饲料对生猪养殖小区粪便产量及粪便污染物背景值的影响

何余湧 罗建华 吴志勇 陆 伟 谢国强

随着饲料工业及饲养技术的快速发展，人们对养殖利润最大化的欲望日益增强，于是在生猪生产中普遍使用诸如高蛋白、高铜和高锌等富营养的饲料以缩短生猪饲养周期，这使得饲料中还有大量的氮、磷、铜和锌等未被消化吸收而通过粪便排出体外，进入到环境中，对环境产生污染。研究表明：当猪粪中的污染物在环境中积累到一定程度时，不仅会导致土壤退化，农作物产量和品质下降，而且还可以通过径流、淋失作用污染地表水和地下水，对生态环境造成极大危害，甚至进入人类食物链而危害人类健康[1-5]。由于生产方式的不同导致了生猪饲喂方法和饲料组成的不同，使得生猪粪便中各种物质的成分与浓度有较大差异，尤其是猪粪中重金属的含量。为此，有必要研究在正常饲喂情况下饲料营养和饲喂水平对粪便产量及粪便污染物含量的影响，为推动生猪养殖过程的清洁生产和变末端治理为源头控制提供参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验地点与时间

选择东乡墟上桥镇深坑生猪养殖生态小区进行饲料对生猪养殖小区粪便产量及粪便污染物背景值影响的研究，分春、夏、秋、冬四个季节进行试验。

1.2 试验方法

选择体重接近、采食正常、健康的生猪进行监测，试验生猪分保育猪、育肥猪、妊娠母猪三个饲养阶段，其中保育猪体重为20 kg左右，育肥猪体重为70 kg左右，妊娠母猪为妊娠2个月的母猪。各阶段随机抽取3～5栏（10～30头）进行粪便收集，将每天上下午分别收集的新鲜粪便称重和记录后，混合均匀，采用四分法取3个样品，每个样品约1 kg，装入自封样品袋中。另外，每天下午在堆粪池中选定3～4块采样点，分别由底部自下而上每20 cm采样一次，每次采样约500 g，装入样品混合盆中，混匀后用四分法取3个样品，每个样品约1 kg。每次采集的3个样品中1个不进行任何预处理，用于含水率测定；另外2个样品分别加入浓度为4.5 mol/l H2SO4进行预处理，添加的比例为每100 g鲜粪加20 ml，用于测定其它指标和留样备用，同时采集各栏的饲料样品。将采集的样品及时送江西省无公害农产品质量监督检验站检测。

2 结果与分析

2.1 受检生猪饲料中各指标的含量

四个季节中保育猪、育肥猪和妊娠母猪饲料的水分、粗蛋白、磷、铜和锌含量见表1。

2.2 鲜粪收集量

小区生猪全部饲养在水泥地面上，每天由饲养员按猪场正常操作将地面上的生猪粪便收入塑料盆内并定时称重。表2是春、夏、秋、冬四个季节中每个阶段生猪每天的鲜粪收集量。数据表明，在一个监测年内，每个阶段每头生猪每天的鲜粪平均收集量范围为：保育猪0.21～0.69 kg/（头·d）、肥育猪0.51～1.64 kg/（头·d）、妊娠母猪1.16～1.83 kg/（头·d）。在夏季和秋季，每头生猪的粪便日平均收集量比其它两个季节低，其原因可能有以下几方面：一是夏天因气温较高而导致生猪采食量较低,而较低的采食量在一定程度上提高了营养物质的消化率，减少了肠道内容物的排出；二是因冲栏、降温和饮水过程导致地面湿度增大而使粪便在地面的粘结增加。

表1 受检生猪饲料中各指标的含量

表2 生猪的粪便平均收集量

2.3 粪便中各种物质的浓度

将不同季节采集到的生猪粪便样品送检后得到表3数据。结果表明：保育猪鲜粪含水率为69.37%～75.20%,其风干粪样中全氮、全磷和有机质的浓度分别为3.77%～4.52%、0.82%～1.45%和75.27%～81.18%，铜和锌的浓度分别为 818.42～1433.33 mg/kg和2400.00～10216.67 mg/kg；育肥猪鲜粪含水率为68.30%～75.67%,其风干粪样中全氮、全磷和有机质的浓度分别为 3.05%～3.31%、0.70%～1.88%和72.42%～76.82%，铜和锌的浓度分别为 444.15～971.67 mg/kg 和 717.68～1483.40 mg/kg；妊娠母猪鲜粪含水率为68.30%～74.52%,其风干粪样中全氮、全磷和有机质的浓度分别为2.26%～2.54%、1.08%～2.45%和68.04%～71.99%，铜和锌的浓度分别为178.88～421.67 mg/kg 和 627.13～1050.00 mg/kg。同一季节粪便含水率、全氮、有机质、铜和锌浓度的变化趋势为：保育猪＞育肥猪＞妊娠母猪；全磷浓度的变化趋势是：保育猪＜育肥猪＜妊娠母猪；铜和锌浓度的变化趋势为：夏＞春＞冬＞秋。从这些数据可以看出，保育猪风干粪样中的氮、铜和锌的含量最高，而妊娠母猪风干粪样中的磷和磷氮比最高，这一现象应引起关注。从表3数据可以得到两点启示：一是生产者给生猪提供的营养十分丰富，远远超过了生猪生产的实际营养需要，其原因可能是由于饲料的营养水平超过了饲养标准要求和（或）过量饲喂导致的，今后应在如何更加合理地进行饲料配制和改进饲喂方法方面进行改进以降低生猪粪便中污染物的浓度；二是如何更好地处理好和利用好这些粪便，以最大限度地减少粪便对环境造成的污染，同时又能可持续地用于农业生产。

2.4 不同饲养阶段的生猪日平均干粪收集量及干粪中各种污染物的日总产生量（见表4）

表3 生猪粪便中各种物质的浓度(以干基计)

表4 不同饲养阶段的生猪日平均干粪收集量及其干粪中各种物质的日总产生量[g/（头·d）]

表4数据表明，每头保育猪每天的平均干粪收集量为110.80 g/（头·d），其中氮、磷、有机质、铜、锌的日平均产生量分别为：4.41、1.43、85.75、0.12、0.52 g/（头·d）。

每头育肥猪每天的平均干粪收集量为282.21g/（头·d），其中氮、磷、有机质、铜、锌的日平均产生量分别为：9.02、4.06、207.66、0.20、0.30 g/（头·d）。

每头妊娠母猪每天的平均干粪收集量为423.08 g/（头·d），其中氮、磷、有机质、铜、锌的日平均产生量分别为：10.30、7.79、300.33、0.13、0.38 g/（头·d）。

3 讨论

从监测数据可以看出，在常规生产情况下饲料通过猪体消化后所产生的粪便，不仅数量较大而且其中含有大量的有机质和微量元素。当猪粪进入土壤系统库后，它改变了生态系统中无机环境的组成，进而参与和影响整个系统的运转[6]，既可促进生产者的生物增长和品质的提高[7-8]，也会因处理不当而破坏土壤的生态平衡，从数量和品质上影响生物量的积累，甚至造成地表水和地下水中氮、磷和某些微量元素含量的超标[1，9]。

在我国农业研究报道及技术推广资料中，均提倡大量施用有机肥，而大量施用未经处理的禽畜粪肥容易导致养分在环境中盈余和累积而出现污染。因此，计算禽畜粪肥用量时，需要注意到其与传统有机肥养分含量的差别。本次监测数据表明，生猪粪便中的P/N比在0.31～0.75，高于一般作物的P/N比 (在0.1～0.2)。而目前通常根据有机肥的含N量而不是含P量来计算畜禽粪便的用量，所以在施用禽畜粪肥时很容易造成P在土壤的累积和流失[10]。P是水体富营养化的重要限制因子，土壤P含量增加会提高土壤径流水中的P水平，进而提高地表水中的P含量[11]，最终导致水体富营养化，因此，相对于N污染，养殖业造成的P污染在国际上受到更多的关注[12]。

另外，我国现行有机-无机复合肥料国家标准(GB18877—2002)、有机肥标准（NY525—2002）和复合微生物肥料标准（NY/T 798—2004）均只对 Pb、Cd、Cr和As这四种重金属的限量作了规定，而对Cu、Zn含量没有做出限制。对照德国腐熟堆肥中重金属Pb(150 mg/kg)、Cd(1.5 mg/kg)、Cu(100 mg/kg)、Zn(400 mg/kg)、Cr(100 mg/kg)的限量标准，我们可以发现，被监测生猪小区猪粪便中铜、锌含量（铜178.88～1433.33 mg/kg，锌627.13～10216.67 mg/kg）已超过此规定标准。

4 小结

4.1 应加强对猪场技术人员和饲养人员的培训工作，分阶段进行日粮配制和饲喂以减少营养物质的浪费和污染物质的浓度。在生猪养殖过程中要切实重视饲料营养和饲喂水平对粪便产量及粪便污染物含量的影响，以推动生猪养殖过程的清洁生产，变末端治理为源头控制。

4.2 制定限制微量元素在饲料中最高使用限量的强制标准，以减少微量元素在饲料中的添加量，节约资源和保护好生态环境。

4.3 制定并落实与生猪生产中污染物产生、排放有关的标准和法律法规是生猪清洁生产的关键。使各相关标准之间的规定统一协调，增加《畜禽养殖业污染物排放标准》中铜、锌的标准值。

4.4 研究开发从猪场粪污中提取微量元素的技术，实现资源的回收利用。

4.5 人们对重金属元素通过饲料添加-禽畜吸收-禽畜排泄-施入土壤-作物吸收这种途径进入人类食物链而影响人类健康的危害性，尚未给予应有的重视。加大对集约化养殖禽畜粪肥养分在生态环境中的盈余和流失、盐分在环境中的累积、重金属对农产品食用安全影响及其在食物链中的迁移累积等问题进行深入系统的研究是十分必要且具有重大现实的意义。

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