江蘇地區(qū)仔豬、生長育肥豬飼糧營養(yǎng)現(xiàn)狀及潛在污染評估

任善茂， 鄒藝琛， 陶 勇

(江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院，江蘇泰州 225300)

我國是農(nóng)業(yè)大國，有幾千年的養(yǎng)豬歷史，豬肉更是我國人民主要肉類消費品。江蘇是全國生豬生產(chǎn)的重點省份之一，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好，是全國生豬產(chǎn)業(yè)重點建設(shè)區(qū)域。2015年江蘇全省養(yǎng)豬業(yè)總產(chǎn)值517.33億元，占全省畜牧業(yè)總產(chǎn)值的 40.99%，肉豬出欄頭數(shù)2 978.32萬頭，占全國4.21%，豬肉產(chǎn)量225.84萬t，占全國4.12%[1-2]。作為我國生豬主要生產(chǎn)地，江蘇省生豬規(guī)?；l(fā)展程度位于全國前列。據(jù)2014年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，出欄500頭/年以上的規(guī)模養(yǎng)殖比例達(dá)到60%，且規(guī)模養(yǎng)殖比例有不斷提高趨勢[3]。江蘇省生豬養(yǎng)殖的規(guī)?；⒓s化發(fā)展方式使得糞便集中產(chǎn)生，糞便的處理壓力加大。盡管近些年來糞污綜合利用等配套技術(shù)得到進(jìn)一步普及與推廣，但糞便直接還田仍占較高比例。豬糞便中含有大量未被消化吸收的營養(yǎng)物質(zhì)，如粗蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等。畜禽養(yǎng)殖污染已成為我國最主要的農(nóng)業(yè)污染源之一，2010年全國畜禽養(yǎng)殖業(yè)氮和磷污染排放量為102.48萬、16.04萬t，分別占全國氮和磷排放總量的21.7%、37.9%[4]。岳丹萍的調(diào)查結(jié)果表明，江蘇省農(nóng)村環(huán)境中也存在大量的過剩氮[5]。諸春強(qiáng)測定了江蘇地區(qū)豬糞中多種重金屬含量，結(jié)果表明豬糞中Cu、Zn含量均很高，平均值高達(dá)571.3、578.3 mg/kg，參照德國腐熟堆肥中部分重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)，豬糞中Cu、Zn的超標(biāo)率分別為76.9%、69.2%[6]。據(jù)周維仁等研究，生長豬飼喂高銅高鋅日糧后，銅、鋅由糞便排出的比例可高達(dá)95%，并對糞池周邊6 m之內(nèi)的表層土壤產(chǎn)生不同程度的污染，而長期施用高銅高鋅豬糞的農(nóng)用土壤中銅鋅含量也遠(yuǎn)高于對照[7]。含高劑量銅、鋅等微量元素的糞便長期直接還田，不僅會影響土壤功能，還會降低農(nóng)作物品質(zhì)、降低產(chǎn)量[8]。高劑量氮、磷進(jìn)入自然水體后，一旦超過水體的自凈能力，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體中的溶解氧急劇下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡?？刂曝i飼糧中營養(yǎng)素的添加量、添加植酸酶、使用有機(jī)微量元素等是目前控制排放量、控制糞便污染的常見措施，其中控制飼料中的添加量是根本性的措施。本試驗采集并測定了江蘇地區(qū)年出欄500頭以上的豬場仔豬、生長育肥豬各階段飼糧，為正確評估江蘇地區(qū)規(guī)?；i場營養(yǎng)現(xiàn)狀及飼料中潛在的污染提供數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 飼糧樣品的采集與制備

2017年3—4月，從江蘇地區(qū)年出欄500頭以上的豬場采集不同階段的豬飼糧樣品，每個樣品1 kg以上。其中乳豬教槽料(仔豬前期：3～10 kg)24個；仔豬保育料(仔豬后期：10～20 kg)22個；小豬料(20～40 kg)24個；中豬料(40～70 kg)23個；大豬料(70 kg至出欄)22個。將采集的飼糧樣品用分樣器分樣后，粉碎、過篩、混勻后裝入樣本袋待測。

1.2 測定用主要試劑

濃硫酸、硫酸銅(化學(xué)純)、硫酸鉀(化學(xué)純)、40%氫氧化鈉、2%硼酸、0.1 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、濃硝酸(優(yōu)級純)、1 ∶1 氨水、42 g/L草酸銨、0.05 mol/L高錳酸鉀溶液、甲基紅指示劑、釩鉬酸銨顯色劑、磷標(biāo)準(zhǔn)溶液(50 μg/mL、鐵標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1 000 μg/mL)、銅標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1 000 μg/mL)、鋅標(biāo)準(zhǔn)貯備液(1 000 μg/mL)等。以上試劑除鐵、銅、鋅標(biāo)樣外，未標(biāo)注試劑級別的則均為分析純。

1.3 測定用主要儀器

分析天平(型號為AL204)，購自梅特勒-托利多儀器有限公司)；電熱鼓風(fēng)干燥箱(型號為DHG-9101-2SA)，購自上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；馬弗爐(型號為SX2-4-10)，購自上海華康實驗儀器有限公司；消化爐(型號為KDT-06)，購自蘇州市天威儀器有限公司；高溫電爐，購自南通市長江光學(xué)儀器有限公司；可見分光光度計(型號為722型)，購自上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；原子吸收分光光度計(型號為TAS-990)，購自北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.4 檢測指標(biāo)及測定方法

所有測定項目均在江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院飼料分析實驗室完成，共檢測7個指標(biāo)：水分、粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷、鐵、銅、鋅。

水分采用常壓烘干法(GB/T 6435—2014)測定；粗蛋白質(zhì)采用半微量凱氏定氮法(GB/T 6432—96)測定；鈣采用高錳酸鉀滴定法(GB/T 6436—2002)測定；總磷采用鉬黃比色法(GB/T 6437—2002)測定；鐵、銅、鋅采用原子吸收光譜法(GB/T 13885—2003)測定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

將試驗原始數(shù)據(jù)錄入Excel進(jìn)行整理、計算。計算各指標(biāo)的平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù)等。

2 結(jié)果與分析

2.1 各階段豬飼糧中水分和粗蛋白質(zhì)含量

豬飼糧中水分含量高低不僅會影響飼糧的貯存品質(zhì)，還會影響有機(jī)營養(yǎng)物含量的高低。由表1可知，各階段豬飼糧水分含量均低于中華人民共和國農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《仔豬、生長肥育豬配合飼料》(以下簡稱豬飼糧標(biāo)準(zhǔn)，表2)(GB/T 5915—2008)水分含量要求(14.0%)，說明各階段豬飼糧樣品水分含量均在安全貯藏范圍內(nèi)，豬飼糧中適宜的粗蛋白質(zhì)含量也很重要。粗蛋白質(zhì)含量過低會影響動物生產(chǎn)性能的發(fā)揮，過高則會產(chǎn)生浪費，增加糞尿中氮的排瀉量，污染環(huán)境。教槽料、保育料、小豬料、中豬料、大豬料中粗蛋白質(zhì)平均含量分別為17.53%、18.30%、16.96%、15.57%、13.74%。將各階段豬飼糧粗蛋白質(zhì)含量與豬飼糧標(biāo)準(zhǔn)(表2)相比，其中88.12%的飼糧達(dá)到要求。對各階段豬飼糧的粗蛋白質(zhì)合格率進(jìn)行統(tǒng)計由低到高依次為教槽料、中豬料、大豬料、保育料、小豬料。各階段豬飼糧粗蛋白質(zhì)含量變異系數(shù)均在20%以下，其中大豬料和教槽料變異系數(shù)較低，約為10%。

表1 各階段豬飼糧中水分和粗蛋白質(zhì)含量 %

表2 仔豬、生長肥育豬配合飼料主要營養(yǎng)成分含量要求[9]

2.2 各階段豬飼糧中鈣和磷含量

鈣、總磷是豬飼糧中重要的常量礦物質(zhì)元素，尤其是對生長期的豬。由表3可知，教槽料、保育料、小豬料、中豬料、大豬料中鈣平均含量依次為0.74%、0.68%、0.71%、0.76%、0.69%；總磷平均含量依次為0.57%、0.54%、0.57%、0.49%、0.51%。中豬料鈣含量變異系數(shù)達(dá)到31.96%，教槽料達(dá)到20.55%，保育料、仔豬料和大豬料鈣含量變異系數(shù)均較低；總磷含量變異系數(shù)各階段豬料均較低，中豬料最高為11.04%。將各階段豬飼糧鈣、總磷含量與豬飼糧標(biāo)準(zhǔn)(表2)相比，其中鈣含量96.55%達(dá)到要求，總磷含量93.42%達(dá)到要求。各階段豬料大豬料鈣合格率最低，其次為中豬料，其余各階段料均100%合格。各階段豬料教槽料總磷合格率最低，其次為中豬料，其余各階段料均100%合格。

2.3 各階段豬飼糧中鐵、銅、鋅含量

生長育肥豬各階段飼糧中鐵、銅、鋅測定，由表4可知，教槽料、保育料、小豬料、中豬料、大豬料中鐵的含量范圍分別為630～1 289、465～1276、336～1 640、795～1 277、313～1 477 mg/kg；銅的含量范圍分別為146～457、62～478、97～341、73～478、24～195 mg/kg；鋅的含量范圍分別為204～1 087、142～936、234～473、50～428、228～431 mg/kg。微量元素鐵、銅、鋅在飼糧中的變異幅度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常量養(yǎng)分，其含量變異程度由高到低依次為銅、鋅、鐵。其中，保育豬、中豬和大豬飼糧中銅的變異系數(shù)分別高達(dá)50.88%、66.67%、55.56%；教槽料、保育料、中豬料飼糧中鋅含量變異系數(shù)分別高達(dá)49.21%、50.99%和44.00%；小豬料、大豬料鐵含量的變異系數(shù)分別高達(dá)36.13%和35.07%。各階段飼糧鐵、銅、鋅含量均超過我國瘦肉型生長育肥豬要求(表5)。但依據(jù)《飼糧添加劑安全使用規(guī)范》(2009年6月18號農(nóng)業(yè)部發(fā)布)(表6)中鐵、銅、鋅最高限量要求，微量元素鐵、銅、鋅均存在過量添加問題。依此判斷教槽料、保育料、小豬料、中豬料、大豬料中鐵的超標(biāo)率分別為77.78%、72.73%、42.86%、77.78%、75.00%；銅的超標(biāo)率依次為77.78%、54.55%、50.00%、50.00%、100.00%； 鋅的超標(biāo)率依次為100.00%、0、100.00%、66.67%、75.00%。所有各階段飼糧鐵、銅、鋅的總超標(biāo)率分別為68.33%、62.71%和76.67%。

表3 各階段豬飼糧中鈣和磷含量 %

表4 各階段豬飼糧中鐵、銅、鋅含量

表5 瘦肉型生長育肥豬每千克飼糧養(yǎng)分含量[10]

表6 豬飼糧中鐵、銅、鋅限量值與判定值[11] mg/kg

3 討論

3.1 粗蛋白質(zhì)、鈣、磷營養(yǎng)及安全

密閉式飼養(yǎng)方式下，飼糧是豬唯一的營養(yǎng)來源。科學(xué)合理配制飼糧不僅保證豬必需的營養(yǎng)成分含量，而且會降低豬糞污對環(huán)境的影響。本試驗所測豬飼糧中粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷與豬飼糧標(biāo)準(zhǔn)相比，達(dá)到要求的比例分別達(dá)88.12%、96.55%、93.42%。說明部分飼糧的粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷的含量仍滿足不了豬的需要。而粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷均為豬所需要的重要營養(yǎng)物質(zhì)，其缺乏會降低豬的生長性能。麻曉霞對山東省不同飼料廠各階段豬飼糧調(diào)查發(fā)現(xiàn)，乳豬料中粗蛋白質(zhì)、鈣和磷、小豬料中粗蛋白質(zhì)的含量都明顯低于標(biāo)準(zhǔn)[12]。李夢云等對河南省12家規(guī)?；i場飼糧測定后發(fā)現(xiàn)，斷奶仔豬(8～10 kg)飼糧中粗蛋白質(zhì)含量(19.49%)偏低；保育豬(20 kg 左右)和肥育豬(80 kg左右)飼糧中，粗蛋白質(zhì)(18.26%、16.63%)和總磷含量(0.56%、0.47%)均接近或稍低于需要量[13]。

畜禽糞便是水生生態(tài)系統(tǒng)中氮、磷污染的主要來源[14]。科學(xué)合理地配制飼糧是降低畜禽糞便中氮、磷含量的有效措施。本試驗中豬飼糧中粗蛋白質(zhì)、總磷含量均偏低，這降低了氮、磷污染的風(fēng)險。為全面了解氮、磷污染風(fēng)險，仍需進(jìn)一步評價粗蛋白質(zhì)中氨基酸的平衡性、總磷中植酸磷的比例、飼糧中植酸酶的添加與否等。

3.2 鐵、銅、鋅營養(yǎng)及安全

鐵、銅、鋅是動物必需的微量營養(yǎng)元素?，F(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中普遍采用高劑量銅、鋅來促進(jìn)豬生長、控制腹瀉。本試驗所測江蘇地區(qū)豬飼糧中微量元素鐵、銅、鋅均超過瘦肉型豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求，但是三者都存在嚴(yán)重超量問題，鐵、銅、鋅總超標(biāo)率分別達(dá)68.33%、62.71%、76.67%。鋅的超標(biāo)率與周鑫等對江蘇某地區(qū)規(guī)?；i場飼糧中鋅超標(biāo)率結(jié)果71.9%[15]接近。本試驗中江蘇地區(qū)豬飼糧鐵、銅、鋅超出最高限值的最大幅度分別達(dá)57.55%、145.13%、312.70%。吳大偉等調(diào)查江蘇2個規(guī)?；i場飼糧中銅、鋅含量，顯示銅、鋅超標(biāo)率分別達(dá) 191.7%、10.6%和41.4%、51.3%[16]。眾多學(xué)者對江蘇以外地區(qū)豬飼糧中銅、鋅的測定結(jié)果也均表明豬飼糧中銅、鋅超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重。黃玉溢等、石艷平等、王飛等分別測定了廣西、嘉興市、華北地區(qū)集約化養(yǎng)豬場豬飼糧的銅、鋅含量，結(jié)果表明以上3個地區(qū)銅、鋅超標(biāo)率分別為100.00%、94.30%，62.50%、19.64%，66.67%、80.00%[8、17-18]。胡海平等、索超等、黃順捷分別調(diào)查了東北三省不同規(guī)模豬場飼糧、北京集約化豬場飼糧、上海市郊規(guī)?；i場飼糧，結(jié)果表明飼糧中鋅超標(biāo)率分別達(dá)35.30%、9.30%和35.90%[19-21]。目前我國豬飼糧中使用的銅、鋅主要形式為無機(jī)的硫酸鹽形式，而豬對飼糧中無機(jī)形式的銅鋅吸收利用率較低，高劑量時更低。高銅的表觀吸收率斷奶仔豬20%，成年動物不高于10%；鋅的吸收利用率不到20%[22-23]。遠(yuǎn)超過需要量的鐵、銅、鋅將會通過糞便排出體外，多個試驗已證明豬飼糧和糞便中銅鋅含量存在顯著或極顯著正相關(guān)[8，15，19-20]，飼糧中高劑量銅鋅將通過“濃縮”效應(yīng)進(jìn)入糞便，糞便中銅、鋅可分別為飼糧中含量的1.0～4.4倍和1.0～6.6倍[22]。通過對廣西[8]、江蘇[15-16]、浙江嘉興市[17]、華北[18]、東北三省[19]、北京[20]、上海市郊[21]等地多家豬場豬糞中銅、鋅檢測結(jié)果表明，豬糞中銅超標(biāo)率為71.90%～310.69%，平均超標(biāo)率為133.29%；鋅超標(biāo)率為15.00%～122.97%，平均超標(biāo)率為67.21%。

還田是我國目前豬糞利用的主要方法。Nicholson等研究畜禽糞便對土壤重金屬積累的影響，發(fā)現(xiàn)豬糞對土壤銅、鋅的積累量貢獻(xiàn)較大[24]。由于銅、鋅的惰性，土壤中的銅、鋅很難降解，高劑量的銅、鋅會直接危害土壤微生物，礦物質(zhì)的淋溶作用將會使土壤中礦物質(zhì)進(jìn)入水體，進(jìn)一步危害水生生物[25]。土壤中高濃度的銅、鋅也會在農(nóng)作物中累積，不僅能顯著抑制農(nóng)作物的生長[6]，而且會通過食物鏈進(jìn)一步危害畜禽及人類健康。

飼料是畜禽糞便污染的源頭，限制畜禽飼料中銅、鋅的添加量將會有效控制糞便中的排放量，減少銅、鋅對環(huán)境的污染。研究表明，高鋅的促生長作用主要體現(xiàn)在仔豬上[26]。豬育肥階段使用低劑量銅、鋅[27-28]，甚至不添加銅、鋅[29]并不會影響豬的生長性能，相反會降低豬肉的滴水損失和銅、鋅的含量[28]。為了進(jìn)一步規(guī)范飼料添加劑的使用，保證生產(chǎn)安全的動物產(chǎn)品，減少畜牧生產(chǎn)對環(huán)境的污染，我國于2017年12月發(fā)布了新的《飼糧添加劑安全使用規(guī)范》，從2018年7月起開始執(zhí)行。新的規(guī)范對飼糧中銅、鋅的使用量做出了更嚴(yán)格的限量要求(表7)。如仔豬斷奶后前2周飼糧中以氧化鋅形式的鋅的添加量從2 250 mg/kg下降至1 600 mg/kg；仔豬(≤25 kg)飼糧中鋅元素的最高限量從原先的150 mg/kg降至110 mg/kg；將30 kg以前仔豬銅的最高限量從200 mg/kg降至125 mg/kg；30～60 kg生長育肥豬銅的最高限量從 150 mg/kg 降至25 mg/kg。將豬料中鋅的限量從150 mg/kg更改為25 kg以下仔豬110 mg/kg，25 kg以上80 mg/kg。為了畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對飼料的管理，廣大養(yǎng)殖戶應(yīng)提高社會責(zé)任感，從飼料源頭控制養(yǎng)殖污染。

表7 飼糧中銅、鋅最高限量要求[30]

4 結(jié)論

依據(jù)GB/T 5915—2008 仔豬、生長育肥豬配合飼料要求，所測飼糧水分含量全部符合要求，粗蛋白質(zhì)、鈣、總磷偏低比例分別為11.88%、3.45%、6.58%。從粗蛋白質(zhì)和總磷的絕對含量來看，所測豬飼糧潛在的氮、磷污染風(fēng)險較低。所測飼糧鐵、銅、鋅含量均超過瘦肉型豬營養(yǎng)需要的要求，但對照《飼料添加劑安全使用規(guī)范》中鐵、銅、鋅的限量要求，飼糧鐵、銅、鋅超標(biāo)現(xiàn)象嚴(yán)重，各指標(biāo)超標(biāo)率分別達(dá)68.33%、62.71%、76.67%。鐵、銅、鋅超出最高限量的最大幅度分別達(dá)57.55%、145.13%、312.70%。由于飼糧中銅、鋅和糞便中銅、鋅存在顯著的正相關(guān)，從銅、鋅所測結(jié)果可推斷出所測豬飼糧中潛在的銅、鋅污染嚴(yán)重。所有階段豬料中教槽料和大豬料存在問題最嚴(yán)重，是各階段豬料中監(jiān)控的重點。