蛋鸡饲料中主要营养物质及重金属流向

范京辉，李庆海，张雷，张永华

(1.杭州市农业科学研究院，浙江 杭州 310029； 2.建德市大同镇农业办公室，浙江 建德 311614)

近年来蛋鸡产业转型升级加快，新兴规模化蛋鸡养殖企业不断涌现，为鸡粪集中处理与高效利用带来契机。畜禽粪肥是农业生产重要的有机肥料来源，鸡粪具有成分均一、氮磷钾丰富、含水率较低、处理简便等优势，但存在灰分、挥发性氮浓度高等缺陷。因石粉等矿物质原料在蛋鸡饲料中占比9%～15%，导致鸡粪中灰分含量大于30%，远高于其他畜禽排泄物[1]。受制于生产工艺及成本，矿物质饲料原料是饲料中重金属污染的主要来源之一，且可控性差[2-3]。已有研究指出，有机肥中重金属主要来源于鸡粪[4]。本试验以蛋鸡为研究对象，通过测定饲料原料与配合饲料、新鲜鸡粪、鸡粪无害化产物中的营养成分、重金属元素含量，结合蛋鸡消化试验，分析蛋鸡生产过程中主要营养物质、重金属元素流向与递变规律，旨在为低污染饲料配制与高品质有机肥生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 饲养管理

试验鸡为55周龄海兰蛋鸡，产蛋率88%，共8 200羽。将海兰蛋鸡饲养于一幢全密闭产蛋舍，该产蛋舍具有3层阶梯式笼具，配备自动喂料、饮水、清粪设施，人工集蛋，灯光、通风自动控制。试验期每天每羽蛋鸡投喂饲料115～120 g，每天15:00收集鸡蛋1次。设预试期1周，正试期6周。试验期间，按周统计饲料消耗、总产蛋数与蛋重，实时记录死淘数。

1.2 饲料配制

参考NY/T 33—2004《鸡饲养标准》及海兰蛋鸡饲养手册，试验日粮为玉米-豆粕型。饲料组成玉米60.0%，豆粕24.0%，麦麸3.0%，豆油1.0%，石粉8.0%，预混料4.0%。主要营养指标，代谢能11.1 MJ·kg-1，粗蛋白16.0%，钙3.29%，总磷0.51%，蛋氨酸0.32%，赖氨酸0.90%。预混料为每kg饲料提供VA 8 000 IU，VD32 500 IU，VE 25 IU，VK320 mg，VB110 mg，VB225 mg，VB610 mg，VB120.4 mg，生物素4.5 mg，叶酸1.0 mg，D-泛酸207 mg，烟酸600 mg，Cu 5 mg，Fe 70 mg，Mn 50 mg，Zn 60 mg，有效磷2.20 g。饲料每3 d配制1次，整个试验期玉米、豆粕购自相同供应商，每2周进货1次；预混饲料为同一生产商的同批次产品，一次性采购；石粉就近采购，为同批次产品。豆油为食用油，同批次产品。玉米、豆粕、石粉、预混料等原料，每2周采样1次，制成混合样本，供测试分析。

1.3 鸡粪收集、处理与采样

分别在试验第1、2、4、6周的第3天，收集全天鸡粪，进行堆肥试验。鸡粪在透光简易大棚内进行处理，每批处理新鲜鸡粪500 kg，堆成底部宽1.0 m、上部宽0.7 m、高0.5 m的长条。试验第1周覆盖薄膜，第2周开始每隔2～3 d人工翻堆1次，满6周后称重。堆肥完成后，取样品加硫酸固氮后低温保存，用于分析测试。每批次同时保存1个新鲜鸡粪样本。

1.4 指标检测

参考国家饲料相关标准，检测饲料原料、配合饲料、新鲜鸡粪、处理鸡粪中干物质(DM)、粗蛋白(CP)、粗灰分(Ash)、酸不溶性灰分(AIA)、总磷(TP)、钾(K)等常量成分，铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)、铜(Cu)等4种微量营养元素，砷(As)、铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)等5种重金属元素。以AIA回收率计算配合饲料表观消化率与鸡粪中干物质存留率之比，并对饲料、鸡粪及其处理产物中主要营养素、重金属浓度递变情况进行分析。

1.5 数据处理

使用Excel 2016进行数据整理，组间显著性检验用t值法，P<0.05为差异显著性水平。

2 结果与分析

2.1 饲料原料与配合饲料中主要营养物质与重金属含量

饲料原料与配合饲料的主要营养物质、重金属含量均以干物质计。如表1所示，玉米、豆粕、麦麸的主要营养物质含量与《饲料原料目录2016》中的对应值接近，TP、K、Cu、Fe、Mn、Zn等营养元素与《Feedstuff饲用原料 2016》数据有较好一致性，As、Pb等5种重金属元素浓度值均低于GB 13078—2017《饲料卫生标准》的限量值。石粉中Fe含量偏高，Zn、Mn、Cu含量正常，Cr含量是国标中限量值的1.4倍，其他4种重金属元素含量均低于限量值，Hg、Pb极低，仅为限量值的25%～35%。预混料微量营养元素中Fe含量最高，是饲料最大添加量的1.5倍，Zn、Mn、Cu含量均处于建议添加量区间。配合饲料中，CP、TP、K含量与配方设计的目标值接近，Fe、Zn、Mn、Cu等4种微量元素含量是《饲料添加剂安全使用规范2017》中对应限量值的83%、78%、68%、55%，均超过最大建议使用量，As、Pb、Hg、Cd、Cr等5种重金属含量均低于国标限量值。

表1 饲用原料与配合饲料中主要营养成分与重金属元素含量

2.2 蛋鸡生产性能

饲养试验中蛋鸡生产性能，采食量120.3 g·d-1，产蛋量53.4 g·d-1，料蛋比2.25。饲料表观消化率，DM(72.53±6.24)%，CP(73.47±8.89)%，TP(31.21±3.00)%。试验鸡产蛋量达到本品种饲养手册的性能要求，干物质、粗蛋白、总磷等表观消化率指标均正常。以干物质计，每100 g饲料生成鸡粪28.5 g。

2.3 鸡粪及其处理产物

鸡粪及其处理产物主要指标检测结果见表2。如表所示，处理过程中鸡粪干物质保留率为80.7%。以干物质计，每100 g饲料经蛋鸡消化利用后生成粪便28.5 g，再经发酵得到处理产物23.0 g。处理过程中，鸡粪中粗蛋白损失率为51.5%，TP、K总量无影响，浓度比鸡粪分别提高28%、31%。结合配合饲料检测结果，饲料中80%以上的Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素、95%以上的As、Pb、Hg、Cd、Cr等重金属元素通过鸡消化道排出。鸡粪处理产物中As、Pb、Hg、Cd、Cr等5种重金属元素浓度分别为NY 525—2012《有机肥料》中对应限量值的8.9%、8.9%、0.7%、10.5%、3.0%，安全性高。经换算，氮、五氧化二磷、氧化钾在鸡粪处理产物中的浓度分别为1.68%、3.48%、3.53%，合计8.69%，是有机肥标准值的1.73倍。产物中有机质浓度，以干物质减去粗灰分计，为51.5%，是有机肥标准值的1.14倍。

表2 鸡粪及其处理产物主要成分检测结果

3 讨论

3.1 饲料原料与配合饲料品质

蛋鸡普遍采用玉米-豆粕型日粮。除石粉外，饲料原料及配合饲料的各项营养成分含量均符合现行饲料法规与标准要求，5种重金属元素含量远低于国家饲料卫生标准限量值，安全性高。配合饲料中重金属主要源于石粉和复合预混料[3-5]。玉米与豆粕中Fe、Zn、Mn、Cu等4种微量元素和As、Pb、Hg、Cd、Cr等5种重金属元素含量极低，对配合饲料相应指标含量影响较小。检测国产玉米、大豆及其制品中的主要重金属元素含量，发现仅个别样本中Cd、Cr等含量超出相应的食品标准[6]。综上所述，我国谷物类饲料原料中重金属元素含量较低，处于安全水平[7]。

本研究中，预混饲料中Fe、Zn、Mn、Cu实测含量均高于产品标签值。由于预混料中粗灰分含量高，推测其中含有较高比例的无机载体，部分Fe、Zn、Mn、Cu为无机载体、微量元素单体、磷酸盐等原料的杂质。在矿物质原料质量调查中发现，无机载体中K、Na、Fe、Mn、Zn等元素含量较高，个别沸石粉中Fe含量大于2%[4]。劣质微量元素单体原料中，杂质元素含量甚至超过产品主成分保证值。有研究发现，烘干鸡粪中Cu、Zn含量分别超过1 000、8 000 mg·kg-1，蛋鸡生产性能无明显下降[8]，推测以杂质形式进入饲料的Cu、Zn在消化道中无生理活性或者活性微弱。综上，在确保石粉质量前提下，应尽可能减少预混饲料中无机载体、稀释剂的使用量，从而降低蛋鸡饲料中重金属元素和部分营养物质含量，保证鸡粪的安全性。

3.2 鸡粪及其处理产物质量

本研究中，蛋鸡生产性能与该蛋鸡品种饲养标准接近，测得的饲料表观消化率与文献基本一致[9]，说明试验鸡产生的鸡粪在当前生产上具备典型性。鸡粪处理产物中的N、P、K总含量高于有机肥国家标准，有机质浓度偏低，5种重金属元素含量远低于标准限量值。产物中有机质浓度偏低与粗灰分含量过高有关。已有报道指出，在实验室条件下单一鸡粪发酵时干物质损失率为10%～40%[10]，本处理中鸡粪干物质损失率为19%，处于正常范围内。

当前商品有机肥制造采用多原料、多来源、连续式生产工艺，导致处理终产物中有毒、有害成分较难实现溯源与分析。尽管鸡粪为主要原料的有机肥重金属超标现象时有报道，但有机肥中添加的无机辅料也存在重金属超标的风险[11]。

有机肥标准中没有Fe、Zn、Mn、Cu这4种微量元素的限量要求，但一些研究已经将Cu、Zn等列为具有污染风险的重金属元素[12]。本试验鸡粪处理产物中Cu、Zn含量较低，随着饲料添加剂使用日益规范、严格，环保型微量元素添加剂应用的日趋普及，饲料微量元素对有机肥的污染风险将趋于下降。

当前对有机肥中重金属危害与风险分析仅以单项指标值与标准的限量值进行对比。不同标准所限制的元素种类及限量值不同，导致不同的研究结果间难于比较分析。借鉴土壤污染研究中常用的潜在生态危害指数评价法，在确定元素毒性系数及样本中的浓度值，可求得样本重金属的综合危害指数(RI)[13]。以有机肥标准中5种重金属及对应的限量值，可计算得出有机肥临界RI为870。同样方法计算，蛋鸡配合饲料临界RI为80。本次试验饲料、鸡粪处理物的RI分别为14、55，低于临界值。100 g蛋鸡饲料干物质最终生成有机肥23 g，若重金属元素全部沉积，鸡粪有机肥RI最大值仅为63，低于临界值。当鸡粪与RI更低的农业副产物混合发酵制取有机肥，在同等干物质损失率下，产物的RI将会更低，安全性更好。

4 小结

本试验玉米-豆粕型蛋鸡日粮中，As、Pb、Hg、Cd、Cr等5种重金属元素含量均低于国家饲料标准；Fe、Zn、Mn、Cu等4种营养元素含量明显高于蛋鸡生产正常需求量，但低于国家饲养标准的最高推荐量。除石粉中个别元素外，所用饲料原料重金属浓度均未超标，蛋鸡生产性能达到本品种饲养手册的性能要求。

矿物质原料是蛋鸡配合饲料重金属污染的主要来源，包括石粉，预混饲料中的无机载体、单体微量元素原料等。单一鸡粪经堆积发酵处理后，有机质、总养分含量分别是国家有机肥标准值的1.14倍、1.73倍，各重金属浓度均低于标准限量值。