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通过营养调控减少养猪生产的环境污染
畜牧生产中造成环境污染最明显的是养猪生产的环境污染问题,集约化养猪生产的环境污染更突出。猪排泄物中含有超过植物需要的过剩的氮和磷,过剩的氮和磷以及氮所产生的氨气挥发造成了环境酸化和对土壤、水源和空气的污染。过去的饲养方式和饲粮配制,所追求的目标是使生产性能达到最高水平,而没有特别考虑营养物质的过剩问题。随着公众对环境污染的关注日益强烈,畜牧生产者不得不考虑采取某些措施,尽可能减少猪排泄物便所造成的环境污染,氮和磷是猪粪尿中造成环境污染的主要物质,另一种污染情况是饲料添加物所造成的污染。减少养猪生产的环境污染的根本出路是通过营养和饲养的手段调控污染成分的排放,而不是被动的污水处理。1养猪生产所造成的环境污染问题vanderpeet-schwering等(1999)研究了不同类别猪的氮和磷摄入、排放和沉积的情况,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%和67%,磷75%、38%和63%;氮主要通过尿液排出,而磷则主要通过粪便排出。猪饲料中氮和磷的含量很高,但只有一小部分磷和氮沉积在动物体内(lynch,1993),大部分饲料中的氮和磷排出环境中。每天每头肥育猪平均产生4.55l的粪便,即每年排出约9.5kg氮和约6.8kg的磷。一头猪从断奶到体重达100kg屠宰时止,消耗8~9kg氮,其中不超过3kg的氮被吸收沉积为瘦肉,而5~6kg氮则被排泄掉,在被排泄的氮中,33%在粪便中,67%在尿中。在综合猪场,排出环境中的氮和磷都在70%以上。养猪生产造成的环境污染问题已引起全球的关注。在荷兰、丹麦和英国等一些畜牧业发达的国家,已进行了比较深入的研究,并已制定法规,限制经由猪粪尿排出的磷和氮的数量,以控制这些成分在土壤和水中的积累。饲料添加物所造成的污染如高铜添加剂使用对土壤和水源的污染也很突出。解决养猪生产中的污染问题的一项措施是猪场污水处理,但是,污水处理不仅是一种治标不治本的被动措施,而且大大增加了养猪生产的成本。解决养猪生产中的污染问题的根本出路在于有效的营养措施,科学的日粮配制技术和生物技术在饲料中的应用为解决这一难题在一定程度上提供了新的手段。近年来,动物营养学研究的一个重点是开发低污染日粮(生态型日粮)。解决养猪生产中的粪尿污染的营养饲养措施有4个方面:①是降低日粮中营养物质(主要是氮和磷)的浓度;②是提高日粮中营养物质的消化利用;③是减少或禁止使用有害添加物;④是科学合理的饲养管理措施。2降低日粮的蛋白质浓度,减少氮的排泄低污染日粮的概念源于蛋白质节约效应(han和lee2000)。目前,多数饲料的蛋白质含量都大大超过猪的需要量,例如肥育猪豆粕—玉米型日粮蛋白质水平在16%就足够了,但常常使用的饲料蛋白质超过20%。由于六分之一的蛋白质是氮组成的,减少日粮蛋白质含量将大大降低氮的排泄量。将日粮蛋白质含量从18%降到16%,这将使育肥猪的氮排泄量减少15%,而如果将日粮蛋白质含量增加至24%,则使氮排出量提高47%。schutte等(1990)的研究显示,降低日粮蛋白质水平2%,可使生长肥育猪氮排出量减少约20%。蛋白质过量(或者日粮的能量不足),导致一部分蛋白质被降解作为能量使用,蛋白质降解所产生的氮以尿素的形式随尿排出。为了保证畜禽的生长性能,在降低蛋白质的同时,必须考虑日粮氨基酸的水平和氨基酸平衡,特别是注意补充重要的限制性氨基酸。一般地,必须补充赖氨酸和蛋氨酸,在大多数情况下,还必须考虑补充苏氨酸和色氨酸,日粮蛋白质水平降低越多,补充的限制性氨基酸种类和数量也就越多。张常明等(1999)的试验中,降低生长猪日粮蛋白,补充赖氨酸和苏氨酸,不会影响生长性能。lenis等(1999)认为,如果低蛋白日粮中补充限制性氨基酸的水平合适,日粮的蛋白质水平还可以进一步降低。gatel等(1992)报道指出,在补充4种氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸)的基础上,日粮蛋白质水平降低2.6%,可使氮排出量减少31.5%。另外,lenis和jongbloed(1999)报道,在低蛋白质日粮中补充氨基酸,不仅可降低氮的排出,而且可减少尿量。因为在降低日粮蛋白质时,通常减少了豆粕的用量,而豆粕中含有2%~2.2%的钾,豆粕用量的降低即日粮中钾的水平也降低。日粮蛋白质和钾水平的降低将使畜禽的饮水量下降,排尿量减少。日粮蛋白质水平若降低1个百分点,排尿量减少11%。orock等(1997)的试验中,降低日粮4%的蛋白质,另外补足4种必须氨基酸,可降低空气中69%的氨气,减少猪舍的臭气。shurson等(1999)研究表明,选用含硫低的饲料原料,配制营养合理,含硫量低的日粮,仔猪的总硫和硫酸盐的排泄量可以减少约30%,总硫排出量的减少,可导致猪舍另一种臭味硫化氢气体排放的减少。综合考虑到猪的生长性能、氨基酸添加剂来源和价格等因素,一般认为,把目前生长肥育猪日粮蛋白质水平降低2~4个百分点是可行的。如果再降低蛋白水平,可能会得不偿失。3提高日粮蛋白质的消化和利用,减少氮的排泄有多种途径可以提高猪对日粮蛋白质的消化和利用,减少氮排放到环境中,如使用酶制剂、应用理想蛋白质的原理配制猪的日粮和适当的加工技术对饲料进行加工处理。第一种方法是使用酶制剂,近年来的重大进展之一就是使用酶制剂来提高饲料中能量、蛋白质的消化率。的确,纤维素酶、阿拉伯木聚糖酶、β-葡聚糖酶等可分解纤维性饲料原料,蛋白酶则可直接促进蛋白质原料的分解。应用这些酶制剂可直接提高蛋白质和氨基酸的利用率,这样就可有较高比例的氨基酸被用于动物的生长,而不会被动物排泄出体外(close,1996)。如饲料内添加蛋白分解酶,能够改善氮利用率。添加酶制剂可改善氮利用率高达34%之多(han,2000)。断奶仔猪日粮添加1%木酶时,氮利用率提高34%,添加1%的纤维素酶和果胶酶时,氮利用率改善23%。冯定远等(199
7、199
9、2000)的试验也显示,添加β-葡聚糖酶、木聚糖酶和蛋白酶等,可提高猪的蛋白质消化率16.5%,改善生长性能第二种途径是应用理想蛋白质的原理配制猪的日粮。通过氨基酸平衡(一般是通过使用多种氨基酸添加剂)使蛋白质能够得到充分的利用,减少多余的氨基酸被用于作能量来源。日粮蛋白质中的氨基酸模式与动物对氨基酸的需要相匹配,这一概念称之为“理想蛋白质”。日粮中氨基酸应能够满足最大瘦肉增重时的最小需要量,而过剩部分很少,这是提高蛋白质利用效率,减少氮排出造成环境污染的途径之一(han,2000),特别是在氨基酸不平衡的日粮中使用赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸和色氨酸,这样可以大大改善氮的利用。第三种途径是饲料的加工处理,一般认为适当的加工技术对饲料原料进行加工(如膨化和其它技术)可以减少营养的代谢性浪费(close,1996),制粒和膨化等加工工艺可以消除许多抗营养因子。某些抗营养因子如胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素等均抑制蛋白质的消化利用,而消除这种影响后,可提高蛋白质的消化率和体内的利用。饲料制粒处理有改善饲料效率和降低养分排出的趋势,使干物质和氮的排泄量降低23%和22%(heugten和kempen,1999)。4采用阶段饲喂法或分养饲喂法等减少营养排出所造成的污染在猪场中可通过营养管理来提高养分的利用率并减少养分的浪费。一种实用的方法也许也是最简单的方法那就是分阶段饲喂。大多数肉猪采用两阶段饲养法饲喂,即45kg以前喂仔猪饲料,45kg以后喂生长肥育饲料。随着猪体重的增加,每千克饲料中所需的磷和氨基酸应下降。因此两阶段饲养法导致氮和磷饲喂过量而排出。如果采用多阶段饲养法,既可满足猪的营养需要,又降低氮和磷的排出量,这可通过在生长肥育期各阶段将高氮和磷饲粮与低氮和磷饲粮按不同比例混合而实现。传统方式不能满足现代养猪生产需要,目前提出了阶段式饲养(phasefeedingsystem)。过去认为猪可根据自己需求调节蛋白质采食量(kyriazakis等1990),但一些研究报道生长肥育猪没有能力调节蛋白质食入量,(gourley等1993,nam和aherne,1995),所以人为地调节营养摄入量的阶段式饲喂法深受关注。在环境保护方面,已证实阶段饲喂法的优越性(jongbloed和lenis,1992,honeyman,1996)。猪在肥育后期,采用二阶段饲喂比采用一阶段饲喂法的氮排泄量减少8.5%(han2000),多阶段饲养可使尿氮减少15%,氨气产生量减少17%。饲喂阶段分得越细,不同营养水平日粮种类分得越多,越有利于减少氮的排泄。分养饲喂法是另外一种减少营养排出所造成的污染的饲养手段。怀孕母猪每日的氮和磷需要量较哺乳母猪低得多,与在怀孕期、哺乳期使用同一种饲粮相比,使用两种饲粮的,每年每头猪可减少氮和磷排出量20%(everts和dekker,1994),母猪的繁殖成绩不受影响。荷兰多数采用怀孕母猪与妊娠母猪饲喂不同饲粮的方法。另外,公母分养配制营养水平不同的日粮,也有利于减少氮的排泄。公母营养需要不同,生长肥育期粗蛋白相差8.2%~9.6%(nrc1998)。湿喂与干喂方法比较能提高营养的消化利用,减少饲料营养的排泄,也能在一定程度上降低环境污染。
第二篇:利用营养调控减少养猪场氮磷污染利用营养调控减少养猪场氮磷污染
1氮、磷污染的危害
近年来,养猪业的快速发展不仅提高了生产效率,满足了人们对猪肉的需要.而且还为当地农村产业经济发展起到了推动作用。但同时也对当地农村生态环境造成了严重的污染。养猪场对环境的污染主要是猪粪尿等排泄物,猪粪尿中含有大量未被消化吸收的氮、磷等营养成分,最易破坏生态环境。
有关研究资料表明.由于猪对蛋白质饲料的利用率不高.饲料中50%~70%的氮以粪氮和尿氮的方式排出体外。未经处理的猪粪便.一部分氮挥发到大气中增加了大气的氮含量.严重时构成酸雨,危害农作物,其余大部分则被氧化成硝酸盐渗入地下或随地表水流人江河.从而造成更广泛的污染。另外.猪粪尿中的含氮物质在微生物的作用下迅速降解,产生大量挥发性脂肪酸和氨气、硫化氢、乙硫醇、三基甲胺等有害气体,这些恶臭物质都能影响人畜的生理机能.刺激嗅觉神经与三叉神经.对呼吸中枢产生抑制作用.影响人畜呼吸功能。氨气具有强烈的挥发刺激性气味.还能够使猪生产性能下降。
磷是影响水质和造成水源和土壤污染的主要物质。谷物饲料中的植酸磷.在生猪体内利用率不高.大部分随粪便排出体外,造成土壤和地下水的磷污染。排入江河后,由于过量磷刺激藻类和其他水生植物.导致水中溶解氧耗尽.植物根系腐烂,鱼虾死亡。这些腐败物质在水底层进行厌氧分解,产生硫化氢、氨气、硫醇等恶臭物质,使水域成为死水.造成江河的水体富营养化.进一步造成危害。
从猪的营养学角度来说.氮和磷具有很重要的经济价值。因此,如何提高养猪业中氮、磷的利用率,减少粪尿中氮、磷的排泄及污染,对于减少饲料资源的浪费,保护生态环境具有重要的现实意义。2利用营养调控减少氮、磷污染的措施
2.1准确预测猪的营养需要和饲料的营养价值
营养物质供给过量是导致氮、磷排出比例增加的直接原因。而准确预测猪的营养需要和饲料的营养价值.采用多阶段饲养.正确配制饲粮.可以弥补因饲料成分变异或不能准确确定所用原料养分利用率而对饲养效果的影响,减少氮、磷等营养物质的排出量。测定生猪营养需要量时,所选生猪要有代表性,基础日粮、营养水平及环境条件尽量与生产性能相符合,需要量应以可利用氨基酸和磷表示。饲料原料中氨基酸和磷的含量变异较大,因而不仅要测出各种氨基酸和磷的含量,还应测定各种氨基酸的回肠消化率和磷的全消化道消化率,才能准确地反映饲料原料营养价值。
2.2利用理想蛋白质技术配制饲料,减少氮的排出量
饲料配制仅考虑粗蛋白水平是不够的.理想蛋白质技术是完全按照猪的生长需要.以可消化氨基酸为基础.提供足量的各种氨基酸。它不仅可以完全反映整个生命周期中机体组织内氨基酸组成的动态变化,还可以反映猪种、性别、猪龄、成熟程度、环境及其他因素对氨基酸组成的影响。因此在养猪生产中采用理想蛋白质模式的最大优越性就是所配制的日粮既能使猪进食的氮最大量沉积.又可充分发挥猪的生长潜力.提高饲料的转化率.减少营养元素的损失。据研究证实.按照理想蛋白质模式以可消化氨基酸为基础来配制符合猪营养需要的平衡日粮.可将传统日粮的粗蛋白水平降低3个百分点,而日粮中粗蛋白水平每降低l%.氮的排泄量平均可减少8%.氨的排放量降低10%.但猪的各项生产性能不减。
以可消化氨基酸需要量为基础配制氨基酸平衡日粮的方法是通过补充合成氨基酸.降低日粮蛋白质水平(2%~4%),从而使氮的排出量显著减少。这种方法既节省了蛋白质资源又减轻了环境污染。据有关研究报道.降低日粮蛋白质水平,添加合成氨基酸(赖氨酸、色氨酸、苏氨酸、蛋氨酸).可使氮的排泄量降低25%。育肥猪日粮中补充0.35%赖氨酸、0.16%苏氨酸和0.07%色氨酸.可降低蛋白质4%,而不影响生产性能,并且可减少氮排出量29.3%。通过添加合成氨基酸.使猪饲粮蛋白质水平由l8%降到10%,可使新鲜粪尿中氨与总氮含量分别降低40%与42%。
2.3使用植酸酶.降低粪尿中磷的排出量
猪植物性饲料中约75%的磷是植酸磷.其吸收利用率很低.大部分从粪尿中排出。日粮中添加植酸酶可提高猪对植酸磷的利用率.从而使原经粪便排泄的磷被消化吸收利用.粪便中磷的排泄量减少30%~50%。使用植酸酶可提高猪对磷的消化吸收.从而在植物性饲料中减少或者完全不添加无机磷.大大降低生产成本和对环境的影响。
2.4提高饲料利用率,降低氮、磷排泄量
提高饲料利用率是减少氮、磷等营养物质排泄的最直接方法。当料重比由3.0降至2.9时,氮、磷的排泄量下降3.3%.生猪粪便中含有的未被消化吸收的营养成分,既是一种污染也是一种浪费。提高养分利用率.可达到双赢的效果。
2.4.1原料的合理选择
饲料原料是加工饲料的基础,选择原料首先要保证原料来源于已认定的绿色产品及其副产品。其次,要注意选购消化率高、营养变异小的原料。据测定,选择高消化率的饲料至少可以减少粪尿中5%氮的排出量。据报道.磷酸二氢钙比磷酸钙更容易被生长猪消化利用。再次要注意选择无有毒有害成分,安全性高的饲料,以减少有毒有害成分在生猪体内累积和排出后污染环境。
2.4.2改进饲料的加工工艺
饲料加工过程中应使用细微粉碎、高温蒸汽制粒或膨化技术,提高淀粉糊化度.增加消化率。高温蒸汽制粒可在很大程度上破坏大豆蛋白中的抗营养因子.对饲料起到熟化和灭菌作用.改善饲料卫生.提高养分的消化率。通过高温蒸汽制粒使日粮干物质及氮的排泄量下降23%和22%。细微粉碎后的饲料粒度降低,表面积增大,有更多的机会同消化酶反应,可提高消化率。据研究报道,猪饲料颗粒在700~800μm之间.饲料的转化率最高,且不发生溃疡和结块问题。膨化可使大分子的淀粉和蛋白质等切成小分子的物质.而新物质更有利于消化吸收。用膨化全脂大豆和高梁饲喂育肥猪时.饲料转化效率提高9%,同时改善了原料的干物质消化率和氮消化率:制成颗粒料不仅可以改善饲料利用效率.还可减少饲喂粉料时抛撒而被粪尿污染后造成的浪费。
2.4.3合理利用饲料添加剂
在饲料中添加酶制剂.可补充内源消化酶的不足,刺激内源酶的分泌,消除饲料中的抗营养因子.提高饲料的利用率和转化率。在猪的日粮(去壳大麦-豆粕)中添加含β-葡聚糖酶的制剂,可显著提高日粮干物质、能量和粗蛋白的利用率。据冯定远等(2007)报道,玉米-豆粕型日粮中添加木聚糖、β-葡聚糖酶后,猪对粗纤维的消化率提高了48.9%.粗蛋白消化率提高了16.5%.干物质消化率提高了11.3%,使粪便量和氮排出量减少20%。
在饲料中添加酸化剂,可以降低胃肠道ph值,抑制有害菌,促进有益菌.提高胃中酶的活性,促进日粮营养物质的吸收,还可与矿物质形成生物效价很高的物质。目前,酸制剂广泛应用于仔猪饲料.以改善仔猪的蛋白质消化率.防止仔猪腹泻,提高其生长性能。酸化剂还可以促进营养物质的吸收,提高氮沉积。
益生素又叫活菌制剂.是可以直接饲喂动物的有益活体微生物制剂,为取代抗生素、化学合成药物、微量元素等饲料添加剂提供了新途径。益生素作为抗生素的替代品,作用机制是调节肠道微生物区系.抑制有害微生物的生长繁殖.提高饲料利用率.降低肠道内粪便及血液中nh3。有研究报道.在断奶仔猪日粮中添加0.5%浓缩乳酸杆菌.平均日增重和饲料利用率分别提高了2.7%和8.8%,干物质和氮的排出量分别降低了l2.6%和4.2%。另外.有些中草药饲料添加剂,如艾叶、大蒜等,不仅能促进猪的生长发育,而且还能提高饲料利用率。
2.5利用环保新产品。降低氮、磷排泄
美国某公司用荒漠植物丝兰提取物制造的除臭灵.能减少动物胃肠道或排泄物的氨气水平.降低畜舍内氨气的浓度.达到除臭效果。这种提取物有两个活性成分:一个与氨结合.另一个与硫化氢、吲哚等有毒有害气体结合,而起到控制恶臭的作用。台湾保力胺和韩国巴尔麦氏等添加剂.可通过提高饲料消化吸收。减少氮的排泄,达到促进增重和降低臭味的作用。沸石是一种矿物质.具有吸咐氨气的作用.另外还可补充动物生长发育所需的微量元素.促进生长。在mcgill大学的一个有关气味的研究中发现.日粮中添加5%沸石.可使猪粪释放的氨减少21%。
据有关研究报道.添加维生素d的同分异构体可提高小肠中植酸酶的含量从而降低粪尿中磷含量:使用氨基酸鳌合物.可提高磷及其他微量元素的吸收和利用:生猪屠宰前少用或不用无机磷.猪生长性能不但不受影响.而且可降低粪尿中磷排泄量。
2.6分阶段饲养,减少氮、磷排泄
分阶段饲养.就是用不同养分组成的日粮来饲喂不同生长发育阶段的猪.以使日粮养分更接近猪的营养需要.从而避免传统饲养方式造成的养分浪费和污染。近年来许多研究表明:根据猪年龄或不同生理阶段采用不同的饲养方式.能减少氮、磷的排放量。氨基酸需要量随动物年龄和生理状态而异.为了使氮的损失降到最低.必须适时调整氨基酸的供给量.分阶段饲喂。对生长育肥猪进行分阶段饲养.在低蛋白质日粮中添加合成氨基酸.结果使排泄物中的氮和磷减少了l2%。分阶段饲养对种母猪降低氮排出也是有益的.妊娠母猪日粮氮的需要量远低于泌乳母猪。有研究报道.在母猪妊娠期与泌乳期采用分阶段饲养.可以降低氮的排泄量20%.且不影响繁殖性能。因此,应按猪的不同发育阶段来制定蛋白质和磷的需要量。
2.7公母分群饲养.减少氮、磷排泄
不同性别的猪营养需要是不同的.将公猪、阉公猪、母猪分开饲养.可以针对它们不同的营养需要进行日粮配制。这样不仅能降低氮、磷等营养物质的排泄,而且能降低饲料成本。
3小结
在饲料资源日趋紧缺、环境污染日益严重的今天.要想有效控制和减少养猪业对环境的污染.必须彻底改变只重视饲料投入和动物产品产量而忽视粪尿污染的传统观点,采用营养调控措施,提高饲料利用率,减少氮、磷等营养成分的排泄及其对环境造成的污染。但是我们应该清醒地认识到.猪不可能完全利用日粮中的蛋白质和磷.虽然通过有效的营养调控可以在一定范围内减少猪粪尿中氮、磷的排泄及污染,但要从根本上防止氮、磷对水体、土壤的污染.还必须对猪排出的粪尿进行各种无害化处理.充分发挥粪便的其他用途。总之,为了减少猪的氮、磷排泄和污染.我们应该采取一整套的对策和措施,保证环境效益、经济效益和社会效益各方兼顾.统筹发展,以促进养猪业的健康可持续发展。
第三篇:养猪生产的环境污染及防控养猪生产的环境污染及防控
随着养猪生产集约化、规模化的快速发展,猪场排泄物带来的水污染、土壤污染以及大气污染等综合环境污染,已引起社会大众的广泛关注,也成为制约养猪业可持续发展的关键问题。
养猪生产的主要污染是其排放的粪尿、污水及有害气体。一个年产万头肉猪的猪场,年排污量至少3万吨以上,即相当于每年向周围环境排放约108吨氮和30吨磷。每天向大气排放氨35.3千克、硫化氢32千克以及大量有害气体和病原微生物,这么多的排泄物,如不经处理直接排放,对水体、土壤、空气和作物等造成严重污染,成为严重公害。
养猪场污染防控措施,可从以下几点着手:
1.合理规划,适度规模,注重生态效益合理选址与规划是解决污染的先决条件。新建猪场时,场址要远离水源、城市、工XX县区等人口密集的地方1公里以上。选择场址要保持一定的坡度,排水良好、无污染、排废方便,且距离农田、果园、菜地、林地或鱼池较近,便于粪污及时利用。既要着眼于近期效益,又要考虑长远环境、生态效益和可持续发展。必须把排污及配套设施规划在内,充分考虑粪污处理与利用的环境。从经济效益、生态效益以及猪场对粪污的消纳能力等考虑,只有合理的猪场规模,才有效益,一般肉猪场以2000~3000头为宜,大型猪场以5000~10000头为宜,不宜过于集中。
2.推行干集清粪工艺,粪尿分开从清污方式上减少排污总量干(鲜)猪粪由人工收集,经清粪道清除,尿及污水从地下水道流出,养分损失小。经调查,一个年出栏万头规模的猪场,每日排污量为:水冲清粪方式为150~200立方米/天;水泡清粪方式为100~120立方米/天;人工干清粪方式为50~60立方米/天。由此可见,采用人工干清粪方式比其他两种方式可减少排污总量的
1/2~2/3。改进饮水系统,增加防漏装置,避免饮、漏水与粪便的混合,也可从源头上减少污染物的排放总量。
3.发展种养结合生态养殖“养猪不赚钱,回头看着田”有较好生态效益。发展现代化养猪,必须和传统养猪相结合,充分利用猪的粪尿发展有机农业和循环经济。因地制宜推广“猪-沼-果(茶)、猪-沼-菜”等养猪生态模式。猪场排出的粪尿污水导入一级处理池(沼气池或酸化池)后,通过污水管进入集中处理工程,以厌氧为主体工艺,结合氧化糖等处理系统。一般通过处理后的水,可作农田灌溉用水,也可达标排放。同时利用部分沼液作为周边果(菜)园的肥料,实现粪便污水的多层次利用,可有效地控制污染。
4.利用酶制剂,降低氮、磷的排放猪饲粮中近2/3的磷是以植酸磷和磷酸盐形式存在,由于猪体内缺乏能有效利用植酸磷的各种酶,所以以植酸形式存在的磷几乎不能被猪利用,在饲料中必须添加大量的无机磷(如磷酸氢钙)才能满足猪的生长所需,这既造成资源的浪费,同时也由于磷的大量排出,造成环境的污染。在饲料中添加植酸酶就可以将植酸磷水解为游离的正磷酸和肌醇而被吸收,从而提高磷的利用率,间接缓解了磷对环境造成的污染。另外,饲料中的植酸还是一种抗营养因子,饲料中的矿物质元素(如钙、镁、锌、铁等)常与植酸形成稳定的植酸盐而存在,利用率极低,而且植酸也干扰蛋白质、氨基酸的吸收。利用植酸酶能提高猪对蛋白质、钙、铜、镁、锌等矿物质微量元素的利用率,对减少臭气排放和减轻微量元素对环境的污染有着较为积极的意义。
5.利用有机微量元素,降低铜、锌等重金属的排放由于高铜、高锌能促进猪的生长,提高饲料利用率,因此被许多国家普遍使用,这是造成养猪场铜、锌等金属元素污染的主要原因。有机微量元素的开发利用为解决铜、锌污染问题提供了一个有效途径。有机微量元素是金属元素与蛋白质、多肽、氨基酸、有机酸、多糖衍生物等配体通过共价键和离子键结合而形成的络合物(或螯合物),具有稳定性好、生物利用率高、抗吸收干扰等优点。低剂量的有机铜、有机锌可以代替高铜、高锌的促生长效果,而且可极显著降低猪肝脏和粪中铜、锌含量,所以从猪的生长和环保来看,具有重要意义和广阔的应用前景。
6.采用生物除臭,减少臭气和有害气体污染沸石是天然矿物质除臭剂,它有较强的吸附能力,具有离子交换性,可以交换吸附一些放射性元素和重金属元素,对畜禽消化道产生的氨、硫化氢等有害气体也有很强的吸附作用,可大大减少粪臭。将微生态制剂加入饲料中,不仅能提高饲料利用率,促进生长,还可增强畜禽的免疫力和抗病性,而且在环保方面,可降低氮的排泄量,明显减少粪尿臭味,有效降低有毒、有害物质含量,净化生态环境。
7.抓好猪场的绿化工作场地绿化可净化25%~40%的有害气体和吸附50%左右的粉尘,还可改善圈舍小气候,达到遮阳、降温作用,搞好畜禽场绿化可以减轻空气污染,净化场区空气。■
(江西XX县区畜牧水产局330700杨俊敖礼林)
第四篇:减少污染的营养措施1畜牧业对生态环境的污染
1.1粪尿、污水对环境的污染
在养殖生产中,1头(只)家畜就是1个污染源,1个养殖场就是一个环境污染物的生产场。据测定,1头猪日排粪尿6kg(是人类的5倍),年排泄量2.5t。以全国养猪4.85亿头计,则日排粪量为291万t,年排粪量10.62亿t。1个万头猪场日排粪约60t,年排粪2.19万t。1只鸡日排粪量为0.10kg,则年排粪36kg。以全国养鸡38.04亿只计,日排粪3.8亿kg,年排粪约1.39亿t。1个百万只鸡的工厂化养鸡场,每天产粪约100t,年产鸡粪3.6万t。粪尿使养殖场的周围恶臭熏天、蚊蝇孳生、细菌繁殖、疫病传播,严重影响了周围居民的生活工作和身体健康。
养殖场的污水排放量一般为其排粪量的0.5~1倍,其中以奶牛场的排放量为最高,约为其排粪量的2~3倍。据调查,养殖1头牛产生并排放的废水超过22个人生活产生的废水,而养殖1头猪产生的污染水相当于7个人生活产生的废水。如果养猪场采取冲水清除粪污,1头猪日污水排放量为30kg,1个万头猪场年排污水109.5万t。全国饲养猪4.85亿头,年排污水即为53.22亿t。养鸡场的污水排放量与排粪等量计算,年排污水为1.39亿t。污水不经处理,含有大量的病原微生物,直接排向河流,将严重污染下游地区水源,引起水体的富营养化。
1.2恶臭对环境的污染
粪便的臭味是指粪便中含有的或在贮存过程中释放出来的挥发性成分。据neill和phillips(1992)报道,畜牧场散发出的恶臭,其臭味化合物有168种,这些化合物可以分成4类:挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、3-甲基丁酸、戊酸);酚类物质(苯酚、4-甲基苯酚、4-乙基苯酚);吲哚类物质(吲哚、粪臭素)和硫化物。厌氧贮存过程中会产生大量的硫化物,在发酵时会产生其它成分,如氨气、二氧化硫、二氧化氮、胺及氨基酸衍生物。氨与硫化氢都容易挥发,对眼、呼吸道黏膜产生刺激,严重时造成组织细胞缺氧,家畜长期接触会造成抵抗力下降,易发生疾病,生产性能降低。如果空气中氨和硫化氢含量过高还会影响周围的人的健康。
1.3氮、磷对环境的污染
氮污染主要来源于饲料中粗蛋白的降解。据测定,1头猪从断奶体重到100kg屠宰体重为止,共消耗氮8~9kg,其中能被吸收而沉积的氮不足3kg,其余5~6kg氮均被排出体外。一部分的氮挥发到大气中增加了大气中的氮含量,严重时构成酸雨,危害农作物,其余大部分则被氧化成硝酸盐渗入地下水或地表水流入江河,使水中的硝酸盐含量超出允许范围(50mg/l),从而造成广泛的污染。
磷是动物生长发育所必需的矿物质,参与体内许多生化反应,但磷在畜禽体内的利用率不高,摄入的磷有一半以上排出体外,造成地下水或土壤的污染。过量磷刺激藻类和其它水生植物大量生长,溶解氧耗尽,植物根系腐烂,鱼虾死亡,在水底层进行厌氧分解,产生h2s、nh
3、硫醇等恶臭物质,使水域成为死水,这种现象称为水体的“富营养化”。富营养化水中含有大量不适于人类利用的藻类和水草,以及由于这些生物分解所释放的有毒物质和水体缺氧,从而降低了水质,限制了渔业、娱乐业、工业和饮食业的发展,严重情况下还可引起人类中毒。
1.4铜、锌、砷对环境的污染
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,所以猪粪中铜和锌含量较高。给断奶仔猪饲喂含锌2500~3000mg/kg的日粮,其中大约90%~95%的锌被排出。虽然这种高锌日粮仅饲喂几周,但排出锌的总量会达到或超过生长肥育阶段饲喂含锌100mg/kg日粮所排出锌的总量。而用铜和锌浓度高的猪粪堆肥,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。砷是动物的必需元素。砷对畜禽具有促生长,提高饲料利用率的作用。但砷又是剧毒元素,砷的毒性表现在与酶系统中的巯基结合而使其失去活性;砷还破坏vd,参与三羧循环,导致vb1缺乏,引起神经炎症。据张子仪测算,1个万头猪场按美国fda允许使用的砷制剂剂量推算,若连续使用含砷加药饲料,5~8年之后将可能向猪场周边排放近1t砷,16年后土壤中砷含量则可翻一番,同时地下水中的砷含量也将相应地升高。
2降低污染的营养学措施
2.1饲料原料的选择与日粮配制
2.1.1选用优质饲料原料
生产高品质饲料的关键之一是确保原料的质量。使用优质原料,可减少饲料用量,降低采食量,减少排泄量。合理地选用蛋白质饲料、科学配制动物日粮,对于提高饲料利用率,降低环境污染具有重要的实际价值。蛋白质饲料的生物学效价(利用率)取决于其中的蛋白质价值、能量价值和抗营养因子。
2.1.2增加饲料中非淀粉多糖(nsp)含量
增加饲粮中非淀粉多糖(nsp)含量可减少尿氮排泄量,增加粪氮排泄量(bakker,1996;canh等,1997a)。由于尿氮转化为氨的速度明显高于粪氮,因而增加饲粮中淀粉多糖将有利于减少氨的产生与散发量。kreuzer和machmmuller(1993)报道,在猪饲粮中添加10%~22%的nsp,可使尿氮排泄量减少35%~39%,粪氮排泄量增加20%~28%;饲粮中每额外增加1%的nsp,则气体形式氮损失减少0.6%。当日粮中非淀粉多糖由15%上升为49%时,氨的排放量从35.8%减少到6.4%。
2.1.3尽可能准确测定畜禽营养需要和饲料营养价值
营养物质过量是导致粪尿排出比例增多的直接原因之一,所有减少营养物质排出措施成功与否,取决于对该种动物的营养物质的需要量的精确估测和对饲料组成及生物利用率的准确了解。测定需要量时,选择的动物要有代表性,基础日粮、饲养水平及环境条件尽量与生产实际相符合。饲料原料的养分含量有一定的变异性,配制日粮时,最好以实测值为准,可以免去或降低安全量的添加。只有应用准确的饲料组分和养分利用率以及更确切的动物营养需要量,配制的日粮才能更加准确地符合动物不同生产阶段和目的的营养需要,也才能有效地减少养分的过量供给,并降低养分的排泄量。
2.1.4以理想蛋白模式和可消化氨基酸为基础配制日粮
随着动物营养中对蛋白质、氨基酸研究的不断深入,畜禽日粮配制逐步由“粗蛋白”向“总氨基酸-可消化利用氨基酸-理想蛋白质氨基酸模式”过渡,在不影响畜禽生产性能的前提下,满足低蛋白条件下的氨基酸平衡,避免日粮蛋白质的安全边际量过大而造成的浪费,既节约了蛋白质资源又降低了氮的排泄。人们越来越认识到用可消化氨基酸评价饲料营养价值的必要性。近年的研究发现,猪饲料蛋白质的营养价值应由回肠可消化氨基酸含量而不是粪便可消化氨基酸含量决定,因为大肠微生物降解氨基酸生成的胺或氨很快经尿排出,不对猪体提供任何营养。由于不同饲料同一氨基酸的回肠表观消化率不同,理想蛋白质和动物氨基酸需要量都应在回肠可消化氨基酸的基础上表达,回肠可消化氨基酸含量最接近饲料中真正被机体利用的氨基酸量。按理想蛋白质模式配制的玉米-豆粕型日粮,不仅蛋白质水平可降低2~3个百分点,而且可降低生长猪的氮排泄量40%(tuitoek,1997)。
2.1.5添加合成氨基酸
提高氨基酸平衡的简单方法是采用合成氨基酸替代日粮中的蛋白质,以满足猪对氨基酸的需要,减少粪中氮的排出量。如果日粮配制得当,应该至少可以达到典型玉米-豆粕型日粮同样的生产性能。目前,猪日粮中广泛应用合成赖氨酸,其它合成的氨基酸也将逐步得到应用。han等(1995)在仔猪玉米-豆粕型日粮中添加0.1%、0.2%和0.4%的l-赖氨酸,把粗蛋白水平从18%降到16%,并未影响仔猪平均日增重和饲料转化效率,并使干物质排泄量分别下降16.67%、22.15%、16.30%,氮排泄量分别降低10.63%、17.71%、14.00%,磷的排泄量分别降低了14.69%、20.90%、15.82%。hobbs等(1996)还发现,通过向生长与肥育猪饲粮中添加合成氨基酸而使其中蛋白水平分别从21%降至14%与从19%降至13%时,不仅可减少氮的排泄量及氨的散发量,而且还降低堆放粪尿中其它臭味化合物的浓度。cho等(1995)在0~3周和4~6周龄雏鸡的玉米-豆饼型日粮中分别添加0.1%的赖氨酸,同时粗蛋白水平降低3个百分点,不仅肉鸡的增重和饲料利用率有所改善,而且干物质、氮的排泄量分别降低7.84%~9.69%和22.9%~23.73%。
2.1.6改变饲粮组分降低排泄物的ph由于氨的散发受粪尿中ph值的影响(在其它条件相同时,ph值越低,氨散发量越少),因而可通过改变饲粮组分以降低猪粪尿的ph值,从而减少氨的散发量。以苯甲酸钙代替生长肥育猪饲粮中的碳酸钙,可使每头猪每年散发氨量减至1.22kg(denbrok等,1997)。mroz等(1996)与canh等(1998a)均报道,以硫酸钙、氯化钙或苯甲酸钙分别代替生长肥育猪饲粮中的碳酸钙时,堆放粪尿中氨的散发量分别减少33%、30%与50%。mroz等(1998)向母猪饲粮中分别添加
2、4与8g/kg的苯甲酸钙,结果使猪尿的ph值从7.7减至5.5,氨散发量减至53%。
2.2环保型饲料添加剂的应用
2.2.1酶制剂
在饲料中添加酶制剂,可补充内源性消化酶的不足,破坏饲料中的抗营养因子或毒物,促进营养物质的消化和吸收,改善饲料利用率,从而减少畜禽粪便中营养物质的排泄量。韩继福(1996)报道,在9~21日龄仔鸡日粮中添加酶制剂,可降低粪便排泄量13.25%~17.24%。据williams和kelly(1994)报道,日粮中添加酶制剂(纤维素酶)可使厩肥中的氮、磷分别减少5%和25%~30%。另有研究表明,日粮中添加植酸酶使植物原料中磷的利用率提高至50%~80%,粪中排磷量减少25%~50%,料肉比下降10%以上,同时还提高钙、镁、铜、锌的吸收率和沉积率。
2.2.2微生态制剂
微生态制剂是一种新型活菌制剂,进入肠道内促进畜禽体内微生态平衡发生变化,增加肠道有益菌群的数量,防止肠道微生态失调,明显提高机体对各种营养物质的吸收,提高饲料利用率。张彬等(1997)将微生态制剂添加到仔猪日粮中,仔猪日增重提高了8.6%,饲料转化率提高了4.5%,干物质和氮的排泄量分别降低了11.4%和15%;noh等报道,断奶仔猪日粮中添加0.5%浓缩乳酸杆菌,干物质和氮的排出量分别降低12.6%和4.2%。使用微生态制剂,还可使排出的粪便加速腐熟无恶臭产生。日、美、欧洲等国家研究发现,枯草芽孢杆菌在大肠中产生氨基酸氧化酶及硫化物分解酶,将产生臭气的吲哚类化合物完全氧化,将硫化氢氧化成无臭无毒的物质。双歧杆菌和嗜酸乳杆菌可抑制肠道腐败物质的产生。
2.2.3微量元素螯合物
微量元素添加剂已成为畜牧生产中不可缺少的一部分。无机盐的效价一般都较低,而且人们不断追求某些元素在高剂量时特殊的生理作用。所以许多元素的添加量远远超过了动物的正常需要量,如高铜、高铁、高锌等的添加,未被吸收的部分排出体外,又造成金属离子污染,使水源、土壤中的某些金属离子严重超标。近年来推出第三代微量元素添加剂——氨基酸微量元素螯合物,该物质在消化
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