袁正才,舒 燕

儀隴縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,四川 儀隴 637000

0 引言

在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中,糞便中氮、磷過(guò)量排放是造成環(huán)境污染的主要因素,減少畜禽糞便中氮、磷過(guò)量排放是解決畜禽養(yǎng)殖污染的重要措施。動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)蛋白質(zhì),但動(dòng)物需要的并不是蛋白質(zhì)本身,而是需要有一定量平衡的必需氨基酸(essential amino acid,EAA)和足夠供給合成非必需氨基酸(nonessential amino acid,NEAA)的氨基氮。植物源性飼料中的蛋白質(zhì)質(zhì)量差,氨基酸不平衡,造成氮大量流失,嚴(yán)重污染環(huán)境。如何控制氮排放已成為畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)解決排泄物氮磷超標(biāo)污染環(huán)境的重點(diǎn)問(wèn)題。動(dòng)物對(duì)氮(蛋白質(zhì))的攝取量、動(dòng)物對(duì)進(jìn)食氮的利用效率和內(nèi)源氮的排出量是影響?zhàn)B殖場(chǎng)中氮排出量的關(guān)鍵因素,其中,內(nèi)源氮的排出量幾乎不能人為干預(yù)。因此,為了減少氮的排出量,必須降低動(dòng)物對(duì)氮的攝入量,同時(shí)提高動(dòng)物對(duì)攝入氮的利用效率。

1 降低動(dòng)物對(duì)氮的攝入量

1.1 降低蛋白質(zhì)濃度

研究表明,動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育需要的是氨基酸而不是蛋白質(zhì)本身,美國(guó)科學(xué)研究委員會(huì)(national nesearch council,NRC)也更加強(qiáng)調(diào)動(dòng)物對(duì)氨基酸的需要,而弱化了動(dòng)物對(duì)蛋白質(zhì)水平的要求。當(dāng)根據(jù)動(dòng)物生長(zhǎng)、發(fā)育和維持的需要,為飼養(yǎng)動(dòng)物提供一定量平衡的氨基酸時(shí),可有效降低日糧中蛋白質(zhì)總量,提高氨基酸利用率,減少氮排放。當(dāng)生長(zhǎng)肥育豬日糧蛋白質(zhì)水平降低2%,可使氮排出量減少約20%,通過(guò)添加合成氨基酸,補(bǔ)充日糧中氨基酸的不足,且不影響豬的日增重和飼料轉(zhuǎn)化效率[1]。如果在動(dòng)物日糧中補(bǔ)充適宜的限制性氨基酸,飼料中的粗蛋白水平可以進(jìn)一步降低而不影響動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。研究還表明,飼料中蛋白質(zhì)含量每降低1個(gè)百分點(diǎn),豬舍氨氣濃度可降低13%[2]。飼喂氨基酸平衡的低蛋白飼糧,可作為減少畜禽氮排放的一項(xiàng)重要措施。

1.2 采用階段飼喂法

不同飼養(yǎng)階段的畜禽,需要的營(yíng)養(yǎng)也有所不同。通過(guò)對(duì)畜禽飼喂階段的細(xì)分,配制符合不同飼喂階段畜禽營(yíng)養(yǎng)需要的日糧,可精準(zhǔn)地為飼養(yǎng)畜禽提供所需營(yíng)養(yǎng),提高飼料利用率,降低飼料成本,減少氮的排放。研究表明,豬在肥育后期,采用二階段飼喂比采用一階段飼喂法的氮排泄量減少8.5%。從理論上講,根據(jù)畜禽不同飼喂階段營(yíng)養(yǎng)的需要將飼料配方分得越細(xì),就越有利于減少氮的排放[3]。

1.3 采用凈能體系配制低蛋白飼料

凈能是指除去攝食熱增耗損失的能量后剩下的那部分可代謝能量,分別用于動(dòng)物的標(biāo)準(zhǔn)代謝、活動(dòng)代謝和生產(chǎn)(生長(zhǎng)和繁殖)。采用凈能體系配制低蛋白日糧,能更精準(zhǔn)地控制動(dòng)物飼料中能量和蛋白質(zhì)水平,減少相應(yīng)的飼料原料用量,降低飼料生產(chǎn)成本和氮排放量。使用凈能體系能夠保證飼料能量水平與動(dòng)物能量需要的精準(zhǔn)匹配,與飼料原料品種和品質(zhì)無(wú)關(guān),因此在飼料配方中可以充分利用非常規(guī)能量飼料原料[2]。

2 提高飼料利用率

2.1 飼養(yǎng)動(dòng)物品種的選擇

優(yōu)良的畜禽品種具有生長(zhǎng)與生產(chǎn)性能好、飼料利用率高等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)高強(qiáng)度選育的豬品種,經(jīng)過(guò)測(cè)定后配置的雜交組合,具有很好的飼料利用率。研究表明,1頭優(yōu)質(zhì)雜交豬比純種豬日增重可提高12%～25%,節(jié)省飼料12%～18%[4]。在實(shí)際生產(chǎn)中,可根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)的需求選擇優(yōu)良品種,提高飼料的使用效率。

2.2 飼料原料的選擇

動(dòng)物對(duì)不同來(lái)源的飼料原料和同一來(lái)源、不同品質(zhì)、飼料原料的消化吸收均存在差異。在選擇飼料原料時(shí),應(yīng)該選擇品質(zhì)好、易消化吸收利用的原料,同時(shí),選擇的原料應(yīng)具備多樣性和互補(bǔ)性,避免原料利用率低,造成不必要的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

2.3 飼料加工工藝

2.3.1 粉碎粒度

飼料粉碎粒度影響動(dòng)物的采食量、物理和化學(xué)消化、腸道和呼吸系統(tǒng)健康等,因此,根據(jù)不同畜禽和畜禽的不同飼養(yǎng)階段選擇適宜的粉碎粒度,有助于提高畜禽生長(zhǎng)性能和飼料利用率,且不影響畜禽的健康。研究表明,玉米粉碎粒度由1 000 μm降至400 μm,母豬糞便中氮和干物質(zhì)排泄量分別降低30.4%和21.4%[5]。但飼料粉碎過(guò)細(xì)則會(huì)加重豬只胃腸的角化和損傷,同時(shí)會(huì)損傷呼吸系統(tǒng),影響動(dòng)物生長(zhǎng)。

2.3.2 混合均勻度

飼料的混合均勻度不夠,直接影響飼料營(yíng)養(yǎng)成分間的平衡性,從而導(dǎo)致飼料利用率降低,影響動(dòng)物生長(zhǎng)性能和氮排放量。

2.3.3 制粒

飼料制粒具有提高淀粉消化利用率、降低抗?fàn)I養(yǎng)因子活性、提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均勻性、方便輸送和保存等優(yōu)點(diǎn),因此,在養(yǎng)殖生產(chǎn)中應(yīng)大量使用顆粒飼料。研究表明,顆粒飼料可以提高干物質(zhì)、氮和總能消化率達(dá)5%～10%,而且干物質(zhì)和氮的排放量分別減少23%和22%,這可能是因?yàn)橹屏＿^(guò)程中的加熱導(dǎo)致淀粉糊化與蛋白質(zhì)變性,易于被消化酶分解[6]。此外,使用顆粒飼料能夠減少粉塵產(chǎn)生以及減少畜禽采食過(guò)程中的浪費(fèi),因此,使用顆粒飼料在管理層面上也可以減少養(yǎng)殖場(chǎng)中的氮排放量。

2.4 飼喂方式

選用與飼養(yǎng)畜禽的營(yíng)養(yǎng)需要相匹配的飼料,根據(jù)飼養(yǎng)階段和環(huán)境選擇適宜的飼喂方式,可以進(jìn)一步提高飼料的消化利用率,提高動(dòng)物的健康水平。一般將粉碎后的谷物粉料加工成顆粒飼料,可將飼料利用率提高20%～25%[7]。用稀料喂豬要比喂干料多耗熱能25%,冬季溫度低時(shí),熱能消耗更高,若能把喂稀料改為喂稠料,或者用干料飼喂,可大大提高飼料利用率[8]。

2.5 管理方式

畜禽需要維持機(jī)體恒定溫度,當(dāng)環(huán)境溫度越低,需要散發(fā)的熱能就越高。研究表明,豬在16～21 ℃溫度下日增重最高,若氣溫在4 ℃以下時(shí),日增重降低約50%,每千克增重的飼料消耗量比在最適宜溫度時(shí)增加1倍[9]。高溫降低生長(zhǎng)育肥豬平均日采食量和平均日增重,高溫和低溫均增加料重比(F/G),高溫下隨著溫度升高料重比呈二次函數(shù)增加,高溫對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的負(fù)面影響大于低溫[10]。因此,畜禽圈舍溫度保持適宜,對(duì)降低畜禽機(jī)體熱能損耗、降低熱應(yīng)激、節(jié)約飼料、降低成本、降低氮排放等方面都有積極作用。

2.6 生物處理

2.6.1 青貯

青貯不僅能保留青綠飼料的大部分營(yíng)養(yǎng),還能將飼料中的部分糖類利用乳酸菌發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乳酸,延長(zhǎng)青綠飼料的保存時(shí)間,提高粗飼料的適口性和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率。研究表明,飼料青貯處理可以提高肉羊的消化性能和生長(zhǎng)性能,在一定程度上降低了排氮量[11]。

2.6.2 黃貯

黃貯是利用農(nóng)作物秸稈做原料,通過(guò)添加適量水和生物菌劑,經(jīng)密封發(fā)酵處理,使秸稈變成具有酸香味的優(yōu)質(zhì)飼料。黃貯同青貯一樣,都是一種保存飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的處理方式,通過(guò)黃貯還可以提高農(nóng)作物秸稈的適口性和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率。

2.7 堿化和氨化處理

粗飼料堿化是將農(nóng)作物秸稈等粗飼料通過(guò)堿處理后,使秸稈細(xì)胞壁內(nèi)中的硅酸和木質(zhì)素部分溶解,使粗纖維變得膨脹和疏松,增加和消化酶的接觸面積,提高飼料消化率的方法[12]。氨化作用與堿化作用相似,氨可以與秸稈中的有機(jī)物質(zhì)發(fā)生氨化反應(yīng)生成氨—纖維復(fù)合物,降低纖維素結(jié)晶度,使秸稈的消化性提高,更容易被瘤胃液浸潤(rùn)和瘤胃微生物黏附,纖維分解菌的活性也隨之提高。氨化處理中的氨化作用使氨的釋放速度減慢,堿化作用使秸稈中的碳釋出速度加快,既保證了瘤胃微生物合成氨基酸,又減少了尿氮的損失,提高了氮的利用率[13]。

2.8 合理使用飼料添加劑

2.8.1 酶制劑

酶制劑是一類具有特殊催化功能的生物制品,在動(dòng)物飼料中添加適宜的酶制劑,可以起到改善飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、提高飼料養(yǎng)分表觀消化率、分解飼料中存在的部分毒性物質(zhì)、降低氮排放等作用。將蛋白酶添加到幼齡動(dòng)物飼料中,可以提高蛋白質(zhì)的消化利用率,降解飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,還能增強(qiáng)動(dòng)物機(jī)體的免疫力[14]。在育肥豬飼料中添加0.1%的組合蛋白酶,會(huì)使豬糞便和尿液中氮排放量顯著降低,氮利用率顯著提高[15]。

2.8.2 酸化劑

酸化劑可以降低飼料及動(dòng)物胃腸道pH值,提高消化酶的活性,改善動(dòng)物胃腸道微生態(tài)環(huán)境,提高動(dòng)物抗應(yīng)激能力和免疫力,促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收,提高畜禽生產(chǎn)性能。因此酸化劑的使用可以在一定程度上改善家畜的腸道健康,促進(jìn)其對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收和利用,也在一定程度上減少了氮的排放。

2.8.3 益生元與益生菌

飼料中添加益生元和益生菌可以改善畜禽腸道菌群結(jié)構(gòu),提高有益菌的數(shù)量,減少有害菌的數(shù)量,減少氨氣生成,降低氮損失。在保育豬飼料中添加復(fù)合益生菌(0.5%枯草芽孢桿菌+0.5%釀酒酵母菌+0.5%植物乳桿菌),使用全收糞法測(cè)定,氮的表觀消化率提高了33.14%、磷的表觀消化率提高了48.99%,有效降低了豬糞便中的氮磷含量[16]。

2.8.4 植物提取物

植物提取物飼料添加劑是指在動(dòng)物飼料中添加的植物源性產(chǎn)品復(fù)合物,其某些特性有助于促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)性能,改善動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量。植物提取物飼料添加劑具有抗氧化、提高飼料適口性及動(dòng)物腸道功能、抗菌、促進(jìn)生長(zhǎng)等作用[17],適宜的植物提取物添加劑可以起到降低動(dòng)物氮排放的作用。研究表明,在仔豬飼料中添加樟科植物提取物能夠顯著減緩尿素氮分解,增加氨態(tài)氮的保留,從而減少氨的揮發(fā)[18]。在斷奶仔豬飼料中添加150 mg/kg絲蘭提取物能顯著降低仔豬糞便中的總氮含量[19]。

3 結(jié)束語(yǔ)

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)中的氮污染主要來(lái)源于外源性氮的流失,一方面是飼料中過(guò)量的氮源不能被動(dòng)物機(jī)體利用,從而通過(guò)消化代謝排出體外;另一方面是動(dòng)物機(jī)體對(duì)氮源的消化利用率差,導(dǎo)致氮源不能被吸收利用,從而直接被排出體外或經(jīng)代謝后排出體外。外源性氮的主要營(yíng)養(yǎng)成分是蛋白質(zhì)和氨基酸,在畜禽飼料配方研制時(shí),要充分圍繞理想氨基酸模型,不斷研制出更加理想和高效的飼料配方,使飼料中的營(yíng)養(yǎng)成分(特別是氨基酸)能夠精準(zhǔn)供給,最大程度被動(dòng)物機(jī)體利用,從而有效降低動(dòng)物飼料中的氮含量,提高飼料轉(zhuǎn)化效率,降低氮排放。同時(shí),通過(guò)飼料原料品質(zhì)控制、選擇適宜的飼料處理工藝、添加適宜的添加劑等可以提高飼料的適口性和消化利用率,還可以提高動(dòng)物機(jī)體性能,提高動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用能力,從而減少氮的排放。