畜禽养殖污染防控新体系

邓奇风，高凤仙

（湖南农业大学动物科学技术学院，长沙　410128）

畜禽养殖污染防控新体系

邓奇风，高凤仙*

（湖南农业大学动物科学技术学院，长沙410128）

文章介绍了目前畜禽养殖污染的状况，并通过综合国内外研究成果，提出从源头上控制畜禽养殖污染体系新理论。

养殖污染；畜禽粪便；污染防治

随着我国畜禽养殖业的快速发展，畜禽粪便的大量产生、堆积和排放对环境已构成巨大的威胁，是阻碍畜禽养殖可持续发展的最主要因素之一。据统计，2010年我国畜禽粪便总产生量约为22.35亿t，其中，清运量仅1 950.5万t，占总产生量的0.9%；无害化处理量更少，约690.8万t，仅占总产生量的0.3%[1-2]。大量的畜禽粪便未经处理直接排放，对大气、水体和土壤造成严重的污染，并危及畜禽自身和人类健康。

1　畜禽养殖污染概况

20世纪90年代以来，畜禽养殖业逐渐实现规模化、集约化发展。为提高畜禽的抗病能力和生长速度，并追求经济效益最大化，饲料中普遍存在添加高铜、高锌等重金属，并大量使用抗生素，导致畜禽粪便中重金属污染及抗生素残留问题严重。

由于养殖场位置逐渐迁往交通便利的城市近郊，畜禽粪便不能及时为农业所用，也难以进行无公害处理，使畜禽粪便成为严重的污染物。

畜禽粪便污染主要包括粪渣、污水、恶臭、病原微生物、抗生素及重金属元素等，对大气、水体及土壤造成直接或间接的污染。畜禽粪便中含有丰富的氮、磷及重金属等有害物质，过多的氮、磷会使水体富含营养化，导致水体发黑发臭。而重金属元素则可通过食物链影响农产品安全、动物产品重金属超标，威胁人体健康。畜禽粪便中抗生素残留问题不仅破坏水体、土壤中的微生态平衡，还导致微生物的耐药性增强，使得畜禽防疫形势更加严峻。畜禽粪便发酵后会产生大量的NH3、H2S、CH4、粪臭素等有害气体，导致动物应激，且影响人类健康。此外，我国120多种人畜共患疾病的载体主要是畜禽粪便及排泄物。

2　从源头上控制畜禽养殖污染

目前，我国强调开展畜禽养殖业等污染控制技术与设备研发，主要是对粪污进行处理研究，很少重视从源头上控制畜禽养殖污染。从源头上控制畜禽养殖污染是指综合运用国内外相关研究成果，形成一种促进畜禽对营养物质的吸收利用，既节约饲料资源，又达到减排效果的体系。这一体系主要包括：加强畜禽对氨基酸的有效吸收，减少N、S排泄；抗生素替代品的开发与应用；用微量元素螯合物减少重金属污染；微生态制剂的生理功能及除臭效果；添加酶制剂，促进营养物质消化率等。

2.1低蛋白质日粮

低蛋白质日粮是指与根据现有饲养标准配制的日粮相比较，粗蛋白质水平降低2~4个百分点的日粮，其基础是理想蛋白比例。随着工业上赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸的产出和价格逐渐降低，低蛋白日粮的开发与应用得到推广。低蛋白质日粮既能避免必需氨基酸的浪费，还能极大减少非必需氨基酸的量，在不影响生长性能的基础上减少日粮中粗蛋白质水平，有效节约粗蛋白质饲料，从而减少粪便中粗蛋白质含量。

目前，低蛋白质日粮主要应用在猪和肉鸡生产中。试验表明，猪低蛋白质日粮的研究比肉鸡低蛋白质日粮的研究更成功[3]。Kidd等研究报道，猪日粮的粗蛋白质水平在小猪、中猪和大猪阶段可分别降低4%、4%、3%；肉鸡日粮的粗蛋白质水平在小鸡、肉中鸡、肉大鸡可分别降低1.46%、0.66%、1.28%[4]。据报道，粪便中多余的粗蛋白质经分解、氨基酸的脱羧和脱氨作用等形成恶臭物质[5]。低蛋白质日粮普遍具有降低饲料成本的特点，还能有效降低氮排放污染及臭气的污染，如NH3、H2S等。

2.2抗生素替代品

目前，国内外都在严格限制抗生素在饲料中的使用，许多科研和商业单位开展了取代或替代抗生素使用产品的研究和开发，酸化剂、益生菌、寡糖、中草药等添加剂倍受关注。

酸化剂的主要作用机制是提高动物消化酶活性、调控微生物菌群平衡及杀菌抑菌作用，如柠檬酸、乳酸、延胡索酸等。张旭辉等在断奶仔猪日粮中添加有机酸化剂可显著降低腹泻率，并能显著抑制大肠杆菌和产气荚膜杆菌，有效改善断奶仔猪的生产性能及肠道健康[6]。杨桂珠等在雏鸡日粮中添加延胡索酸0.3%，日增重、饲料报酬、成活率分别比对照组提高15.3%、14.55%、7.56%[7]。酸化剂以其特有作用机制在改善断奶仔猪肠道健康，促进动物生长等方面具有替代抗生素使用的潜力。

益生菌通过与有害菌的竞争占位、夺氧等竞争性抑制作用机理，使得肠道内乳酸菌、双歧杆菌等有益菌能够成为优势菌群，益生菌还能分泌抗菌物质、酶和有机酸等营养物质，具有调整肠道微生态区系达到有利于消化、健康的平衡作用。俞宁等用枯草芽孢杆菌与抗生素治疗效果比较，枯草芽孢杆菌能替代抗生素治疗仔猪腹泻，而且能避免猪只实质性器官损伤[8]。史自涛等研究表明，饲粮中添加粪肠球菌可改善断奶仔猪的生长性能，降低腹泻率，提高仔猪免疫力，其中添加量为1 000 mg·kg-1时效果最好[9]。因此，益生菌的添加不仅改善抗生素对动物产生的负面影响，还能在治疗胃肠道引发的疾病中作用效果优于抗生素。

寡糖的作用机理主要是吸附病原菌、促进有益菌、增强动物免疫功能等，如甘露寡糖、大豆寡糖、果寡糖等。李启琳等用甘露寡糖替代抗生素研究表明，甘露寡糖组中肉鸡成活率和平均日增重显著提高，且料重比显著降低（P<0.05）[10]。甘露寡糖组中肉鸡成活率和平均日增重比抗生素组分别提高1.03%和2.30%，而料重比则比抗生素组降低1.00%。张建斌等在饲料中添加大豆寡糖替代抗生素药物，能够促进蛋雏鸡的生长，增加盲肠和回肠内容物中双歧杆菌和乳酸杆菌数量[11]。

中草药添加剂替代抗生素不仅能提高畜禽免疫性能，还能提高饲料转化率。丁景华利用三颗针提取物与抗生素对比发现，添加三颗针提取物0.05%、0.35%、0.50%极显著降低了粗蛋白质、钙和总磷表观代谢率（P<0.01）[12]。姜卫星等试验结果表明，在日粮中添加中草药添加剂与抗生素对照组相比，干物质、总能、粗蛋白质、钙、磷等表观消化率均有提高的趋势；育肥猪日粮中添加中草药添加剂与抗生素对照相比，血清中免疫球蛋白IgA、IgG、IgM及补体C3、C4的浓度均显著提（P<0.05）[13]。此外，中草药添加剂还能改善畜禽肉品质及奶品质。刘彦慈研究结果表明，在肉仔鸡日粮中添加中草药，能降低胸肉的滴水损失，提高肉的嫩度，改善肉品质[14]。曹日亮等研究中草药复合添加剂对猪生产性能和肉品质的影响，结果表明，中草药添加剂能提高必需饱和脂肪酸的含量，大幅降低肌肉和脂肪中胆固醇的含量[15]。

抗生素替代品具有多种功能，其应用将减少抗生素在饲料中的添加，同时还能促进营养物质吸收利用，改善肉品质，减少抗生素在肉中残留及对外部环境造成的污染。目前，许多试验运用两种抗生素替代品联合使用均获得良好效果[16]。多种抗生素替代品的联合使用将有利于减少未来抗生素在饲料中的添加量，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营养的第三代产品，其与无机微量元素相比，具有高安全性、高吸收利用率、稳定性良好等特征，还能有效改善无机矿物质所带来的适口性、吸收率低等问题。氨基酸微量元素螯合物是一种类似动物体内吸收、转运和发挥生物功能形式的有机微量元素添加剂[17]。

氨基酸微量元素螯合物在畜禽养殖上的应用，不仅提高动物对微量元素的吸收，减少其排出，还能有效提高动物的生产性能。陆娟娟等用蛋氨酸螯合铜、铁、锰、锌替代无机微量元素可一定程度上提高肉鸡的生长性能，改善饲料利用率，降低粪中微量元素含量[18]。同样，刘丹等以0、12.5%、25%、37.5%的氨基酸鳌合铁、铜、锰、锌分别替代生长猪饲粮中相应无机矿物元素的0、25%、50%、75%，用火焰原子吸收法测得粪中铁的含量与对照组相比分别降低6.85%、1.84%和11.89%；而锌的含量分别降低7.95%、10.84%和12.32%；铜的含量分别降低17.41%、27.53%和13.31%；锰的含量相对降低较少分别为4.75%、1.80%和0.76%[19]。在猪生产中，各阶段均有研究，结果均表明，微量元素氨基酸螯合物有提高免疫力、生长性能与饲料转化率，降低粪中微量元素含量的作用[20-22]。

2.4微生态制剂

微生态制剂包括益生菌、益生元、合生元等，是指在微生态理论指导下，采用已知有益微生物，经培养、发酵、干燥等特殊工艺制成的含有活菌并用于动物的生物制剂或活菌制剂。农业部1999年公布了允许使用的菌种有12种饲料级微生物添加剂，主要是乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、光合细菌等。

微生态制剂具有调节动物肠道微生态平衡，提高养分消化率，调节机体免疫功能，改善动物生产性能和饲料利用率等作用，被认为是一种绿色饲料添加剂[23-24]。

此外，微生态制剂还可添加于畜禽饲粮中，通过形成生态优势菌群，改善胃肠道环境，促进营养物质的消化吸收，减少腐败细菌形成恶臭气体。如EM制剂、蜡状杆菌与酵母菌、嗜酸乳杆菌与酵母菌等[25-26]。朱万宝等研究表明，饲喂蜡状杆菌与酵母菌制剂组与对照组相比，仔猪粪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酶制剂

酶制剂作为一种新型高效饲料添加剂，主要通过补充动物内源酶的不足，添加动物自身不能合成的酶，从而促进畜禽对养分的消化、吸收，提高饲料利用率，促进畜禽生长。酶制剂可分为营养性和非营养性添加剂，营养性添加剂如蛋白酶、淀粉酶、β-葡聚糖酶、β-甘露聚糖酶、果胶酶、壳聚糖酶、植酸酶、木聚糖酶等通过改善营养消化吸收率、促进肠道健康发挥其功效；非营养性添加剂具有脱毒解毒功能、抑菌杀菌和抗氧化功能。

谭权等通过肉鸡代谢试验研究木聚糖酶对玉米、小麦、麦麸和米糠的养分利用率和表观代谢能，研究表明，对于玉米，当木聚糖酶添加水平为1 500 U·kg-1时，与对照组相比，干物质利用率提高0.93%（P<0.05）；对于小麦，木聚糖酶添加水平3 000 U·kg-1时，干物质、能量和蛋白质利用率提高幅度最大，分别提高7.02%（P<0.01）、6.78%（P< 0.01）、22.31%（P<0.05）；对于麦麸，在木聚糖酶为6 000 U·kg-1时，干物质和能量利用率提高幅度最大，分别提高10.14%和14.73%（P<0.01）；在木聚糖酶为4 000 U·kg-1时，蛋白质利用率提高157.31%（P<0.01）；对于米糠，在酶添加水平为1 500 U·kg-1时，米糠的蛋白质利用率提高27.92%（P<0.05）[28]。刘文敏在低磷日粮中添加植酸酶提高了生长猪对钙、磷、氮的利用率，减少了粪中磷、氮对环境的污染，同时植酸酶也对其他养分利用率有一定的提高作用；植酸酶的添加提高了血清总蛋白、血清球蛋白、血清磷的浓度；降低了尿素氮、血清钙的浓度以及碱性磷酸酶的活性[29]。

从源头上控制畜禽养殖污染主要是通过改善畜禽对营养成分消化吸收，减少营养物质排出和污染环境，寻求一种既不影响畜禽生产性能，又能使畜禽产业优化升级，实现产业可持续发展的综合措施。

3　小结

为实现畜禽养殖业的可持续发展，畜禽养殖污染的控制和管理显得尤为重要。从源头上控制畜禽污染体系与我国现阶段畜禽养殖污染防治技术相结合将更加有利于减轻畜禽养殖污染对环境造成的危害。

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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

邓奇风（1990-），男，湖南娄底人，硕士研究生，研究方向为特种经济动物养殖。

教授，硕士生导师，Email:gaofx1964@163.com。