高銅高鋅飼料對生豬糞便及土壤的影響

(1.三門縣畜牧獸醫(yī)局，浙江 三門 317100； 2.三門縣食品藥品檢驗檢測中心)

銅、鋅是生豬飼料中必須添加的微量元素，豬對銅的營養(yǎng)需要量為3～6 mg/kg飼糧，鋅的需要量為50～100 mg/kg飼糧 (NRC，2014)。但實際生產(chǎn)中出于對抑菌促生長的需要，特別是乳仔豬階段銅的添加量在150～200 mg/kg，鋅在斷奶前兩周添加量高達2250 mg/kg，雖然在減少哺乳仔豬腹瀉、促進生長方面起到了積極作用，但由于添加量遠高于實際需要量，大部分隨糞便排出體外，在引起飼料成本上升的同時，更易造成豬糞堆肥化的商品有機肥銅、鋅含量過高，施用豬糞有機肥后造成土壤銅、鋅累積，給食品安全和土壤環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，給人體健康帶來潛在風險。隨著浙江省人民政府對規(guī)?；i場糞污生態(tài)化消納要求的提出，糞銅鋅對土壤污染問題和銅鋅資源浪費逐漸引起人們的關(guān)注，開展高銅高鋅飼料對生豬糞便、土壤的累積影響研究十分必要。

本試驗通過對不同糞肥使用量和使用年限對土壤中銅鋅含量累積規(guī)律的調(diào)查研究，為合理利用糞肥提供科學依據(jù)。

1 三門縣生豬產(chǎn)業(yè)調(diào)查

1.1生豬養(yǎng)殖規(guī)模 2007年三門縣第一家千頭豬場出現(xiàn)，2012年第一家萬頭豬場建成投產(chǎn)。2016年末，三門縣存欄100頭以上豬場118家，生豬合計存欄4.52萬頭，占全縣總存欄的82.9%，能繁母豬存欄4464頭。全年生豬出欄8.2萬頭，其中年出欄500頭以上豬場21家，出欄生豬4.4萬頭，占全縣總出欄的53.7%。

1.2生豬養(yǎng)殖方式 三門縣養(yǎng)豬歷史悠久，隨著社會的發(fā)展，科技的進步，養(yǎng)殖方式也發(fā)生了巨大的改變。一是規(guī)?；粩嗵岣撸?994年全縣生豬養(yǎng)殖專業(yè)戶218家，存欄100頭以上專業(yè)戶55家，2016年，全縣生豬養(yǎng)殖場戶184家，存欄100頭以上養(yǎng)殖場118家, 全部采用圈養(yǎng)方式和自動飲水技術(shù)。二是干清糞和高壓水沖洗方式極為普遍：隨著畜牧機械的普及和科學養(yǎng)殖技術(shù)的推廣，傳統(tǒng)墊料式養(yǎng)殖逐漸被干清糞和水泡糞取代，智能化設施在養(yǎng)殖中應用越來越普遍，高壓水沖洗普遍應用于全縣各養(yǎng)殖場戶。三是格化糞池加生態(tài)消納地成為糞污資源化利用的普遍形式。

1.3三門縣生豬主要飼料種類 全縣豬場按照原料的添加比例可分為四類。

1.3.1生物混合飼料 用粗糧、樹葉、牧草、酒糟、豆渣、蔬果、昆蟲等喂豬，養(yǎng)殖戶因地制宜，利用豬雜食的特點，把一些豬能吃的有營養(yǎng)的東西集中起來簡單加工如煮熟、發(fā)酵后用來喂豬。優(yōu)勢是低成本，飼料來源廣，種類多，飼養(yǎng)出來的豬肉質(zhì)鮮美；缺點是營養(yǎng)不全面，育肥周期長，豬吃得多長得慢，飼料種類多但營養(yǎng)成分不均衡，很難發(fā)展成規(guī)?；m用于家庭散養(yǎng)數(shù)頭，通常育肥周期要10個月左右。全縣早期的農(nóng)家土豬基本上都是采用這一飼料。2016年調(diào)查顯示，這一飼養(yǎng)模式僅存在于一些高山農(nóng)村、年齡較大的農(nóng)戶家中。

1.3.2預混料 按照豬的營養(yǎng)需要將多種營養(yǎng)物質(zhì)和載體按照比例配合，譬如氨基酸、礦物質(zhì)、維生素、抗菌促消化的添加劑等；高檔預混料中添加微生態(tài)、酶制劑、中草藥提取物等。養(yǎng)殖戶買回后添加蛋白飼料和能量飼料按照比例粉碎混合就能喂豬。優(yōu)點是成本低，肥豬長得快；預混料的缺點是需要養(yǎng)殖戶自己采購蛋白能量飼料和原料，還需要按照比例粉碎混合加工，工作量較大。需要有一定規(guī)模，購買相應設備才能使用。由于加工混合有難度，基本沒有豬場采用預混料形式來飼喂。

1.3.3濃縮料 可以理解為預混料加上了蛋白飼料，如預混料加上豆粕、魚粉等混合成精料，養(yǎng)殖戶只要加上能量飼料如玉米，粉碎后混合就能喂豬，和預混料使用方式一樣，但省去了購買蛋白飼料和麩皮等環(huán)節(jié)。成本比預混料要高，配制稍微簡單些。2016年度全縣有23家豬場采用自有設備進行加工，以自配料方式喂豬。

1.3.4全價顆粒料 就是可以直接用來喂豬的飼料，預混料基礎上加上能量飼料玉米、蛋白飼料豆粕等，在飼料廠提前混合配制好，買回豬場就能喂豬。優(yōu)點是省事，但成本高，飼料品質(zhì)穩(wěn)定性稍差。通常散戶和規(guī)?；i場用的多。2016年全縣有56家豬場用全價顆粒料喂豬。

2 不同飼料對糞便銅鋅的累積觀察

2.1樣品采集 課題組對使用配合飼料和自配飼料的5個不同豬場，按照仔豬、育肥豬和母豬三種類型每場分別采集飼料以及他們對應的糞便樣品，經(jīng)干燥處理后送浙江省農(nóng)業(yè)廳環(huán)土所進行檢測，結(jié)果如表1。

表1 不同飼料對應的糞便銅鋅含量(mg·kg-1)

2.2結(jié)果與分析 不管是配合飼料還是自配料，糞便中銅鋅含量都遠遠高于飼料中銅鋅含量，配合飼料糞銅濃度是飼料銅濃度的4倍以上，糞鋅濃度是飼料鋅濃度的2倍以上；自配料糞銅濃度是飼料銅濃度的4倍以上，糞鋅濃度是飼料鋅濃度的2倍以上；且飼料銅鋅含量與糞便銅鋅含量具有顯著的正相關(guān)，這正好與飼料銅鋅的低吸收率相印證，說明飼料中的銅鋅大部分都是通過糞便排到體外。

3 土壤連續(xù)使用糞肥和化肥銅鋅累積情況對比分析

3.1糞肥不同使用年限和單獨使用化肥的土壤銅鋅含量分析

3.1.1樣品來源 土壤樣品采樣為三門縣農(nóng)作物和果園種植地塊及仙居縣兩地塊，見表2。

3.1.2試驗方案與結(jié)果 第一步按照表2采集符合要求的耕作層(0-30 cm)土壤樣品；第二步將采集樣品按照《土壤質(zhì)量銅鋅測定 火焰原子吸收分光光度法》(GB/T 17138-1997)操作，經(jīng)風干、去雜、研磨、過篩等步驟處理，送三門縣食品藥品檢驗檢測中心測定，結(jié)果如圖1、表3和表4。

表2 土壤樣品采樣表

圖1 不同肥料施用年限的土壤銅鋅含量

表3 不同肥料施用年限的土壤銅鋅含量比較(mg·kg-1)

3.1.3結(jié)果分析 國家最新出臺的《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風險管控標準(試行)(GB15618-2018)》中，pH值在5.5-6.5之間的果園銅含量風險篩選值為150 mg/kg，其它土壤銅含量風險篩選值為50 mg/kg；鋅含量風險篩選值為200 mg/kg。從圖1看，連續(xù)使用糞肥7年以上地塊銅累積量風險較大，有7塊地超過50 mg/kg，鋅在土壤中累積不明顯，未超過風險值；表3結(jié)果顯示連續(xù)使用豬糞肥7年以上的土壤銅含量和其它三組間差異極顯著(P<0.01)，而鋅含量各組間差異不明顯(P>0.05)?？傊褂秘i糞肥后土壤中銅鋅有富集趨勢。王丙麗等人研究表明蔬菜大棚土壤中銅含量在2-11年內(nèi)增長緩慢，大于11年的增長幅度大大增加；鋅含量在3-5年內(nèi)累積增長幅度相對較大，而5-7年相對平緩，7-11年稍增大，大于11年的增加明顯。與本調(diào)查結(jié)論類似。鑒于此，建議在使用豬糞肥的時候不要連續(xù)多年使用，充分給土壤修養(yǎng)時間，以免造成累積。

表4 不同肥料施用年限的土壤銅鋅含量比較(mg·kg-1)

4 小結(jié)與討論

本文對20家養(yǎng)豬場的飼料銅鋅含量進行了調(diào)查，飼料中銅鋅含量平均值的高低順序為斷奶仔豬>育肥豬>母豬。飼料銅含量最低為43.9 mg/kg，最高為167.3 mg/kg,糞便銅含量最低為52.7 mg/kg，最高為730.1 mg/kg；飼料鋅含量最低為52.7 mg/kg，最高為1325 mg/kg,糞便鋅含量最低為560.3 mg/kg，最高為3281.7 mg/kg,飼料中銅鋅含量與糞便銅鋅含量具有正相關(guān)，且糞便銅鋅具有富集效應，建議國家從源頭上控制飼料銅鋅的合理添加。

富含銅鋅的糞肥連續(xù)使用到土壤中，土壤中銅鋅濃度呈上升趨勢，不使用糞肥的土壤銅鋅平均含量分別是36.9 mg/kg和47.1 mg/kg，連續(xù)使用糞肥的土壤銅鋅濃度平均值最高達到93.6 mg/kg和153.4 mg/kg，可見連續(xù)使用富含銅鋅的糞肥對土壤的銅鋅含量具有累積效應，建議國家出臺標準限制使用含高銅高鋅的糞肥用量；青菜試驗采集的樣本，可食部分銅、鋅的最高平均濃度分別為0.21 mg/kg和2.8 mg/kg，對照FAO/WHO聯(lián)合制定的食品衛(wèi)生標準，可食部分青菜銅鋅濃度均未超過標準；不可食部分銅鋅的最高平均濃度分別為2.5 mg/kg和6.5 mg/kg，均高出可食部分，表明銅鋅在青菜根部有富集效應，且不可食部分鋅濃度有兩組超過食品衛(wèi)生標準，為安全起見，建議土壤使用糞肥的濃度控制在1000 kg/畝以下。

Piet van der Aar博士和金立志博士(2013)的研究表明：高濃度的銅和鋅具有抗菌和抑菌的作用，這有助于控制斷奶仔豬腹瀉。因此，如果沒有必要，豬飼料中不過量添加銅和鋅是非常有意義的，并且僅在斷奶仔豬飼料中添加銅和鋅。周維仁(2011)等研究指出：生長豬飼喂高銅高鋅日糧后，銅、鋅大部分隨糞便排泄。只有極少量從尿液中排出，且對糞池周邊6 m之內(nèi)表層土壤產(chǎn)生不同程度的污染，長期施用含高銅高鋅的豬糞有機肥，可導致土壤銅鋅的嚴重污染。姜萍(2010)等研究認為豬糞銅鋅含量均大于對應飼料中的含量，并且小豬飼料及糞便中的銅鋅含量均高于大豬飼料和糞便。所有蔬菜類銅鋅含量均低于我國蔬菜衛(wèi)生標準。李本銀和黃紹(2010)等研究發(fā)現(xiàn)土壤中銅鋅含量或有效態(tài)量與糙米銅鋅含量間無直線相關(guān)關(guān)系，即試驗中銅鋅含量或有效態(tài)含量的提高，并不顯著提高糙米中銅鋅含量，這可能與這些元素在水稻體內(nèi)再次分配有關(guān)。

綜上所述，生豬飼料中銅鋅的合理添加對生長豬有抑菌防病作用，但過多的添加能造成糞便中銅鋅濃度的顯著上升，常年連續(xù)使用富含銅鋅的豬糞的土壤，其銅鋅濃度也成上升趨勢，種植青菜等作物，其可食部分銅鋅的濃度并不會超過食品衛(wèi)生標準，但其根部銅鋅濃度有累積的風險。