江蘇地區仔豬、生長育肥豬飼糧營養現狀及潛在污染評估

任善茂， 鄒藝琛， 陶 勇

(江蘇農牧科技職業學院，江蘇泰州 225300)

我國是農業大國，有幾千年的養豬歷史，豬肉更是我國人民主要肉類消費品。江蘇是全國生豬生產的重點省份之一，產業基礎良好，是全國生豬產業重點建設區域。2015年江蘇全省養豬業總產值517.33億元，占全省畜牧業總產值的 40.99%，肉豬出欄頭數2 978.32萬頭，占全國4.21%，豬肉產量225.84萬t，占全國4.12%[1-2]。作為我國生豬主要生產地，江蘇省生豬規模化發展程度位于全國前列。據2014年統計數據，出欄500頭/年以上的規模養殖比例達到60%，且規模養殖比例有不斷提高趨勢[3]。江蘇省生豬養殖的規模化、集約化發展方式使得糞便集中產生，糞便的處理壓力加大。盡管近些年來糞污綜合利用等配套技術得到進一步普及與推廣，但糞便直接還田仍占較高比例。豬糞便中含有大量未被消化吸收的營養物質，如粗蛋白質、礦物質等。畜禽養殖污染已成為我國最主要的農業污染源之一，2010年全國畜禽養殖業氮和磷污染排放量為102.48萬、16.04萬t，分別占全國氮和磷排放總量的21.7%、37.9%[4]。岳丹萍的調查結果表明，江蘇省農村環境中也存在大量的過剩氮[5]。諸春強測定了江蘇地區豬糞中多種重金屬含量，結果表明豬糞中Cu、Zn含量均很高，平均值高達571.3、578.3 mg/kg，參照德國腐熟堆肥中部分重金屬的限量標準，豬糞中Cu、Zn的超標率分別為76.9%、69.2%[6]。據周維仁等研究，生長豬飼喂高銅高鋅日糧后，銅、鋅由糞便排出的比例可高達95%，并對糞池周邊6 m之內的表層土壤產生不同程度的污染，而長期施用高銅高鋅豬糞的農用土壤中銅鋅含量也遠高于對照[7]。含高劑量銅、鋅等微量元素的糞便長期直接還田，不僅會影響土壤功能，還會降低農作物品質、降低產量[8]。高劑量氮、磷進入自然水體后，一旦超過水體的自凈能力，會導致水體富營養化，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體中的溶解氧急劇下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡。控制豬飼糧中營養素的添加量、添加植酸酶、使用有機微量元素等是目前控制排放量、控制糞便污染的常見措施，其中控制飼料中的添加量是根本性的措施。本試驗采集并測定了江蘇地區年出欄500頭以上的豬場仔豬、生長育肥豬各階段飼糧，為正確評估江蘇地區規模化豬場營養現狀及飼料中潛在的污染提供數據。

1 材料與方法

1.1 飼糧樣品的采集與制備

2017年3—4月，從江蘇地區年出欄500頭以上的豬場采集不同階段的豬飼糧樣品，每個樣品1 kg以上。其中乳豬教槽料(仔豬前期：3～10 kg)24個；仔豬保育料(仔豬后期：10～20 kg)22個；小豬料(20～40 kg)24個；中豬料(40～70 kg)23個；大豬料(70 kg至出欄)22個。將采集的飼糧樣品用分樣器分樣后，粉碎、過篩、混勻后裝入樣本袋待測。

1.2 測定用主要試劑

濃硫酸、硫酸銅(化學純)、硫酸鉀(化學純)、40%氫氧化鈉、2%硼酸、0.1 mol/L鹽酸標準溶液、濃硝酸(優級純)、1 ∶1 氨水、42 g/L草酸銨、0.05 mol/L高錳酸鉀溶液、甲基紅指示劑、釩鉬酸銨顯色劑、磷標準溶液(50 μg/mL、鐵標準貯備液(1 000 μg/mL)、銅標準貯備液(1 000 μg/mL)、鋅標準貯備液(1 000 μg/mL)等。以上試劑除鐵、銅、鋅標樣外，未標注試劑級別的則均為分析純。

1.3 測定用主要儀器

分析天平(型號為AL204)，購自梅特勒-托利多儀器有限公司)；電熱鼓風干燥箱(型號為DHG-9101-2SA)，購自上海三發科學儀器有限公司；馬弗爐(型號為SX2-4-10)，購自上海華康實驗儀器有限公司；消化爐(型號為KDT-06)，購自蘇州市天威儀器有限公司；高溫電爐，購自南通市長江光學儀器有限公司；可見分光光度計(型號為722型)，購自上海舜宇恒平科學儀器有限公司；原子吸收分光光度計(型號為TAS-990)，購自北京普析通用儀器有限責任公司。

1.4 檢測指標及測定方法

所有測定項目均在江蘇農牧科技職業學院飼料分析實驗室完成，共檢測7個指標：水分、粗蛋白質、鈣、總磷、鐵、銅、鋅。

水分采用常壓烘干法(GB/T 6435—2014)測定；粗蛋白質采用半微量凱氏定氮法(GB/T 6432—96)測定；鈣采用高錳酸鉀滴定法(GB/T 6436—2002)測定；總磷采用鉬黃比色法(GB/T 6437—2002)測定；鐵、銅、鋅采用原子吸收光譜法(GB/T 13885—2003)測定。

1.5 數據統計與分析

將試驗原始數據錄入Excel進行整理、計算。計算各指標的平均數、標準差以及變異系數等。

2 結果與分析

2.1 各階段豬飼糧中水分和粗蛋白質含量

豬飼糧中水分含量高低不僅會影響飼糧的貯存品質，還會影響有機營養物含量的高低。由表1可知，各階段豬飼糧水分含量均低于中華人民共和國農業標準《仔豬、生長肥育豬配合飼料》(以下簡稱豬飼糧標準，表2)(GB/T 5915—2008)水分含量要求(14.0%)，說明各階段豬飼糧樣品水分含量均在安全貯藏范圍內，豬飼糧中適宜的粗蛋白質含量也很重要。粗蛋白質含量過低會影響動物生產性能的發揮，過高則會產生浪費，增加糞尿中氮的排瀉量，污染環境。教槽料、保育料、小豬料、中豬料、大豬料中粗蛋白質平均含量分別為17.53%、18.30%、16.96%、15.57%、13.74%。將各階段豬飼糧粗蛋白質含量與豬飼糧標準(表2)相比，其中88.12%的飼糧達到要求。對各階段豬飼糧的粗蛋白質合格率進行統計由低到高依次為教槽料、中豬料、大豬料、保育料、小豬料。各階段豬飼糧粗蛋白質含量變異系數均在20%以下，其中大豬料和教槽料變異系數較低，約為10%。

表1 各階段豬飼糧中水分和粗蛋白質含量 %

表2 仔豬、生長肥育豬配合飼料主要營養成分含量要求[9]

2.2 各階段豬飼糧中鈣和磷含量

鈣、總磷是豬飼糧中重要的常量礦物質元素，尤其是對生長期的豬。由表3可知，教槽料、保育料、小豬料、中豬料、大豬料中鈣平均含量依次為0.74%、0.68%、0.71%、0.76%、0.69%；總磷平均含量依次為0.57%、0.54%、0.57%、0.49%、0.51%。中豬料鈣含量變異系數達到31.96%，教槽料達到20.55%，保育料、仔豬料和大豬料鈣含量變異系數均較低；總磷含量變異系數各階段豬料均較低，中豬料最高為11.04%。將各階段豬飼糧鈣、總磷含量與豬飼糧標準(表2)相比，其中鈣含量96.55%達到要求，總磷含量93.42%達到要求。各階段豬料大豬料鈣合格率最低，其次為中豬料，其余各階段料均100%合格。各階段豬料教槽料總磷合格率最低，其次為中豬料，其余各階段料均100%合格。

2.3 各階段豬飼糧中鐵、銅、鋅含量

生長育肥豬各階段飼糧中鐵、銅、鋅測定，由表4可知，教槽料、保育料、小豬料、中豬料、大豬料中鐵的含量范圍分別為630～1 289、465～1276、336～1 640、795～1 277、313～1 477 mg/kg；銅的含量范圍分別為146～457、62～478、97～341、73～478、24～195 mg/kg；鋅的含量范圍分別為204～1 087、142～936、234～473、50～428、228～431 mg/kg。微量元素鐵、銅、鋅在飼糧中的變異幅度要遠遠大于常量養分，其含量變異程度由高到低依次為銅、鋅、鐵。其中，保育豬、中豬和大豬飼糧中銅的變異系數分別高達50.88%、66.67%、55.56%；教槽料、保育料、中豬料飼糧中鋅含量變異系數分別高達49.21%、50.99%和44.00%；小豬料、大豬料鐵含量的變異系數分別高達36.13%和35.07%。各階段飼糧鐵、銅、鋅含量均超過我國瘦肉型生長育肥豬要求(表5)。但依據《飼糧添加劑安全使用規范》(2009年6月18號農業部發布)(表6)中鐵、銅、鋅最高限量要求，微量元素鐵、銅、鋅均存在過量添加問題。依此判斷教槽料、保育料、小豬料、中豬料、大豬料中鐵的超標率分別為77.78%、72.73%、42.86%、77.78%、75.00%；銅的超標率依次為77.78%、54.55%、50.00%、50.00%、100.00%； 鋅的超標率依次為100.00%、0、100.00%、66.67%、75.00%。所有各階段飼糧鐵、銅、鋅的總超標率分別為68.33%、62.71%和76.67%。

表3 各階段豬飼糧中鈣和磷含量 %

表4 各階段豬飼糧中鐵、銅、鋅含量

表5 瘦肉型生長育肥豬每千克飼糧養分含量[10]

表6 豬飼糧中鐵、銅、鋅限量值與判定值[11] mg/kg

3 討論

3.1 粗蛋白質、鈣、磷營養及安全

密閉式飼養方式下，飼糧是豬唯一的營養來源。科學合理配制飼糧不僅保證豬必需的營養成分含量，而且會降低豬糞污對環境的影響。本試驗所測豬飼糧中粗蛋白質、鈣、總磷與豬飼糧標準相比，達到要求的比例分別達88.12%、96.55%、93.42%。說明部分飼糧的粗蛋白質、鈣、總磷的含量仍滿足不了豬的需要。而粗蛋白質、鈣、總磷均為豬所需要的重要營養物質，其缺乏會降低豬的生長性能。麻曉霞對山東省不同飼料廠各階段豬飼糧調查發現，乳豬料中粗蛋白質、鈣和磷、小豬料中粗蛋白質的含量都明顯低于標準[12]。李夢云等對河南省12家規模化豬場飼糧測定后發現，斷奶仔豬(8～10 kg)飼糧中粗蛋白質含量(19.49%)偏低；保育豬(20 kg 左右)和肥育豬(80 kg左右)飼糧中，粗蛋白質(18.26%、16.63%)和總磷含量(0.56%、0.47%)均接近或稍低于需要量[13]。

畜禽糞便是水生生態系統中氮、磷污染的主要來源[14]。科學合理地配制飼糧是降低畜禽糞便中氮、磷含量的有效措施。本試驗中豬飼糧中粗蛋白質、總磷含量均偏低，這降低了氮、磷污染的風險。為全面了解氮、磷污染風險，仍需進一步評價粗蛋白質中氨基酸的平衡性、總磷中植酸磷的比例、飼糧中植酸酶的添加與否等。

3.2 鐵、銅、鋅營養及安全

鐵、銅、鋅是動物必需的微量營養元素。現代養豬生產中普遍采用高劑量銅、鋅來促進豬生長、控制腹瀉。本試驗所測江蘇地區豬飼糧中微量元素鐵、銅、鋅均超過瘦肉型豬飼養標準要求，但是三者都存在嚴重超量問題，鐵、銅、鋅總超標率分別達68.33%、62.71%、76.67%。鋅的超標率與周鑫等對江蘇某地區規模化豬場飼糧中鋅超標率結果71.9%[15]接近。本試驗中江蘇地區豬飼糧鐵、銅、鋅超出最高限值的最大幅度分別達57.55%、145.13%、312.70%。吳大偉等調查江蘇2個規模化豬場飼糧中銅、鋅含量，顯示銅、鋅超標率分別達 191.7%、10.6%和41.4%、51.3%[16]。眾多學者對江蘇以外地區豬飼糧中銅、鋅的測定結果也均表明豬飼糧中銅、鋅超標現象嚴重。黃玉溢等、石艷平等、王飛等分別測定了廣西、嘉興市、華北地區集約化養豬場豬飼糧的銅、鋅含量，結果表明以上3個地區銅、鋅超標率分別為100.00%、94.30%，62.50%、19.64%，66.67%、80.00%[8、17-18]。胡海平等、索超等、黃順捷分別調查了東北三省不同規模豬場飼糧、北京集約化豬場飼糧、上海市郊規模化豬場飼糧，結果表明飼糧中鋅超標率分別達35.30%、9.30%和35.90%[19-21]。目前我國豬飼糧中使用的銅、鋅主要形式為無機的硫酸鹽形式，而豬對飼糧中無機形式的銅鋅吸收利用率較低，高劑量時更低。高銅的表觀吸收率斷奶仔豬20%，成年動物不高于10%；鋅的吸收利用率不到20%[22-23]。遠超過需要量的鐵、銅、鋅將會通過糞便排出體外，多個試驗已證明豬飼糧和糞便中銅鋅含量存在顯著或極顯著正相關[8，15，19-20]，飼糧中高劑量銅鋅將通過“濃縮”效應進入糞便，糞便中銅、鋅可分別為飼糧中含量的1.0～4.4倍和1.0～6.6倍[22]。通過對廣西[8]、江蘇[15-16]、浙江嘉興市[17]、華北[18]、東北三省[19]、北京[20]、上海市郊[21]等地多家豬場豬糞中銅、鋅檢測結果表明，豬糞中銅超標率為71.90%～310.69%，平均超標率為133.29%；鋅超標率為15.00%～122.97%，平均超標率為67.21%。

還田是我國目前豬糞利用的主要方法。Nicholson等研究畜禽糞便對土壤重金屬積累的影響，發現豬糞對土壤銅、鋅的積累量貢獻較大[24]。由于銅、鋅的惰性，土壤中的銅、鋅很難降解，高劑量的銅、鋅會直接危害土壤微生物，礦物質的淋溶作用將會使土壤中礦物質進入水體，進一步危害水生生物[25]。土壤中高濃度的銅、鋅也會在農作物中累積，不僅能顯著抑制農作物的生長[6]，而且會通過食物鏈進一步危害畜禽及人類健康。

飼料是畜禽糞便污染的源頭，限制畜禽飼料中銅、鋅的添加量將會有效控制糞便中的排放量，減少銅、鋅對環境的污染。研究表明，高鋅的促生長作用主要體現在仔豬上[26]。豬育肥階段使用低劑量銅、鋅[27-28]，甚至不添加銅、鋅[29]并不會影響豬的生長性能，相反會降低豬肉的滴水損失和銅、鋅的含量[28]。為了進一步規范飼料添加劑的使用，保證生產安全的動物產品，減少畜牧生產對環境的污染，我國于2017年12月發布了新的《飼糧添加劑安全使用規范》，從2018年7月起開始執行。新的規范對飼糧中銅、鋅的使用量做出了更嚴格的限量要求(表7)。如仔豬斷奶后前2周飼糧中以氧化鋅形式的鋅的添加量從2 250 mg/kg下降至1 600 mg/kg；仔豬(≤25 kg)飼糧中鋅元素的最高限量從原先的150 mg/kg降至110 mg/kg；將30 kg以前仔豬銅的最高限量從200 mg/kg降至125 mg/kg；30～60 kg生長育肥豬銅的最高限量從 150 mg/kg 降至25 mg/kg。將豬料中鋅的限量從150 mg/kg更改為25 kg以下仔豬110 mg/kg，25 kg以上80 mg/kg。為了畜牧業的可持續發展，相關部門應加強對飼料的管理，廣大養殖戶應提高社會責任感，從飼料源頭控制養殖污染。

表7 飼糧中銅、鋅最高限量要求[30]

4 結論

依據GB/T 5915—2008 仔豬、生長育肥豬配合飼料要求，所測飼糧水分含量全部符合要求，粗蛋白質、鈣、總磷偏低比例分別為11.88%、3.45%、6.58%。從粗蛋白質和總磷的絕對含量來看，所測豬飼糧潛在的氮、磷污染風險較低。所測飼糧鐵、銅、鋅含量均超過瘦肉型豬營養需要的要求，但對照《飼料添加劑安全使用規范》中鐵、銅、鋅的限量要求，飼糧鐵、銅、鋅超標現象嚴重，各指標超標率分別達68.33%、62.71%、76.67%。鐵、銅、鋅超出最高限量的最大幅度分別達57.55%、145.13%、312.70%。由于飼糧中銅、鋅和糞便中銅、鋅存在顯著的正相關，從銅、鋅所測結果可推斷出所測豬飼糧中潛在的銅、鋅污染嚴重。所有階段豬料中教槽料和大豬料存在問題最嚴重，是各階段豬料中監控的重點。