降低日糧氮磷水平對(duì)仔豬生產(chǎn)性能、氮磷排放及糞便微生物的影響

焦顯芹， 崔 錦， 孫俊偉， 李夢(mèng)云

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002； 2.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州 450011)

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降低日糧氮磷水平對(duì)仔豬生產(chǎn)性能、氮磷排放及糞便微生物的影響

焦顯芹1， 崔 錦2， 孫俊偉1， 李夢(mèng)云2

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002； 2.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州 450011)

挑選60頭體重(20.15±1.12) kg的杜長(zhǎng)大三元雜交豬，隨機(jī)分成3組，即對(duì)照組、低磷組、低氮低磷組，分別飼喂含17.5%粗蛋白質(zhì)+0.60%磷、17.5%粗蛋白質(zhì)+0.44%磷+0.1%植酸酶、15.10%粗蛋白質(zhì)+0.44%磷+0.1%植酸酶+合成氨基酸日糧。試驗(yàn)期47 d，研究了日糧氮、磷水平對(duì)仔豬生產(chǎn)性能，氮磷排放及糞便微生物的影響。結(jié)果表明：(1)低氮低磷組平均日采食量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，而試驗(yàn)各組間平均日增重和料肉比無(wú)顯著差異。(2)低磷組、低氮低磷組食入氮、尿氮比對(duì)照組分別下降了16.67%(P<0.05)和25.61%(P<0.01)，以及21.32%(P<0.05)和50.19%(P<0.01)；糞氮、總氮排泄量、氮沉積也均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。低磷組、低氮低磷組食入磷、糞排泄磷、尿排泄磷和總排泄磷均極顯著低于對(duì)照組(P<0.01)，磷利用率則極顯著高于對(duì)照組(P<0.01)。(3)和對(duì)照組相比，低磷組大腸桿菌數(shù)顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，低氮低磷組乳酸桿菌顯著高于對(duì)照組，比對(duì)照組提高了5.11%(P<0.05)，而大腸桿菌數(shù)量和pH值顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。降低飼糧中蛋白質(zhì)和磷含量，通過(guò)添加植酸酶和氨基酸，可顯著降低氮磷排放量，而不影響豬生產(chǎn)性能。

仔豬；日糧氮磷水平；生產(chǎn)性能；糞便微生物

中國(guó)年出欄生豬7億頭，這對(duì)改善人們生活水平、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著非常重要的作用，但隨之產(chǎn)生的氮磷污染越來(lái)越嚴(yán)重，已經(jīng)成為制約養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。據(jù)報(bào)道，一個(gè)年出欄萬(wàn)頭商品豬的規(guī)模豬場(chǎng)，每年可向環(huán)境排放氮100～110 t，磷30～40 t[1]。這些氮和磷流入土壤和河流中，給環(huán)境造成巨大的污染[2]，因此，采取有效措施降低豬場(chǎng)氮、磷的排放，具有極其重要的理論和實(shí)踐意義。而飼料是排泄物污染源的主要源頭[3]，從源頭減少污染物排放技術(shù)主要是通過(guò)飼料資源的合理利用及現(xiàn)代配合飼料技術(shù)的應(yīng)用，減少?gòu)U物和污染物的排放，才能促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展。目前，大多數(shù)的研究重點(diǎn)均集中在降低日糧氮水平對(duì)氮排放的影響[4-5]，結(jié)果也表明，降低日糧中氮水平，通過(guò)添加合成氨基酸，可降低豬氮排放，從而減少氮對(duì)環(huán)境的污染。但同時(shí)降低日糧氮磷水平對(duì)氮磷排放影響的報(bào)道較少，并且降低日糧氮磷水平，是否會(huì)影響豬腸道菌群分布，從而影響豬只健康的研究還未見(jiàn)報(bào)道。因此，本試驗(yàn)旨在研究低氮低磷對(duì)仔豬生產(chǎn)性能、氮磷排泄量及糞便微生物的影響，得出既不影響豬生長(zhǎng)性能和健康，又能降低氮、磷排泄量的技術(shù)措施。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)動(dòng)物

挑選60頭體重(20.15±1.12)kg的杜長(zhǎng)大三元雜交豬，按體重相近，公母各半的原則，隨機(jī)分成3組，即對(duì)照組、低磷組、低氮低磷組，每組5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)4頭豬，分別飼喂含17.5%粗蛋白質(zhì)+0.60%磷日糧、17.5%粗蛋白質(zhì)+0.44%磷+0.1%植酸酶、15.10%粗蛋白質(zhì)+0.44%磷+0.1%植酸酶+合成氨基酸日糧(Lys 0.15%；Met 0.02%；Thr 0.08%)，使日糧中氨基酸平衡。試驗(yàn)期47 d。以探討降低日糧氮磷水平對(duì)豬生產(chǎn)性能、氮磷排泄及糞便微生物的影響。

1.2 試驗(yàn)日糧

基礎(chǔ)日糧的配制參照美國(guó)的(NRC 2012)飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，確定消化能(DE)為13.87(MJ·kg-1)、粗蛋白質(zhì)(CP)和磷(P)正常水平分別設(shè)為17.5%和0.60%，低水平CP和P分別設(shè)15.1%和0.42%，并相應(yīng)添加合成氨基酸和植酸酶平衡日糧。具體飼料配方及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

1.3 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)在雛鷹集團(tuán)新鄭試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)前對(duì)豬舍進(jìn)行消毒，試驗(yàn)豬飼喂干粉料，，日喂4次，時(shí)間分別為8∶00，12∶00，16∶00和20∶00，每次以吃飽后食槽中略有余料為度。自由飲水。每日記錄飼料采食量，并于上、下午觀察豬只健康狀況和清掃豬圈。其他飼養(yǎng)管理措施和免疫接種按豬場(chǎng)的常規(guī)程序進(jìn)行。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 日增重 分別于試驗(yàn)的第1天和第47天早上8∶00空腹稱(chēng)重，根據(jù)初重和末重計(jì)算平均日增重。

1.4.2 采食量和料肉比 每周計(jì)算各重復(fù)組的采食量，計(jì)算日平均采食量；根據(jù)試驗(yàn)期間體增重和耗料，計(jì)算料肉比。

1.4.3 飼料、糞便和尿液中氮、磷含量的測(cè)定 在試驗(yàn)開(kāi)始后第41～44天，每個(gè)重復(fù)挑出1頭豬做代謝試驗(yàn)，采用全收糞法每天8∶00，12∶00，16∶00，20∶00分別收集的糞液和尿液，并稱(chēng)重，計(jì)算每天每頭豬總的排糞量和排尿量。并取適量樣品放入冰箱保存，再將4 d的樣品混合均勻后烘干備用。再分別測(cè)定飼料、糞便和尿液中總氮、總磷含量。氮的測(cè)定采用凱氏定氮法，磷的測(cè)定采用礬鉬酸銨法，具體的測(cè)定方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)[6]。

表1 飼料配方及營(yíng)養(yǎng)成分

注：1.粗蛋白質(zhì)和鈣、磷為實(shí)測(cè)值, 其他為推算值；2.預(yù)混料向每千克飼糧提供 VA5 000 IU，VD3 450 IU，VE60 IU，VK4.5 mg，VB120.028 mg，VB18.75 mg，VB61.7 mg，煙酸35 mg，泛酸13 mg，葉酸0.85 mg，生物素0.47 mg，膽堿500 mg，Cu 150 mg，Zn 100 mg，F(xiàn)e 130 mg，Mn 30 mg，I 0.35 mg，Se 0.25 mg。

Note： 1. Crude protein, Ca and total P were analyzed, while others were calculated; 2. Premix provided the following amounts for per kilogram complete diet：VA5 000 IU, VD3 450 IU, VE60 IU, VK4.5 mg, VB120.028 mg,VB18.75 mg, VB61.7 mg, niacin 35 mg, pantothenic acid 13 mg, folic acid 0.85 mg, biotin 0.47 mg, choline 500 mg, Cu 150 mg, Zn 100 mg, Fe 130 mg, Mn 30 mg, I 0.35 mg, Se 0.25 mg.

1.4.4 氮、磷沉積與利用率計(jì)算 方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)[7]。

氮(磷)沉積 =食入氮(磷)-糞氮(磷)-尿氮(磷)

利用率(%) =氮(磷)沉積/食入氮(磷)×100

1.4.5 糞樣中微生物菌群和pH值測(cè)定 飼養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)束當(dāng)天，早上每組無(wú)污染地采集3頭豬的新鮮糞便放入已滅菌塑料瓶中，用冰盒保存，1份帶回實(shí)驗(yàn)室立即進(jìn)行微生物計(jì)數(shù)，另1份測(cè)定pH值。

微生物培養(yǎng)和計(jì)數(shù)試驗(yàn)第45天，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)抽取1頭健康仔豬，用乙醇棉球消毒肛門(mén)，隨即取新鮮糞樣放入已滅菌塑料袋中，運(yùn)回試驗(yàn)室。稱(chēng)取0.5 g樣品于10 mL滅菌的離心管中，用0.9%的生理鹽水4.5 mL稀釋?zhuān)瑩u勻即為10-1稀釋?zhuān)来芜M(jìn)行梯度稀釋?zhuān)謩e取0.1 mL稀釋液接種于瓊脂培養(yǎng)基的厭氧管中(測(cè)定乳酸桿菌數(shù)量)和伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基的平皿上(測(cè)定大腸桿菌的數(shù)量)，各稀釋度設(shè)3個(gè)重復(fù)，在37 ℃生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h后進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)，求取平均值。菌群數(shù)量以每克鮮糞樣中所含細(xì)菌的對(duì)數(shù)值(lg)表示(CFU·g-1)。

糞便pH值取5 g新鮮糞樣用10 mL蒸餾水稀釋后，用pH酸度計(jì)測(cè)定其pH值。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件15.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方差分析，并進(jìn)行Duncan法多重比較。試驗(yàn)結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 降低日糧氮磷水平對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響

日糧氮磷水平對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響見(jiàn)表2。由表2可以看出，低磷組和低氮低磷組的豬平均日增重和料肉比均無(wú)顯著差異(P>0.05)，但低氮低磷組平均采食量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。這表明降低日糧中氮磷水平，通過(guò)添加植酸酶和合成氨基酸并不影響豬的生產(chǎn)性能。

表2 氮磷水平對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響

注：同行內(nèi)的小寫(xiě)字母不同者，表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note： The different superscript small letters in the same column mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 降低日糧氮磷水平對(duì)豬氮排放的影響

表3為試驗(yàn)各組氮食入和排放數(shù)據(jù)。表3結(jié)果表明，低磷組，低氮、低磷組食入氮、尿氮比對(duì)照組分別下降了16.67%(P<0.05)和25.61%(P<0.01)，以及21.32%(P<0.05)和50.19%(P<0.01)。糞氮、總氮排泄量、氮沉積也均顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，總氮排泄量比對(duì)照組分別降低了23.61%和34.74%；氮利用率也高于對(duì)照組，但差異不顯著(P>0.05)。

2.3 降低日糧氮磷水平對(duì)豬磷排放的影響

表4數(shù)據(jù)表明，低磷組、低氮低磷組食入磷、糞排泄磷、尿排泄磷和總排泄磷均極顯著低于對(duì)照組(P<0.01)，磷利用率則極顯著高于對(duì)照組(P<0.01)，但沉積磷三者之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。表明降低日糧中磷或氮磷含量，通過(guò)添加植酸酶和合成氨基酸可以顯著降低磷排放量。

表3 氮磷水平對(duì)豬氮排放的影響

注：同行內(nèi)大寫(xiě)字母不同者，表示差異極顯著(P<0.01)。以下同。

Note： The different superscript capital letters in the same column mean very significantdifference(P<0.01). The same as below.

表4 氮磷水平對(duì)豬磷排放的影響

2.4 降低日糧氮磷水平對(duì)豬糞便微生物和pH值的影響

日糧氮磷水平對(duì)豬腸道微生物和和pH值的影響見(jiàn)表5。表5結(jié)果表明，和對(duì)照組相比，低磷組大腸桿菌數(shù)顯著低于對(duì)照組(P<0.05)，其他指標(biāo)無(wú)顯著差異(P>0.05)。低氮低磷組乳酸桿菌顯著高于對(duì)照組，比對(duì)照組提高了5.11%(P<0.05)，而大腸桿菌數(shù)量和pH值顯著低于對(duì)照組低(P<0.05)，需氧菌總數(shù)則無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表5 氮磷水平對(duì)仔豬糞便微生物和pH值的影響

3 討論

3.1 降低日糧氮磷水平對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響

關(guān)于降低日糧氮、磷水平對(duì)豬生產(chǎn)性能的影響，報(bào)道的研究結(jié)果不盡一致。李瑩等[8]研究低氮磷日糧對(duì)生長(zhǎng)肥育豬生產(chǎn)性能的影響，結(jié)果表明，在 20～40 kg 階段，試驗(yàn)組日增重、日采食量和料重比與對(duì)照組相比差異均不顯著，在70～100 kg 階段，試驗(yàn)組日增重比對(duì)照組提高 2.4%，日采食量和料重比分別比對(duì)照組降低 2.0%和4.5%。張乃鋒等[9]研究發(fā)現(xiàn)，低排放日糧提高了豬的增重速度和飼料轉(zhuǎn)化率。PORTEJOIE等[10]發(fā)現(xiàn)，日糧中粗蛋白質(zhì)水平從20%降低到12%，可大幅降低50 kg體重豬的氮排泄量而不影響生長(zhǎng)性能。本研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，降低仔豬日糧中氮磷水平，對(duì)仔豬平均日增重和料肉比無(wú)顯著影響，這與前人結(jié)果較為一致。其主要原因在于在降低日糧氮磷的同時(shí)添加了合成氨基酸和植酸酶，氨基酸平衡模式提高了氮的利用率，植酸酶提高了磷的利用率，進(jìn)而促進(jìn)了生長(zhǎng)性能。這些結(jié)果提示，采用營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施降低豬日糧中氮磷水平，可降低氮磷排泄量而不影響豬生產(chǎn)性能。本試驗(yàn)結(jié)果還表明，降低日糧氮磷水平可顯著提高仔豬日采食量，這與李瑩等[8]研究結(jié)果不一致，可能的原因在于日糧中降低氮磷的水平不同、豬的大小不同所致?？梢?jiàn)，降低日糧氮磷水平，通過(guò)添加合成氨基酸和植酸酶，對(duì)豬生產(chǎn)性能無(wú)顯著影響。

3.2 降低日糧氮磷水平對(duì)豬氮磷排泄的影響

隨著低碳經(jīng)濟(jì)的需求和新的環(huán)境保護(hù)法的實(shí)施，國(guó)家對(duì)養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染問(wèn)題的控制將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格而降低日糧中氮、磷水平，通過(guò)合理調(diào)控調(diào)控措施，從而降低氮磷排放是控制當(dāng)今養(yǎng)豬業(yè)污染的有效措施。大多數(shù)研究結(jié)果均表明，降低日糧氮磷水平可以減少氮和磷排放。KERR等[11]給4周齡長(zhǎng)白仔豬飼喂蛋白質(zhì)水平從16%降到12%日糧，并添加合成的賴(lài)氨酸、蘇氨酸、色氨酸和蛋氨酸，發(fā)現(xiàn)糞中氮的排泄量下降了8.6%，尿氮的排泄量下降了46.98%。李瑩等[8]在豬20～40,40～70和70～100 kg的3個(gè)階段均采用低氮低磷日糧飼喂，結(jié)果表明，糞氮含量比對(duì)照組分別降低了8.4%，19.0%和11.7%，糞磷含量分別降低21.2%，13.0%和25.3%。譚新[12]在肥育豬上的研究表明，降低蛋白質(zhì)水平可顯著降低糞氮、尿氮和總氮排泄量，日糧粗蛋白質(zhì)水平每降低1個(gè)百分點(diǎn)，糞氮、尿氮和總氮排泄量分別降低3.58%，1.56%和2.53%。這些與本試驗(yàn)結(jié)果較為一致，說(shuō)明降低日糧氮磷水平可以降低氮磷排放量。

關(guān)于日糧磷水平對(duì)氮磷排放的報(bào)道不是很多，研究結(jié)果也不盡一致。吳信等[13]發(fā)現(xiàn)，隨著日糧中有效磷水平的降低，氮排放有降低的趨勢(shì)。閆俊書(shū)等[14]在生長(zhǎng)肥育豬日糧中降低磷含量，通過(guò)添加植酸酶可使糞中磷的排泄量降低19.19%。本試驗(yàn)結(jié)果表明，降低日糧磷水平可以顯著降低糞氮和尿氮排放量。造成試驗(yàn)結(jié)果稍有差異的原因可能與日糧的類(lèi)型、豬的生長(zhǎng)發(fā)育階段和試驗(yàn)條件不同所致，因此，關(guān)于日糧磷水平對(duì)氮排放的影響還有待于進(jìn)一步研究。

3.3 降低日糧氮磷水平對(duì)豬糞便微生物和pH值的影響

關(guān)于降低日糧氮磷水平對(duì)豬腸道微生物和pH值的研究還未見(jiàn)報(bào)道。本結(jié)果表明，低氮低磷組乳酸菌數(shù)顯著高于其他組，而低磷和低氮低磷組糞便中大腸桿菌數(shù)量均低于對(duì)照組，表明適當(dāng)降低日糧中氮磷水平有利于維持腸道健康?？赡艿脑蛟谟诮档腿占Z中氮磷水平，往往是降低了豆粕用量，從而降低了豆粕中大豆抗原對(duì)腸道的損傷，因而有利于腸道健康。而動(dòng)物腸道微生物是腸道微生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，動(dòng)物健康時(shí)腸道正常微生物占優(yōu)勢(shì)，他們對(duì)動(dòng)物的消化吸收、免疫和健康起著重要作用[15]。腸道有益菌能抑制病原微生物在腸道的定植，促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收[16]。低氮低磷組的pH值也顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明添加植酸酶降低蛋白質(zhì)水平能使豬腸道pH值維持一個(gè)酸性的環(huán)境，這樣有利于消化酶發(fā)揮活性作用，給有益菌提供一個(gè)合理的生存環(huán)境，這進(jìn)一步和生產(chǎn)性能及消化道內(nèi)菌群數(shù)目試驗(yàn)相互印證。

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(責(zé)任編輯：常思敏)

Effect of reduced nitrogen and phosphorus level in the die on performance, nitrogen and phosphorus excretion and fecal microorganism of piglets

JIAO Xianqin1, CUI Jin2, SUN Junwei1, LI Mengyun2

(1.Engineering College of Animal Husbandry and Veterinary Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China;2.Henan Institute of Animal Husbandry Economy, Zhengzhou 450011,China)

The experiment was conducted to investigate the effect of reduced nitrogen and phosphorus level in the diet on performance, nitrogen and phosphorus excretion and fecal microorganism of piglets. 60 pigs were randomly divided into control group, low-phosphorus(LP), low nitrogen and low phosphate group(LNP), and were fed with corn-soybean meal diets containing 17.5%CP+0.60%P, 17.5%CP+0.44%P+0.1%phytase, 15.10%CP +0.44%P+0.1% phytase+AA. The trial lasted 47 d. The results showed that: (1) Compared with the control group, the average daily intake significantly increased in LNP group pigs (P<0.05), but the daily gain and feed conversionthere had no significant difference among trial groups. (2)Daily intake nitrogen and urine nitrogen excretion of LP and LNP group were significantly reduced by 16.6% (P<0.05) and 25.61% (P<0.01), 21.32% (P<0.05) and 50.19% (P<0.01) respectively fecal nitrogen excretion, total nitrogenexcretion and nitrogen retention were also significantly lower than that of control group. Compared with the control group, the daily intake phosphate, fecal phosphate excretion, urinephosphate excretion, and nitrogen retention very significantly reduced in LP and LNP group pigs (P<0.01), and phosphorus utilization was also significantly reduced (P<0.05). (3) (3) Compared with the control group, escherichia coli were significantly lower than those in LP group (P<0.05). Lactobacilli were significantly increased by 5.11% (P<0.05) in LNP group pigs, and escherichia coli and pH were significantly reduced in LNP group pigs (P<0.05).These results show that the lower nitrogenand phosphate level supplemented with AA and phytase in the diet, reduced the excretion of nitrogen and phosphate, and had no significant influence on production performance.

piglets; dietary nitrogen and phosphorus levels; excretion of nitrogen and phosphorus;fecal microorganism

2015-03-12

河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(HUAHE2015005)

焦顯芹(1970-)，女，山東曹縣人，實(shí)驗(yàn)師，碩士，主要從事動(dòng)物生理的研究工作。

李夢(mèng)云(1970-)，女，湖北監(jiān)利人，副教授。

1000-2340(2015)04-0476-06

S 816.71

A