蛋雞飼料中主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及重金屬流向

范京輝，李慶海，張雷，張永華

(1.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310029； 2.建德市大同鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)辦公室，浙江 建德 311614)

近年來蛋雞產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)加快，新興規(guī)?；半u養(yǎng)殖企業(yè)不斷涌現(xiàn)，為雞糞集中處理與高效利用帶來契機(jī)。畜禽糞肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的有機(jī)肥料來源，雞糞具有成分均一、氮磷鉀豐富、含水率較低、處理簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，但存在灰分、揮發(fā)性氮濃度高等缺陷。因石粉等礦物質(zhì)原料在蛋雞飼料中占比9%～15%，導(dǎo)致雞糞中灰分含量大于30%，遠(yuǎn)高于其他畜禽排泄物[1]。受制于生產(chǎn)工藝及成本，礦物質(zhì)飼料原料是飼料中重金屬污染的主要來源之一，且可控性差[2-3]。已有研究指出，有機(jī)肥中重金屬主要來源于雞糞[4]。本試驗(yàn)以蛋雞為研究對(duì)象，通過測(cè)定飼料原料與配合飼料、新鮮雞糞、雞糞無害化產(chǎn)物中的營(yíng)養(yǎng)成分、重金屬元素含量，結(jié)合蛋雞消化試驗(yàn)，分析蛋雞生產(chǎn)過程中主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬元素流向與遞變規(guī)律，旨在為低污染飼料配制與高品質(zhì)有機(jī)肥生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)雞為55周齡海蘭蛋雞，產(chǎn)蛋率88%，共8 200羽。將海蘭蛋雞飼養(yǎng)于一幢全密閉產(chǎn)蛋舍，該產(chǎn)蛋舍具有3層階梯式籠具，配備自動(dòng)喂料、飲水、清糞設(shè)施，人工集蛋，燈光、通風(fēng)自動(dòng)控制。試驗(yàn)期每天每羽蛋雞投喂飼料115～120 g，每天15:00收集雞蛋1次。設(shè)預(yù)試期1周，正試期6周。試驗(yàn)期間，按周統(tǒng)計(jì)飼料消耗、總產(chǎn)蛋數(shù)與蛋重，實(shí)時(shí)記錄死淘數(shù)。

1.2 飼料配制

參考NY/T 33—2004《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》及海蘭蛋雞飼養(yǎng)手冊(cè)，試驗(yàn)日糧為玉米-豆粕型。飼料組成玉米60.0%，豆粕24.0%，麥麩3.0%，豆油1.0%，石粉8.0%，預(yù)混料4.0%。主要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，代謝能11.1 MJ·kg-1，粗蛋白16.0%，鈣3.29%，總磷0.51%，蛋氨酸0.32%，賴氨酸0.90%。預(yù)混料為每kg飼料提供VA 8 000 IU，VD32 500 IU，VE 25 IU，VK320 mg，VB110 mg，VB225 mg，VB610 mg，VB120.4 mg，生物素4.5 mg，葉酸1.0 mg，D-泛酸207 mg，煙酸600 mg，Cu 5 mg，F(xiàn)e 70 mg，Mn 50 mg，Zn 60 mg，有效磷2.20 g。飼料每3 d配制1次，整個(gè)試驗(yàn)期玉米、豆粕購(gòu)自相同供應(yīng)商，每2周進(jìn)貨1次；預(yù)混飼料為同一生產(chǎn)商的同批次產(chǎn)品，一次性采購(gòu)；石粉就近采購(gòu)，為同批次產(chǎn)品。豆油為食用油，同批次產(chǎn)品。玉米、豆粕、石粉、預(yù)混料等原料，每2周采樣1次，制成混合樣本，供測(cè)試分析。

1.3 雞糞收集、處理與采樣

分別在試驗(yàn)第1、2、4、6周的第3天，收集全天雞糞，進(jìn)行堆肥試驗(yàn)。雞糞在透光簡(jiǎn)易大棚內(nèi)進(jìn)行處理，每批處理新鮮雞糞500 kg，堆成底部寬1.0 m、上部寬0.7 m、高0.5 m的長(zhǎng)條。試驗(yàn)第1周覆蓋薄膜，第2周開始每隔2～3 d人工翻堆1次，滿6周后稱重。堆肥完成后，取樣品加硫酸固氮后低溫保存，用于分析測(cè)試。每批次同時(shí)保存1個(gè)新鮮雞糞樣本。

1.4 指標(biāo)檢測(cè)

參考國(guó)家飼料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)飼料原料、配合飼料、新鮮雞糞、處理雞糞中干物質(zhì)(DM)、粗蛋白(CP)、粗灰分(Ash)、酸不溶性灰分(AIA)、總磷(TP)、鉀(K)等常量成分，鐵(Fe)、鋅(Zn)、錳(Mn)、銅(Cu)等4種微量營(yíng)養(yǎng)元素，砷(As)、鉛(Pb)、汞(Hg)、鎘(Cd)、鉻(Cr)等5種重金屬元素。以AIA回收率計(jì)算配合飼料表觀消化率與雞糞中干物質(zhì)存留率之比，并對(duì)飼料、雞糞及其處理產(chǎn)物中主要營(yíng)養(yǎng)素、重金屬濃度遞變情況進(jìn)行分析。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，組間顯著性檢驗(yàn)用t值法，P<0.05為差異顯著性水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料原料與配合飼料中主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與重金屬含量

飼料原料與配合飼料的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬含量均以干物質(zhì)計(jì)。如表1所示，玉米、豆粕、麥麩的主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量與《飼料原料目錄2016》中的對(duì)應(yīng)值接近，TP、K、Cu、Fe、Mn、Zn等營(yíng)養(yǎng)元素與《Feedstuff飼用原料 2016》數(shù)據(jù)有較好一致性，As、Pb等5種重金屬元素濃度值均低于GB 13078—2017《飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的限量值。石粉中Fe含量偏高，Zn、Mn、Cu含量正常，Cr含量是國(guó)標(biāo)中限量值的1.4倍，其他4種重金屬元素含量均低于限量值，Hg、Pb極低，僅為限量值的25%～35%。預(yù)混料微量營(yíng)養(yǎng)元素中Fe含量最高，是飼料最大添加量的1.5倍，Zn、Mn、Cu含量均處于建議添加量區(qū)間。配合飼料中，CP、TP、K含量與配方設(shè)計(jì)的目標(biāo)值接近，F(xiàn)e、Zn、Mn、Cu等4種微量元素含量是《飼料添加劑安全使用規(guī)范2017》中對(duì)應(yīng)限量值的83%、78%、68%、55%，均超過最大建議使用量，As、Pb、Hg、Cd、Cr等5種重金屬含量均低于國(guó)標(biāo)限量值。

表1 飼用原料與配合飼料中主要營(yíng)養(yǎng)成分與重金屬元素含量

2.2 蛋雞生產(chǎn)性能

飼養(yǎng)試驗(yàn)中蛋雞生產(chǎn)性能，采食量120.3 g·d-1，產(chǎn)蛋量53.4 g·d-1，料蛋比2.25。飼料表觀消化率，DM(72.53±6.24)%，CP(73.47±8.89)%，TP(31.21±3.00)%。試驗(yàn)雞產(chǎn)蛋量達(dá)到本品種飼養(yǎng)手冊(cè)的性能要求，干物質(zhì)、粗蛋白、總磷等表觀消化率指標(biāo)均正常。以干物質(zhì)計(jì)，每100 g飼料生成雞糞28.5 g。

2.3 雞糞及其處理產(chǎn)物

雞糞及其處理產(chǎn)物主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表2。如表所示，處理過程中雞糞干物質(zhì)保留率為80.7%。以干物質(zhì)計(jì)，每100 g飼料經(jīng)蛋雞消化利用后生成糞便28.5 g，再經(jīng)發(fā)酵得到處理產(chǎn)物23.0 g。處理過程中，雞糞中粗蛋白損失率為51.5%，TP、K總量無影響，濃度比雞糞分別提高28%、31%。結(jié)合配合飼料檢測(cè)結(jié)果，飼料中80%以上的Fe、Zn、Mn、Cu等微量元素、95%以上的As、Pb、Hg、Cd、Cr等重金屬元素通過雞消化道排出。雞糞處理產(chǎn)物中As、Pb、Hg、Cd、Cr等5種重金屬元素濃度分別為NY 525—2012《有機(jī)肥料》中對(duì)應(yīng)限量值的8.9%、8.9%、0.7%、10.5%、3.0%，安全性高。經(jīng)換算，氮、五氧化二磷、氧化鉀在雞糞處理產(chǎn)物中的濃度分別為1.68%、3.48%、3.53%，合計(jì)8.69%，是有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)值的1.73倍。產(chǎn)物中有機(jī)質(zhì)濃度，以干物質(zhì)減去粗灰分計(jì)，為51.5%，是有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)值的1.14倍。

表2 雞糞及其處理產(chǎn)物主要成分檢測(cè)結(jié)果

3 討論

3.1 飼料原料與配合飼料品質(zhì)

蛋雞普遍采用玉米-豆粕型日糧。除石粉外，飼料原料及配合飼料的各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)成分含量均符合現(xiàn)行飼料法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)要求，5種重金屬元素含量遠(yuǎn)低于國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限量值，安全性高。配合飼料中重金屬主要源于石粉和復(fù)合預(yù)混料[3-5]。玉米與豆粕中Fe、Zn、Mn、Cu等4種微量元素和As、Pb、Hg、Cd、Cr等5種重金屬元素含量極低，對(duì)配合飼料相應(yīng)指標(biāo)含量影響較小。檢測(cè)國(guó)產(chǎn)玉米、大豆及其制品中的主要重金屬元素含量，發(fā)現(xiàn)僅個(gè)別樣本中Cd、Cr等含量超出相應(yīng)的食品標(biāo)準(zhǔn)[6]。綜上所述，我國(guó)谷物類飼料原料中重金屬元素含量較低，處于安全水平[7]。

本研究中，預(yù)混飼料中Fe、Zn、Mn、Cu實(shí)測(cè)含量均高于產(chǎn)品標(biāo)簽值。由于預(yù)混料中粗灰分含量高，推測(cè)其中含有較高比例的無機(jī)載體，部分Fe、Zn、Mn、Cu為無機(jī)載體、微量元素單體、磷酸鹽等原料的雜質(zhì)。在礦物質(zhì)原料質(zhì)量調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，無機(jī)載體中K、Na、Fe、Mn、Zn等元素含量較高，個(gè)別沸石粉中Fe含量大于2%[4]。劣質(zhì)微量元素單體原料中，雜質(zhì)元素含量甚至超過產(chǎn)品主成分保證值。有研究發(fā)現(xiàn)，烘干雞糞中Cu、Zn含量分別超過1 000、8 000 mg·kg-1，蛋雞生產(chǎn)性能無明顯下降[8]，推測(cè)以雜質(zhì)形式進(jìn)入飼料的Cu、Zn在消化道中無生理活性或者活性微弱。綜上，在確保石粉質(zhì)量前提下，應(yīng)盡可能減少預(yù)混飼料中無機(jī)載體、稀釋劑的使用量，從而降低蛋雞飼料中重金屬元素和部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，保證雞糞的安全性。

3.2 雞糞及其處理產(chǎn)物質(zhì)量

本研究中，蛋雞生產(chǎn)性能與該蛋雞品種飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)接近，測(cè)得的飼料表觀消化率與文獻(xiàn)基本一致[9]，說明試驗(yàn)雞產(chǎn)生的雞糞在當(dāng)前生產(chǎn)上具備典型性。雞糞處理產(chǎn)物中的N、P、K總含量高于有機(jī)肥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)濃度偏低，5種重金屬元素含量遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)限量值。產(chǎn)物中有機(jī)質(zhì)濃度偏低與粗灰分含量過高有關(guān)。已有報(bào)道指出，在實(shí)驗(yàn)室條件下單一雞糞發(fā)酵時(shí)干物質(zhì)損失率為10%～40%[10]，本處理中雞糞干物質(zhì)損失率為19%，處于正常范圍內(nèi)。

當(dāng)前商品有機(jī)肥制造采用多原料、多來源、連續(xù)式生產(chǎn)工藝，導(dǎo)致處理終產(chǎn)物中有毒、有害成分較難實(shí)現(xiàn)溯源與分析。盡管雞糞為主要原料的有機(jī)肥重金屬超標(biāo)現(xiàn)象時(shí)有報(bào)道，但有機(jī)肥中添加的無機(jī)輔料也存在重金屬超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)[11]。

有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)中沒有Fe、Zn、Mn、Cu這4種微量元素的限量要求，但一些研究已經(jīng)將Cu、Zn等列為具有污染風(fēng)險(xiǎn)的重金屬元素[12]。本試驗(yàn)雞糞處理產(chǎn)物中Cu、Zn含量較低，隨著飼料添加劑使用日益規(guī)范、嚴(yán)格，環(huán)保型微量元素添加劑應(yīng)用的日趨普及，飼料微量元素對(duì)有機(jī)肥的污染風(fēng)險(xiǎn)將趨于下降。

當(dāng)前對(duì)有機(jī)肥中重金屬危害與風(fēng)險(xiǎn)分析僅以單項(xiàng)指標(biāo)值與標(biāo)準(zhǔn)的限量值進(jìn)行對(duì)比。不同標(biāo)準(zhǔn)所限制的元素種類及限量值不同，導(dǎo)致不同的研究結(jié)果間難于比較分析。借鑒土壤污染研究中常用的潛在生態(tài)危害指數(shù)評(píng)價(jià)法，在確定元素毒性系數(shù)及樣本中的濃度值，可求得樣本重金屬的綜合危害指數(shù)(RI)[13]。以有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)中5種重金屬及對(duì)應(yīng)的限量值，可計(jì)算得出有機(jī)肥臨界RI為870。同樣方法計(jì)算，蛋雞配合飼料臨界RI為80。本次試驗(yàn)飼料、雞糞處理物的RI分別為14、55，低于臨界值。100 g蛋雞飼料干物質(zhì)最終生成有機(jī)肥23 g，若重金屬元素全部沉積，雞糞有機(jī)肥RI最大值僅為63，低于臨界值。當(dāng)雞糞與RI更低的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物混合發(fā)酵制取有機(jī)肥，在同等干物質(zhì)損失率下，產(chǎn)物的RI將會(huì)更低，安全性更好。

4 小結(jié)

本試驗(yàn)玉米-豆粕型蛋雞日糧中，As、Pb、Hg、Cd、Cr等5種重金屬元素含量均低于國(guó)家飼料標(biāo)準(zhǔn)；Fe、Zn、Mn、Cu等4種營(yíng)養(yǎng)元素含量明顯高于蛋雞生產(chǎn)正常需求量，但低于國(guó)家飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的最高推薦量。除石粉中個(gè)別元素外，所用飼料原料重金屬濃度均未超標(biāo)，蛋雞生產(chǎn)性能達(dá)到本品種飼養(yǎng)手冊(cè)的性能要求。

礦物質(zhì)原料是蛋雞配合飼料重金屬污染的主要來源，包括石粉，預(yù)混飼料中的無機(jī)載體、單體微量元素原料等。單一雞糞經(jīng)堆積發(fā)酵處理后，有機(jī)質(zhì)、總養(yǎng)分含量分別是國(guó)家有機(jī)肥標(biāo)準(zhǔn)值的1.14倍、1.73倍，各重金屬濃度均低于標(biāo)準(zhǔn)限量值。