不同微量礦物質(zhì)添加劑對育肥豬生長性能及礦物元素排放的影響

敖維平，周嶺，方雷，杜建國，祁雄，孫國昶，李時進

（1塔里木大學動物科學與技術(shù)學院，新疆 阿拉爾 843300）

（2塔里木畜牧科技兵團重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

（3塔里木大學機械電氣化工程學院，新疆 阿拉爾 843300）

（4天康生物股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830011）

微量礦物質(zhì)對動物的正常生長和健康起著至關(guān)重要的生理作用。諸如，鋅和銅參與了300多種酶和蛋白質(zhì)的合成、免疫系統(tǒng)激活和骨骼發(fā)育等過程。針對養(yǎng)豬業(yè)中環(huán)境和公共衛(wèi)生問題，各國均制定了自己的微量礦物元素添加量。NRC(2012)推薦了，25～135 kg體重（BW）的豬飼糧中鋅（50～60 mg/kg飼料）和銅(3～4 mg/kg飼料)的總需求量［1］；MADRID J等［2］（2013年）和INRA（法國國家農(nóng)業(yè)研究院，1989年）提出了生長肥育豬飼糧中鋅（80 mg/kg和100 mg/kg飼料）和銅（8 mg/kg和10 mg/kg飼料）總含量的建議；歐盟國家（歐盟委員會，2018年）制定了生長肥育豬飼糧中鋅（120 mg/kg）和銅（25 mg/kg）需要量的最高水平。由于生產(chǎn)中的不同目的，在豬配合飼料中經(jīng)常存在添加礦物元素超過豬只的生理需要量，導致豬場糞污中重金屬元素排放增加，糞污中重金屬長期超量排放有導致環(huán)境污染的風險。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)豬場飼料與糞污中重金屬元素含量均有不同程度超過國家相關(guān)標準的現(xiàn)象，薄錄吉等［3］檢測了我國21個省市規(guī)?；i場飼料和糞便結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我國豬糞重金屬含量嚴重超標，若用這些豬糞施肥后，土壤中某些重金屬含量會超過國家土壤質(zhì)量二級標準（GB/15618—2008），因此減少豬飼糧中礦物元素使用量的問題勢在必行。MADRID J等［2］研究了添加植酸酶對生長肥育豬的生長性能和礦物質(zhì)消化率的影響發(fā)現(xiàn)，植酸酶的添加改善了大部分礦物質(zhì)消化率，尤其磷和銅，從豬糞中向環(huán)境排泄的磷和銅分別減少了39%和33%。JANCZYK P等［4］用低鋅（100 mg/kg）和高鋅（3 100 mg/kg）的飼糧飼喂28日齡大白豬的研究結(jié)果表明，鋅的用量對腸道環(huán)境影響有顯著差別，高鋅導致組織中沉積的鋅和銅均增加。目前，礦物質(zhì)對于維持現(xiàn)代基因型豬種機體功能、促生長和繁殖以及刺激免疫是必要的，在藥理學水平上添加一些礦物質(zhì)，如銅和鋅，可以促進仔豬生長，增強免疫力和減少腹瀉。無機礦物元素已被廣泛使用，但它們對動物的可利用性仍存在問題，這引起了人們對有機礦物元素的興趣，因這些礦物質(zhì)元素更容易被動物吸收和利用。ACDA S P等［5］、PIEER R等［6］探討了添加有機酸對礦物元素消化吸收的影響，有機物均有益于礦物質(zhì)元素的吸收與沉積，進而減少了向環(huán)境的排泄量。SANDRA V等［7］開展不同水平鋅源、銅源對肥育豬試驗結(jié)果表明，羥基氯化物類礦物元素對育肥豬生產(chǎn)性能、胴體產(chǎn)肉率和礦物消化率顯著優(yōu)于硫酸鹽類礦物元素。有機礦物元素添加劑較無機礦物元素具有穩(wěn)定性強、吸收率高等特點，替代無機礦物元素成為養(yǎng)殖業(yè)中減少糞污中礦物元素排放的可行途徑。為了探討在飼料中使用有機礦物元素替代無機礦物元素對豬生長性能和糞污重金屬元素排放影響，評價在飼料中添加有機礦物元素的真正價值，本試驗研究不同梯度的有機礦物元素添加劑（銅、鐵和鋅）替代無機礦物元素添加劑對肥育豬生長性能、豬糞礦物質(zhì)元素排泄量及血液中礦物質(zhì)元素含量的影響，旨在為有機礦物元素在育肥豬生產(chǎn)中的合理應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

硫酸亞鐵（Fe含量30%）、堿式氯化銅（Cu含量58%）、硫酸鋅（Zn含量34.5%）、甘氨酸鐵（Fe含量17%）、蛋氨酸銅(Cu含量16.8%)和甘氨酸鋅（Zn含量17.2%），均購自四川吉隆達生物科技集團有限公司。

1.2 試驗動物與分組

選擇年齡相近，體重(51.7±1.7)kg的杜長大三元雜交商品豬126頭，隨機分成3個組，分別為無機組、有機1組和有機2組，每組3個重復，每個重復14頭豬飼養(yǎng)在同一個欄里。試驗期間每天按欄準確記錄投喂量和剩料量，飼養(yǎng)管理（防疫、驅(qū)蟲及消毒）按飼養(yǎng)場的技術(shù)規(guī)程執(zhí)行。

1.3 試驗飼糧

采用單因素試驗設(shè)計，基礎(chǔ)日糧一致，營養(yǎng)水平（見表1），均采用玉米-豆粕型飼糧，不含礦物質(zhì)添加劑。礦物元素添加量參考《豬營養(yǎng)需要》［8］（NRC，2012）推薦量，對照組飼糧補充堿式氯化銅（10 mg/kg）、硫酸亞鐵(328 mg/kg)和硫酸鋅（192 mg/kg），有機1組和有機2組飼糧銅、鐵、鋅元素添加量為無機組飼糧的50%、80%，有機1組每kg飼糧中蛋氨酸銅、甘氨酸亞鐵和甘氨酸鋅的添加量分別為18 mg/kg、286 mg/kg和167 mg/kg，有機2組的添加量分別為29 mg/kg、457 mg/kg和267 mg/kg。各組飼糧補充的銅、鋅和鐵含量見表2。

表1 試驗飼糧配方組成及營養(yǎng)素含量

表2 試驗各組飼糧礦物元素補充量 mg/kgkg

1.4 試驗樣品采集

試驗分預試期（7 d）和正試期（30 d），糞樣和血樣在正試期第10 d、20 d、30 d投料前進行采集，糞樣按欄多點收集1.5 kg冷凍保存，血樣按欄用抗凝采血管前腔靜脈采集血液10 mL冷凍保存。

1.5 指標與測定方法

1.5.1 生長性能指標

試驗期第1 d和第30 d按欄空腹稱重記為始重和末重，以此計算試驗期豬的生長性能；準確記錄每天的投喂量和剩料量，以此計算每欄每天的采食量。

1.5.2 樣品礦物元素濃度檢測

將糞樣在通風櫥里進行風干，再在烘箱中105℃烘干至衡重，粉碎過40目篩。血樣自然解凍后用振蕩器搖勻后檢測。糞樣和血樣均采用原子吸收光譜儀檢測樣品中銅、鐵、鋅的含量。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

試驗數(shù)據(jù)均采用SPSS 19.0進行Duncan氏多重比較和單因素方差分析，試驗數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標準差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試驗飼糧對育肥豬生產(chǎn)性能的影響

不同試驗飼糧對豬生產(chǎn)性能的影響見表3，用有機礦物元素減量替代飼糧中無機礦物元素添加劑后，豬采食量差異不顯著（P>0.05），但有促進采食量的趨勢。有機組的平均日增重和料重比均極顯著高于無機組（P<0.01），且有機組間隨著添加量增加，存在顯著增加的趨勢（P<0.05）。從試驗對育肥豬生產(chǎn)性能的影響結(jié)果看出，在飼糧中添加有機礦物元素，減少了飼糧礦物元素添加量，但不會影響豬的生產(chǎn)性能，相反有提高豬生產(chǎn)性能的效果。

表3 試驗飼糧對育肥豬生產(chǎn)性能影響

2.2 不同試驗飼糧對豬糞中銅、鐵和鋅排泄量的影響

不同試驗飼糧對豬糞中銅、鐵和鋅排泄量的影響見表4，有機組豬糞中銅的排泄量極顯著低于無機組（P<0.01），且銅的排泄量與攝入量相關(guān)。有機組豬糞中鐵的排泄量均低于無機組，且隨攝入量的增加呈現(xiàn)增加的趨勢。有機組豬糞中鋅的排泄量均極顯著低于無機組（P<0.01），但有機組間豬糞中鋅的排泄量隨攝入量增加呈現(xiàn)增加趨勢。綜上所述，豬糞中銅、鐵和鋅的排泄量均與攝入量有關(guān)，且呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。

表4 不同試驗飼糧對豬糞中銅、鐵和鋅排泄量的影響 mg/kgkg

2.3 不同試驗飼糧對豬血樣中銅、鐵和鋅含量的影響

由表5可知，試驗第10 d血樣中銅和鋅含量均是無機組極顯著高于有機組（P<0.01），且有機組間差異不顯著（P>0.05），而血樣中鐵含量3組間差異不顯著（P>0.05）。試驗第20 d血樣中銅和鋅含量均與有機組差異不顯著（P>0.05），血樣中鐵含量無機組和有機2組差異不顯著（P>0.05），但均極顯著高于有機1組（P<0.01）。試驗第30 d有機1組血樣中銅和鋅含量均高于無機組和有機2組，有機1組血樣銅顯著高于無機組和有機2組（P<0.05），有機1組和無機組血液中鋅含量差異不顯著，但均極顯著高于有機2組（P<0.01），血樣中鐵含量差異不顯著（P<0.01）。綜合結(jié)果表明，血液中銅、鐵、鋅含量與飼料攝入量不呈完全相關(guān)關(guān)系，可能由于豬只血液生理指標差異所致。

表5 各組不同采樣天數(shù)血液中3種礦物元素含量 mg/Lg/

3 討論

3.1 飼糧中添加有機銅、鐵和鋅對育肥豬生長性能的影響

飼料中高銅通過神經(jīng)系統(tǒng)、酶系統(tǒng)和激素等途徑調(diào)控豬的采食、多種酶活性和生長激素等［9］，提高豬的生長性能；斷奶仔豬飼喂高鋅飼糧具有明顯降低腹瀉和提高仔豬成活作用。因此，在現(xiàn)代集約化養(yǎng)豬生產(chǎn)中存在添加高銅和高鋅來改善豬生產(chǎn)性能的現(xiàn)象，造成豬場排出的糞污中礦物質(zhì)元素超標，污染環(huán)境。通過提高豬對礦物質(zhì)元素的吸收利用率，減少在豬飼糧中礦物質(zhì)元素添加量，是減少養(yǎng)豬業(yè)重金屬元素超標排放的重要途徑之一。譚靜等［10］在豬飼糧中用有機礦物質(zhì)元素替代無機礦物元素試驗表明，不僅降低了銅、鐵和鋅的添加量，而且提高了豬生長性能，與本試驗研究結(jié)果一致，其原因可能與有機礦物質(zhì)元素吸收利用率較高有關(guān)。李少華等［11］開展28日齡斷奶仔豬試驗表明，低劑量小肽螯合銅和小肽螯合鋅替代高劑量的硫酸鹽源銅和鋅，對生產(chǎn)性能和健康狀況無不良影響，可能與豬不同生理階段礦物質(zhì)需要量不同有關(guān)，越小的豬營養(yǎng)需要越高。

3.2 飼糧中添加有機銅、鐵和鋅對豬糞及血液中礦物元素含量的影響

豬飼糧中銅、鋅的吸收率較低，只有較少一部分沉積在體內(nèi)，而大部分的銅、鋅隨著糞便排出，同時由于豬的生物富集機制，導致豬糞中的銅、鋅和鐵含量高于飼料中10倍以上［12-13］。有機礦物元素的吸收利用率高于無機礦物元素，通過有機礦物元素替代無機礦物質(zhì)元素，減少礦物元素在豬飼糧中的添加量，進而達到降低養(yǎng)豬業(yè)糞污中銅、鋅和鐵等礦物元素的排泄量，降低養(yǎng)豬業(yè)對環(huán)境重金屬污染的風險。本研究結(jié)果顯示，按無機礦物元素添加量的50%或80%添加有機礦物元素，豬糞中銅、鋅和鐵礦物元素濃度顯著或極顯著降低，與賈久滿等［14］針對仔豬和中豬開展的試驗結(jié)果一致。本試驗血液中銅、鋅和鐵礦物元素濃度在有機組和無機組間部分存在差異，但沒有糞樣差異明顯，也沒有糞樣中表現(xiàn)出的規(guī)律性，與COBLE K F等［15］在斷奶仔豬飼糧中采用有機礦物元素和無機礦物元素混合添加的試驗結(jié)果一致。

4 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，有機礦物元素替代無機礦物元素，添加量分別為無機礦物元素的50%或80%，不僅不會影響育肥豬的生長性能，還有提高豬生長性能的作用，減少了豬糞中微量礦物元素排放量。綜合試驗結(jié)果認為有機礦物元素按NRC（2012）推薦量的50%來添加，能滿足生長肥育豬豬的生長需要，達到減少養(yǎng)豬業(yè)重金屬元素排放的目的。