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采取营养调控措施降低畜牧业对环境的污染

  作者: 来源: 日期:2011-08-30  
     我国的动物饲养业正以超过世界平均水平的速度发展,集约化程度愈来愈高,饲养密度和饲养量急剧增加,畜禽饲养及活体加工过程中产生的大量排泄物和废弃物,对人类、其他生物以及畜禽自身生活环境的污染愈来愈突出。畜牧业已变成继丁业污染之后不可忽视的污染源。

    1 畜牧业存在的主要污染

    1.1 氮磷污染

    刘忠琛报道,一个千头奶牛场可日产粪尿50t;一个千头肉牛场日产粪尿20t。牛羊的粪尿虽然可以作为有机肥料应用于农业种植,但是就我国目前的情况看,大部分农业生产者在应用有机肥料前并不检测肥料中各元素的含量,以至于肥料中过剩的元素在农产品中富集,给人们的健康带来危害?其中最严重的就是氮和磷,它们对土壤、空气和水源的污染也很严重。

    氮污染主要来源于饲料巾粗蛋白的降解。据测定.1头猪从断奶体重到100kg屠宰体重为止,共消耗氮8-9 kg,其中能被吸收而沉积的氮不足3 kg,其余5-6kg氮均被排出体外。大部分被氧化成硝酸盐滲入地下水或地表水流人江河,使水中的硝酸盐含量超出允许范围(50m妙L),从而造成广泛的污染。对环境的污染亦存在。单胃动物对植物性饲料中的磷利用率很低。目前各饲料生产单位为了满足单胃动物对磷的需要,在考虑植物性饲料中磷的利用率时多用经验值或者表观消化率值,而很少检测它们的真消化率值。从而导致配合饲料中所含有的磷量比维持猪正常生长所实际需要量要高20%一30%,多余的磷从粪尿中排出,生产单位附近粪养分过度承载,导致了磷流人或渗入表层水,严重污染地表、地下水,过量的磷可使磷酸盐有限的生态系统产生富营养化,并产生一系列的生物效应,对环境造成污染。

    1.2 恶臭污染

    由于集约化饲养畜禽密度较高,栏舍内潮湿,粪便、灰尘、霉变垫料及呼出的二氧化碳等,散发出恶臭气味,据分析含有臭味化合物168种,其中含量最多的有硫化氢、氨气、酚类、吲哚、粪臭素(甲基吲哚)、甲烷和硫醇类等。这些气体不仅对养殖场周围的居民造成危害,也对动物本身的健康不利,这也是目前集约化养殖较之多年前的散养各种病的发生率升高的重要原冈之一。同时从长远的环保角度讲,废气加剧了空气污染和土壤酸化,增加了地球温室效应。

    1.3 生物污染

    目前我国98%以上的养殖场都没有对其排出的粪便污水进行任何处理而直接排放,污水大量传播人畜共患病。由动物传染给人的人畜共患的传染病至少有90余种,经测定,养殖场所排放的污水平均含大肠杆菌33万个/mL。和肠球菌66万个/mL,污水和空气中均含有大量的布氏杆菌,沉淀池内的污水平均含蛔虫卵和毛首线虫卵分别达19313个/mL和10³个/mL。进人土壤或水后,部分在其中可得到杀灭,但其余部分则可直接通过水或水生动物植物扩散与传播,危害人和动物的健康。在美国,每年中动物原料携带的致病菌会引起760万人发病,大部分疾病是因为食用了动物性食品。

    1.4 微量元素铜、锌等对环境的污染

    近年来各种微量元素添加剂广泛应用,虽然在单纯考虑动物生产性能时有促进作用,但是对于某些微量元素的确切吸收机制还很模糊,所以真正被动物吸收的微量元素的比例可能很少,更多的是通过粪便排出体外.其中,铜和锌在粪中的排泄量占总排泄量的95%以上,只有微量从尿中排泄,所以粪中铜和锌含量较高。而用铜和锌浓度高的畜禽粪堆肥,不仅还田困难而且处理也有困难,并且妨碍堆肥作为整体在土壤中的顺利还原,阻碍可持续农业的发展。

    2 营养调控措施

    如何既保持畜牧业健康持续发展又不超过环境承受能力,降低畜牧业的环境污染,这是一个亟待解决的问题。因此,要从营养学的角度设计山环保型的饲料配方,来提高动物对营养物质的消化吸收,以便从源头上解决废弃物对环境的污染。

    2.1 按照理想蛋白质模式配制低蛋白日粮

    按照理想蛋白质模式,配制符合动物营养需要的低蛋白氨基酸平衡曰粮,对于节省蛋白质饲料资源、降低饲料成本和减轻养猪业对环境的污染等具有重要意义。贾久满等研究表明,无论在仔猪阶段还是在生长猪阶段,低蛋白氨基酸平衡曰粮均可提高猪的生产性能和饲料转化率,并可降低粪氮的排放量。早期报道猪日粮的粗蛋白水平在小猪、中猪和大猪阶段可以分别降低4%、4%和3%。相比之下,肉鸡日粮的粗蛋白水乎可降低的幅度较小。jin等研究了合成氨基酸对断奶仔猪营养物质利用率和营养物质排出量的影响,在低蛋白质(15%)日粮中补充赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸,并未降低增重速度和饲料转化效率,但显著降低了营养物质的排出量。该试验虽未分析粪尿中各养分指标,但是从日采食量和料肉比等指标可以分析出,亦不同程度地降低了营养物质的排出量。Sutton研究表明,猪日粮中的粗蛋白含量大约超过最低需要量的3%,因此通过减少日粮中粗蛋白含量,补充合成氨基酸可使猪排泄物中氮含量减少25%.,同时改变新鲜粪中各种挥发性脂肪酸的浓度与比例。Canh等发现,如果猪日粮中含有必需的限制性氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、酪氨酸),适当的降低猪日粮中的粗蛋白含量对猪的生产性能并没有影响。杨桂芹等研究了以可消化氨基酸为基础配制的5种日粮对蛋鸡粪中吲哚、粪臭素和挥发氨等臭气化合物含量的影响。结果表明:应用氨基酸平衡的低蛋白日粮饲喂蛋鸡,鸡粪中吲哚、粪臭素和粪氨含量比

    对照组分别降低了37.98%、42.61%和53.95%。

    2.2 配制低磷日粮

    采用传统方法评定饲料磷的生物学价值,磷的营养需要主要是用总磷或有效磷表示,没有考虑内源性磷对需要量的影响,结果低估了饲料中磷的真消化率。有关氮、磷真消化率的试验研究表明,按NRC(1998)猪的营养需要配制的饲料中氮和磷的含量高于猪的实际需要量,豆粕和玉米分别低估24%和28%左右,这样既增加成本,又造成浪费。

    2.3 适量添加粗纤维

    饲料中添加粗纤维也可减少尿中的尿素浓度.研究表明,在日粮中非淀粉多糖(NSP)含量较高时,一部分排泄物中的氮可从尿中的尿素转化为粪中的细菌蛋白为大肠微生物提供生长所需的营养可减少血液中的尿素含量。当尿素转移到大肠时,会被细菌尿素酶转化成氨,用于微生物蛋白质的合成,从而减少排泄物中氨的排放。许多非淀粉多糖包括木薯粉、甜菜渣能减少猪尿中氨的浓度,然而非淀粉多糖能否减少猪排泄物中恶臭化合物的浓度仍不清楚。

    2.4 合理选用添加刑

    2.4.1 添加酶制剂。

    饲用酶制剂作为一种新型、高效、无毒副作用和环保型的饲料添加剂,可以补充动物不足的内源消化酶和机体不能分泌的一些外源酶,促进对养分的消化以及对肠道消化吸收环境的改善,从而提高养分的消化率,节约能量和蛋白资源,改善动物的生产性能,降低动物生产成本,同时还可以减少动物生产带来的环境污染。Offi-cerh和Batterham对猪的试验表明,添加微生物植酸酶后猪回肠的蛋白质和必需氨基酸的表观消化率提高了9%一12%。对肉鸡的研究也表明,日粮中添加植酸酶,可节约1个百分点的蛋白质,使氮的排泄量降低10%,而不影响其生产性能和胴体品质。

    同时,添加微生物植酸酶可使粪便磷的排泄量减少50%,而通过减少外源磷的添加或提高饲料转化率的方法仅能降低10%。Lei等研究表明,在断奶仔猪玉米一豆粕型日粮中添加750U/kg植酸酶,植酸酶的利用率呈线性升高趋势,粪便,卜磷的排泄量降低42%。在家禽、仔猪或生长育肥猪的(小麦或大麦)基础日粮中添加β一葡聚糖酶和木聚糖酶,可减少非淀粉多糖产生的粘性物,提高能量、磷和氨基酸的利用率。

    2.4.2 使用有机微量元素添加剂。

    微量元素有机物(包括微量元素氨基酸螯合盐和有机酸微量元素)具有生物学效价高、改善畜禽生产性能、增强畜禽免疫机能等优点。微量元素氨基酸螯合盐可以明显降低微量元素在日粮中的添加量,相应减少其在排泄物中的排出量,减少环境污染。据报道,赖氨酸铜是一种比硫酸铜更为有效的生长促进剂,在不影响生产性能的条件下,添加低剂量的氨基酸螯合铜可以降低排泄物中铜的排出量,另外一些研究表明,一半硫酸铜剂量的柠檬酸铜同样可以使断奶仔猪生长达到最快,降低饲料中铜的浓度,可以减轻其粪便中铜对环境的污染。

    2.4.3 添加益生素。

    当动物肠道内大肠杆菌等有害菌活动增强时,会导致蛋白质转化为氨、胺和其他有害物质或气体,而益生素可以通过调节胃肠道内的微生物群落,促进有益菌的生长繁殖,对提高饲料的利用率作用明显,可降低氮的排泄量;另外,在饲料中添加嗜酸乳酸杆菌、双岐杆菌、粪链球菌等均能减少动物的氨气排放量,净化厩舍空气,降低粪尿中氮的含量,减少对环境的污染。whisenhunt研究表明,嗜酸乳杆菌和酵母能促进仔猪增长,提高饲料报酬!,减少猪粪中的吲哚和粪臭素的浓度。Shu在断奶仔猪日粮中添加双岐杆菌能减少粪中大肠杆菌的数量,显示了调节后段消化道菌群的作用。Elam等给肉牛直接饲喂乳酸菌可以降低排泄物中大肠杆菌的数量。应用益生素可以有效地降低饲料病原菌排泄到畜产品中的数量,大大降低畜牧生产对人类和环境的危害。

    2.4.4 丝兰属植物提取物。

    1982年美国研究者测定出丝兰提取物中的有效成分,可限制粪便中氨的生成,提高有机物的分解率,从而可降低畜禽舍空气中氨的浓度,达到除臭效果。同时,它还能协同肠内微生物分解饲料,提高肠道的消化机能,促进营养成分的吸收,并能抑制微生物区系尿素酶的活性,从而抑制尿素的分解,减少畜禽排泄物中40%一50%的氨量。丝兰属植物提取物中的主要成分为皂角苷类和糖类复合物。皂角苷有很强的张力活性成分。由于其强的表面活性作用,能使猪肠道细胞膜更好地吸收营养物质,因而在营养物质的吸收过程中起着重要作用。糖类复合物是具有高度耐热性的分子结构,能捕获消化道中和代谢过程中产生的氨分子,中和氨分子的毒性作用,把它转变成无毒的含氮化合物。

    2.4.5 酸化盐。Canh等的试验研究表明,当日粮中用Caso4、CaCl2,和安息香酸钙(Ca-benzoate)取代CaCO3时,尿和粪尿混合物中pH降低,从而减少氨的排放,而添加高剂量CaCO3、会增加粪尿混合物中的pH,导致更高的氨排放量。而添加高剂量的Caso4,Cacl2和安息香酸钙会使尿和粪尿混合物中的pH降低,从而减少氨的排放量。

    2.5 消除饲料中的抗营养因子

    目前,我国畜禽日粮多以玉米一豆粕型为主,在这些植物性饲料原料中含有大量的抗营养因子,如蛋白酶抑制因子、凝集素等,这些抗营养因子的存在对日粮蛋白质的消化吸收会产生不利的影响。经过适当的加工处理,如加热、膨化、制粒、添加酶制剂等可以消除日粮中的抗营养因子对日粮中粗蛋白消化、吸收的影响。谯仕彦等测定膨化全脂大豆对生长肥育猪氮平衡和日粮氨基酸回肠末端表观消化率的影响,结果表明,和豆粕加油日粮相比,130℃、140℃和150℃膨化处理全脂大豆组日氮存留量分别提高10.0%、12.33%和11.73%,氮表观消化率分别提高3.71%、2.37%和3.06%,氮利用率分别提高3.31%、3.87%和5.08%。饲料颗粒化过程中的高温可使其中的淀粉和蛋白质熟化,因此会改善蛋白质消化率,从而减少氮的排泄量。

    2.6 分阶段饲养

    由于畜禽不同生长阶段其营养需要量存在差异,多阶段饲养技术就是将畜禽生长过程分为若干个阶段,根据每个阶段的不同营养需要量来配制日粮进行饲养的方法。如此则能较准确配制畜禽不同生长阶段的日粮,通过经常调整饲料配方会更有效地满足其营养需要,减少其对氨基酸和矿物元素等养分的过量摄人,从而减少氮、磷等元素的排泄量。Everts研究表明,在孕期和哺乳期,母猪使用不同的日粮能够减少猪排泄物中氮含量的20%。

    营养调控学是90年代兴起的一门学科,它将传统营养学中的动物机体研究中心改为营养调控技术研究中心。在畜禽环保方面是按生态平衡要求来确定营养供给量,减少了日粮养分浪费,同时也降低了畜禽粪尿对环境的污染。在我国畜牧业生产规模不断扩大和集约化程度不断提高的情况下,充分运用营养调控技术。最大限度地提高动物对营养物质的利用率,对减少环境的污染,促进我国畜牧业的持续、快速、健康发展具有十分重要的意义。作者:王力等 文章来源:广东饲料

 
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