活氧水對豬舍內空氣質量及生豬生長的影響

徐杏，周衛東，唐文升，周昕，朱曉明，肖華*

(1.浙江省農業科學院 畜牧獸醫研究所，浙江 杭州 310021；2.臺州市黃巖區畜牧獸醫所，浙江 臺州 318020)

生豬養殖是我國畜牧業重要組成部分之一，目前無論是養殖模式、區域布局還是生產方式、生產能力都在發生顯著變化，隨著規?；⒓s化養殖水平的不斷提高，生豬養殖業產生的糞便、污水和臭氣等帶來的環境問題日益顯現[1]。其中臭氣不僅影響從業人員和豬群健康，還會損害養殖場周邊環境質量，影響周圍居民的日常生活，引起居民投訴[2-3]。養殖場產生的臭氣問題，是困擾生豬養殖業健康、可持續發展的難題之一[4]，亟需采取有效方式及措施來解決。

水是生物體最重要的組成部分，水分子由兩個氫原子和一個氧原子構成，原子間通過分享一對電子形成氫鍵，三原子形成104.5°角，呈V型結構，這種結構使水分子具有較強的極性，從而促使氫原子吸引鄰近的氧原子。因此，自然界中的液態水并不是以單個水分子的形式存在，而是通過氫鍵作用若干個水分子聚集在一起的團簇形式存在。在室溫下時，水分子團簇一般能締合30～40個水分子，且處于動態平衡。當使用大于氫鍵的能量作用于水分子，其團簇間氫鍵可能被打破，由原來的數十個水分子團簇變成由6～8個水分子組成的小團簇，即活氧水[5]?；钛跛嗜鯄A性，其團簇越小，活性越大，具有較強的滲透性、溶解力和擴散力[6]。鑒于活氧水的這些特性，在生豬養殖過程中，將其作為飲用水是否具有促進動物對養分的消化吸收和新陳代謝作用，從而減少舍內糞污發酵產生臭氣物質。本試驗旨在比較研究使用活氧水對豬舍內典型臭氣特征污染物氨氣(NH3)、硫化氫(H2S)和臭氣濃度(odor concentration)以及育肥豬、保育豬的生長性能、養分表觀消化率和血清指標等的影響，以期為活氧水在實際生產中的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗在浙江省內某規模生豬養殖場進行?；钛跛O備由杭州某科技公司提供。鑒于活氧水設備安裝使用后整個養殖區飲用水管網不可分線的特殊性，本試驗分為活氧水使用前約7個月(對照組)和使用后約7個月(試驗組)兩個階段。保育豬、育肥豬為試驗對象，試驗選取的保育豬舍內豬只數636頭，試驗組和對照組分別選取體重相近的保育豬(25日齡)60頭，每個處理組設6個重復，每個重復設置10頭豬，每個處理組試驗期55 d；試驗選取的育肥舍內存欄400頭，試驗組和對照組分別選取體重相近的育肥豬(80日齡)60頭，每個處理組設6個重復，每個重復設置10頭豬，每個處理組試驗期120 d。試驗期間豬舍內均配備風機和水簾，控制溫度在23 ℃左右，全程豬只自由采食、飲水，按照豬場常規管理規程和正常免疫程序進行。試驗期間每天觀察豬群精神狀況和排糞情況，以個體為單位記錄豬只死亡和淘汰情況。

1.2 樣品采集及指標檢測

環境指標：分別選擇春季(活氧水使用前)和秋季(活氧水使用后)相似氣象條件的日期，對試驗選取的保育舍、育肥舍舍內氣體進行采樣，采樣點固定位于各豬舍的中央走道中端，高度離地面約0.8 m。以稀硫酸為吸收液，采集NH3氣體，采樣流量為1.0 L·min-1，采樣與樣品分析均遵循《環境空氣和廢氣氨的測定納氏試劑分光光度法》(HJ 533—2009)的要求。以氫氧化鎘-聚乙烯醇磷銨溶液為吸收液，采集H2S氣體，采樣流量為1.0 L·min-1，采樣與樣品分析遵循《環境空氣和廢氣硫化氫的測定亞甲基藍分光光度法》的要求。利用真空采樣瓶收集臭氣樣品，臭氣濃度的測定采用三點比較式臭袋法(GB/T 14675—1993)。每2 h采樣1次，每個采樣點采集3次。

生長性能指標：在試驗起始和結束當天晨飼前對所選每個處理組對象進行空腹稱重，以頭為單位，記錄每個處理組的初始重(IW)、結束重(FW)，依此計算平均日增重(ADG)。

養分表觀消化率：于保育豬和育肥豬試驗期最后3 d，每天上午8：00左右每個重復收集新鮮糞樣約100 g，每100 g糞樣加10 mL濃度為10%的硫酸進行固氮，將糞樣于-20 ℃保存，用于營養成分含量測定。采用四分法采集保育豬、育肥豬飼糧樣品各250 g，4 ℃保存，用于營養成分含量測定。飼糧樣品和糞樣中粗蛋白質(CP)含量測定采用凱氏定氮法(GB/T 6432—2018)，粗脂肪(EE)含量測定采用索氏抽提法(GB/T 6433—2006)，粗纖維(CF)含量測定采用過濾法(GB/T 6434—2006)，鈣(Ca)含量測定采用乙二胺四乙酸絡合滴定法(GB/T 6436—2018)，磷(P)含量測定采用分光光度法(GB/T 6437—2018)，鹽酸不溶灰分(AIA)含量測定采用灼燒處理法(GB/T 23742—2009)，干物質(DM)含量測定采用干燥法(GB/T 6435—2014)。采用AIA內源指示劑法計算各養分的表觀消化率。

血清指標：于試驗期最后1 d，在對照組和試驗組中各選擇體重相近的健康保育豬6頭(公豬母豬各3頭)、育肥豬6頭(公豬母豬各3頭)，在晨飼前對選取的豬采血樣，采用10 mL一次性注射器通過前腔靜脈采集血液，靜置30 min，4 000 r·min-1離心15 min分離血清，-20 ℃保存備用。測定血清指標包括：總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、C反應蛋白(CRP)、總膽固醇(TC)、甘油三脂(TG)、血糖(GLU)、尿素(UREA)、免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)、胰島素生產因子-1(IGF-1)、生長激素(GH)。試劑盒購于北京華英生物技術研究所。

1.3 數據處理

所有試驗數據均采用Excel 2013進行整理和統計學分析，數據結果以“平均值±標準差(mean±SD)”表示，顯著性檢驗采用ANOVA單因子水平方差分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 活氧水對豬舍內空氣質量的影響

春季(活氧水使用前，對照組)和秋季(活氧水使用后，試驗組)對選取保育舍和育肥舍氣體采樣當日的氣象條件基本相同：風向均為東風，風速1.1～1.6 m·s-1，氣壓約102 kPa，采樣時氣溫20.0～20.5 ℃，天氣狀況晴。采樣時對照組和試驗組舍內豬只頭數相同，日齡相近。此外，由于春季和秋季氣候相近，舍內通風和飼養管理條件基本相似。因此，不同日期采樣時的氣象參數、舍內養殖情況，對豬舍內氣體環境質量沒有顯著影響。與對照組相比，試驗組保育舍、育肥舍內2種典型惡臭特征污染物NH3和H2S濃度均有明顯降低，其中育肥舍內NH3濃度從6.110 mg·m-3下降到0.011 mg·m-3，保育舍和育肥舍內H2S濃度由0.048 mg·m-3降低到0.001 mg·m-3以下；而臭氣濃度作為綜合評價養殖場惡臭強度的指標，試驗組保育舍、育肥舍分別比對照組下降了59.42%、94.96%(表1)。表明活氧水作為生豬養殖過程中的日常用水對生豬不同養殖階段的舍內臭氣減排均有一定效果，其中育肥豬舍內減臭效果最佳。

表1 活氧水對各舍內空氣NH3、H2S和臭氣濃度的影響

2.2 對生豬生長性能的影響

由表2可見，試驗組保育豬的FW和ADG與對照組相比有顯著提高趨勢，分別增加了16.59%和22.67%；同樣，試驗組育肥豬的FW和ADG與對照組相比也有顯著提高趨勢，分別增加了8.76%和10.52%。試驗組保育豬和育肥豬健康狀況良好，同期未出現死亡或生病淘汰現象。

表2 活氧水對保育豬和育肥豬生長性能的影響

2.3 對生豬養分表觀消化率的影響

與對照組相比，試驗組保育豬和育肥豬飼料中養分消化率均有所提高，其中：試驗組保育豬的CP、EE、CF、Ca和P表觀消化率顯著高于對照組，分別增加了11.61%、8.94%、7.96%、10.62%和11.61%；試驗組育肥豬的CP、EE和CF表觀消化率分別較對照組提高了4.79%、11.27%和8.08%；試驗組保育豬和育肥豬的DM表觀消化率與對照組相比有上升趨勢，但差異不顯著(P>0.05)；同樣，試驗組育肥豬Ca和P表觀消化率雖然數值上高于對照組，但差異均不顯著(表3)。

表3 活氧水對保育豬和育肥豬養分表觀消化率的影響

2.4 對生豬血清指標的影響

與對照組相比，試驗組保育豬的血清生化指標中，ALB、GLB、CRP、TC、TG和GLU含量差異均不顯著，TP和UREA有顯著差異，TP提高了12.94%，UREA降低了26.01%；育肥豬對照組和試驗組的TP、ALB、GLB、CRP、TC、TG、GLU和UREA含量差異均不顯著，活氧水使用后對育肥豬血清生化指標水平無顯著影響。試驗組保育豬血清中IGF-1和GH含量與對照組相比數值上有所提高，但差異不顯著；試驗組育肥豬與對照組相比，血清中IGF-1和GH含量有顯著差異，分別提高了16.09%和20.75%。此外，試驗組保育豬和育肥豬與對照組相比，血清中IgA、IgM和IgG含量均無顯著變化(表4)，表明活氧水使用后，對保育和育肥試驗豬血清中的抗體水平沒有顯著影響。

表4 活氧水對保育豬和育肥豬血清指標的影響

2.5 活氧水治理豬場臭氣的成本和效益分析

活氧水治理豬場臭氣的成本包括固定資產投資和運營成本，通過對試驗養殖場進行實地調研，固定投入成本主要為設備費76萬元。參考行業標準，設備折舊10 a，無殘值，則每年總固定資產投資成本7.6萬元。運營成本主要包括設備運行能耗費電費和維護費等，該設備零耗電，僅每年維護費0.15萬元?；钛跛卫碡i場臭氣無直接經濟收益，但可獲得如降低生豬發病率、死亡率和提高豬生長性能等方面帶來的部分間接經濟收益。按照試驗周期內的測算對比可知，試驗養殖場使用活氧水后7個月與使用前7個月相比，間接經濟收益提高了約5萬元。

3 小結與討論

在生豬養殖區域提供適宜的環境，可有效改善生豬生活條件，提高其健康水平和生產性能。豬舍內的臭氣物質多達數百種，主要源于動物皮脂和體液分泌物，墊料、殘余飼料和排泄物的厭氧分解等[7]。關于典型臭氣特征污染物NH3和H2S的減排技術已有許多研究和應用，如通過在飼料中加入各種添加劑(微生物菌劑、植物調控劑等)促進動物對營養物質的消化吸收，在豬糞中添加吸附劑、化學除臭劑等來改變糞便性質和微生物發酵特點，從源頭和生產過程中有效控制氨氣和硫化氫的產生和排出[8-9]。飲用水作為生豬生長必需的重要資源，其不同的特性也可能會影響動物對營養物質的消化吸收，從而影響其生長健康和臭氣的排放等。本研究中采用活氧水作為生豬養殖過程中的飲用水等日常用水，對比使用前后豬舍內空氣質量，結果表明，活氧水使用后，試驗組保育舍、育肥舍內NH3、H2S和臭氣濃度與對照組相比均有所降低，活氧水作為生豬養殖日常用水對生豬舍內臭氣減排有一定的效果。這可能是由于活氧水團簇較小，具有較強的滲透性、溶解力和擴散力[6]，從而加快生豬體內蛋白質等營養物質的消化吸收，減少糞污中含氮硫的物質及其發酵產生的NH3和H2S，降低豬舍內惡臭強度。

從血清指標來看，動物體內的TP有運輸營養物質、維持滲透壓、參與體液免疫等功能。本試驗中，活氧水作為日常飲用水使用后，試驗組保育豬血清中TP顯著升高12.94%，說明活氧水可能增強營養物質的運輸，維持內環境穩態平衡。ALB作為血清中含量最多(占TP的40%～60%)的蛋白質，具有重要的生理功能，與機體的健康密切相關[13]。試驗組保育豬血清中ALB水平與對照組相比也有上升趨勢，表明活氧水的使用可在一定程度上改善保育豬的健康狀況。此外，血液中的UREA通過鳥氨酸循環合成，是蛋白質分解的最終產物，可以反映蛋白質的代謝與氨基酸間的平衡，當體內氨基酸沉積率增加時，血清中UREA含量降低[14]。本試驗中，試驗組保育豬的UREA顯著降低26.01%，表明活氧水使用一段時間后，有利于提高飼糧中蛋白質的利用率，這與前文中試驗組保育豬的CP表觀消化率顯著高于對照組的結論相一致。相比較而言，育肥豬試驗組和對照組的血清生化指標差異不顯著，表明活氧水對保育豬健康的促進作用優于育肥豬。育肥豬試驗組和對照組相比，IGF-1和GH顯著提高了16.09%和20.75%，IGF-1和GH對動物體蛋白質的合成代謝具有促進作用[15]，表明活氧水作為日常飲用水使用后，可能提高育肥豬蛋白質沉積，有利于其生產性能的提高，從另一方面說明活氧水有促進育肥豬生長的效果。活氧水對生豬血清指標的影響結果，與其對生長性能影響結果中試驗組保育豬和育肥豬的FW和ADG均顯著提高的結論相符。

從生豬生長性能、養分表觀消化率、血清指標和豬舍內NH3、H2S和臭氣濃度檢測的各項數據分析，在生豬養殖實際生產過程中，活氧水作為日常飲用水的使用對保育豬和育肥豬的健康和生長發育無明顯不利影響；而且活氧水的使用通過提高生豬對蛋白質等營養物質的消化吸收和沉積，可能促進豬生長過程中對飼料中養分的吸收和利用，從而減少生豬排泄物中由蛋白質等物質發酵產生NH3、H2S等臭氣物質的排出，凈化生豬養殖環境。從活氧水對豬場臭氣治理的成本和效益分析，該減臭設備初始投資成本金額相對較大，沒有直接經濟收益，但設備運行和維護成本較低，且能滿足豬場對臭氣治理的迫切需求，具有較好的生態環境效益和一定的間接經濟收益，有利于豬場的可持續發展。