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)
畜牧生产中氮污染现状及防治措施
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,改善了人们的生活水平,也使经济得到了显著提高。但随之而来的环境污染,如畜禽粪便中的病原微生物,氮、磷,重金属元素,硫化氢、甲烷、氨气等有毒有害气体对环境造成严重污染和危害。因此,氮污染是一个急待解决的重要课题。文章综述了氮对环境污染的危害以及营养方面的防治措施。
畜牧生产;氮污染;营养调控;防治
伴随着规模化、集约化、现代化等养殖业的迅猛发展,饲料工业也在进步。但当饲料被畜禽进行消化、吸收之后,转变成大众需要的畜产品的同时,随之产生了大量畜禽污染废物。因此,导致严重的环境污染,间接威胁到人类的生活。当前面临的主要难题是环境污染,而其中一个主要的方面是养殖业带来的氮污染,本文综述了氮污染的危害及防治措施。
自20世纪80年代以来,尽管养殖业快速前进,但其仍是低效产业。Powell等试验表明,在动物生产中饲料氮有50%~70%被浪费[1]。畜牧业已经是一个不容忽视的污染来源[2]。相关研究表明,不同猪的氮和磷摄入、排放和沉积不同,生产母猪氮排出量占总摄入量的比例为76%,断奶仔猪和生长肥育分别46%、67%。氮和磷在猪饲料中所占的比例非常高,但只有一小部分磷和氮在猪体内沉积而大量氮和磷则排出体外。从断奶开始到屠宰时一头猪总消耗氮达到8~9 kg,而其中<3 kg的氮被猪本身吸收并沉积为瘦肉,则5~6 kg氮会排出体外。绝大多数的猪场氮和磷排出的量都>70%[3]。
氮磷污染主要是造成水体富营养化,藻类疯长,最后导致水体发黑发臭,导致了大量鱼类及水生生物死亡;当畜禽粪便被当做肥料使用时,不能被庄稼完全吸收利用的N、P等物质则浸入到地下水,造成地下水中NH4+、NO2-、NO3-含量提高,而此水长时间被人饮用,人患癌症的几率将大幅升高。当畜禽粪便氮磷被大量排放时,会使畜舍内氨浓度升高,空气环境被污染。此外,为了预防疾病的产生,促进动物生长,在畜禽生产中,养殖户随意使用抗生素、激素类药物、镇静剂、激动剂,造成有药物残留在粪便和尿液中,使环境受到污染,使动物和人类产生耐药性。
3.1以限制性氨基酸平衡低蛋白质日粮
Ca-stillo等和Frank等通过给奶牛饲喂过量蛋白质与低蛋白质日粮的试验研究表明,前者增加氮的排放量,而后者有效减少粪、尿氮含量,说明低蛋白质日粮可以减少氮排放[4-5]。在配制日粮时要注意赖氨酸水平不能低于其要求,并且其他必需氨基酸与赖氨酸的比例要达到理想蛋白质的标准,从而保证动物的生产性能不受到负面影响。
3.2分阶段饲养
动物在不同的生长期有不同的营养需求,因此要制定出不同的营养水平的饲粮来满足其要求。动物是逐步在生长的,其营养需要量也是逐步在改变的,在不同的阶段提供合适的营养需要量,就可减少氮的排放量,并且能够获得较好的经济效益。方热军等和路复员等试验表明,在不同生理阶段、环境和日粮配制类型条件下对动物进行精确估测其营养需要量,并断定动物对养分的消化利用率及饲料原料组成与生物学特性的基础上,进行科学的日粮调控会减少粪、尿中氮及其他元素的含量[6-7]。
3.3饲料添加剂
在饲料中添加酶制剂,不仅能使内源性消化酶的不足得到补充,还能消除存在饲料中的抗营养因子和毒物,使动物对摄取的物质更好的消化吸收,提高饲料利用率,还可减少粪尿氮的排出。蛋白酶、植酸酶、纤维素酶等是常用的酶制剂。蛋白酶是使用较广泛的一种,蛋白酶能够提高植物性饲料中氨基酸的利用率,减少粪尿氮的排出量。另一类生物酶是植酸酶,通过分解植酸(肌醇六磷酸)可使无机磷释放,能降解饲料中的植酸盐,从而使其对磷的消化利用率得到提高。
3.4其他方法
对原料进行适当的加工处理,利用先进的生产工艺来去除原料中的有害成分及限制营养物质消化吸收的因素,使饲料原料中营养物质的利用率得到提高;饲粮中非淀粉多糖含量增加能够减少尿氮排泄量,增加粪氮排泄量。因为尿氮转化为氨的速度显著高于粪氮,因此增加饲粮中淀粉多糖将有助于氨的产生与排放量的减少;原料的合理选用,根据不同动物、不同生理阶段,选择易消化的蛋白质饲料原料可以使蛋白质的消化率提高,氮排泄量降低。
从营养学方面来说,通过降低动物日粮中氮的浓度、提高饲料利用效率等来降低氮污染已是营养学、环境保护和遗传育种研究中共同面临及需要解决的问题。对这些物质的需要量进行准确估测,使用品质好的饲料原料,搭配合理平衡的营养配方,提倡使用酶制剂、微生态制剂等绿色安全饲料添加剂,使饲料中的有害成分和抗营养因子得到消除和控制,运用科学的加工工艺等技术来降低氮的排泄量是减少环境污染的关键方法。
[1]Powell J M,Jackson-Smith D B,Mccrory D F,et al.Validation of feed and manure data collected on wisconsin dairy farms[J].Journal of Dairy Science,2006,89(6):2 268-2 278.
[2]刑廷铣.畜牧业生产对生态环境的污染及其防治[J].云南环境科学,2001,20(1):39-43.
[3]冯定远.通过营养调控减少养猪生产的环境污染[J].饲料工业,2005,26(13):1-4.
[4]Castillot A R,Kebreab E,Beever D E,et al.A review of efficiency of nitrogen utilisation in lactating dairy cows and its relationship with[J].Journal of Animal and Feed Sciences,2000(9):1-32.
[5]Frank B,Swensson C.Relationship between content of crude protein in rations for dairy cows and milk yield,concentration of urea in milk and ammonia emissions[J].Journal of Dairy Science,2002,85(7):1 829-1 838.
[6]方热军,王康宁,方玉媚.生态营养理论及生物技术在畜牧业环境污染控制中的应用[J].家畜生态学报,2004,25(1):4-6.
[7]路复员,王恬.通过营养调控手段控制动物生产对环境的污染[J].家畜生态学报,2002,23(1):60-63.
[8]宋宪曾,郅春敏.减少养殖污染的营养调控措施[J].河南畜牧兽医,2004(6):41.
Nitrogen Pollution Situation in Livestock Production and Prevention Measures
ZHANG Nana,CAO Hongzhan,LU Chunlian
(College of Animal Science and Technology,Agricultural University of Hebei,Baoding 071000,Hebei China)
Animal husbandry improved people's living standard and economic significantly with its rapid development.But followed by environmental pollution,such as pathogenic microorganisms,nitrogen,phosphorus,heavy metals,hydrogen sulfide,methane,ammonia and other poisonous gases from manure polluted environment and seriously need to be solved.This article reviewed the harm of nitrogen pollution and regulation of nutrition.
livestock production;nitrogen pollution;nutrition regulation;prevention
X713;S814
A
1001-0084(2016)08-0012-02
2016-06-14
张娜娜(1990-),女,河北保定人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学。