畜牧生產中磷污染及防治措施

張娜娜，曹洪戰，蘆春蓮

（河北農業大學動物科技學院，河北 保定 071000）

畜牧生產中磷污染及防治措施

張娜娜，曹洪戰，蘆春蓮*

（河北農業大學動物科技學院，河北 保定 071000）

當前集約化畜牧業迅猛發展，大幅改善人們生活水平，也使我國的經濟得到了顯著提高。但是，由此帶來的環境污染，例如畜禽糞便中的病原微生物、氮、磷、重金屬元素和硫化氫、甲烷、氨氣等有毒有害物質對環境造成了嚴重污染，從而也威脅到人類的健康。文章就磷對環境污染以及從營養調控方面來防治進行簡單綜述。

畜牧生產；磷污染；營養調控；防治

隨著現代化、規模化、集約化養殖業的繁榮發展，飼料工業也在迅速發展，與此同時，養殖過程中產生的大量畜禽糞便及廢棄物對環境造成了嚴重污染，不但影響畜牧業持續穩定的發展，還直接影響了人們的生存環境和生活質量。如何解決這些問題，已成為人們關注的熱點。現在農業面臨的主要問題是畜禽生產帶來的環境污染問題，而磷污染則是其中的一個主要方面。

1 畜牧生產磷污染的現狀

通過對畜禽糞便年排放量的估算方法和畜禽糞便排泄參數的確定，估算了我國畜禽養殖業糞便產生量并對由此產生的環境效應進行評價，結果表明，2003年我國畜禽養殖業已對部分地區的當地環境構成了污染[1]。畜禽排泄物中存在于糞、尿中的磷分別為90%、10%[2]。據報道，畜禽每天排放的糞尿重量與其本身的體重是成一定比例的，牛、豬、雞分別是7%～9%，5%～9%，10%，每產1 kg牛奶時，污水排放量約為12 kg，而生產1 kg豬肉污水排出量約為25 kg[3]。隨著我國經濟的迅速提升，我國畜禽養殖業也隨之快速發展，規模不斷擴大，養殖量每10年則會增加100%～200%，因此，畜禽糞便劇增的問題引起了人們廣泛的關注。

在2010年，畜禽養殖業糞便產生量達2.43億t，尿液產生量為1.63億t，其中主要污染物排放量為化學需氧量1 268.26萬t，總氮102.48萬t，總磷16.04萬t，銅2397.23 t，鋅4 756.94t[4－6]。依據科學估測，2020年畜禽排出的糞便總量會達到28.11億t，其中牛糞所占比例為49.87%[7]。我國華東地區，育成牛（12～18月齡，平均體重404 kg）日平均排泄糞便和尿的量分別是13.58、7.60 kg，其中糞和尿中磷的含量分別為1.11、0.38 g·kg-1[8]。以育成牛占牛群總數的29%的比例來計算，1個奶牛場有千頭奶牛，育成牛排出磷的量大約達1.9 t·年-1[9]。同時,磷的利用率在我國奶牛養殖業中（10%～22%）較低，相距美國、澳大利亞和新西蘭等平均水平差距較大（19%～35%）[10]。這不僅給環境帶來嚴重污染，而對于磷也是一種浪費。

母豬、斷奶仔豬和生長肥育豬氮和磷排出量占總攝入量的比例分別為氮76%、46%、67%，磷75%、38%、63%。氮排出主要是通過尿液排出的，而磷的排出則主要是通過糞便。豬飼料中含有氮和磷的量非常高，但只有少部分磷和氮在動物體內沉積，而大部分氮和磷則排入到環境中。肥育豬平均排出糞便的量為4.55 kg·d-1·頭-1，即每年排出的磷約為6.8 kg。一頭豬從斷奶至屠宰時，消耗氮8～9 kg，而其中僅約3 kg的氮被吸收并沉積，而氮5～6 kg則會排泄到環境中。在被排泄的氮總量中，33%存在于糞便中，67%存在于尿中，而大型豬場氮和磷排出量都＞70%[11]。

2 畜牧生產中磷污染的危害

存在于畜禽糞便中大量的氮磷污染水體環境主要是由于雨水沖刷，導致水體富營養化，藻類瘋長，爭奪陽光、空氣和氧氣，最終使水體變黑發臭，使魚類及水生生物死亡；當過量施用畜禽糞便時，N、P等物質殘留于土壤并滲入地下水，將升高地下水中NH+4、NO-2、NO-3濃度，人如果大量長期飲用，可能導致癌癥的發生[12]。當畜禽大量排放氮磷糞便時，會使生化需氧量增高，同時也會升高畜舍內氨濃度，污染空氣環境。目前我國豬舍氨氣濃度（除帶仔母豬舍外）要求＜20 mg·m-3，硫化氫含量最高＜15 mg·m-3。畜禽糞便產生的氨氣、硫化氫、甲基硫醇、三甲基胺等物質帶有刺激性氣體，如酸味、臭蛋味、魚腥味等。另外，生產者為了防止疾病的發生，促進動物生長，在畜禽生產中濫用抗生素、激素類藥物、鎮靜劑、激動劑，導致糞便和尿液中藥物殘留，不僅污染環境，也導致動物和人類產生耐藥性。

3 從營養角度來減少磷排放的措施

3.1 降低日糧中磷的濃度

當前，為了使動物的生產潛力得到最大限度地發揮，人們一般會在日糧中添加過量的無機磷。由于無機磷屬于不可再生資源，無機磷添加過量時，會造成兩方面的影響，無機磷的耗竭加速，造成無機磷源危機；動物糞尿中排出過量的磷，造成環境污染。因此，應在動物對磷的需要量得到滿足的條件下使日糧磷的濃度適當降低。而飼料中植酸磷被動物吸收后，其利用率一般是10%～60%，說明飼料中所含的磷40%～90%是隨動物糞便排出的，這是造成水體磷污染的重要原因。NRC（1994）提出，關于來航雞對有效磷的需要量是0.25%，而目前我國大多數的養殖場還是參考NRC（1984）的0.32%來配制飼料，不僅導致磷的浪費，也帶來了環境污染[13]。

準確估測奶牛對磷的合理需要量在生產實踐中有著重要的指導意義。在奶牛泌乳早期，日糧磷濃度增加只能使總磷的排泄量增加，并不能使動物體內的磷平衡提高,而且也不能改善奶牛干物質采食量和泌乳量[14-15]。當在此期間奶牛體內磷負平衡出現時，貯存在骨內的磷可以被機體動員出來。Knowlton等試驗表明，在泌乳開始的3～5周內，奶牛每天可動員出25 g凈需要磷來使體內的磷平衡得到維持，動員量則會達到全部需求量的36%～56%[16]。若想使糞便中磷排放降低，減少磷飼喂量是最有效的途徑。

過量營養物質的攝入是養分排出比例增多的直接原因。NRC所列出的數據是估計的最低需要量，但為了使生產性能達到最佳，通常在NRC的基礎上再加入10%～20%作為“安全系數”，這勢必導致營養物質過量，增加糞中氮、磷含量，解決的辦法是制定更完善的包含各地地方豬種的飼養標準，準確控制飼料的營養濃度，實現數字化管理[17]。

3.2 其他措施

植物飼料中的磷絕大部分以植酸磷形式存在，植酸磷是肌醇六磷酸鹽，一般腸道不能直接吸收，必須水解成無機磷之后才可被腸道吸收。單胃動物體內不能分泌植酸酶，因此高于90%的植酸磷不能

被動物體消化，只能隨動物糞尿直接排出體外。在動物日糧中添加植酸酶可以有效降解植酸磷，使總磷利用率得到提高，為了使糞尿磷排泄量及其對環境的污染降低，可在日糧中添加適量植酸酶[18]。在低能、低蛋白、低磷等日糧中添加蛋白酶與植酸酶或蛋白酶與木聚糖酶、淀粉酶和蛋白酶均可使低營養水平日糧肉雞的生產性能得到改善，并降低糞便中氮、磷排泄，其中將蛋白酶和植酸酶組合在一起則會使肉仔雞糞便氮、磷排放降低效果更好[19]。

通過腸道結構優化的途徑，使小腸絨毛變長，腸壁變薄，病菌得到抑制，腸道菌群結構優化，使營養物質的吸收率升高，從而使磷的排放減少[20]。

在豬場中可通過營養管理使養分利用率得到提高，一種最簡單、實用的方法是分階段飼喂。大部分豬場采用的兩階段飼養法，即45 kg之前飼喂仔豬飼料，45 kg之后飼喂生長肥育料，會使氮和磷飼喂過量。隨著豬體重的不斷增加，應使每kg飼料中所含的磷和氨基酸的量降低。如果使用多階段飼養法，不僅可使豬的營養需要得到滿足，又可使氮和磷的排出量降低，這可通過在生長肥育期各階段將高氮磷飼糧與低氮磷飼糧按不同比例混合而實現。

4 小結

目前，從營養學角度，降低日糧中磷濃度，提高其飼料轉化效率，從而減少磷排放污染已成為環境保護、遺傳育種和營養學研究需要共同解決的問題。準確估測動物對這些營養物質的需要量以及其在飼料中的含量，使用優質飼料原料，通過合理平衡的營養配方技術，應用酶制劑、微生態制劑等綠色安全飼料添加劑，消除和控制飼料中有害成分和抗營養因子，使用科學的加工工藝等技術來使磷的排泄量降低是減少環境污染的重要手段。

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Phosphorus Pollution in Livestock Production and Prevention Measures

ZHANG Nana,CAO Hongzhan,LU Chunlian*
（College of Animal Science and Technologe,Hebei Agricultural University,Baoding 071000,Hebei China）

With the currently rapid development of intensive animal husbandry,which greatly improved the people's living standards,our country's economy has been significantly improved.But,the resulting environmental pollution,such as excrements pathogenic microorganisms of livestocks,nitrogen,phosphorus,heavy metals,hydrogen sulfide,methane,ammonia and other poisonous gases,caused serious environmental pollution,thus a threat to our humanity.This article reviewed environment pollution and regulation of nutrition.

livestock production;phosphorus pollution;nutrition regulation;prevention

TQ126.3+1；S814

A

1001-0084（2015）11-0009-03

2015-09-23

張娜娜（1990-），女，河北邯鄲人，碩士研究生，研究方向為動物營養與飼料科學。

*通訊作者：教授，E-mail:13833038290@163.com。