近年來,我國的畜牧業(yè)尤其是養(yǎng)豬業(yè)取得了巨大的發(fā)展,規(guī)?；B(yǎng)豬場越來越多,極大地滿足了人民群眾對肉類食品的需求。但同時,規(guī)?；i場對環(huán)境造成的污染尤其是糞尿污染也日漸嚴(yán)峻,已經(jīng)成為影響?zhàn)B豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素,也嚴(yán)重影響人類健康,并且隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng),此問題越發(fā)顯得突出,因此,充分認(rèn)識規(guī)?；B(yǎng)豬生產(chǎn)中的環(huán)境污染問題,分析其造成污染的原因,并尋求科學(xué)有效的解決方法有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 養(yǎng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染
1.1 直接污染
1.1.1 糞尿、污水對環(huán)境的污染
在養(yǎng)豬生產(chǎn)中,每頭豬都是一個污染源,一個養(yǎng)殖場就是一個環(huán)境污染物的生產(chǎn)場。據(jù)測定,1頭豬日排糞尿6 kg,年排泄量2.5 t。1個萬頭豬場日排糞約60 t,年排糞2.19萬t。以全國養(yǎng)豬4.63億頭計,則日排糞量為278萬t,年排糞量10.14億t。糞尿使養(yǎng)殖場的周圍惡臭熏天、蚊蠅孳生、細(xì)菌繁殖、疫病傳播,嚴(yán)重影響了周圍居民的生活工作和身體健康。
養(yǎng)豬場每頭豬產(chǎn)生的污水相當(dāng)于7個人生活產(chǎn)生的廢水。如果養(yǎng)豬場采取沖水清除糞污,1頭豬日污水排放量為30 kg,1個萬頭豬場年排污水109.5萬t。全國飼養(yǎng)豬4.63億頭,年排污水即為50.81億t。污水不經(jīng)處理,含有大量的病原微生物,直接排向河流,將嚴(yán)重污染下游地區(qū)水源,引起水體的富營養(yǎng)化。
1.1.2 臭氣對空氣的污染
養(yǎng)殖場產(chǎn)生的糞便等如果沒有進(jìn)行有效的處理,會發(fā)出難聞的氣味,嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。惡臭主要來自糞便、污水、墊料、飼料、畜禽尸體的腐敗分解、消化道排出氣體、皮脂腺、汗腺等。豬場所產(chǎn)生的有害氣體主要有氨氣、硫化氫、二氧化碳、酚、吲哚、糞臭素、甲烷和硫酸類等,也是對豬場自身環(huán)境和周圍空氣造成污染的主要成分。這些物質(zhì)主要由碳水化合物和含氮的有機(jī)物產(chǎn)生,在厭氧條件下分解釋放出刺激性的特殊氣味,高濃度存在時,會影響人畜健康。另外由于酶的作用,其中的尿素也很快轉(zhuǎn)化為氨氣排放出來,這些臭氣能夠強(qiáng)烈的刺激人和動物的眼、鼻、喉,引起養(yǎng)殖場周圍空氣的污染。
1.2 飼料方面對環(huán)境的污染
1.2.1 氮、磷的污染
氮、磷是豬糞污中最主要的污染源之一。豬從飼料中攝入體內(nèi)的氮和磷，約有65%的氮和70%的磷被排泄到體外。在一般營養(yǎng)水平情況下,1個萬頭豬場全年氮、磷的排出量為107t和31t,為總食入量的65.2%和77.5%。未被吸收的氮、磷隨糞便排出體外后隨雨水沖入江河、土壤和地下水,氮、磷進(jìn)入水體后致使水體富營養(yǎng)化,從而造成環(huán)境污染。
1.2.2 銅、鋅、砷、硒對環(huán)境的污染
銅和鋅在糞中的排泄量占總排泄量的95%以上,只有微量從尿中排泄,所以豬糞中銅和鋅含量較高。給斷奶仔豬飼喂含鋅2 500~3 000 mg/kg的日糧，其中大約90%~95%的鋅被排出,雖然這種高鋅日糧僅飼喂幾周，但排出鋅的總量會達(dá)到或超過生長肥育階段飼喂含鋅100 mg/kg日糧所排出鋅的總量。而用銅和鋅濃度高的豬糞堆肥，不僅對銅和鋅的處理困難，并且在土壤中還原也困難，阻礙可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
砷和硒的污染:在豬的營養(yǎng)學(xué)中,砷既是一種必需的微量元素,又是一種有毒有害的元素。由于砷制劑作為飼料添加劑對畜禽機(jī)體代謝有良好的作用,并能加速骨骼生長,刺激骨骼造血機(jī)能，抑制腸道有害微生物等,所以砷制劑在豬飼料中的應(yīng)用越來越廣泛；同時,砷對豬產(chǎn)品和環(huán)境的污染也越來越嚴(yán)重。1973年,世界衛(wèi)生組織（WHO）宣布：硒是人類必需的微量元素,中國營養(yǎng)學(xué)會也于1988年把硒列為必需營養(yǎng)元素。目前,豬飼料中硒的添加量已經(jīng)達(dá)到0.30~0.50mg/kg。至于豬對硒的吸收效率、排泄量、對環(huán)境的危害等,至今還缺少詳細(xì)的研究，也沒有明確的界定；但經(jīng)過長期的蓄積產(chǎn)生的污染是不可忽視的。
1.2.3 抗菌藥物污染
我國有17種抗生素、抗氧化劑、激素類藥物和11種抗菌劑作為飼料添加劑用于飼喂畜禽。然而在使用過程中,已陸續(xù)出現(xiàn)危害人體健康的嚴(yán)重事件。最主要原因是抗菌藥物有很強(qiáng)的副作用,雖然它在短時間內(nèi)具有提高豬機(jī)體免疫機(jī)能、促進(jìn)生長發(fā)育和提高飼料轉(zhuǎn)化率等作用,但其在豬體內(nèi)的殘留會威脅人類的健康。
1.2.4 細(xì)菌污染
飼料在儲藏過程中,受到細(xì)菌、細(xì)菌毒素和霉菌毒素的污染。據(jù)報道,能產(chǎn)生霉菌毒素的有9屬28種霉菌,主要是曲霉菌、青霉菌和鐮刀霉菌等。儲存的飼料在微生物作用下,蛋白質(zhì)分解為氨氣、硫化氫、糞臭素等,脂肪分解產(chǎn)生酸、醛,它們對動物機(jī)體都是有害的。霉菌通過污染飼料影響豬與人的健康。
1.2.5 農(nóng)藥對畜產(chǎn)品的污染
以六六六（BHC）和滴滴涕（DDT）為例,據(jù)日本1970年調(diào)查:牛肉、豬肉、雞肉和牛奶中幾乎都100%檢出含BHC,而以牛肉含量最高。據(jù)國內(nèi)報道,依畜禽產(chǎn)品和出產(chǎn)地區(qū)的不同,豬肉、豬肉臟、雞肉、雞蛋中,BHC的檢出率為60~100%,超標(biāo)率在3~87%（超標(biāo)9倍以內(nèi)者居多）；DDT的檢出率在0~100%,超標(biāo)率在0~74%(超標(biāo)6.5倍以內(nèi)者居多)。人們食用上述產(chǎn)品后,脂肪中會積蓄DDT等農(nóng)藥。據(jù)國內(nèi)報道,我國人體脂肪中DDT含量已達(dá)到2.7~20.3 mg／kg,最高達(dá)31.8 mg／kg。當(dāng)DDT在人體內(nèi)積累到3 mg／kg時,就能阻止人體許多重要的酶活性；如積累到5 mg／kg時,就可引起肝細(xì)胞壞死。在提倡“綠色食品”和“有機(jī)食品”的飼料工業(yè)發(fā)展的今天,農(nóng)藥對畜產(chǎn)品的污染已經(jīng)作為飼料安全問題的一個重要議題而備受關(guān)注。
1.2.6 傳播人畜共患病
由于畜禽糞便中的污染物含有大量的病原微生物、寄生蟲及孳生的蚊蠅,會使環(huán)境中病原種類增多,菌量增大,病原體和寄生蟲大量繁殖,導(dǎo)致人、畜傳染病蔓延。由動物傳染給人的人畜共患病有90多種,這些人畜共患病的載體主要是畜禽糞便及排泄物。
1.2.7 影響社會穩(wěn)定
豬場在城市郊區(qū)和農(nóng)村居民區(qū)內(nèi),產(chǎn)生的惡臭對城鄉(xiāng)空氣環(huán)境質(zhì)量造成了破壞，產(chǎn)生的噪音對環(huán)境也帶來影響。日趨嚴(yán)重的畜禽養(yǎng)殖污染導(dǎo)致的投訴日益增多,糾紛不斷發(fā)生,已成為農(nóng)村和城市不穩(wěn)定社會因素之一。
2 降低污染的營養(yǎng)學(xué)措施
2.1 原料的合理選擇
選擇原料首先要保證原料的90%來源于已認(rèn)定的綠色食品產(chǎn)品及其副產(chǎn)品,其次,要注意選購消化率高、營養(yǎng)變異小的原料。再次是要注意選擇有毒有害成分低、安全性高的飼料,以減少有毒有害成分在豬體內(nèi)累積和排出后的環(huán)境污染。
2.2 飼料的適宜加工
飼料加工的適宜程度對畜禽的消化吸收影響很大,不同的畜禽對飼料加工的要求是不一樣的。采用膨化和顆粒化加工技術(shù),可以破壞和抑制飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子、有毒有害物質(zhì)和微生物，改善飼料衛(wèi)生,提高養(yǎng)分的消化率,使糞便排出的干物質(zhì)減少1/3。
2.3 盡可能準(zhǔn)確測定豬營養(yǎng)需要和飼料營養(yǎng)
動物不同的生長階段其營養(yǎng)需要差別很大,生產(chǎn)中要盡可能地準(zhǔn)確估計動物各生長階段的營養(yǎng)需要及各營養(yǎng)物質(zhì)的利用率,設(shè)計出營養(yǎng)水平與動物生理需要基本一致的日糧，這是減少養(yǎng)分消耗和降低環(huán)境污染的關(guān)鍵。
2.4 配制氨基酸平衡日糧
隨著動物營養(yǎng)中對蛋白質(zhì)、氨基酸研究的不斷深入,豬日糧配制逐步由“粗蛋白”向“總氨基酸-可消化利用氨基酸－理想蛋白質(zhì)氨基酸模式”過渡,在不影響豬生產(chǎn)性能的前提下，滿足低蛋白條件下的氨基酸平衡,避免日糧蛋白質(zhì)的安全邊際量過大而造成的浪費(fèi)，既節(jié)約了蛋白質(zhì)資源又降低了氮的排泄。將豬日糧中的蛋白質(zhì)含量每降低1%,氮的排出量則減少8.4%。按理想蛋白質(zhì)模式配制的玉米-豆粕型日糧,使蛋白質(zhì)水平可降低2~3個百分點(diǎn)，可降低生長豬的氮排泄量40%。
2.5添加劑的使用
2.5.1添加合成氨基酸
提高氨基酸平衡的簡單方法是采用合成氨基酸替代日糧中的蛋白質(zhì),以滿足豬對氨基酸的需要,減少糞中氮的排出量。如果日糧配制得當(dāng),應(yīng)該至少可以達(dá)到典型玉米－豆粕型日糧同樣的生產(chǎn)性能。目前,豬日糧中廣泛應(yīng)用合成賴氨酸,其它合成的氨基酸也將逐步得到應(yīng)用,從而減少氮的排泄量及氨的散發(fā)量,降低了堆放糞尿中其它臭味化合物的濃度。
2.5.2 酶制劑
日糧中加酶制劑可提高氮的消化率。Johanlnborr(1992)報道，在飼料中加酶量正確時，每頭豬的氮排出量可減少10%～15%。豬日糧植物性飼料原料中的磷約2/3是以植酸磷的形式存在的,在正常條件下,這些植酸形式結(jié)合的磷不能或很少能被豬利用,所有未被消化的植酸磷隨糞便入環(huán)境,可能導(dǎo)致環(huán)境磷污染,尤其在集約化生產(chǎn)地區(qū)更易發(fā)生。在不添加植酸酶的情況下,豬對玉米中磷的消化率僅為16%,對豆粕中磷的消化率為38%。所以,在豬日糧中使用植酸酶可顯著提高植酸磷的消化利用率,減少無機(jī)磷的添加量,從而減少豬糞便磷排出對環(huán)境的污染。另外,植酸酶可提高豬對日糧蛋白質(zhì)和氨基酸及鈣的消化率。因此,它可降低豬日糧的蛋白水平,減少氮對環(huán)境污染。
2.5.3酸化劑
酸化劑主要用于仔豬。通過降低消化道pH來影響仔豬對營養(yǎng)物質(zhì)的消化作用,減少腹瀉率及腹瀉帶來的惡臭。大多數(shù)研究表明,日糧中添加有機(jī)酸可提高仔豬對蛋白質(zhì)的消化和吸收，提高氮在機(jī)體內(nèi)的存留。仔豬日糧加酸的效果與酸化劑的種類、添加量和飼糧類型有關(guān),延胡索酸的適宜添加量為飼糧的2%~3%,檸檬酸為1%,而以乳酸為基礎(chǔ)的復(fù)合酸化劑一般添加0.1%~0.3%。從飼糧類型看,全植物性飼糧酸化的效果比含大量動物性飼料的效果要好。
2.5.4 微生態(tài)制劑
微生態(tài)制劑(EM)不僅含有大量的優(yōu)質(zhì)菌體蛋白,而且還含有豐富的維生素、生長素、酶和抗病毒物質(zhì)等免疫活性物質(zhì)。因此,在豬日糧中添加EM,不僅可增加營養(yǎng),提高飼料的利用率,同時在環(huán)保方面,EM可以清除糞尿惡臭,凈化生態(tài)環(huán)境。EM中的微生物通過對有機(jī)固體物質(zhì)和分解過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)及分解產(chǎn)物進(jìn)行發(fā)酵分解和合成,有效的降低了有毒有害物質(zhì)的含量。
2.5.5 微量元素螯合物
微量元素添加劑已成為畜牧生產(chǎn)中不可缺少的一部分。無機(jī)鹽的效價一般都較低,而且人們不斷追求某些元素在高劑量時特殊的生理作用。所以許多元素的添加量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了動物的正常需要量,如高銅、高鐵、高鋅等的添加,未被吸收的部分排出體外,又造成金屬離子污染，使水源、土壤中的某些金屬離子嚴(yán)重超標(biāo)。近年來推出第三代微量元素添加劑－氨基酸微量元素螯合物,該物質(zhì)在消化道內(nèi)仍可溶,電中性可以防止金屬元素被吸附在有礙元素吸收的不溶解膠體上,而且這些螯合物近于金屬酶、金屬激活酶和一些激素的天然形態(tài),故易吸收,效價高。
2.5.6 寡聚糖
目前動物營養(yǎng)界研究的寡聚糖都是功能性寡聚糖,它是一種動物微生態(tài)調(diào)節(jié)劑及免疫增強(qiáng)劑。近年來,國外研究證明,寡聚糖具有類似抗生素的作用,但卻具備無污染、無殘留、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)因而成為動物營養(yǎng)界研究開發(fā)新型生態(tài)營養(yǎng)飼料添加劑的熱點(diǎn)之一,是取代抗生素的理想生態(tài)營養(yǎng)飼料添加劑。它可以促進(jìn)動物腸道有益菌的增殖,提高動物健康水平；通過促進(jìn)有害菌的排泄、激活動物特異性免疫等途徑,提高畜禽的整體免疫功能，有效地預(yù)防畜禽疾病的發(fā)生。
2.5.7 非營養(yǎng)性添加劑
有研究表明,膨潤土可與糞尿中氨結(jié)合,減少氨的散發(fā)量。生長豬飼糧中添加海泡石,可使糞尿中氨散發(fā)量減少。
2.5.8 中草藥添加劑
中草藥添加劑含有多種營養(yǎng)成分和生物活性物質(zhì),兼?zhèn)錉I養(yǎng)和藥物兩種功能。中草藥對畜禽生長的促進(jìn)作用主要依賴于其所含的生物活性物質(zhì),如薄荷中含有30多種抗菌活性物質(zhì),在豬飼料中添加250 g/t和500 g/t含5%精油的薄荷,日增重和飼料轉(zhuǎn)化率分別提高6.5%~10.0%和12%~17%,并且還可降低糞便中氮的排出量。
3 降低污染的飼養(yǎng)方式
3.1 階段飼養(yǎng)
階段性飼養(yǎng)即根據(jù)豬的生長階段提供適宜營養(yǎng)組成的日糧,將縮短營養(yǎng)供應(yīng)不足或供過于求的時間,可降低每頭豬的日糧成本,也是降低氮排泄量更經(jīng)濟(jì)的方法。近年的許多研究報道表明,根據(jù)畜禽不同年齡、不同生理機(jī)能變化及環(huán)境的改變配制日糧,可以有效地減少氮磷的排放量。氨基酸需要隨畜禽年齡和生理狀態(tài)而異,要使氮的損失降到最低,必須經(jīng)常調(diào)整氨基酸的供給量。對飼養(yǎng)種豬而言,實(shí)行階段飼喂對降低氮的排出是有益的，妊娠母豬對氮的需要量遠(yuǎn)低于泌乳母豬,妊娠期重新配制日糧比使用同種日糧可降低氮的排出量15%~20%,且不影響繁殖性能。
3.2 公母分飼
不同性別豬的營養(yǎng)需要是不同的,將公豬、閹公豬、母豬分開飼養(yǎng)可以針對它們不同的營養(yǎng)需要進(jìn)行日糧配制, 可以減少飼料浪費(fèi)和污染,大大提高飼料營養(yǎng)的利用率。
4 降低污染的環(huán)境綠化措施
豬場周圍和場區(qū)空閑地進(jìn)行植樹種草綠化環(huán)境,對改善小氣候有重要的作用。在豬場內(nèi)的道路兩側(cè)種植行道樹,每幢豬舍之間栽種速生、高大的落葉樹,場區(qū)內(nèi)的空閑地種蔬菜、花草和灌木。有條件的豬場最好在場區(qū)外圍種植5~10米寬的防風(fēng)林。既可美化環(huán)境,又可減少場內(nèi)空氣中有毒、有害的氣體、塵埃及空氣中的細(xì)菌數(shù),對疫病防控意義重大。
5 糞尿的處理與再利用
5.1 應(yīng)用生物技術(shù)處理豬排泄物
應(yīng)用生物技術(shù)處理豬排泄物,將使糞尿排泄物不再是污染源,而是寶貴的能源。在未來的能源生產(chǎn)中,沼氣將扮演越來越重要的角色。16頭豬糞產(chǎn)生的沼氣相當(dāng)于1 t汽油的能量。在養(yǎng)豬場內(nèi),建沼氣池,以豬糞及其污水和其它植物秸稈為原料,利用微生物厭氧發(fā)酵原理生產(chǎn)沼氣和有機(jī)肥,可以處理大量污染物,并能使其生化需氧量減少70％~90％。
5.2 應(yīng)用生態(tài)凈化技術(shù)處理豬場污水
在養(yǎng)豬場內(nèi),建人工濕地碎石床,在碎石床上栽種耐有機(jī)物污水的植物,植物能吸收碎石床中的營養(yǎng)物質(zhì),凈化污水。同時,污水滲透石床后,在一定時間內(nèi)會生長出生物膜，當(dāng)根區(qū)有氧時，生物膜上的大量微生物把有機(jī)物分解成水和二氧化碳,同時通過氨化、硝化作用把有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮。所以,人工濕地碎石床是植物的土壤,又是一種高效的具有凈化作用的生物濾床。
5.3 開發(fā)糞便綜合利用技術(shù)
還田仍是目前世界范圍內(nèi)豬糞最主要的處理途徑。通過自然堆肥方法處理后,銷往附近縣鄉(xiāng)果菜農(nóng)戶,既增加了收入又解決了部分糞便污染。建有機(jī)肥生產(chǎn)廠,通過建發(fā)酵池發(fā)酵,生產(chǎn)的綠原牌有機(jī)肥己遠(yuǎn)銷附近省市。
5.4 作為再生飼料
豬糞含粗蛋白質(zhì)3％~5％、粗纖維14.8％、鈣2.72％、磷2.13％。20世紀(jì)50年美國雞糞作為補(bǔ)充飼料的實(shí)驗(yàn)成功后,日、英、法、德、澳、丹麥、前蘇聯(lián)、泰國、西班牙、中國等十幾個國家和地區(qū)開展了家禽糞便再利用研究。
5.5 發(fā)展生態(tài)型農(nóng)牧業(yè),實(shí)行資源多級利用
養(yǎng)殖業(yè)與種植業(yè)必須有機(jī)地整合在一個生態(tài)系統(tǒng)中,才能從根本上解決糞便污染問題。因此,必須建立綜合式生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系,用生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理和規(guī)律,運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法來組織農(nóng)、林、牧、漁各業(yè)生產(chǎn),以便對營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行多層次地分級利用,實(shí)現(xiàn)無廢物和無污染生產(chǎn),并通過走農(nóng)、林、菜與豬、禽、魚立體養(yǎng)殖之路,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品、土壤和環(huán)境的可持續(xù)健康發(fā)展以及資源的多級循環(huán)利用。
6 小結(jié)
近年來，我國的畜牧業(yè)尤其是養(yǎng)豬業(yè)取得了巨大的發(fā)展,一個重要問題也成了我們必須面對的現(xiàn)實(shí),那就是隨著養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展而造成的環(huán)境污染問題。養(yǎng)豬業(yè)的發(fā)展,不能以犧牲動物福利、人類健康和生態(tài)保護(hù)為前提。在飼料和養(yǎng)豬生產(chǎn)中,我們必須遵守國家相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量法和行業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。同時我們在動物遺傳育種、動物營養(yǎng)與疫病防治、高品質(zhì)飼料原料的研發(fā)和使用、飼料加工工藝、飼料配方設(shè)計、飼養(yǎng)技術(shù)等方面,不但要利用好現(xiàn)有條件和技術(shù),也要不斷加大研發(fā)力度,通過更科學(xué)的技術(shù)手段保證和促進(jìn)養(yǎng)豬產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。另外,我們要加強(qiáng)環(huán)保意識,運(yùn)用先進(jìn)的管理手段,利用和處理好養(yǎng)殖生產(chǎn)中的廢水廢渣,變廢為寶,促進(jìn)養(yǎng)豬與生態(tài)環(huán)境的和諧、健康、可持續(xù)發(fā)展。
