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| 近年來,我國的畜牧業尤其是養豬業取得了巨大的發展,極大地滿足了人民群眾對肉類食品的需求。但同時規模化豬場對環境造成的污染尤其是糞尿污染也日漸嚴峻,已經成為影響養豬業可持續發展的重要因素,并且隨著人們環保意識的增強,此問題越發顯得突出。因此,充分認識規模化養豬生產中的環境污染問題,分析造成污染的原因,并尋求飼養方面有效的解決方法有著十分重要的現實意義。 一、養豬業生產對環境的污染 1.1 糞尿、污水對環境的污染 在養豬生產中,每頭豬都是一個污染源,一個養殖場就是一個環境污染物的生產場。據報道,180天生產期的生豬日排泄系數(克/頭)分別為糞2200、尿2900、總氮25.06、總磷9.44。一個年出欄萬頭肥豬的豬場年糞尿排泄量約1萬噸,2009年全國共計出欄生豬約6.45億頭,全國2009年豬場糞尿排泄量約6.45億噸。糞尿使養殖場的周圍惡臭熏天、蚊蠅孳生、細菌繁殖、疫病傳播,嚴重影響了周圍居民的生活工作和身體健康。 養豬場每頭豬產生的污水相當于7個人生活產生的廢水。如果養豬場采取沖水清除糞污,1頭豬日污水排放量為30千克,2009年全國生豬存欄共計約4.7億頭,全國年排污水約51.47億噸。污水不經處理或處理不徹底,富營養化的污水排向河流,將嚴重污染下游地區水源。 1.2 臭氣對空氣的污染 豬場所產生的有害氣體主要有氨氣、硫化氫、二氧化碳、酚、吲哚、糞臭素、甲烷和硫酸類等,也是對豬場自身環境和周圍空氣造成污染的主要威分。這些物質主要由碳水化合物和含氮的有機物組成,在厭氧條件下分解釋放出刺激性的特殊氣味,高濃度存在時,會影響人畜健康。 1.3 氮、磷的污染 氮、磷是豬糞污中最主要的污染源之一。豬從飼料中攝入體內的氮和磷,約有65%的氮和70%的磷被排泄到體外。在一般營養水平情況下,一個年出欄萬頭肥豬的豬場全年氮、磷的排出量約45和噸17噸,為總食入量的65.2%和77.5%。未被吸收的氮、磷隨糞便排出體外,隨雨水沖入江河、土壤和地下水,致使水體富營養化,從而造成環境污染。 1.4 銅、鋅、砷、硒對環境的污染 銅和鋅在糞便中的排泄量占總排泄量的95%以上,只有微量從尿中排泄,所以豬糞中銅和鋅含量較高。給斷奶仔豬飼喂含鋅2500～3000毫克/千克的日糧,其中大約90%～95%的鋅被排出,雖然這種高鋅日糧僅飼喂幾周,但排出鋅的總量會達到或超過生長肥育階段飼喂含鋅100毫克/千克日糧所排出鋅的總量。而用銅和鋅濃度高的豬糞堆肥,不僅對銅和鋅的處理困難,而且在土壤中還原也困難,阻礙農業可持續的發展。由于砷制劑作為飼料添加劑對畜禽機體代謝有良好的作用,并能加速骨骼生長,刺激骨骼造血機能,抑制腸道有害微生物等,所以砷制劑在豬飼料中的應用越來越廣泛;同時,砷對豬產品和環境的污染也越來越嚴重。1973年,世界衛生組織(WHO)宣布:硒是人類必需的微量元素,中國營養學會也于1988年把硒列為必需營養元素。目前,豬飼料中硒的添加量已經達到0.30～0.50毫克/千克。至于豬對硒的吸收效率、排泄量、對環境的危害等,至今還缺少詳細的研究,也沒有明確的界定;但經過長期的蓄積產生的污染是不可忽視的。 1.5 植酸對環境的污染 植酸對環境的污染主要是糞尿中磷(植酸磷)對土壤和水的污染,在谷物飼料、谷物副產品和油餅中約有60%～75%的磷與肌醇結合形成植酸,由于豬體內缺乏利用植酸磷的植酸酶,導致飼料中大部分的磷隨糞尿排出體外。另外,植酸能與陽離子形成不溶性鹽,使這些陽離子難以被動物所利用;植酸與纖維素交織起來,形成植物細胞壁成分,影響細胞內各種養分的消化利用;植酸鹽能與蛋白質、淀粉結合,并使內源性蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性降低,使整個日糧養分的消化率受到不良的影響;增加了糞尿中氮和陽離子的排放造成的污染。 1.6 非淀粉多糖對環境的污染 非淀粉多糖(主要由纖維素、半纖維素等組成)主要存在于麥類飼料中,有水溶性和非水溶性2種。豬消化道缺乏相應的內源酶而難以將其降解,而且飼料中水溶性非淀粉多糖,會增加消化道中食糜的黏稠度,進而阻止養分接近腸黏膜表面;同時,會減慢已消化養分向腸黏膜的擴散速度,而使飼料中各種營養成分的消化率和吸收率都有所降低,使糞便中排出的養分增加,造成氮、磷、銅、鋅、砷、硒等對土壤和水的污染。 1.7 病原性微生物的污染 一是豬的排泄物及豬場的廢水,未經處理或處理不徹底,會把豬場的病原微生物如病毒、細菌、寄生蟲卵擴散,威脅人與畜的安全;二是霉菌對飼料的污染,可引起飼料變質,產生氨氣、硫化氫、糞臭素等污染空氣,又可產生霉菌毒素即在低濃度微量下就能夠對畜禽和人類產生毒性的次級代謝產物,引起人和動物中毒。 1.8 抗菌藥物污染 目前,豬業生產中抗生素與抗菌劑藥物作為飼料添加劑使用非常普遍。然而在使用過程中,已陸續出現危害人體健康的嚴重事件。最主要的原因是抗菌藥物有很強的副作用,雖然它在短時間內具有提高豬機體免疫機能、促進生長發育和提高飼料轉化率等作用,但其在豬體內的殘留會威脅人類的健康。 1.9 農藥對畜產品的污染 以六六六〔BHC)和滴滴涕(DDT)為例,據日本1970年調查:牛肉、豬肉、雞肉和牛奶中幾乎100%檢出含BHC,而以牛肉含量最高。據國內報道,依畜禽產品和出產地區的不同,豬肉、豬內臟、雞肉、雞蛋中,BHC的檢出率為60%～100%,超標率在3%～87% (超標9倍以內者居多);DDT的檢出率在O～100%,超標率在0～74%(超標6.5倍以內者居多)。人們食用上述產品后,脂肪中會積蓄DDT等農藥。據國內報道,我國人體脂肪中DDT含量已達到2.7～20.3毫克/千克,最高達31.8毫克/千克。在提倡“綠色食品”和“有機食品”的飼料工業發展的今天,農藥對畜產品的污染已經作為飼料安全問題的一個重要議題而備受關注。 1.10 傳播人畜共患病 由于畜禽糞便中的污染物含有大量的病原微生物、寄生蟲及孳生的蚊蠅,會使環境中病原種類增多,數量增加,病原體和寄生蟲大量繁殖,導致人、畜傳染病蔓延。 二、降低污染的環境綠化措施 綠化是凈化空氣的有效措施,植物的光合作用吸收二氧化碳、釋放氧氣,降低溫度10%～20%,減輕熱輻射80%,減少細菌數量22%～79%、除塵35%～67%、除臭50%、減少有害有毒氣體含量25%,還有防風防噪音的作用。 2.1 場界林帶 在場界周邊種植喬木和灌木混合林帶,防風林帶設在冬季上風向(防冷風)或夏季上風向〔防風沙),寬5～8米、3～5行。 2.2 場區隔離林帶 在隔離墻內外種植灌木及喬木,寬3～5米、2～3行,起分隔和防火作用。 2.3 場內外道路兩旁的綠化 種植樹冠整齊的喬木或亞喬木1～2行,靠近豬舍地段的綠化應考慮不妨礙通風和采光。 2.4 遮蔭林 在豬舍之間種植1～2行喬木或亞喬木,樹種根據豬舍間距和通風要求選擇。 2.5 藤蔓植物及花草 在豬舍墻上種藤蔓植物、在裸露的地面種草種菜,夏季可以防暑,優質的牧草可以作為飼料,提高母豬的繁殖性能。 三、降低污染的飼養方式 3.1 階段飼養 階段性飼養即根據豬的生長階段提供適宜營養組成的日糧,是降低氮排泄量更經濟的方法。近年的許多研究報道表明.根據畜禽不同年齡、不同生理機能變化及環境的改變配制日糧,可以有效地減少氮磷的排放量。氨基酸需要隨畜禽年齡和生理狀態而異,要使氮的損失降到最低,必須經常調整氨基酸的供給量。對飼養種豬而言,實行階段飼喂對降低氮的排出是有益的,妊娠母豬對氮的需要量遠低于泌乳母豬,妊娠期重新配制日糧比使用同種日糧可降低氮的排出量15%～20%,旦不影響繁殖性能。 3.2 公母分飼 不同性別豬的營養需要是不同的,將公豬、閹公豬、母豬分開飼養可以針對它們不同的營養需要進行日糧配制,可以減少飼料浪費和污染,大大提高飼料營養的利用率。 四、降低污染的營養學措施 4.1 原料的合理選擇 選擇原料首先要保證原料的90%來源于已認定的綠色食品產品及其副產品,其次,要注意選購消化率高、營養變異小的原料。再次是要注意選擇有毒有害成分低、安全性高的飼料,以減少有毒有害成分在豬體內累積和排出后的環境污染。 4.2 飼料的適宜加工 飼料加工的適宜程度對畜禽的消化吸收影響很大,不同的畜禽對飼料加工的要求是不一樣的。采用膨化和顆粒化加工技術,可以破壞和抑制飼料中的抗營養因子、有毒有害物質和微生物,改善飼料衛生,提高養分的消化率,使糞便排出的干物質減少1/3。 4.3 盡可能準確測定豬營養需要和飼料營養 動物不同的生長階段其營養需要差別很大,生產中要盡可能地準確估計動物各生長階段的營養需要及各營養物質的利用率,設計出營養水平與動物生理需要基本一致的日糧,這是減少養分消耗和降低環境污染的關鍵。 4.4 配制氨基酸平衡日糧 隨著動物營養中對蛋白質、氨基酸研究的不斷深入,豬曰糧配制逐步由“粗蛋白”向“氨基酸一可消化利用氨基酸理想蛋白質氨基酸模式”過渡,在不影響豬生產性能的前提下,滿足低蛋白條件下的氨基酸平衡,避免日糧蛋白質的安全邊際量過大而造成的浪費,既節約了蛋白質資源又降低了氮的排泄。將豬日糧中的蛋白質含量每降低1%,氮的排出量則減少8.4%。按理想蛋白質模式配制的玉米—豆粕型日糧,可使蛋白質水平降低2～3個百分點,可降低生長豬的氮排泄量40%。 4.5 添加劑的使用 4.5.1 添加合成氨基酸 提高氨基酸平衡的簡單方法是采用合成氨基酸替代日糧中的蛋白質,以滿足豬對氨基酸的需要,減少糞中氮的排出量。如果日糧配制得當,應該至少可以達到典型玉米豆粕型曰糧同樣的生產性能。目前,豬日糧中廣泛應用合成賴氨酸,其他合成的氨基酸也將逐步得到應用,從而減少氮的排泄量及氨的散發量,降低了堆放糞尿中其他臭味化合物的質量分數。 4.5.2 酶制劑 (1)復合酶 日糧中加酶制劑可提高氮的消化率。Johanlnborr(1992)報道,在飼料中加酶量正確時,每頭豬的氮排出量可減少10%～15%。 (2)NSP降解酶 使用NSP降解酶可以消除NSP的抗營養作用,使飼料中營養成分得到充分利用,減少飼料浪費,降低動物對環境的影響。 (3)植酸酶 在不添加植酸酶的情況下,豬對玉米中磷的消化率僅為16%,對豆粕中磷的消化率為38%。所以,在豬日糧中使用植酸酶可顯著提高植酸磷的消化利用率,減少無機磷的添加量,從而減少豬糞便磷排出對環境的污染。另外,植酸酶可提高豬對日糧蛋白質和氨基酸及鈣的消化率。因此,它可降低豬日糧的蛋白水平,減少氮對環境污染。 4.5.3 生物活性肽 生物活性肽是蛋白質中25個天然氨基酸以不同組成和排列方式構成的從二肽到復雜的線性、環形結構的不同肽類的總稱,是源于蛋白質的多功能化合物。生物活性肽通過腸道黏膜吸收,運轉速度快,吸收速率高,用量小,作用大,并能夠促進動物對礦物質的吸收利用,且具有免疫調節作用,可以節約昂貴的蛋白質資源(魚粉、血漿蛋白粉等),降低了飼料配方成本,又避免了使用動物蛋白對環境的污染問題。 4.5.4 酸化劑 酸化劑主要用于仔豬。通過降低消化道PH來影響仔豬對營養物質的消化作用,減少腹瀉率及腹瀉帶來的惡臭。大多數研究表明,日糧中添加有機酸可提高仔豬對蛋白質的消化和吸收,提高氮在機體內的存留。 4.5.5 微生態制劑 微生態制劑(EM)不僅含有大量的優質菌體蛋白,而且還含有豐富的維生素、酶和抗病毒物質等免疫活性物質。因此,在豬日糧中添加EM,不僅可增加營養,提高飼料的利用率,同時在環保方面,EM可以清除糞尿惡臭,凈化生態環境。EM中的微生物通過對有機固體物質和分解過程中產生的有害物質及分解產物進行發酵分解和合成,有效地降低了有毒有害物質的含量。 4.5.6 微量元素螯合物 近年來推出的氨基酸微量元素螯合物添加劑,具有穩定性好,吸收利用率高,生物學效價高的特點,在生豬日糧中用低劑量的氨基酸微量元素螯合物代替高劑量的無機微量元素,可使豬的生產性能無降低或有提高趨勢,降低了糞便中微量元素的排泄量。Pierce等(2005)對豬的研究發現,只需飼喂NRC規定量的50%的有機微量元素，就能達到正常的瘦肉生長速率,糞便中微量元素的排泄量也有了顯著地減少(銅減少75%,鋅50%,鐵14%)。另外,氨基酸微量元素螯合物還能夠增強殺菌能力,提高免疫反應,緩解應激,提高生產性能。 4.5.7 寡聚糖 寡聚糖亦稱低聚糖或寡糖,是指2～10個相同或不同的單糖經脫水縮合由糖苷鏈連接形成的具有直鏈或支鏈的低聚合糖類的總稱。目前,在動物營養中所研究的寡聚糖主要有寡葡萄糖、半乳寡糖、果寡糖、寡木糖、甘露寡糖、異源糖寡糖類。寡聚糖作為飼料添加劑:(1)通過唯一選擇性增殖雙歧桿菌等有益菌發揮作用;(2)阻止病原菌在腸黏膜的定植;(3)還有提高機體免疫力的作用,且具備無污染、無殘留、功能強大的特點,是取代抗生素的理想生態營養飼料添加劑,減少了抗生素添加劑對環境的污染。 4.5.8 非營養性添加劑 有研究表明,膨潤土可與糞尿中氨結合,減少氨的散發量。生長豬飼糧中添加海泡石,可使糞尿中氨散發量減少。1982年美國研究者測定出絲蘭提取物中的有效成分,可限制糞便中氮的生成,提高有機物的分解率,從而可降低畜禽舍空氣中氨的質量分數,達到除臭效果。這種提取物有2個活性成分:一個與氨結合,另一個與硫化氫、吲哚等有毒有害氣體結合,而起到控制惡臭的作用。同時,它還能協同腸內微生物分解飼料,提高腸道的消化機能,促進營養成分的吸收,并能抑制微生物區系尿素酶的活性,從而抑制尿素的分解,減少畜禽排泄物中40%～50%的氨量。 4.5.9 中草藥添加劑 中草藥添加劑含有多種營養成分和生物活性物質,兼備營養和藥物2種功能。如薄荷中含有30多種抗菌活性物質,在豬飼料中添加250克/噸和500克/D屯含5%精油的薄荷,日增重和飼料轉化率分別提高6.5%～10.0%和12%～17%,并且還可降低糞便中氮的排出量。 五、小結 養豬業的發展,不能以犧牲動物福利、人類健康和生態保護為前提,必須面對養豬業造成環境污染的現實。在養豬生產中,我們必須遵守國家相關產品質量法和行業衛生標準,在動物遺傳育種、動物營養與疫病防治、高品質飼料原料的研發和使用、飼料加工工藝、飼料配方設計、飼養技術等方面,不但要利用好現有條件和技術,更要不斷加大研發力度,通過更科學的技術手段,促進養豬與生態環境的和諧、健康、可持續發展。 |
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