìn)腸道健康發(fā)揮其功效；非營養(yǎng)性添加劑具有脫毒解毒功能、抑菌殺菌和抗氧化功能。

譚權(quán)等通過肉雞代謝試驗(yàn)研究木聚糖酶對(duì)玉米、小麥、麥麩和米糠的養(yǎng)分利用率和表觀代謝能，研究表明，對(duì)于玉米，當(dāng)木聚糖酶添加水平為1 500 U·kg-1時(shí)，與對(duì)照組相比，干物質(zhì)利用率提高0.93%（P<0.05）；對(duì)于小麥，木聚糖酶添加水平3 000 U·kg-1時(shí)，干物質(zhì)、能量和蛋白質(zhì)利用率提高幅度最大，分別提高7.02%（P<0.01）、6.78%（P< 0.01）、22.31%（P<0.05）；對(duì)于麥麩，在木聚糖酶為6 000 U·kg-1時(shí)，干物質(zhì)和能量利用率提高幅度最大，分別提高10.14%和14.73%（P<0.01）；在木聚糖酶為4 000 U·kg-1時(shí)，蛋白質(zhì)利用率提高157.31%（P<0.01）；對(duì)于米糠，在酶添加水平為1 500 U·kg-1時(shí)，米糠的蛋白質(zhì)利用率提高27.92%（P<0.05）[28]。劉文敏在低磷日糧中添加植酸酶提高了生長豬對(duì)鈣、磷、氮的利用率，減少了糞中磷、氮對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)植酸酶也對(duì)其他養(yǎng)分利用率有一定的提高作用；植酸酶的添加提高了血清總蛋白、血清球蛋白、血清磷的濃度；降低了尿素氮、血清鈣的濃度以及堿性磷酸酶的活性[29]。

從源頭上控制畜禽養(yǎng)殖污染主要是通過改善畜禽對(duì)營養(yǎng)成分消化吸收，減少營養(yǎng)物質(zhì)排出和污染環(huán)境，尋求一種既不影響畜禽生產(chǎn)性能，又能使畜禽產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的綜合措施。

3　小結(jié)

為實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖污染的控制和管理顯得尤為重要。從源頭上控制畜禽污染體系與我國現(xiàn)階段畜禽養(yǎng)殖污染防治技術(shù)相結(jié)合將更加有利于減輕畜禽養(yǎng)殖污染對(duì)環(huán)境造成的危害。

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The New System on Livestock Pollution Prevention and Control

DENG Qifeng,GAO Fengxian*
（College of Animal Science and Technology,Hunan Agricultural University,Changsha 410128 China）

This paper reviewed the status of livestock pollution,through comprehensive research results,and proposed a comprehensive prevention and control work to control livestock pollution from the source.

farming pollution;animal manure;pollution prevention

S814；S879.9

A

1001-0084（2016）06-0006-04

2016-03-15

鄧奇風(fēng)（1990-），男，湖南婁底人，碩士研究生，研究方向?yàn)樘胤N經(jīng)濟(jì)動(dòng)物養(yǎng)殖。

教授，碩士生導(dǎo)師，Email:gaofx1964@163.com。