降低日粮氮磷水平对仔猪生产性能、氮磷排放及粪便微生物的影响

焦显芹， 崔 锦， 孙俊伟， 李梦云

(1.河南农业大学牧医工程学院，河南 郑州 450002； 2.河南牧业经济学院，河南 郑州 450011)



降低日粮氮磷水平对仔猪生产性能、氮磷排放及粪便微生物的影响

焦显芹1， 崔 锦2， 孙俊伟1， 李梦云2

(1.河南农业大学牧医工程学院，河南 郑州 450002； 2.河南牧业经济学院，河南 郑州 450011)

挑选60头体重(20.15±1.12) kg的杜长大三元杂交猪，随机分成3组，即对照组、低磷组、低氮低磷组，分别饲喂含17.5%粗蛋白质+0.60%磷、17.5%粗蛋白质+0.44%磷+0.1%植酸酶、15.10%粗蛋白质+0.44%磷+0.1%植酸酶+合成氨基酸日粮。试验期47 d，研究了日粮氮、磷水平对仔猪生产性能，氮磷排放及粪便微生物的影响。结果表明：(1)低氮低磷组平均日采食量显著高于对照组(P<0.05)，而试验各组间平均日增重和料肉比无显著差异。(2)低磷组、低氮低磷组食入氮、尿氮比对照组分别下降了16.67%(P<0.05)和25.61%(P<0.01)，以及21.32%(P<0.05)和50.19%(P<0.01)；粪氮、总氮排泄量、氮沉积也均显著低于对照组(P<0.05)。低磷组、低氮低磷组食入磷、粪排泄磷、尿排泄磷和总排泄磷均极显著低于对照组(P<0.01)，磷利用率则极显著高于对照组(P<0.01)。(3)和对照组相比，低磷组大肠杆菌数显著低于对照组(P<0.05)，低氮低磷组乳酸杆菌显著高于对照组，比对照组提高了5.11%(P<0.05)，而大肠杆菌数量和pH值显著低于对照组(P<0.05)。降低饲粮中蛋白质和磷含量，通过添加植酸酶和氨基酸，可显著降低氮磷排放量，而不影响猪生产性能。

仔猪；日粮氮磷水平；生产性能；粪便微生物

中国年出栏生猪7亿头，这对改善人们生活水平、促进经济发展起着非常重要的作用，但随之产生的氮磷污染越来越严重，已经成为制约养猪业可持续发展的瓶颈。据报道，一个年出栏万头商品猪的规模猪场，每年可向环境排放氮100～110 t，磷30～40 t[1]。这些氮和磷流入土壤和河流中，给环境造成巨大的污染[2]，因此，采取有效措施降低猪场氮、磷的排放，具有极其重要的理论和实践意义。而饲料是排泄物污染源的主要源头[3]，从源头减少污染物排放技术主要是通过饲料资源的合理利用及现代配合饲料技术的应用，减少废物和污染物的排放，才能促进养殖业健康发展。目前，大多数的研究重点均集中在降低日粮氮水平对氮排放的影响[4-5]，结果也表明，降低日粮中氮水平，通过添加合成氨基酸，可降低猪氮排放，从而减少氮对环境的污染。但同时降低日粮氮磷水平对氮磷排放影响的报道较少，并且降低日粮氮磷水平，是否会影响猪肠道菌群分布，从而影响猪只健康的研究还未见报道。因此，本试验旨在研究低氮低磷对仔猪生产性能、氮磷排泄量及粪便微生物的影响，得出既不影响猪生长性能和健康，又能降低氮、磷排泄量的技术措施。

1 材料与方法

1.1 试验设计与试验动物

挑选60头体重(20.15±1.12)kg的杜长大三元杂交猪，按体重相近，公母各半的原则，随机分成3组，即对照组、低磷组、低氮低磷组，每组5个重复，每个重复4头猪，分别饲喂含17.5%粗蛋白质+0.60%磷日粮、17.5%粗蛋白质+0.44%磷+0.1%植酸酶、15.10%粗蛋白质+0.44%磷+0.1%植酸酶+合成氨基酸日粮(Lys 0.15%；Met 0.02%；Thr 0.08%)，使日粮中氨基酸平衡。试验期47 d。以探讨降低日粮氮磷水平对猪生产性能、氮磷排泄及粪便微生物的影响。

1.2 试验日粮

基础日粮的配制参照美国的(NRC 2012)饲养标准，并结合生产实际，确定消化能(DE)为13.87(MJ·kg-1)、粗蛋白质(CP)和磷(P)正常水平分别设为17.5%和0.60%，低水平CP和P分别设15.1%和0.42%，并相应添加合成氨基酸和植酸酶平衡日粮。具体饲料配方及营养水平见表1。

1.3 饲养管理

试验在雏鹰集团新郑试验基地进行。试验前对猪舍进行消毒，试验猪饲喂干粉料，，日喂4次，时间分别为8∶00，12∶00，16∶00和20∶00，每次以吃饱后食槽中略有余料为度。自由饮水。每日记录饲料采食量，并于上、下午观察猪只健康状况和清扫猪圈。其他饲养管理措施和免疫接种按猪场的常规程序进行。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 日增重 分别于试验的第1天和第47天早上8∶00空腹称重，根据初重和末重计算平均日增重。

1.4.2 采食量和料肉比 每周计算各重复组的采食量，计算日平均采食量；根据试验期间体增重和耗料，计算料肉比。

1.4.3 饲料、粪便和尿液中氮、磷含量的测定 在试验开始后第41～44天，每个重复挑出1头猪做代谢试验，采用全收粪法每天8∶00，12∶00，16∶00，20∶00分别收集的粪液和尿液，并称重，计算每天每头猪总的排粪量和排尿量。并取适量样品放入冰箱保存，再将4 d的样品混合均匀后烘干备用。再分别测定饲料、粪便和尿液中总氮、总磷含量。氮的测定采用凯氏定氮法，磷的测定采用矾钼酸铵法，具体的测定方法见参考文献[6]。

表1 饲料配方及营养成分

注：1.粗蛋白质和钙、磷为实测值, 其他为推算值；2.预混料向每千克饲粮提供 VA5 000 IU，VD3 450 IU，VE60 IU，VK4.5 mg，VB120.028 mg，VB18.75 mg，VB61.7 mg，烟酸35 mg，泛酸13 mg，叶酸0.85 mg，生物素0.47 mg，胆碱500 mg，Cu 150 mg，Zn 100 mg，Fe 130 mg，Mn 30 mg，I 0.35 mg，Se 0.25 mg。

Note： 1. Crude protein, Ca and total P were analyzed, while others were calculated; 2. Premix provided the following amounts for per kilogram complete diet：VA5 000 IU, VD3 450 IU, VE60 IU, VK4.5 mg, VB120.028 mg,VB18.75 mg, VB61.7 mg, niacin 35 mg, pantothenic acid 13 mg, folic acid 0.85 mg, biotin 0.47 mg, choline 500 mg, Cu 150 mg, Zn 100 mg, Fe 130 mg, Mn 30 mg, I 0.35 mg, Se 0.25 mg.

1.4.4 氮、磷沉积与利用率计算 方法见参考文献[7]。

氮(磷)沉积 =食入氮(磷)-粪氮(磷)-尿氮(磷)

利用率(%) =氮(磷)沉积/食入氮(磷)×100

1.4.5 粪样中微生物菌群和pH值测定 饲养试验结束当天，早上每组无污染地采集3头猪的新鲜粪便放入已灭菌塑料瓶中，用冰盒保存，1份带回实验室立即进行微生物计数，另1份测定pH值。

微生物培养和计数试验第45天，每个重复随机抽取1头健康仔猪，用乙醇棉球消毒肛门，随即取新鲜粪样放入已灭菌塑料袋中，运回试验室。称取0.5 g样品于10 mL灭菌的离心管中，用0.9%的生理盐水4.5 mL稀释，摇匀即为10-1稀释，依次进行梯度稀释，分别取0.1 mL稀释液接种于琼脂培养基的厌氧管中(测定乳酸杆菌数量)和伊红美蓝培养基的平皿上(测定大肠杆菌的数量)，各稀释度设3个重复，在37 ℃生化培养箱中培养48 h后进行菌落计数，求取平均值。菌群数量以每克鲜粪样中所含细菌的对数值(lg)表示(CFU·g-1)。

粪便pH值取5 g新鲜粪样用10 mL蒸馏水稀释后，用pH酸度计测定其pH值。

1.5 统计分析

采用SPSS统计软件15.0对数据进行单因素试验设计的方差分析，并进行Duncan法多重比较。试验结果用平均数±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 降低日粮氮磷水平对猪生产性能的影响

日粮氮磷水平对猪生产性能的影响见表2。由表2可以看出，低磷组和低氮低磷组的猪平均日增重和料肉比均无显著差异(P>0.05)，但低氮低磷组平均采食量显著高于对照组(P<0.05)。这表明降低日粮中氮磷水平，通过添加植酸酶和合成氨基酸并不影响猪的生产性能。

表2 氮磷水平对猪生产性能的影响

注：同行内的小写字母不同者，表示差异显著(P<0.05)。下同。

Note： The different superscript small letters in the same column mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 降低日粮氮磷水平对猪氮排放的影响

表3为试验各组氮食入和排放数据。表3结果表明，低磷组，低氮、低磷组食入氮、尿氮比对照组分别下降了16.67%(P<0.05)和25.61%(P<0.01)，以及21.32%(P<0.05)和50.19%(P<0.01)。粪氮、总氮排泄量、氮沉积也均显著低于对照组(P<0.05)，总氮排泄量比对照组分别降低了23.61%和34.74%；氮利用率也高于对照组，但差异不显著(P>0.05)。

2.3 降低日粮氮磷水平对猪磷排放的影响

表4数据表明，低磷组、低氮低磷组食入磷、粪排泄磷、尿排泄磷和总排泄磷均极显著低于对照组(P<0.01)，磷利用率则极显著高于对照组(P<0.01)，但沉积磷三者之间无显著差异(P>0.05)。表明降低日粮中磷或氮磷含量，通过添加植酸酶和合成氨基酸可以显著降低磷排放量。

表3 氮磷水平对猪氮排放的影响

注：同行内大写字母不同者，表示差异极显著(P<0.01)。以下同。

Note： The different superscript capital letters in the same column mean very significantdifference(P<0.01). The same as below.

表4 氮磷水平对猪磷排放的影响

2.4 降低日粮氮磷水平对猪粪便微生物和pH值的影响

日粮氮磷水平对猪肠道微生物和和pH值的影响见表5。表5结果表明，和对照组相比，低磷组大肠杆菌数显著低于对照组(P<0.05)，其他指标无显著差异(P>0.05)。低氮低磷组乳酸杆菌显著高于对照组，比对照组提高了5.11%(P<0.05)，而大肠杆菌数量和pH值显著低于对照组低(P<0.05)，需氧菌总数则无显著差异(P>0.05)。

表5 氮磷水平对仔猪粪便微生物和pH值的影响

3 讨论

3.1 降低日粮氮磷水平对猪生产性能的影响

关于降低日粮氮、磷水平对猪生产性能的影响，报道的研究结果不尽一致。李莹等[8]研究低氮磷日粮对生长肥育猪生产性能的影响，结果表明，在 20～40 kg 阶段，试验组日增重、日采食量和料重比与对照组相比差异均不显著，在70～100 kg 阶段，试验组日增重比对照组提高 2.4%，日采食量和料重比分别比对照组降低 2.0%和4.5%。张乃锋等[9]研究发现，低排放日粮提高了猪的增重速度和饲料转化率。PORTEJOIE等[10]发现，日粮中粗蛋白质水平从20%降低到12%，可大幅降低50 kg体重猪的氮排泄量而不影响生长性能。本研究结果也发现，降低仔猪日粮中氮磷水平，对仔猪平均日增重和料肉比无显著影响，这与前人结果较为一致。其主要原因在于在降低日粮氮磷的同时添加了合成氨基酸和植酸酶，氨基酸平衡模式提高了氮的利用率，植酸酶提高了磷的利用率，进而促进了生长性能。这些结果提示，采用营养调控措施降低猪日粮中氮磷水平，可降低氮磷排泄量而不影响猪生产性能。本试验结果还表明，降低日粮氮磷水平可显著提高仔猪日采食量，这与李莹等[8]研究结果不一致，可能的原因在于日粮中降低氮磷的水平不同、猪的大小不同所致。可见，降低日粮氮磷水平，通过添加合成氨基酸和植酸酶，对猪生产性能无显著影响。

3.2 降低日粮氮磷水平对猪氮磷排泄的影响

随着低碳经济的需求和新的环境保护法的实施，国家对养殖业环境污染问题的控制将会越来越严格而降低日粮中氮、磷水平，通过合理调控调控措施，从而降低氮磷排放是控制当今养猪业污染的有效措施。大多数研究结果均表明，降低日粮氮磷水平可以减少氮和磷排放。KERR等[11]给4周龄长白仔猪饲喂蛋白质水平从16%降到12%日粮，并添加合成的赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和蛋氨酸，发现粪中氮的排泄量下降了8.6%，尿氮的排泄量下降了46.98%。李莹等[8]在猪20～40,40～70和70～100 kg的3个阶段均采用低氮低磷日粮饲喂，结果表明，粪氮含量比对照组分别降低了8.4%，19.0%和11.7%，粪磷含量分别降低21.2%，13.0%和25.3%。谭新[12]在肥育猪上的研究表明，降低蛋白质水平可显著降低粪氮、尿氮和总氮排泄量，日粮粗蛋白质水平每降低1个百分点，粪氮、尿氮和总氮排泄量分别降低3.58%，1.56%和2.53%。这些与本试验结果较为一致，说明降低日粮氮磷水平可以降低氮磷排放量。

关于日粮磷水平对氮磷排放的报道不是很多，研究结果也不尽一致。吴信等[13]发现，随着日粮中有效磷水平的降低，氮排放有降低的趋势。闫俊书等[14]在生长肥育猪日粮中降低磷含量，通过添加植酸酶可使粪中磷的排泄量降低19.19%。本试验结果表明，降低日粮磷水平可以显著降低粪氮和尿氮排放量。造成试验结果稍有差异的原因可能与日粮的类型、猪的生长发育阶段和试验条件不同所致，因此，关于日粮磷水平对氮排放的影响还有待于进一步研究。

3.3 降低日粮氮磷水平对猪粪便微生物和pH值的影响

关于降低日粮氮磷水平对猪肠道微生物和pH值的研究还未见报道。本结果表明，低氮低磷组乳酸菌数显著高于其他组，而低磷和低氮低磷组粪便中大肠杆菌数量均低于对照组，表明适当降低日粮中氮磷水平有利于维持肠道健康。可能的原因在于降低日粮中氮磷水平，往往是降低了豆粕用量，从而降低了豆粕中大豆抗原对肠道的损伤，因而有利于肠道健康。而动物肠道微生物是肠道微生态环境的重要组成部分，动物健康时肠道正常微生物占优势，他们对动物的消化吸收、免疫和健康起着重要作用[15]。肠道有益菌能抑制病原微生物在肠道的定植，促进动物对营养物质的消化吸收[16]。低氮低磷组的pH值也显著低于对照组，说明添加植酸酶降低蛋白质水平能使猪肠道pH值维持一个酸性的环境，这样有利于消化酶发挥活性作用，给有益菌提供一个合理的生存环境，这进一步和生产性能及消化道内菌群数目试验相互印证。

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(责任编辑：常思敏)

Effect of reduced nitrogen and phosphorus level in the die on performance, nitrogen and phosphorus excretion and fecal microorganism of piglets

JIAO Xianqin1, CUI Jin2, SUN Junwei1, LI Mengyun2

(1.Engineering College of Animal Husbandry and Veterinary Science,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China;2.Henan Institute of Animal Husbandry Economy, Zhengzhou 450011,China)

The experiment was conducted to investigate the effect of reduced nitrogen and phosphorus level in the diet on performance, nitrogen and phosphorus excretion and fecal microorganism of piglets. 60 pigs were randomly divided into control group, low-phosphorus(LP), low nitrogen and low phosphate group(LNP), and were fed with corn-soybean meal diets containing 17.5%CP+0.60%P, 17.5%CP+0.44%P+0.1%phytase, 15.10%CP +0.44%P+0.1% phytase+AA. The trial lasted 47 d. The results showed that: (1) Compared with the control group, the average daily intake significantly increased in LNP group pigs (P<0.05), but the daily gain and feed conversionthere had no significant difference among trial groups. (2)Daily intake nitrogen and urine nitrogen excretion of LP and LNP group were significantly reduced by 16.6% (P<0.05) and 25.61% (P<0.01), 21.32% (P<0.05) and 50.19% (P<0.01) respectively fecal nitrogen excretion, total nitrogenexcretion and nitrogen retention were also significantly lower than that of control group. Compared with the control group, the daily intake phosphate, fecal phosphate excretion, urinephosphate excretion, and nitrogen retention very significantly reduced in LP and LNP group pigs (P<0.01), and phosphorus utilization was also significantly reduced (P<0.05). (3) (3) Compared with the control group, escherichia coli were significantly lower than those in LP group (P<0.05). Lactobacilli were significantly increased by 5.11% (P<0.05) in LNP group pigs, and escherichia coli and pH were significantly reduced in LNP group pigs (P<0.05).These results show that the lower nitrogenand phosphate level supplemented with AA and phytase in the diet, reduced the excretion of nitrogen and phosphate, and had no significant influence on production performance.

piglets; dietary nitrogen and phosphorus levels; excretion of nitrogen and phosphorus;fecal microorganism

2015-03-12

河南农业大学科技创新团队项目(HUAHE2015005)

焦显芹(1970-)，女，山东曹县人，实验师，硕士，主要从事动物生理的研究工作。

李梦云(1970-)，女，湖北监利人，副教授。

1000-2340(2015)04-0476-06

S 816.71

A