畜牧生产中磷污染及防治措施

张娜娜，曹洪战，芦春莲

（河北农业大学动物科技学院，河北 保定 071000）

畜牧生产中磷污染及防治措施

张娜娜，曹洪战，芦春莲*

（河北农业大学动物科技学院，河北 保定 071000）

当前集约化畜牧业迅猛发展，大幅改善人们生活水平，也使我国的经济得到了显著提高。但是，由此带来的环境污染，例如畜禽粪便中的病原微生物、氮、磷、重金属元素和硫化氢、甲烷、氨气等有毒有害物质对环境造成了严重污染，从而也威胁到人类的健康。文章就磷对环境污染以及从营养调控方面来防治进行简单综述。

畜牧生产；磷污染；营养调控；防治

随着现代化、规模化、集约化养殖业的繁荣发展，饲料工业也在迅速发展，与此同时，养殖过程中产生的大量畜禽粪便及废弃物对环境造成了严重污染，不但影响畜牧业持续稳定的发展，还直接影响了人们的生存环境和生活质量。如何解决这些问题，已成为人们关注的热点。现在农业面临的主要问题是畜禽生产带来的环境污染问题，而磷污染则是其中的一个主要方面。

1 畜牧生产磷污染的现状

通过对畜禽粪便年排放量的估算方法和畜禽粪便排泄参数的确定，估算了我国畜禽养殖业粪便产生量并对由此产生的环境效应进行评价，结果表明，2003年我国畜禽养殖业已对部分地区的当地环境构成了污染[1]。畜禽排泄物中存在于粪、尿中的磷分别为90%、10%[2]。据报道，畜禽每天排放的粪尿重量与其本身的体重是成一定比例的，牛、猪、鸡分别是7%～9%，5%～9%，10%，每产1 kg牛奶时，污水排放量约为12 kg，而生产1 kg猪肉污水排出量约为25 kg[3]。随着我国经济的迅速提升，我国畜禽养殖业也随之快速发展，规模不断扩大，养殖量每10年则会增加100%～200%，因此，畜禽粪便剧增的问题引起了人们广泛的关注。

在2010年，畜禽养殖业粪便产生量达2.43亿t，尿液产生量为1.63亿t，其中主要污染物排放量为化学需氧量1 268.26万t，总氮102.48万t，总磷16.04万t，铜2397.23 t，锌4 756.94t[4－6]。依据科学估测，2020年畜禽排出的粪便总量会达到28.11亿t，其中牛粪所占比例为49.87%[7]。我国华东地区，育成牛（12～18月龄，平均体重404 kg）日平均排泄粪便和尿的量分别是13.58、7.60 kg，其中粪和尿中磷的含量分别为1.11、0.38 g·kg-1[8]。以育成牛占牛群总数的29%的比例来计算，1个奶牛场有千头奶牛，育成牛排出磷的量大约达1.9 t·年-1[9]。同时,磷的利用率在我国奶牛养殖业中（10%～22%）较低，相距美国、澳大利亚和新西兰等平均水平差距较大（19%～35%）[10]。这不仅给环境带来严重污染，而对于磷也是一种浪费。

母猪、断奶仔猪和生长肥育猪氮和磷排出量占总摄入量的比例分别为氮76%、46%、67%，磷75%、38%、63%。氮排出主要是通过尿液排出的，而磷的排出则主要是通过粪便。猪饲料中含有氮和磷的量非常高，但只有少部分磷和氮在动物体内沉积，而大部分氮和磷则排入到环境中。肥育猪平均排出粪便的量为4.55 kg·d-1·头-1，即每年排出的磷约为6.8 kg。一头猪从断奶至屠宰时，消耗氮8～9 kg，而其中仅约3 kg的氮被吸收并沉积，而氮5～6 kg则会排泄到环境中。在被排泄的氮总量中，33%存在于粪便中，67%存在于尿中，而大型猪场氮和磷排出量都＞70%[11]。

2 畜牧生产中磷污染的危害

存在于畜禽粪便中大量的氮磷污染水体环境主要是由于雨水冲刷，导致水体富营养化，藻类疯长，争夺阳光、空气和氧气，最终使水体变黑发臭，使鱼类及水生生物死亡；当过量施用畜禽粪便时，N、P等物质残留于土壤并渗入地下水，将升高地下水中NH+4、NO-2、NO-3浓度，人如果大量长期饮用，可能导致癌症的发生[12]。当畜禽大量排放氮磷粪便时，会使生化需氧量增高，同时也会升高畜舍内氨浓度，污染空气环境。目前我国猪舍氨气浓度（除带仔母猪舍外）要求＜20 mg·m-3，硫化氢含量最高＜15 mg·m-3。畜禽粪便产生的氨气、硫化氢、甲基硫醇、三甲基胺等物质带有刺激性气体，如酸味、臭蛋味、鱼腥味等。另外，生产者为了防止疾病的发生，促进动物生长，在畜禽生产中滥用抗生素、激素类药物、镇静剂、激动剂，导致粪便和尿液中药物残留，不仅污染环境，也导致动物和人类产生耐药性。

3 从营养角度来减少磷排放的措施

3.1 降低日粮中磷的浓度

当前，为了使动物的生产潜力得到最大限度地发挥，人们一般会在日粮中添加过量的无机磷。由于无机磷属于不可再生资源，无机磷添加过量时，会造成两方面的影响，无机磷的耗竭加速，造成无机磷源危机；动物粪尿中排出过量的磷，造成环境污染。因此，应在动物对磷的需要量得到满足的条件下使日粮磷的浓度适当降低。而饲料中植酸磷被动物吸收后，其利用率一般是10%～60%，说明饲料中所含的磷40%～90%是随动物粪便排出的，这是造成水体磷污染的重要原因。NRC（1994）提出，关于来航鸡对有效磷的需要量是0.25%，而目前我国大多数的养殖场还是参考NRC（1984）的0.32%来配制饲料，不仅导致磷的浪费，也带来了环境污染[13]。

准确估测奶牛对磷的合理需要量在生产实践中有着重要的指导意义。在奶牛泌乳早期，日粮磷浓度增加只能使总磷的排泄量增加，并不能使动物体内的磷平衡提高,而且也不能改善奶牛干物质采食量和泌乳量[14-15]。当在此期间奶牛体内磷负平衡出现时，贮存在骨内的磷可以被机体动员出来。Knowlton等试验表明，在泌乳开始的3～5周内，奶牛每天可动员出25 g净需要磷来使体内的磷平衡得到维持，动员量则会达到全部需求量的36%～56%[16]。若想使粪便中磷排放降低，减少磷饲喂量是最有效的途径。

过量营养物质的摄入是养分排出比例增多的直接原因。NRC所列出的数据是估计的最低需要量，但为了使生产性能达到最佳，通常在NRC的基础上再加入10%～20%作为“安全系数”，这势必导致营养物质过量，增加粪中氮、磷含量，解决的办法是制定更完善的包含各地地方猪种的饲养标准，准确控制饲料的营养浓度，实现数字化管理[17]。

3.2 其他措施

植物饲料中的磷绝大部分以植酸磷形式存在，植酸磷是肌醇六磷酸盐，一般肠道不能直接吸收，必须水解成无机磷之后才可被肠道吸收。单胃动物体内不能分泌植酸酶，因此高于90%的植酸磷不能

被动物体消化，只能随动物粪尿直接排出体外。在动物日粮中添加植酸酶可以有效降解植酸磷，使总磷利用率得到提高，为了使粪尿磷排泄量及其对环境的污染降低，可在日粮中添加适量植酸酶[18]。在低能、低蛋白、低磷等日粮中添加蛋白酶与植酸酶或蛋白酶与木聚糖酶、淀粉酶和蛋白酶均可使低营养水平日粮肉鸡的生产性能得到改善，并降低粪便中氮、磷排泄，其中将蛋白酶和植酸酶组合在一起则会使肉仔鸡粪便氮、磷排放降低效果更好[19]。

通过肠道结构优化的途径，使小肠绒毛变长，肠壁变薄，病菌得到抑制，肠道菌群结构优化，使营养物质的吸收率升高，从而使磷的排放减少[20]。

在猪场中可通过营养管理使养分利用率得到提高，一种最简单、实用的方法是分阶段饲喂。大部分猪场采用的两阶段饲养法，即45 kg之前饲喂仔猪饲料，45 kg之后饲喂生长肥育料，会使氮和磷饲喂过量。随着猪体重的不断增加，应使每kg饲料中所含的磷和氨基酸的量降低。如果使用多阶段饲养法，不仅可使猪的营养需要得到满足，又可使氮和磷的排出量降低，这可通过在生长肥育期各阶段将高氮磷饲粮与低氮磷饲粮按不同比例混合而实现。

4 小结

目前，从营养学角度，降低日粮中磷浓度，提高其饲料转化效率，从而减少磷排放污染已成为环境保护、遗传育种和营养学研究需要共同解决的问题。准确估测动物对这些营养物质的需要量以及其在饲料中的含量，使用优质饲料原料，通过合理平衡的营养配方技术，应用酶制剂、微生态制剂等绿色安全饲料添加剂，消除和控制饲料中有害成分和抗营养因子，使用科学的加工工艺等技术来使磷的排泄量降低是减少环境污染的重要手段。

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Phosphorus Pollution in Livestock Production and Prevention Measures

ZHANG Nana,CAO Hongzhan,LU Chunlian*
（College of Animal Science and Technologe,Hebei Agricultural University,Baoding 071000,Hebei China）

With the currently rapid development of intensive animal husbandry,which greatly improved the people's living standards,our country's economy has been significantly improved.But,the resulting environmental pollution,such as excrements pathogenic microorganisms of livestocks,nitrogen,phosphorus,heavy metals,hydrogen sulfide,methane,ammonia and other poisonous gases,caused serious environmental pollution,thus a threat to our humanity.This article reviewed environment pollution and regulation of nutrition.

livestock production;phosphorus pollution;nutrition regulation;prevention

TQ126.3+1；S814

A

1001-0084（2015）11-0009-03

2015-09-23

张娜娜（1990-），女，河北邯郸人，硕士研究生，研究方向为动物营养与饲料科学。

*通讯作者：教授，E-mail:13833038290@163.com。