低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能和糞污排放的影響

王 曼，熊兆龍，何元慶，李 敏，何 健*

（1.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川綿陽(yáng) 621010；2.四川鐵騎力士集團(tuán)馮光德實(shí)驗(yàn)室，四川綿陽(yáng) 621010）

隨著畜禽規(guī)?；?、集約化養(yǎng)殖迅速發(fā)展，畜禽糞污排放量加大，對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題逐漸突出。畜禽配方中的蛋白質(zhì)、鈣磷和銅鋅是飼料中昂貴的原材料，未消化的氮磷銅鋅通過(guò)糞便排放到環(huán)境中會(huì)造成環(huán)境污染。因此畜禽廢棄物不僅需要從污水處理設(shè)備和畜禽糞便的有效利用進(jìn)行處理，還需要從源頭（飼料營(yíng)養(yǎng)配方）上進(jìn)行處理[1]。

2018 年10 月26 號(hào)，中國(guó)飼料工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布《仔豬、生長(zhǎng)育肥豬配合飼料》低蛋白新標(biāo)準(zhǔn)，有效推動(dòng)了畜禽源頭減排和綠色可持續(xù)發(fā)展。大量研究表明，降低日糧蛋白質(zhì)水平并補(bǔ)充合成氨基酸，采用高消化率蛋白質(zhì)原料以及應(yīng)用“理想蛋白”模式等可以減少豬排泄物中氮含量[2-3]。日糧中蛋白質(zhì)每降低1 個(gè)百分點(diǎn)，豬排泄物中的氮排放量可減少10%[4]。1907 年已有研究報(bào)道，非反芻動(dòng)物可利用植酸磷來(lái)提高日糧中鈣磷的消化率，從而極大提高了磷的利用率[5]。研究還發(fā)現(xiàn)，植酸酶有助于蛋白質(zhì)、氨基酸和微量元素的消化利用[6-7]。生物發(fā)酵飼料不僅能提高飼料本身的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還可以提高飼料消化率，減少糞污排放。Koo等[8]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵飼料可以減少飼料中水溶性非淀粉多糖的含量和釋放植物飼料中的植酸磷，從而提高氨基酸和磷的消化率。有機(jī)微量元素作為一種新型的微量元素添加劑，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、吸收率高等特點(diǎn)，不僅可以替代無(wú)機(jī)微量元素，還可以促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育，減少糞便中重金屬含量[9]。低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅均有益于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，但這幾種減排方式在豬上聯(lián)用未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)旨在研究聯(lián)用低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅4 種減排方式對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能和糞便中氮磷、銅鋅消化率的影響，為提高氮磷和銅鋅在生產(chǎn)上的利用率、減少畜禽糞便污染等方面的研究和應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 植酸酶（武漢新華揚(yáng)生物股份有限公司）活力為5 000 U/g。CuSO4·5H2O 純度為96%（銅含量為25%），ZnSO4·H2O(成都蜀星飼料公司) 純度為99%（鋅含量為31.8 %）。蛋氨酸銅的銅含量為15 %、羥基蛋氨酸含量為80 %，蛋氨酸鋅的鋅含量為16 %、羥基蛋氨酸含量為76 %，均為諾偉司國(guó)際貿(mào)易有限公司（上海）產(chǎn)品。發(fā)酵豆粕為鐵騎力士自產(chǎn)發(fā)酵豆粕，按照豆粕:玉米為9:1 的比例進(jìn)行發(fā)酵，所有原料均檢測(cè)基本營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)再進(jìn)行配制配方，具體營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。

表1 發(fā)酵豆粕的營(yíng)養(yǎng)成分（分析值）%

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)日糧 選取68 日齡、（25.05±3.69）kg的杜× 長(zhǎng)× 大三元雜交豬40 頭，按照體重一致、公母各半的原則隨機(jī)分為4 個(gè)處理，每處理10 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1 頭豬，試驗(yàn)期28 d。對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)日糧（粗蛋白水平為16.57%，CuSO4·5H2O 62.5 mg/kg，ZnSO4·H2O 127.06 mg/kg）；有機(jī)銅鋅組將基礎(chǔ)日糧中的無(wú)機(jī)銅鋅分別替換成蛋氨酸銅（100 mg/kg）和蛋氨酸鋅（250 mg/kg）；低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕組將基礎(chǔ)日糧的蛋白質(zhì)水平降低為13.4 %，并添加800 mg/kg（4 000 U/kg）植酸酶和用10% 發(fā)酵豆粕替代10% 普通豆粕；低蛋白有機(jī)銅鋅組將低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕組的無(wú)機(jī)銅鋅等量替換成有機(jī)銅鋅。基礎(chǔ)日糧為玉米-豆粕型日糧，按照ΝRC 2012（除粗蛋白質(zhì)外）的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配制，飼糧按照鐵騎力士綿陽(yáng)A 廠的正常生產(chǎn)工藝進(jìn)行配制，日糧組成及主要營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表2。

表2 生長(zhǎng)豬日糧組成及主要營(yíng)養(yǎng)成分（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.3 飼養(yǎng)管理 試驗(yàn)于2019 年4 月—5 月在鐵騎力士花荄試驗(yàn)基地進(jìn)行。選用一棟40 個(gè)圈的豬舍進(jìn)行飼養(yǎng)試驗(yàn)。每頭豬在單獨(dú)的代謝籠進(jìn)行飼養(yǎng)，在飲水中添加多維和葡萄糖，待豬恢復(fù)較好后提供少量飼料，采用逐級(jí)過(guò)渡的方法進(jìn)行預(yù)試，預(yù)試7 d 后開(kāi)始正式試驗(yàn)。試驗(yàn)期間自由飲水和采食，每天20:00 稱量每個(gè)重復(fù)余料并估計(jì)浪費(fèi)料量，記錄每天的采食量。圈舍溫度保持在（25±1）℃，相對(duì)濕度為60%～70%。

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 生長(zhǎng)性能 在試驗(yàn)開(kāi)始和試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，空腹12 h后進(jìn)行測(cè)定體重，按照重復(fù)計(jì)算平均日增重。每日記錄每個(gè)重復(fù)的采食量，計(jì)算平均日采食量。根據(jù)平均日增重和平均日采食量計(jì)算耗料增重比。

1.4.2 營(yíng)養(yǎng)成分的表觀消化率 于試驗(yàn)期第21 天開(kāi)始連續(xù)7 d 進(jìn)行全收糞、尿液，按鮮糞重量和尿液體積的10%滴加10%稀硫酸和數(shù)滴甲苯防腐?；旌厦刻焓占降哪蛞喝?00 mL 備用，用于尿氮分析?；旌厦刻焓占募S樣，混勻，稱重，取總糞重的1%。再將7 d 收集到的糞樣稱重再混合、取樣、烘干、粉碎，待測(cè)定糞氮、磷、銅、鋅的含量風(fēng)干以備分析[10]。飼料和糞樣中磷含量用《飼料中總磷的測(cè)定分光光度法》（GBT 6437-2018）方法測(cè)定，糞、尿中的氮含量采用《飼料中粗蛋白的測(cè)定凱氏定氮法》（GB/T 6432-2018）的方法測(cè)定。用《飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測(cè)定原子吸收光譜法》（GB/T 13885-2017）的方法測(cè)定飼料和糞樣中的銅鋅含量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2016 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，通過(guò)SAS8.1 軟件GLM 模型對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，每個(gè)指標(biāo)以每頭豬為統(tǒng)計(jì)單位，差異顯著再進(jìn)行Duncan′s 多重比較，以P＜0.05 為差異顯著，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行顯示。

2 結(jié)果

2.1 低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能的影響 從表3 可以看出，與對(duì)照組相比，日糧中有機(jī)銅鋅等量替代無(wú)機(jī)銅鋅對(duì)豬的末重、平均日采食、平均日增重和耗料增重比無(wú)顯著影響；低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕組、低蛋白有機(jī)銅鋅組2 組豬的平均日采食和平均日增重提高（P＜0.05），耗料增重比降低（P＜0.05）。

2.2 低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬氮磷排放的影響 從表4 可以看出，各組采食量和排放量無(wú)顯著變化。低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕組、低蛋白有機(jī)銅鋅組的糞污排放率較對(duì)照組均降低（P＜0.05）。各處理的生長(zhǎng)豬食入氮磷無(wú)顯著差異，低蛋白日糧、植酸酶和發(fā)酵豆粕的添加與對(duì)照組相比糞氮、尿氮、氮排放率和磷排放率均降低（P＜0.05）。

表4 低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬氮磷排放量的影響

2.3 低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬糞便中銅鋅含量的影響 從表5 可以看出，各處理飼料中銅和鋅含量無(wú)顯著差異。低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕組、低蛋白有機(jī)銅鋅組2 組糞便中的銅和鋅含量均較對(duì)照組降低（P＜0.05），銅和鋅的表觀消化率增加（P＜0.05）。

表5 低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬糞便中銅鋅含量的影響

3 討論

3.1 低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能的影響 研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加低劑量的有機(jī)微量元素等量替代無(wú)機(jī)微量元素對(duì)生長(zhǎng)育肥豬的生長(zhǎng)性能無(wú)顯著差異[11-12]。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，用15 mg/kg 有機(jī)銅鋅替代日糧中的無(wú)機(jī)銅鋅源對(duì)生長(zhǎng)豬生長(zhǎng)性能無(wú)顯著影響。但Apgar 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，日糧中額外添加200 mg/kg 有機(jī)銅能夠一定程度上提高豬的生長(zhǎng)性能。以上研究結(jié)果表明，與添加低劑量無(wú)機(jī)銅相比，在生長(zhǎng)豬日糧添加中低劑量有機(jī)銅不會(huì)對(duì)豬的生長(zhǎng)性能產(chǎn)生顯著影響。

研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加發(fā)酵豆粕可以顯著提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，減少疾病發(fā)生[14]。Jones 等[15]研究表明，飼喂6%發(fā)酵豆粕后仔豬平均日增重提高了6.27%；Wang 等[16]研究發(fā)現(xiàn)，6% 嗜熱鏈球菌、枯草芽孢桿菌和釀酒酵母混合發(fā)酵豆粕可將仔豬平均日增重提高6.56%。在生長(zhǎng)豬階段低蛋白日糧對(duì)生長(zhǎng)性能的影響比較小，但可以有效提高飼料報(bào)酬[17-19]。同時(shí)植酸酶可以水解植酸，產(chǎn)生肌醇和正磷酸，解除抗?fàn)I養(yǎng)作用，釋放氨基酸、消化酶、脂肪酸等，促進(jìn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收，改善生長(zhǎng)性能[20]。因此，在本研究中添加低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕的兩組生長(zhǎng)性能高于其他組，可能是添加10%發(fā)酵豆粕和高劑量的植酸酶提高了仔豬采食量，從而提高其整體生長(zhǎng)性能。

3.2 低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬氮磷排放的影響 豬攝入的蛋白質(zhì)數(shù)量越接近與其本身的需要量，對(duì)氮的利用率越高，相對(duì)的氮排放量就越低[21]。豬飼糧中的蛋白質(zhì)的水平每降低1%，總氮排放量可降低8%～10%[22-23]。本研究中，各處理的配方日糧均按照ΝRC 2012 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配制，并對(duì)各處理營(yíng)養(yǎng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析，除了粗蛋白質(zhì)含量偏低，其余各營(yíng)養(yǎng)成分的分析值與ΝRC 2012 基本符合。與對(duì)照組相比，添加低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕組和低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕+有機(jī)銅鋅組的日糧配方中降低了3.2%百分點(diǎn)，同時(shí)氮的排放率也分別降低了26.26%和28.00%。發(fā)酵技術(shù)可以通過(guò)生物手段對(duì)豆粕進(jìn)行預(yù)消化處理，微生物能夠?qū)⒍蛊芍械牡鞍踪|(zhì)分解成易吸收的小肽和氨基酸。在本試驗(yàn)條件下，發(fā)酵豆粕中小肽的含量在6.7%。小肽可以避免氨基酸的吸收競(jìng)爭(zhēng)，以完整的形式被吸收并進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)而被組織利用，促進(jìn)氨基酸和蛋白質(zhì)的的吸收[24]。微生物的代謝產(chǎn)物——有機(jī)酸也有益于蛋白質(zhì)的消化吸收。張益燾等[25]研究發(fā)現(xiàn)，在仔豬日糧中添加發(fā)酵豆粕可以減少糞便中氨氣的排放。植酸酶可以將大分子的蛋白質(zhì)從蛋白-植酸螯合物中釋放出來(lái)，提高胃蛋白酶消化蛋白質(zhì)的消化率[26]。孫宏選等[27]研究發(fā)現(xiàn)，在雞日糧中添加2 000～8 000 U/kg 植酸酶，粗蛋白質(zhì)的利用率較未添加植酸酶組高1.43%～7.83%。有機(jī)微量元素對(duì)氮排放的影響較低[28]。在本試驗(yàn)條件下，蛋白質(zhì)的消化吸收提高可能與低蛋白日糧、發(fā)酵豆粕和高劑量的植酸酶相關(guān)。

磷是動(dòng)物必需的礦物質(zhì)元素，對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用。添加植酸酶可以更多地釋放出飼料中的磷，還可以降低植酸對(duì)磷的螯合作用。添加高劑量的植酸酶可以充分釋放飼料中的磷，減少植酸的螯合作用，增加磷的消化率，降低磷的排放率[29]。Zeng 等[30]在生長(zhǎng)豬日糧中添加20 000 FTU/kg 植酸酶，植酸的表觀消化率提高到90% 以上，還可以顯著提高磷的表觀消化率。Shirley 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在飼糧中添加3 000～6 000 U/kg植酸酶時(shí)可以分解73.5%～84.9%植酸，而添加375 U/kg的植酸酶只能從植酸中釋放49.5% 的磷。Shi 等[32]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵技術(shù)可以改善玉米豆粕的質(zhì)量，釋放植酸磷從而提高磷的消化率。因此，在本試驗(yàn)中低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕組和低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕+有機(jī)銅鋅組糞便中磷的排放率均較對(duì)照組顯著降低。

3.3 低蛋白、植酸酶、發(fā)酵豆粕和有機(jī)銅鋅對(duì)生長(zhǎng)豬糞便中銅鋅含量的影響 微量元素能夠保證動(dòng)物機(jī)體健康和促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)，高劑量的微量元素添加模式不僅會(huì)造成成本增加，還會(huì)造成環(huán)境污染，在畜產(chǎn)品中富集，危害人類健康[33]。在2017 年發(fā)布的《飼料添加劑安全使用規(guī)范》中大大降低了飼糧中銅鋅的使用量，30～60 kg 生長(zhǎng)育肥豬銅的最高限量從150 mg/kg 降到25 mg/kg，只有原來(lái)的17%；鋅的限量從150 mg/kg 更改為25 kg以上限量為80 mg/kg，降低了47%。如何提高微量元素利用率、降低其排放是目前養(yǎng)豬生產(chǎn)亟需解決的問(wèn)題。本試驗(yàn)中所有處理組的銅含量在21.39～23.65 mg/kg，鋅含量在71.07～73.05 mg/kg，均沒(méi)超過(guò)限量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，本試驗(yàn)采用全收糞法進(jìn)行消化試驗(yàn)，消化率結(jié)果比較準(zhǔn)確。本試驗(yàn)中，有機(jī)銅鋅組的微量元素吸收率與對(duì)照組無(wú)顯著差異。也有研究發(fā)現(xiàn)，糞便中銅鋅的排放率與飼料中添加的銅鋅含量有關(guān)，與添加形式無(wú)明顯聯(lián)系[34]，這與本研究的結(jié)果一致。植物性飼料中多含有植酸，植酸在一定條件下能與飼料和消化道中的微量元素結(jié)合產(chǎn)生不易消化的植酸鹽，尤其是對(duì)鋅的絡(luò)合力最強(qiáng)[35]。本試驗(yàn)中，低蛋白+植酸酶+發(fā)酵豆粕組糞便中的銅鋅排放明顯降低，吸收率明顯提高，可能是由于日糧中添加植酸酶和發(fā)酵豆粕提高了微量元素的利用率，與金渭武等[36]的研究結(jié)果相似。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，降低生長(zhǎng)豬日糧中蛋白質(zhì)濃度并添加發(fā)酵豆粕和高劑量的植酸酶有助于提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，降低氮磷和銅鋅的排放；單一添加有機(jī)銅鋅對(duì)銅鋅的排放率無(wú)明顯影響。