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(shí)進(jìn)

（1塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300）

（2塔里木畜牧科技兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 阿拉爾 843300）

（3塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)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(dòng)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(huì)，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(dǎo)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(dǎo)致環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。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(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，薄錄吉等［3］檢測了我國21個(gè)省市規(guī)模化豬場飼料和糞便結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我國豬糞重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，若用這些豬糞施肥后，土壤中某些重金屬含量會(huì)超過國家土壤質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)（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(dǎo)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(jī)體功能、促生長和繁殖以及刺激免疫是必要的，在藥理學(xué)水平上添加一些礦物質(zhì)，如銅和鋅，可以促進(jìn)仔豬生長，增強(qiáng)免疫力和減少腹瀉。無機(jī)礦物元素已被廣泛使用，但它們對動(dòng)物的可利用性仍存在問題，這引起了人們對有機(jī)礦物元素的興趣，因這些礦物質(zhì)元素更容易被動(dòng)物吸收和利用。ACDA S P等［5］、PIEER R等［6］探討了添加有機(jī)酸對礦物元素消化吸收的影響，有機(jī)物均有益于礦物質(zhì)元素的吸收與沉積，進(jìn)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(yàn)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(jī)礦物元素添加劑較無機(jī)礦物元素具有穩(wěn)定性強(qiáng)、吸收率高等特點(diǎn)，替代無機(jī)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(jī)礦物元素替代無機(jī)礦物元素對豬生長性能和糞污重金屬元素排放影響，評價(jià)在飼料中添加有機(jī)礦物元素的真正價(jià)值，本試驗(yàn)研究不同梯度的有機(jī)礦物元素添加劑（銅、鐵和鋅）替代無機(jī)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(jī)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(yàn)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(dá)生物科技集團(tuán)有限公司。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)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(jī)分成3個(gè)組，分別為無機(jī)組、有機(jī)1組和有機(jī)2組，每組3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)14頭豬飼養(yǎng)在同一個(gè)欄里。試驗(yàn)期間每天按欄準(zhǔn)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(yàn)飼糧

采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，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(bǔ)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(jī)1組和有機(jī)2組飼糧銅、鐵、鋅元素添加量為無機(jī)組飼糧的50%、80%，有機(jī)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(jī)2組的添加量分別為29 mg/kg、457 mg/kg和267 mg/kg。各組飼糧補(bǔ)充的銅、鋅和鐵含量見表2。

表1 試驗(yàn)飼糧配方組成及營養(yǎng)素含量

表2 試驗(yàn)各組飼糧礦物元素補(bǔ)充量 mg/kgkg

1.4 試驗(yàn)樣品采集

試驗(yàn)分預(yù)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(jìn)行采集，糞樣按欄多點(diǎn)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(biāo)與測定方法

1.5.1 生長性能指標(biāo)

試驗(yàn)期第1 d和第30 d按欄空腹稱重記為始重和末重，以此計(jì)算試驗(yàn)期豬的生長性能；準(zhǔn)確記錄每天的投喂量和剩料量，以此計(jì)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(fēng)櫥里進(jìn)行風(fēng)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(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 19.0進(jìn)行Duncan氏多重比較和單因素方差分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試驗(yàn)飼糧對育肥豬生產(chǎn)性能的影響

不同試驗(yàn)飼糧對豬生產(chǎn)性能的影響見表3，用有機(jī)礦物元素減量替代飼糧中無機(jī)礦物元素添加劑后，豬采食量差異不顯著（P>0.05），但有促進(jìn)采食量的趨勢。有機(jī)組的平均日增重和料重比均極顯著高于無機(jī)組（P<0.01），且有機(jī)組間隨著添加量增加，存在顯著增加的趨勢（P<0.05）。從試驗(yàn)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(jī)礦物元素，減少了飼糧礦物元素添加量，但不會(huì)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(yàn)飼糧對育肥豬生產(chǎn)性能影響

2.2 不同試驗(yàn)飼糧對豬糞中銅、鐵和鋅排泄量的影響

不同試驗(yàn)飼糧對豬糞中銅、鐵和鋅排泄量的影響見表4，有機(jī)組豬糞中銅的排泄量極顯著低于無機(jī)組（P<0.01），且銅的排泄量與攝入量相關(guān)。有機(jī)組豬糞中鐵的排泄量均低于無機(jī)組，且隨攝入量的增加呈現(xiàn)增加的趨勢。有機(jī)組豬糞中鋅的排泄量均極顯著低于無機(jī)組（P<0.01），但有機(jī)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(yàn)飼糧對豬糞中銅、鐵和鋅排泄量的影響 mg/kgkg

2.3 不同試驗(yàn)飼糧對豬血樣中銅、鐵和鋅含量的影響

由表5可知，試驗(yàn)第10 d血樣中銅和鋅含量均是無機(jī)組極顯著高于有機(jī)組（P<0.01），且有機(jī)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(yàn)第20 d血樣中銅和鋅含量均與有機(jī)組差異不顯著（P>0.05），血樣中鐵含量無機(jī)組和有機(jī)2組差異不顯著（P>0.05），但均極顯著高于有機(jī)1組（P<0.01）。試驗(yàn)第30 d有機(jī)1組血樣中銅和鋅含量均高于無機(jī)組和有機(jī)2組，有機(jī)1組血樣銅顯著高于無機(jī)組和有機(jī)2組（P<0.05），有機(jī)1組和無機(jī)組血液中鋅含量差異不顯著，但均極顯著高于有機(jī)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(biāo)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(jī)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(biāo)，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(biāo)排放的重要途徑之一。譚靜等［10］在豬飼糧中用有機(jī)礦物質(zhì)元素替代無機(jī)礦物元素試驗(yàn)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(yàn)研究結(jié)果一致，其原因可能與有機(jī)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(yàn)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(jī)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(shí)由于豬的生物富集機(jī)制，導(dǎo)致豬糞中的銅、鋅和鐵含量高于飼料中10倍以上［12-13］。有機(jī)礦物元素的吸收利用率高于無機(jī)礦物元素，通過有機(jī)礦物元素替代無機(jī)礦物質(zhì)元素，減少礦物元素在豬飼糧中的添加量，進(jìn)而達(dá)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(fēng)險(xiǎn)。本研究結(jié)果顯示，按無機(jī)礦物元素添加量的50%或80%添加有機(jī)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(yàn)結(jié)果一致。本試驗(yàn)血液中銅、鋅和鐵礦物元素濃度在有機(jī)組和無機(jī)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(jī)礦物元素和無機(jī)礦物元素混合添加的試驗(yàn)結(jié)果一致。

4 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)礦物元素替代無機(jī)礦物元素，添加量分別為無機(jī)礦物元素的50%或80%，不僅不會(huì)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(yàn)結(jié)果認(rèn)為有機(jī)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(dá)到減少養(yǎng)豬業(yè)重金屬元素排放的目的。