王 卉，高鳳仙

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128）

全球變暖、重金屬污染、廢水處理不當(dāng)?shù)拳h(huán)境問題已經(jīng)成為我國(guó)乃至世界性的問題。導(dǎo)致全球變暖的主要原因是大氣層中不斷增長(zhǎng)的溫室氣體（CO2，CH4，N2O， HFCs，PFCs，SF6等）[1]。目前，中國(guó)已經(jīng)成為全球溫室氣體排放量最大的國(guó)家。世界銀行前環(huán)境顧問羅伯特!古德蘭在其2009年發(fā)表的《牲畜與環(huán)境變化》報(bào)告中指出，全球畜牧業(yè)及其副產(chǎn)品的溫室氣體排放量已占人為溫室氣體排放量的51%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織在2006年估算的18%[2]。除此之外，我們還要關(guān)注畜牧業(yè)引起的其他環(huán)境問題。由養(yǎng)豬業(yè)引發(fā)的環(huán)境問題已經(jīng)成為不容小覷的現(xiàn)實(shí)性問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前生豬出欄量已超過世界生豬出欄量的1/2。因此，了解我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)在環(huán)境方面存在的問題以及如何實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)良好、持續(xù)發(fā)展是我國(guó)今后長(zhǎng)期需要解決的問題。

1 養(yǎng)豬業(yè)存在的環(huán)境問題

環(huán)境保護(hù)一直以來(lái)是世界各國(guó)討論和需要解決的大問題，也是企業(yè)需要花昂貴成本來(lái)解決的問題。我們只有了解問題的本質(zhì)才能提出更好的解決方案。

1.1 溫室氣體

溫室氣體是指破壞大氣層與地面間紅外線輻射正常關(guān)系，吸收地球釋放出來(lái)的紅外線輻射，阻止地球熱量的散失，使地球發(fā)生可感到的氣溫升高的氣體。它們能使地球變暖，類似于溫室截留太陽(yáng)輻射并加熱室內(nèi)空氣的作用。目前，我國(guó)豬糞便的普遍問題在于“量大”、“集中”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一頭豬的年產(chǎn)糞量為25 t，即一個(gè)規(guī)模化的萬(wàn)頭豬場(chǎng)年產(chǎn)糞量為25 000 t。豬只排出的糞便如果沒有及時(shí)被處理就會(huì)發(fā)生如水解反應(yīng)、硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)、分解反應(yīng)等一系列反應(yīng)，CO2等溫室氣體就會(huì)從這些反應(yīng)中被釋放出來(lái)[3]。在這些溫室氣體中，CO2雖然只占大氣總量的0.03%，但產(chǎn)生的溫室效應(yīng)占55%，而且可在空氣中存留長(zhǎng)達(dá)200年之久。因此，CO2是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的重要因素。除此之外，糞便中揮發(fā)出來(lái)的氨氣（NH3）、硫化氫（H2S）等有害氣體會(huì)提高豬呼吸道疾病的發(fā)病率，引發(fā)動(dòng)物福利、豬肉品質(zhì)等一系列問題。

1.2 有害物質(zhì)殘留

在飼料中添加超標(biāo)重金屬元素、大量使用獸藥不僅會(huì)對(duì)畜體產(chǎn)生危害，殘留在畜體內(nèi)的有害物質(zhì)也會(huì)對(duì)人類產(chǎn)生危害。此外，殘留在動(dòng)物排泄物中的重金屬和獸藥成分會(huì)對(duì)土地、水質(zhì)、空氣等造成污染。Cu和Zn等重金屬元素可以改善豬只生長(zhǎng)性能，不少養(yǎng)殖者因此在飼料中添加大量銅、鋅等金屬元素。但能被豬吸收的部分非常少，大部分會(huì)隨糞便從體內(nèi)排出。據(jù)報(bào)道，中國(guó)每年使用重金屬元素添加劑為1.5×105～1.8×105t，但由于生物利用率低，大約有1.0×105t未被利用而隨糞尿排出。除此之外，獸藥濫用也會(huì)對(duì)畜牧業(yè)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成危害?？股仡悺⒒前奉?、硝基呋喃類、抗寄生蟲類和激素類藥物等大量使用容易產(chǎn)生殘留[4]。獸藥的長(zhǎng)期大量使用，不僅會(huì)造成畜體免疫力下降、影響疫苗接種效果，而且造成畜產(chǎn)品獸藥殘留超標(biāo)，這也成為阻礙我國(guó)畜產(chǎn)品出口的一個(gè)重要因素。

1.3 資源浪費(fèi)

隨著我國(guó)畜牧業(yè)的迅猛發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，規(guī)?；?、集約化的養(yǎng)殖場(chǎng)和養(yǎng)殖小區(qū)不斷增加。與此同時(shí)，各種資源的浪費(fèi)也在日益增加。養(yǎng)豬業(yè)相對(duì)于其他農(nóng)業(yè)，所耗費(fèi)的資源較大，肉類生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)（養(yǎng)殖、屠宰、運(yùn)輸、加工、冷藏）均要消耗能源。這其中，水資源和飼料浪費(fèi)最為嚴(yán)重。許多地方養(yǎng)豬業(yè)的生產(chǎn)模式還是依賴資源的大量投入，在有些地方出現(xiàn)了水資源和糧食資源“人畜相爭(zhēng)”的問題。一個(gè)規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)的用水主要體現(xiàn)在豬飲水和糞便清理這兩方面，若在夏天，水簾降溫也是用水量較大的一個(gè)方面。豬場(chǎng)規(guī)模越大，產(chǎn)生的糞尿就越多，用于沖洗欄舍的水也就越多。除此之外，豬只飲水也會(huì)造成水資源浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，用容器給豬喂水比乳頭飲水器可節(jié)省水量30%以上。目前，荷蘭等一些畜牧業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)使用容器給豬只飲水以達(dá)到節(jié)省水資源的目的。除了水資源，飼料也是豬場(chǎng)普遍浪費(fèi)的資源。飼料利用率低、飼料儲(chǔ)存不當(dāng)導(dǎo)致霉變等均會(huì)造成資源浪費(fèi)。

2 調(diào)控方式

環(huán)境受到污染之后，動(dòng)物與環(huán)境的對(duì)立統(tǒng)一受到破壞，不僅直接或間接地危害動(dòng)物健康，也會(huì)對(duì)人類居住環(huán)境和人類健康產(chǎn)生不良影響。所以，我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的當(dāng)務(wù)之急就是要在保證養(yǎng)豬業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的同時(shí)做到節(jié)能減排、“低碳”養(yǎng)殖。

2.1 發(fā)酵床養(yǎng)豬

發(fā)酵床養(yǎng)豬是近年來(lái)地處于亞寒地帶的日本、韓國(guó)等國(guó)家提出的一種新型養(yǎng)豬模式。其原理是利用微生態(tài)原理和生物發(fā)酵技術(shù)，將木屑、稻殼、秸稈、飼料添加劑(含有多種不同功能的飼料級(jí)微生物)和米糠、糖等輔助發(fā)酵劑按一定比例混合均勻，在豬圈內(nèi)自然發(fā)酵成微生物發(fā)酵床，利用微生物的發(fā)酵對(duì)豬排泄物進(jìn)行科學(xué)處理，以減少生態(tài)環(huán)境污染的新型養(yǎng)殖模式[5]。這種養(yǎng)豬模式可以降低畜舍空氣中有害氣體含量，無(wú)論對(duì)豬只健康還是環(huán)境保護(hù)都有很好的效果。Philippe等[6]研究表明，發(fā)酵床養(yǎng)豬與傳統(tǒng)的養(yǎng)豬模式相比可減少畜舍中CO2、CH4含量20%。從Nicks等[7]的研究可以看出，發(fā)酵床養(yǎng)豬的豬舍中NH3和 N2O含量比傳統(tǒng)豬舍明顯減少。由此可見，發(fā)酵床養(yǎng)豬對(duì)改善畜舍內(nèi)的空氣質(zhì)量有良好作用。這樣不僅有利于環(huán)境保護(hù)，而且可以減少豬只呼吸道疾病的發(fā)病率，同時(shí)也達(dá)到了國(guó)際對(duì)動(dòng)物福利所作出的要求。發(fā)酵床中的微生物進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后使腸道內(nèi)的有益菌增多，大腸桿菌活動(dòng)會(huì)被抑制，從而減少蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)化成氨和胺[8]。這樣，糞便中的氨氣減少，畜舍中的空氣得到改善。除此之外，發(fā)酵床將豬只排泄物降解以后，可不用水沖洗欄舍，不僅減少?gòu)U物排放量，而且減少水資源浪費(fèi)，很好地達(dá)到了“節(jié)能減排”的效果。

2.2 研發(fā)環(huán)保型飼料

飼料被動(dòng)物食入體內(nèi)不會(huì)被全部吸收，未被吸收利用的部分會(huì)隨著糞尿排出體外，這樣容易造成環(huán)境污染。環(huán)保性飼料就是圍繞環(huán)境問題，將如何提高飼料的吸收利用率作為重點(diǎn)，最大限度提高豬只生產(chǎn)性能，并將養(yǎng)豬生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)境污染降低到最大限度，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)良好、可持續(xù)地發(fā)展。據(jù)報(bào)道，北愛爾蘭農(nóng)業(yè)研究所給妊娠母豬日糧中添加600 g生物復(fù)合鐵后，每只斷奶仔豬體重比添加硫酸亞鐵的對(duì)照組提高11.3%，采食量提高6.7%。而生物復(fù)合鐵中的金屬鐵在動(dòng)物體中的殘留明顯低于硫酸亞鐵。眾所周知，植物性飼料中含有植酸磷，而這種形式的磷只有1/3能被單胃動(dòng)物利用，不能被吸收利用的磷會(huì)隨著糞便排出體外造成土壤、水資源等環(huán)境污染。而植酸酶具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，能夠依次分離植酸分子中的磷，將植酸（鹽）降解為肌醇和無(wú)機(jī)磷，同時(shí)釋放出與植酸（鹽）結(jié)合的其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。大量研究表明，在日糧中添加植酸酶可使豬糞便中的磷含量減少50%，而減少外源磷的添加只能減少10%的磷含量[9]。除此之外，植酸酶還可以提高豬體內(nèi)微量元素的利用率。Revy等[10]在仔豬日糧中分別添加20 mg/kg鋅或者1 200U/kg植酸酶，結(jié)果表明，添加植酸酶組在改善仔豬Ca、P、Mg、Fe和Cu的利用率的效果優(yōu)于添加鋅組。由此可見，環(huán)保型飼料不管對(duì)豬體健康福利還是對(duì)減緩畜牧業(yè)污染，都起到了不可估量的作用。所以，在我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)污染日益嚴(yán)重以及社會(huì)和政府對(duì)養(yǎng)豬業(yè)污染問題日益關(guān)注的情況下，開發(fā)和研究環(huán)保型日糧勢(shì)在必行。

2.3 利用光合細(xì)菌處理豬排泄物

光合細(xì)菌（Photosynthetic bacteria）是地球上最早出現(xiàn)的一類以光為能源，以CO2和有機(jī)物為碳源，以有機(jī)物、氫氣或硫化物為供氫體而繁殖的原核生物的總稱[11]。這種生物在實(shí)際生產(chǎn)中有很多方面的用途，在養(yǎng)豬生產(chǎn)中可用來(lái)凈化有機(jī)污染、處理高質(zhì)量濃度有機(jī)廢水和進(jìn)行生物脫氮。有研究表明，光合細(xì)菌對(duì)銅、鉻等重金屬具有富集性。這種富集性以及富集效果很大程度上由細(xì)胞壁的性質(zhì)決定。光合細(xì)菌是革蘭氏陰性菌，其細(xì)胞壁中可以與金屬離子結(jié)合的主要官能團(tuán)主要有硫酸酯基、羧基、羥基、酰胺基、磷?；桶被龋渲醒?、磷、氮等原子均可提供電子與金屬離子配位形成絡(luò)合物[12]。除了含重金屬的廢水，光合細(xì)菌也可以降低糞便中氨態(tài)氮、磷、硫化物等主要污染物的含量，還可以處理含高鹽分、油脂和含某些難生物降解的有機(jī)化合物的廢水[13]。除此之外，自養(yǎng)、異養(yǎng)和兼性營(yíng)養(yǎng)等復(fù)雜多樣的生理功能使得光合細(xì)菌在有光厭氧條件下可以產(chǎn)生光合作用同化二氧化碳，其反應(yīng)式如下所示[14]：

以H2S為供氫體，CO2+H2S→（CH2O）+H2O+2S

以硫代硫酸鹽為供氫體，2CO2+Na2S2O3→2（CH2O）+H2SO4+Na2SO4

以有機(jī)物為供氫體，CO2+2H2A→（CH2O）+H2O+2A

2.4 畜禽糞便資源化利用

減少環(huán)境污染，除了盡量減少污染物的產(chǎn)生以外，對(duì)于已經(jīng)產(chǎn)生的污染物，我們可將其循環(huán)再利用。這樣才能達(dá)到真正的“節(jié)能減排”、“低碳養(yǎng)殖”。 有學(xué)者在豬糞發(fā)酵飼料的菌種篩選實(shí)驗(yàn)中分別用平菇、猴頭和滑菇等食用菌對(duì)豬糞發(fā)酵生產(chǎn)飼料效果進(jìn)行比較時(shí)發(fā)現(xiàn)，以滑菇為菌種發(fā)酵生產(chǎn)飼料，發(fā)酵時(shí)間短，除臭效果好，蛋白質(zhì)和總糖含量高[15]。糞便經(jīng)過這樣處理以后，不但將糞便中的部分重金屬元素和抗生素殘留等有毒物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而且制成的飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較青貯飼料高。除了用作飼料，畜禽糞便還可以加工成有機(jī)肥料用于農(nóng)田種植。Bailey 等[16]研究表明，新鮮豬糞中含有可以防治土壤病害的揮發(fā)性脂肪酸，將其施入田中，既可以作為植物的有機(jī)肥料，也可以消除土壤病害。此外，豬糞便也可用作能源物質(zhì)。用豬糞便產(chǎn)生沼氣也是一種較理想的糞便處理方法。其中，沼氣可以提供照明或?yàn)檗r(nóng)牧業(yè)提供能源；沼液和沼渣可以作為肥料施于農(nóng)田中[17]。目前，很多規(guī)模化養(yǎng)豬場(chǎng)均用沼氣發(fā)電。利用豬糞便作為能源物質(zhì)，既創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益也節(jié)省了能源，同時(shí)也達(dá)到了保護(hù)環(huán)境的目的。

3 小結(jié)

隨著我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展速度不斷加快、發(fā)展規(guī)模不斷壯大，養(yǎng)殖場(chǎng)排泄物不斷增多，糞便污染問題也日益嚴(yán)重，養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)的環(huán)境污染問題亟待我們解決。對(duì)于環(huán)境問題，若我們認(rèn)真對(duì)待，嚴(yán)格執(zhí)行我國(guó)環(huán)保政策，解決養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)的環(huán)境問題將指日可待。筆者淺舒己見，希望可以為我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

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