微生态制剂治理规模化猪场环境的应用研究进展

王 芳 屈小媛 吴世根 任春光

(贵州省生物研究所，贵州贵阳 550009)

微生态制剂治理规模化猪场环境的应用研究进展

王 芳 屈小媛 吴世根 任春光

(贵州省生物研究所，贵州贵阳 550009)

随着养猪业集约化、规模化程度不断提高，与此同时带来的环境污染问题成为制约规模化猪场良性发展的重要因素。本文介绍了规模化猪场环境污染状况及其危害，重点对微生态制剂治理规模化猪场环境的应用研究进展进行了综述。

微生态制剂；规模化猪场；环境治理

随着人口不断增长和生活水平的提高，人们对猪肉的消费需求不断扩大，养猪业也由过去粗放、散养的方式逐步向集约化、规模化的方式转变。与此同时，大规模养殖带来的环境污染问题日益突出，主要表现为空气污染、水体污染、土壤污染、药物残留以及由此带来的疾病传播威胁。大量研究表明[1-3]，微生态制剂不仅能够调节胃肠道平衡，提高生产性能，增强免疫力，而且在去除有毒有害气体，减少有害物质排放，治理猪场水污染和土壤污染等方面也发挥着重要的作用，是生产绿色生猪的重要保障。吸收，粪尿中还残留大量的营养物质，在腐败微生物作用下会分解产生NH3、CH4、H2S等有毒有害气体以及吲哚、粪臭素等臭味物质，对人畜口腔及鼻粘膜产生刺激，引发如咽喉灼痛、鼻炎、咳嗽、气管炎、肺水肿出血等疾病。臭味物质还会引起头痛并伴随恶心、呕吐、食欲减退等胃肠反应，刺激感觉神经，使人感到烦恼、沉郁[4]。长时间吸入颗粒物会对呼吸道造成刺激，引起咳嗽，气管炎和支气管炎。另外颗粒物还是许多有毒有害气体和病原微生物的传播媒介[5]，是引发猪场大规模疫病的重要途径。

1 规模化猪场环境污染状况及其危害

1.1 空气污染及其危害

规模化猪场空气污染物主要含有NH3、CH4、H2S等有毒有害气体，臭味物质（如吲哚、粪臭素、对甲酚等）以及颗粒物（PM2.5和PM10）。由于猪对饲料中的营养物质不能完全利用和化，引起水质恶化，威胁水生生物的生存，也使江河水体的功能丧失。

1.2 水体污染及其危害

据调查[6-8]，一些规模化猪场将未经处理的粪尿污水直接排放，不仅造成猪场周边环境的污染，高浓度污水渗入地下水中，也会改变地下水的理化性质，某些有害成分如硝酸盐、铜、铅、砷等含量过高、微生物数量超标，致使地下水水质污染，威胁人畜饮水安全。高浓度的污水流入江河，造成富营养

1.3 土壤污染及其危害

据测算，一个万头猪场按中等营养水平的饲料需要量计算，全年将向猪场周围排放大约107吨氮和31吨磷[9]。由于猪对饲料中的氮、磷不能充分利用，大部分通过粪尿排出，进入土壤后不断累积，超过土壤的消纳能力，导致土壤板结，造成作物减产。微量元素特别是铜、锌、砷等在土壤中累积过多，对作物产生毒性，抑制生长。另外还会使土壤中的微生物减少，多样性降低，影响土壤活力。为预防疾病和促进猪的生长，规模化猪场在养殖过程中使用大量抗生素类药物，随粪尿排泄到环境中，造成环境生态平衡的破坏[10]。

1.4 药物、激素残留及其危害

大多数规模化猪场为预防和控制各种疾病的爆发，长期大量使用抗生素类药物，这些药物残留在肉制品中，并随着食用进入人体，易使人体产生耐药性[11]；另外猪场中带有耐药基因的菌株进入环境，其抗性基因可能通过转化与转导等作用转移至人类致病菌[12]，这些都严重威胁人类健康。Liu等[13]从猪场采集猪粪、冲洗水、井水、蔬菜地土壤和处理池污水，利用RRLC-MS/MS检测到14种雄激素、4种雌激素、5种糖皮质激素和5种孕前激素，可能对环境中一些敏感生物构成潜在的高风险。

1.5 传播疾病及其危害

规模化猪场空气、水体、土壤受到污染，含有大量致病微生物，会随着粪污的不断排放而传播，尤其是耐药菌株的产生和人畜共患病的传播，严重威胁人畜的健康安全。

2 微生态制剂及其治理规模化猪场环境的应用

2.1 微生态制剂

微生态制剂(Miroecologics)，又称微生态调节剂(Microecological modulator)，是指在微生态学理论指导下，调整微生态失调，保持微生态平衡，提高宿主健康水平或增进健康状态的益生菌及其代谢产物和生长促进物质的制品[14]。微生态制剂包含益生菌，益生元和合生元。微生态制剂具有调节肠道微生态平衡、增强免疫力、促进生长等功能；并且具有无副作用、无残留、不产生抗药性等优点[15]。目前,国内外市场上常用的微生态制剂主要含有芽孢杆菌属、乳酸菌属、酵母菌属等有益微生物。我国农业部允许使用的有益菌种有干酪乳杆菌、嗜乳酸杆菌、乳链球菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、啤酒酵母菌、沼泽红假单胞菌等12种[16]。在日粮中添加微生态制剂不仅能提高饲料转化率，增强免疫力，还能减少粪便中有害物质对环境的污染，改善养殖环境，为生产绿色、环保、无公害的畜产品提供保障。

2.2 微生态制剂治理规模化猪场环境的应用

2.2.1 提高饲料利用率，减少有害气体和臭味的产生

在饲料中添加微生态制剂，利用有益菌群产生的多种消化酶类和维生素类物质，提高消化利用率，增强营养；利用有益菌群产生的有机酸、过氧化氢、细菌素等抑菌物质，抑制肠道内腐败菌的生长，减少蛋白质转化成胺和氨，从而减少随粪便排出体外的NH3、H2S等有毒有害气体，达到改善畜舍空气质量，减少污染的目的。覃熊波等[17]在育肥猪的基础日粮中添加含有芽孢杆菌、双歧杆菌、乳酸杆菌、酵母菌、光合菌等的复合微生态制剂，结果表明，添加微生态制剂的猪舍中NH3、H2S浓度低，圈舍内臭味明显降低，有一种淡淡发酵的乳酸味。张博等[18]在仔猪日粮中添加含有枯草芽孢杆菌的微生态制剂，不仅显著降低断奶仔猪腹泻率，而且极显著降低圈舍氨气浓度。李超等[19]比较几种不同微生态制剂对生长猪生产性能和血清生化指标的影响，其中含有芽孢杆菌属、酵母菌属、双歧杆菌属、乳酸杆菌属等的复合菌剂组比枯草芽孢杆菌和嗜酸乳杆菌组在提高日增重和降低血清尿素氮水平的效果显著。

2.2.2 减少粪污排放，减轻治理负担

利用微生物发酵处理猪场粪污，变废为宝，减少排放是规模化猪场治理环境的有效途径。主要有发酵猪粪生产有机肥、发酵床养猪等模式。

郭全忠等[20]利用RW酵素剂发酵猪粪制成有机肥，将猪粪变废为宝，用于栽种番茄，可以改善果实品质，提高番茄果实的水溶性糖含量，降低果实酸度。薛惠琴等[21]比较了发酵床与常规水泥地面饲养断奶仔猪的效果，发酵床圈舍中氨气含量较水泥舍低40.65%。段淇斌等[22]研究表明，发酵床猪舍比普通猪舍氨气、硫化氢含量低。发酵床养猪主要是利用多种有益微生物与木屑等辅料混合作为猪舍垫料，粪尿被有机垫料内的微生物消化降解，实现废弃物零排放。发酵床养猪，不需要清理粪尿，不用冲洗圈舍，真正实现了零排放，降低了环境治理成本，提高了经济效益。

2.2.3 促进矿物元素吸收，减少重金属的排放

微生态制剂通过调节肠道微生态平衡，影响矿物元素的代谢。有益微生物产生同矿物元素结合的物质，间接影响宿主对矿物元素的吸收。丁关娥等[23]报道，微生物在肠道中产生一种有机酶整合物，降低肠道环境的pH值及氧化还原电势，有利于Ca、Mg、Fe、Zn等矿物元素吸收，从而减少排出量，降低了对环境的影响。

2.2.4 调节肠道平衡，增强免疫力，减少药物用量

微生态制剂中的有益微生物能在宿主体内形成优势菌群，从而抑制病原菌的定植和生存。Canibe等[24]研究表明，断奶仔猪饲喂乳酸菌添加剂后，乳酸菌在仔猪消化道定植，可抑制其他微生物如肠杆菌和过路菌群的定植，降低病原微生物的侵染机会。黄兴国等[25]在日粮中添加0.1%微生态制剂，生长猪粪样中的大肠杆菌数量比对照组显著降低，乳酸菌和双歧杆菌数量都有升高的趋势。

微生态制剂还能促进免疫器官的生长发育，增加免疫球蛋白和巨噬细胞的的数量和活性，刺激机体产生非特异性免疫，提高免疫力，减少疾病的发生。贾涛等[26]将卵黄抗体和微生态制剂结合饲喂生猪，对仔猪黄白痢治疗有效率达95%以上。张治家[27]在育肥猪基础日粮中添加抗生素（金霉素、硫酸抗敌素、阿散酸）和微生态制剂（嗜酸乳杆菌、枯草芽孢杆菌、双歧杆菌），腹泻率分别降低56.32%、73.50%，微生态制剂防治猪消化道疾病效果极显著。帅起义[28]研究表明饲喂微生态制剂能提高猪瘟疫苗免疫抗体水平。

因此，在日粮中添加微生态制剂不仅可以预防疾病，增强猪只免疫力，还可减少抗生素等药物用量，为生产绿色猪肉提供保障。

3 结语

微生态制剂在规模化猪场的应用，对促进我国养猪业的健康发展发挥了积极的作用。随着人们对绿色无公害畜产品需求量的增长，以及对环境保护的重视，开发兼具促生长、抗病和治理环境等功能的高效菌剂将是微生态制剂的研究方向。推广应用微生态制剂将是规模化猪场走向绿色、无污染道路的重要保障。

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S816.7

A

1673-4645(2014)02-0061-03

2013-11-15

贵州省创新人才团队项目(黔科合人才团队[2012]4017号)

王芳(1983-)，女，研究实习员，硕士，研究方向为微生物资源的研发及应用。E-mail：59825927@qq.com