環(huán)保飼料配制技術(shù)應(yīng)用與研究進(jìn)展

張乃鋒

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，北京　100081）

環(huán)保飼料配制技術(shù)應(yīng)用與研究進(jìn)展

張乃鋒

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，北京100081）

生產(chǎn)中控制或減少生豬養(yǎng)殖污染的方法有很多，包括合理規(guī)劃豬場(chǎng)、采用人工出糞和節(jié)水、通過政策或法規(guī)進(jìn)行環(huán)保宣傳、倡導(dǎo)健康環(huán)保的養(yǎng)殖模式、應(yīng)用科學(xué)的排泄物處理方法、豬場(chǎng)綠化等。但是這些方法治標(biāo)不治本，從應(yīng)用角度來看，營(yíng)養(yǎng)調(diào)控的方法見效快，具有可操作性，并且能夠滿足飼養(yǎng)者的利益。環(huán)保飼料正是通過原料篩選、配方設(shè)計(jì)、產(chǎn)品加工等各個(gè)環(huán)節(jié)控制飼料產(chǎn)品質(zhì)量安全，合理滿足動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要，降低飼料成本和對(duì)環(huán)境的污染［1］。環(huán)保飼料注重質(zhì)量安全和生態(tài)安全，通過科學(xué)配方提高動(dòng)物對(duì)飼料養(yǎng)分的吸收利用效率、減少氮磷排放；通過少用或不用抗生素等藥物添加劑以減少對(duì)人類健康和環(huán)境的危害；通過使用綠色飼料添加劑來保障動(dòng)物生長(zhǎng)和畜產(chǎn)品質(zhì)量安全。

1　低蛋白質(zhì)日糧技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

1.1氨基酸平衡技術(shù)

在生豬飼料中使用合成氨基酸可改善氨基酸平衡，減少飼料的粗蛋白含量，提高飼料中氮的利用率，減少氮的排放，緩解氮對(duì)環(huán)境的污染。氨基酸平衡的低蛋白質(zhì)日糧得到了較多的研究和應(yīng)用。黃健等（2015）、鄧沖等（2015）［2， 3］報(bào)道氨基酸平衡低蛋白質(zhì)日糧不影響豬的生長(zhǎng)性能，顯著降低了豬糞中氮含量和豬舍氨氣濃度。降低日糧蛋白水平顯著降低了育肥豬盲腸內(nèi)氮代謝相關(guān)產(chǎn)物的生成，顯著影響食糜微生物組成［4］。生產(chǎn)中豬低蛋白質(zhì)日糧的實(shí)踐意義一方面在于節(jié)約飼料資源：我國(guó)是全世界蛋白質(zhì)資源缺乏最嚴(yán)重的國(guó)家，將豬飼料中的粗蛋白降低3%，每年可節(jié)約相當(dāng)于500萬t豆粕的蛋白質(zhì)飼料，還可有力緩解對(duì)蛋白質(zhì)原料的進(jìn)口依賴，具有經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略意義。另一方面在于環(huán)保意義：豬日糧粗蛋白質(zhì)每降低1%，可將氮的排出量減少10%，對(duì)于一個(gè)萬頭豬場(chǎng)，每年可少向環(huán)境中排放近10 t氮，相當(dāng)于150 t豆粕中的蛋白質(zhì)含量，同時(shí)降低了豬舍氨氣濃度，改善豬舍環(huán)境。

1.2能量蛋白質(zhì)平衡技術(shù)

能量蛋白質(zhì)比不僅反映日糧中蛋白質(zhì)的水平，還可以反映日糧中能量與蛋白質(zhì)的平衡程度。保持最佳能量蛋白比，相對(duì)傳統(tǒng)的高消化能和高粗蛋白質(zhì)水平飼料，可顯著降低碳氮的排放。添加合成氨基酸的低蛋白質(zhì)日糧對(duì)豬胴體的影響主要是造成背膘增厚，瘦肉率下降，原因是采用傳統(tǒng)的消化能體系中蛋白質(zhì)飼料和纖維飼料的能值被高估，而脂肪和淀粉來源的飼料能值被低估，而凈能體系則能精確滿足豬的能量需要，最大限度減少能量過剩。張桂杰等（2010）［5］在商業(yè)化條件下，利用凈能體系配制生長(zhǎng)和育肥豬低蛋白質(zhì)日糧均獲得與傳統(tǒng)日糧相近的生產(chǎn)性能、胴體品質(zhì)和肌肉品質(zhì)。

2　綠色飼料添加劑應(yīng)用技術(shù)進(jìn)展

飼料添加劑作為配合飼料的重要微量活性成分，起著完善配合飼料的營(yíng)養(yǎng)、提高飼料利用率、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、預(yù)防疾病、減少飼料養(yǎng)分損失及改善畜產(chǎn)品品質(zhì)等重要作用。當(dāng)前環(huán)保飼料中應(yīng)用的綠色飼料添加劑包括酶制劑、益生素、植物提取物、有機(jī)微量元素、有機(jī)酸、寡糖、除臭劑等［6］。

2.1酶制劑

生豬日糧以植物源成分為主，其中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，如植酸、非淀粉多糖等，它們會(huì)限制豬對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用。植物性飼料中約75%的磷是植酸磷，它不能被單胃動(dòng)物利用，還會(huì)影響動(dòng)物對(duì)于多種微量元素的吸收。植酸酶的作用機(jī)理主要是先把植酸分解成肌醇磷酸酯，再進(jìn)一步分解為肌醇和磷酸。從而釋放出磷和其他營(yíng)養(yǎng)元素，提高營(yíng)養(yǎng)元素的利用率、降低其在畜禽排泄物中的殘留量。王志恒等（2015）［7］在日糧中添加植酸酶降低無機(jī)磷添加量能提高保育豬對(duì)日糧中養(yǎng)分的表觀消化率，改善生長(zhǎng)性能；并且，植酸酶在低磷日糧中的效果更為明顯。在保育豬日糧中添加750 FTU/kg的植酸酶可以降低25%～50%的磷酸氫鈣添加量。還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為超劑量飼喂植酸酶（1 000～2 500 FTU/kg）可以達(dá)到快速降解并破壞日糧中植酸的目的［8］。目前，玉米資源短缺，麥類的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于玉米，且資源豐富，是玉米的最佳替代品。但麥類籽實(shí)中含有較多的非淀粉多糖，它具有抗?fàn)I養(yǎng)作用，嚴(yán)重影響了麥類所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化利用。添加外源性多糖降解酶是最有效的一種辦法，其使用目的是最大限度地消除非淀粉多糖的抗?fàn)I養(yǎng)作用，充分釋放飼料中可利用養(yǎng)分，減少飼料資源的浪費(fèi)，降低動(dòng)物對(duì)環(huán)境的污染。王淑云等（2013）［9］用小麥加0.04%非淀粉多糖酶完全代替生長(zhǎng)豬日糧中的玉米能提高養(yǎng)分消化率和生產(chǎn)性能。添加非淀粉多糖酶，不同程度地降低腸道食糜黏度，增加回腸、盲腸揮發(fā)性脂肪酸（VFA）濃度并改善腸道形態(tài)［10］。

2.2微生態(tài)制劑

益生素作為活性菌可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)物體內(nèi)的微生物平衡，抑制腸胃中有害物質(zhì)的生成，增強(qiáng)動(dòng)物的免疫功能，進(jìn)而預(yù)防疾病，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)物的安全生長(zhǎng)。已有許多試驗(yàn)證實(shí)了益生元與益生素具有提高增重、改善飼料轉(zhuǎn)化效率、促進(jìn)畜禽機(jī)體免疫功能、降低死亡率及改善環(huán)境等效果。張乃鋒等（2015）［11］在生長(zhǎng)豬日糧添加1×109CFU/kg 植物乳桿菌GF103，能夠改善生長(zhǎng)豬腸道菌群環(huán)境，提高生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)速度和飼料利用效率。劉艷豐等（2014）［12］報(bào)道植酸酶、復(fù)合酶、益生素與寡糖合用或單一使用，均有降低氨氮和硫化氫的趨勢(shì)。

2.3中草藥、植物提取物

中草藥、植物提取物的作用包括：抗菌、抗病毒、免疫增強(qiáng)（多糖促進(jìn)細(xì)胞因子的產(chǎn)生、促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化和增殖、影響淋巴細(xì)胞數(shù)量和淋巴細(xì)胞比例、促進(jìn)抗體生成）等。近年來，植物提取物作為抗生素生長(zhǎng)促進(jìn)劑的替代物取得了良好的效果。肖傳明等（2014）［13］報(bào)道新型豬用植物提取物飼料添加劑作為抗病促生長(zhǎng)的中藥添加劑產(chǎn)品，可以取代豬飼料中抗生素的使用。植物提取物促進(jìn)生長(zhǎng)的作用機(jī)理可能是通過保證日糧的安全衛(wèi)生促進(jìn)腸道健康，或者更多是通過控制潛在的病原菌保持胃腸道中微生物菌落的生態(tài)平衡［14］。

2.4有機(jī)微量元素

無機(jī)微量元素在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間被廣泛應(yīng)用，這種元素受到多種因素的影響，不能被動(dòng)物有效地吸收利用。有機(jī)微量元素作為被發(fā)現(xiàn)的代替物效價(jià)較高，所以用有機(jī)微量元素替代無機(jī)微量元素，可減少其他微量元素在飼料中的添加，節(jié)省資源，同時(shí)減少環(huán)境污染［15］。

2.5有機(jī)酸

幼年畜禽自身的胃酸分解能力低，不能保證胃內(nèi)的酸性維持外來菌在胃內(nèi)大量的繁殖和存活，容易使動(dòng)物出現(xiàn)腹瀉等疾病，酸化劑的使用增加了動(dòng)物胃液的酸性，使得耐酸菌在胃中存活抵御外來菌，從而幫助動(dòng)物調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)提高了抗病能力。曹山川等（2015）［16］報(bào)道日糧中添加不同種類的有機(jī)酸可提高斷奶仔豬的養(yǎng)分消化率，并改善腸道形態(tài)和微生物菌群，但不同有機(jī)酸及其組合之間的效果差異并不顯著。

2.6寡糖類物質(zhì)

寡糖是一種非消化性食物成分，到達(dá)后腸后可選擇性地為大腸內(nèi)的有益菌所利用，卻不為有害菌所利用?，F(xiàn)在研究和應(yīng)用較多的寡糖類物質(zhì)包括低聚果糖、甘露低聚糖及異麥芽低聚糖等。大量研究表明，低聚糖能夠明顯增強(qiáng)動(dòng)物的抗病能力，顯著提高動(dòng)物日增重。李玉欣（2015）［17］報(bào)道甘露寡糖能夠促進(jìn)母豬繁殖性能和仔豬生產(chǎn)性能在于其可改善腸絨毛結(jié)構(gòu)，影響細(xì)胞因子含量，調(diào)節(jié)免疫功能等。

2.7除臭劑

為了保護(hù)環(huán)境、降低動(dòng)物排泄物對(duì)空氣的污染和有害物質(zhì)的揮發(fā)，除臭劑在環(huán)保型飼料中也得到了應(yīng)用。有研究報(bào)道，膨潤(rùn)土和沸石粉也有與糞尿中氨結(jié)合的功能。向生長(zhǎng)豬日糧中添加海泡石或膨潤(rùn)土?xí)r，糞尿中氨散發(fā)量會(huì)減少。另外還有將腐植酸鈉和硫酸亞鐵用作除臭劑的。劉鶇等（2015）［18］報(bào)道復(fù)方除臭劑對(duì)畜舍氨氣的平均除臭率為33%，最高除臭率可達(dá)61%。

3　小結(jié)

隨著人們生活水平的提高，對(duì)肉類產(chǎn)品的需求質(zhì)量和數(shù)量均顯著增加，而飼料資源日益緊張及嚴(yán)重的環(huán)境污染已經(jīng)成為畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大障礙，食品安全問題的增多使得人們開始對(duì)畜牧業(yè)存在的一系列問題進(jìn)行研究，提高畜禽對(duì)飼料的消化能力，減少浪費(fèi)，減少畜牧生產(chǎn)所帶來的污染成為擺在人們面前的重要課題。環(huán)保飼料是從環(huán)境保護(hù)和人類與自然和諧發(fā)展的角度出發(fā)，采用科學(xué)配方將動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需要值和飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值合理結(jié)合，得以降低養(yǎng)殖污染，保護(hù)環(huán)境，具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖，提高飼料的環(huán)保和安全性，是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)， 除了堅(jiān)決貫徹執(zhí)行當(dāng)前已有的法律和規(guī)章，還必須依靠科技進(jìn)步，加速飼料安全理論的建立和新產(chǎn)品的研制， 健全措施， 從而保護(hù)環(huán)境和食品安全。

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2016-04-18）

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)資金（BAIC02-2016）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院-大興區(qū)院區(qū)科技合作項(xiàng)目

張乃鋒（ 1974-） ，副研究員，博士，研究方向?yàn)閯?dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)。E-mail： zhangnaifeng@ caas.cn