降低畜禽養(yǎng)殖場氮排放的營養(yǎng)調控措施

袁正才,舒 燕

儀隴縣農業(yè)農村局,四川 儀隴 637000

0 引言

在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中,糞便中氮、磷過量排放是造成環(huán)境污染的主要因素,減少畜禽糞便中氮、磷過量排放是解決畜禽養(yǎng)殖污染的重要措施。動物的生長發(fā)育離不開蛋白質,但動物需要的并不是蛋白質本身,而是需要有一定量平衡的必需氨基酸(essential amino acid,EAA)和足夠供給合成非必需氨基酸(nonessential amino acid,NEAA)的氨基氮。植物源性飼料中的蛋白質質量差,氨基酸不平衡,造成氮大量流失,嚴重污染環(huán)境。如何控制氮排放已成為畜禽養(yǎng)殖場解決排泄物氮磷超標污染環(huán)境的重點問題。動物對氮(蛋白質)的攝取量、動物對進食氮的利用效率和內源氮的排出量是影響?zhàn)B殖場中氮排出量的關鍵因素,其中,內源氮的排出量幾乎不能人為干預。因此,為了減少氮的排出量,必須降低動物對氮的攝入量,同時提高動物對攝入氮的利用效率。

1 降低動物對氮的攝入量

1.1 降低蛋白質濃度

研究表明,動物生長發(fā)育需要的是氨基酸而不是蛋白質本身,美國科學研究委員會(national nesearch council,NRC)也更加強調動物對氨基酸的需要,而弱化了動物對蛋白質水平的要求。當根據(jù)動物生長、發(fā)育和維持的需要,為飼養(yǎng)動物提供一定量平衡的氨基酸時,可有效降低日糧中蛋白質總量,提高氨基酸利用率,減少氮排放。當生長肥育豬日糧蛋白質水平降低2%,可使氮排出量減少約20%,通過添加合成氨基酸,補充日糧中氨基酸的不足,且不影響豬的日增重和飼料轉化效率[1]。如果在動物日糧中補充適宜的限制性氨基酸,飼料中的粗蛋白水平可以進一步降低而不影響動物的生長性能。研究還表明,飼料中蛋白質含量每降低1個百分點,豬舍氨氣濃度可降低13%[2]。飼喂氨基酸平衡的低蛋白飼糧,可作為減少畜禽氮排放的一項重要措施。

1.2 采用階段飼喂法

不同飼養(yǎng)階段的畜禽,需要的營養(yǎng)也有所不同。通過對畜禽飼喂階段的細分,配制符合不同飼喂階段畜禽營養(yǎng)需要的日糧,可精準地為飼養(yǎng)畜禽提供所需營養(yǎng),提高飼料利用率,降低飼料成本,減少氮的排放。研究表明,豬在肥育后期,采用二階段飼喂比采用一階段飼喂法的氮排泄量減少8.5%。從理論上講,根據(jù)畜禽不同飼喂階段營養(yǎng)的需要將飼料配方分得越細,就越有利于減少氮的排放[3]。

1.3 采用凈能體系配制低蛋白飼料

凈能是指除去攝食熱增耗損失的能量后剩下的那部分可代謝能量,分別用于動物的標準代謝、活動代謝和生產(生長和繁殖)。采用凈能體系配制低蛋白日糧,能更精準地控制動物飼料中能量和蛋白質水平,減少相應的飼料原料用量,降低飼料生產成本和氮排放量。使用凈能體系能夠保證飼料能量水平與動物能量需要的精準匹配,與飼料原料品種和品質無關,因此在飼料配方中可以充分利用非常規(guī)能量飼料原料[2]。

2 提高飼料利用率

2.1 飼養(yǎng)動物品種的選擇

優(yōu)良的畜禽品種具有生長與生產性能好、飼料利用率高等優(yōu)點。經過高強度選育的豬品種,經過測定后配置的雜交組合,具有很好的飼料利用率。研究表明,1頭優(yōu)質雜交豬比純種豬日增重可提高12%～25%,節(jié)省飼料12%～18%[4]。在實際生產中,可根據(jù)養(yǎng)殖場的需求選擇優(yōu)良品種,提高飼料的使用效率。

2.2 飼料原料的選擇

動物對不同來源的飼料原料和同一來源、不同品質、飼料原料的消化吸收均存在差異。在選擇飼料原料時,應該選擇品質好、易消化吸收利用的原料,同時,選擇的原料應具備多樣性和互補性,避免原料利用率低,造成不必要的浪費和環(huán)境污染。

2.3 飼料加工工藝

2.3.1 粉碎粒度

飼料粉碎粒度影響動物的采食量、物理和化學消化、腸道和呼吸系統(tǒng)健康等,因此,根據(jù)不同畜禽和畜禽的不同飼養(yǎng)階段選擇適宜的粉碎粒度,有助于提高畜禽生長性能和飼料利用率,且不影響畜禽的健康。研究表明,玉米粉碎粒度由1 000 μm降至400 μm,母豬糞便中氮和干物質排泄量分別降低30.4%和21.4%[5]。但飼料粉碎過細則會加重豬只胃腸的角化和損傷,同時會損傷呼吸系統(tǒng),影響動物生長。

2.3.2 混合均勻度

飼料的混合均勻度不夠,直接影響飼料營養(yǎng)成分間的平衡性,從而導致飼料利用率降低,影響動物生長性能和氮排放量。

2.3.3 制粒

飼料制粒具有提高淀粉消化利用率、降低抗營養(yǎng)因子活性、提高營養(yǎng)物質均勻性、方便輸送和保存等優(yōu)點,因此,在養(yǎng)殖生產中應大量使用顆粒飼料。研究表明,顆粒飼料可以提高干物質、氮和總能消化率達5%～10%,而且干物質和氮的排放量分別減少23%和22%,這可能是因為制粒過程中的加熱導致淀粉糊化與蛋白質變性,易于被消化酶分解[6]。此外,使用顆粒飼料能夠減少粉塵產生以及減少畜禽采食過程中的浪費,因此,使用顆粒飼料在管理層面上也可以減少養(yǎng)殖場中的氮排放量。

2.4 飼喂方式

選用與飼養(yǎng)畜禽的營養(yǎng)需要相匹配的飼料,根據(jù)飼養(yǎng)階段和環(huán)境選擇適宜的飼喂方式,可以進一步提高飼料的消化利用率,提高動物的健康水平。一般將粉碎后的谷物粉料加工成顆粒飼料,可將飼料利用率提高20%～25%[7]。用稀料喂豬要比喂干料多耗熱能25%,冬季溫度低時,熱能消耗更高,若能把喂稀料改為喂稠料,或者用干料飼喂,可大大提高飼料利用率[8]。

2.5 管理方式

畜禽需要維持機體恒定溫度,當環(huán)境溫度越低,需要散發(fā)的熱能就越高。研究表明,豬在16～21 ℃溫度下日增重最高,若氣溫在4 ℃以下時,日增重降低約50%,每千克增重的飼料消耗量比在最適宜溫度時增加1倍[9]。高溫降低生長育肥豬平均日采食量和平均日增重,高溫和低溫均增加料重比(F/G),高溫下隨著溫度升高料重比呈二次函數(shù)增加,高溫對生長育肥豬的負面影響大于低溫[10]。因此,畜禽圈舍溫度保持適宜,對降低畜禽機體熱能損耗、降低熱應激、節(jié)約飼料、降低成本、降低氮排放等方面都有積極作用。

2.6 生物處理

2.6.1 青貯

青貯不僅能保留青綠飼料的大部分營養(yǎng),還能將飼料中的部分糖類利用乳酸菌發(fā)酵轉化為乳酸,延長青綠飼料的保存時間,提高粗飼料的適口性和營養(yǎng)物質的消化利用率。研究表明,飼料青貯處理可以提高肉羊的消化性能和生長性能,在一定程度上降低了排氮量[11]。

2.6.2 黃貯

黃貯是利用農作物秸稈做原料,通過添加適量水和生物菌劑,經密封發(fā)酵處理,使秸稈變成具有酸香味的優(yōu)質飼料。黃貯同青貯一樣,都是一種保存飼料原料營養(yǎng)價值的處理方式,通過黃貯還可以提高農作物秸稈的適口性和營養(yǎng)物質的消化利用率。

2.7 堿化和氨化處理

粗飼料堿化是將農作物秸稈等粗飼料通過堿處理后,使秸稈細胞壁內中的硅酸和木質素部分溶解,使粗纖維變得膨脹和疏松,增加和消化酶的接觸面積,提高飼料消化率的方法[12]。氨化作用與堿化作用相似,氨可以與秸稈中的有機物質發(fā)生氨化反應生成氨—纖維復合物,降低纖維素結晶度,使秸稈的消化性提高,更容易被瘤胃液浸潤和瘤胃微生物黏附,纖維分解菌的活性也隨之提高。氨化處理中的氨化作用使氨的釋放速度減慢,堿化作用使秸稈中的碳釋出速度加快,既保證了瘤胃微生物合成氨基酸,又減少了尿氮的損失,提高了氮的利用率[13]。

2.8 合理使用飼料添加劑

2.8.1 酶制劑

酶制劑是一類具有特殊催化功能的生物制品,在動物飼料中添加適宜的酶制劑,可以起到改善飼料營養(yǎng)價值、提高飼料養(yǎng)分表觀消化率、分解飼料中存在的部分毒性物質、降低氮排放等作用。將蛋白酶添加到幼齡動物飼料中,可以提高蛋白質的消化利用率,降解飼料中的抗營養(yǎng)因子,還能增強動物機體的免疫力[14]。在育肥豬飼料中添加0.1%的組合蛋白酶,會使豬糞便和尿液中氮排放量顯著降低,氮利用率顯著提高[15]。

2.8.2 酸化劑

酸化劑可以降低飼料及動物胃腸道pH值,提高消化酶的活性,改善動物胃腸道微生態(tài)環(huán)境,提高動物抗應激能力和免疫力,促進營養(yǎng)物質消化吸收,提高畜禽生產性能。因此酸化劑的使用可以在一定程度上改善家畜的腸道健康,促進其對營養(yǎng)物質的消化吸收和利用,也在一定程度上減少了氮的排放。

2.8.3 益生元與益生菌

飼料中添加益生元和益生菌可以改善畜禽腸道菌群結構,提高有益菌的數(shù)量,減少有害菌的數(shù)量,減少氨氣生成,降低氮損失。在保育豬飼料中添加復合益生菌(0.5%枯草芽孢桿菌+0.5%釀酒酵母菌+0.5%植物乳桿菌),使用全收糞法測定,氮的表觀消化率提高了33.14%、磷的表觀消化率提高了48.99%,有效降低了豬糞便中的氮磷含量[16]。

2.8.4 植物提取物

植物提取物飼料添加劑是指在動物飼料中添加的植物源性產品復合物,其某些特性有助于促進動物生長性能,改善動物產品質量。植物提取物飼料添加劑具有抗氧化、提高飼料適口性及動物腸道功能、抗菌、促進生長等作用[17],適宜的植物提取物添加劑可以起到降低動物氮排放的作用。研究表明,在仔豬飼料中添加樟科植物提取物能夠顯著減緩尿素氮分解,增加氨態(tài)氮的保留,從而減少氨的揮發(fā)[18]。在斷奶仔豬飼料中添加150 mg/kg絲蘭提取物能顯著降低仔豬糞便中的總氮含量[19]。

3 結束語

畜禽養(yǎng)殖場中的氮污染主要來源于外源性氮的流失,一方面是飼料中過量的氮源不能被動物機體利用,從而通過消化代謝排出體外;另一方面是動物機體對氮源的消化利用率差,導致氮源不能被吸收利用,從而直接被排出體外或經代謝后排出體外。外源性氮的主要營養(yǎng)成分是蛋白質和氨基酸,在畜禽飼料配方研制時,要充分圍繞理想氨基酸模型,不斷研制出更加理想和高效的飼料配方,使飼料中的營養(yǎng)成分(特別是氨基酸)能夠精準供給,最大程度被動物機體利用,從而有效降低動物飼料中的氮含量,提高飼料轉化效率,降低氮排放。同時,通過飼料原料品質控制、選擇適宜的飼料處理工藝、添加適宜的添加劑等可以提高飼料的適口性和消化利用率,還可以提高動物機體性能,提高動物對營養(yǎng)物質的消化、吸收和利用能力,從而減少氮的排放。