河南省規(guī)模化豬場(chǎng)飼料及糞便中氮磷、重金屬元素及抗生素含量調(diào)查與分析

李夢(mèng)云，崔 錦，郭金玲，朱寬佑，劉太宇*

（1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院飼料工程中心，河南鄭州 450046；2.鄭州市飼料資源與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450046）

河南省規(guī)?；i場(chǎng)飼料及糞便中氮磷、重金屬元素及抗生素含量調(diào)查與分析

李夢(mèng)云1,2，崔 錦1，郭金玲1，朱寬佑1，劉太宇1,2*

（1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院飼料工程中心，河南鄭州 450046；2.鄭州市飼料資源與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450046）

本研究對(duì)河南省12家規(guī)模化豬場(chǎng)飼料及糞便中氮磷、重金屬及抗生素含量進(jìn)行調(diào)查，采集斷奶仔豬、保育豬和育肥豬3個(gè)階段的飼料和糞便樣品，測(cè)定樣品中粗蛋白、總磷、部分重金屬元素（鋅、銅、砷）和抗生素（金霉素和喹乙醇）的含量，并進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明：規(guī)?；i場(chǎng)斷奶仔豬飼料中粗蛋白、磷、銅、鋅、砷、金霉素和喹乙醇平均含量分別為19.49%、0.60%、184.25 mg/kg、1853.33 mg/kg、4.79 mg/kg、3.50 mg/kg、22.95 mg/kg，保育豬飼料中上述各指標(biāo)平均含量為18.26%、0.56%、174.00 mg/kg、719.17 mg/kg、7.55 mg/kg、7.00 mg/kg、24.04 mg/kg，肥育豬飼料中各指標(biāo)平均含量為16.63%、0.47%、133.50 mg/kg、192.17 mg/kg、5.88 mg/kg、2.62 mg/kg、4.98 mg/kg；斷奶仔豬糞便中粗蛋白、磷、銅、鋅和砷平均含量分別為26.15%、2.57%、816.67 mg/kg、4 853.33 mg/kg、13.07 mg/kg，保育豬糞便中上述各指標(biāo)平均含量分別為25.99%、2.89%、1 475.00 mg/kg、4 798.33 mg/kg、22.72 mg/kg，肥育豬糞便中各指標(biāo)平均含量分別為21.64%、2.83%、948.33 mg/kg、1 730.00 mg/kg、41.21 mg/kg，所有豬糞便中均未檢測(cè)出金霉素和喹乙醇。斷奶仔豬和保育豬飼料中總磷含量與糞便中總磷含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），飼料中銅含量糞便中銅含量在斷奶階段呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）、在育肥階段呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；飼料中鋅含量與糞便中鋅含量在保育階段達(dá)到了顯著正相關(guān)（P＜0.05）；飼料中砷含量與糞便中砷含量均呈正相關(guān)，但相關(guān)性均未達(dá)顯著水平（P＞0.05）。

規(guī)?；i場(chǎng)；飼料與糞便；氮磷；重金屬元素；抗生素；調(diào)查與相關(guān)分析

據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年我國(guó)飼料總產(chǎn)量突破2億t，生豬出欄70 825萬(wàn)頭，豬肉產(chǎn)量達(dá)到5 487萬(wàn)t，占肉類(lèi)總產(chǎn)量的63.62%。河南省是養(yǎng)豬大省，2015年出欄生豬6 171萬(wàn)頭，居全國(guó)第二位。生豬養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了河南省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)對(duì)滿足國(guó)民的營(yíng)養(yǎng)需要起到了不可替代的重要作用。

但伴隨著養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；M(jìn)程加快，隨之而來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。一個(gè)萬(wàn)頭豬場(chǎng)每年可排泄氮100～150 t、磷30～40 t[1]。過(guò)量的氮磷以及重金屬等污染物排放到環(huán)境中，對(duì)水源、土壤等環(huán)境污染嚴(yán)重。另外，抗生素、高銅、高鋅、高砷等飼料添加劑的大量使用甚至濫用，不僅污染了環(huán)境，其殘留對(duì)肉品的安全性也存在著嚴(yán)重威脅。隨著《飼料質(zhì)量安全管理規(guī)范》以及新《環(huán)境保護(hù)法》的實(shí)施，國(guó)家對(duì)飼料安全的監(jiān)控以及豬場(chǎng)環(huán)境污染的控制將會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格。本課題主要對(duì)河南省內(nèi)規(guī)模化豬場(chǎng)飼料及糞便樣品中氮、磷、部分微量元素和抗生素的含量進(jìn)行調(diào)查與分析，弄清規(guī)?；i場(chǎng)中處于不同生長(zhǎng)階段的豬氮磷等污染物排放量的規(guī)律，為豬業(yè)安全生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 樣品來(lái)源 本課題組在河南省的開(kāi)封、中牟、鄭州、漯河、南陽(yáng)、駐馬店6個(gè)地區(qū)挑選12家能繁母豬數(shù)量在500頭左右的規(guī)?；i場(chǎng)，分別采集擇斷奶豬（8～10 kg）、保育豬（20 kg左右）和育肥豬（80 kg左右）3個(gè)階段的飼料和糞便樣品，測(cè)定樣品中粗蛋白、總磷、部分重金屬元素（鋅、銅、砷）和抗生素（金霉素和喹乙醇）含量，并進(jìn)行相關(guān)性分析，分析規(guī)?；i場(chǎng)不同生長(zhǎng)階段豬氮磷等污染物排放規(guī)律。

1.2 樣品的采集與處理 每個(gè)豬場(chǎng)直接從各階段豬飼料中按標(biāo)準(zhǔn)采樣方法[2]采集1 000 g飼料樣品，按四分法取100 g樣品粉碎，過(guò)40目篩備用；每個(gè)豬場(chǎng)分別從3個(gè)豬圈中共采集1 500 g糞便樣品，混合均勻，每100 g 新鮮糞便加入10%硫酸、10 mL固氮，置于65～70℃烘箱中烘干制成風(fēng)干樣品，四分法取100 g樣品粉碎，過(guò)40目篩備用。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法 粗蛋白采用凱氏半微量定氮法，總磷含量采用釩鉬酸銨染色法，銅、鋅與砷均采用原子吸收光譜法測(cè)定，金霉素與喹乙醇含量采用高效液相色譜法測(cè)定，具體測(cè)定方法依照《飼料分析與飼料質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)》[2]中詳細(xì)步驟。所有指標(biāo)測(cè)定均在河南省飼料與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)檢測(cè)中心完成。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 用SPSS 15.0軟件比較均值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并采用SPSS雙變量相關(guān)分析方法進(jìn)行相關(guān)性分析。試驗(yàn)結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬飼料中氮磷、重金屬元素及抗生素含量 由表1可知，與NRC（2012）[3]中7～11 kg仔豬需要量相比，斷奶仔豬飼料中粗蛋白含量偏低，磷含量適中；銅和鋅添加量則遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于NRC（2012）需要量（Cu 6 mg/kg、Zn100 mg/kg），特別是銅、鋅最大量分別達(dá)到370 mg/kg和5 500 mg/kg；砷在飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有注明需要量，但所有飼料中均檢測(cè)出了砷含量；在抗生素方面，12家豬場(chǎng)飼料中有2家飼料檢測(cè)出了金霉素，6家飼料檢測(cè)出了喹乙醇，但添加量均大于《飼料與飼料添加劑管理?xiàng)l例》中的劑量，說(shuō)明存在超量添加的現(xiàn)象。

在保育豬和肥育豬飼料中，粗蛋白和總磷含量均接近或稍低于需要量；但銅和鋅添加量均大大超過(guò)NRC（2012）需要量，所有飼料中也都檢測(cè)出了砷含量；12家豬場(chǎng)飼料中，保育豬料有3家飼料檢測(cè)出了金霉素，8家飼料檢測(cè)出了喹乙醇，育肥豬飼料中各有1家飼料檢測(cè)出了金霉素和喹乙醇。

2.2 豬糞便中氮磷、重金屬元素及抗生素含量 從表2可以看出，斷奶仔豬糞便粗蛋白和總磷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于飼料中含量；銅和鋅含量均較高，最大分別達(dá)到1 600、12 000 mg/kg，表明污染嚴(yán)重。同時(shí)所有豬糞便中均測(cè)出了砷含量，說(shuō)明砷污染也較嚴(yán)重。保育豬和肥育豬糞便中氮磷、銅、鋅和砷含量和斷奶仔豬相比，呈遞減趨勢(shì)。另外，所有豬糞便中均未檢測(cè)出金霉素和喹乙醇。

表1 不同生長(zhǎng)階段豬飼料中氮磷、重金屬元素及抗生素含量

表2 不同生長(zhǎng)階段豬糞便中氮磷、重金屬元素及抗生素含量

2.3 豬飼料與糞便中各組分含量相關(guān)性分析 從表1～2數(shù)據(jù)中可以看出，各生長(zhǎng)階段豬糞便中粗蛋白、總磷、銅、鋅及砷含量均較高，有必要將其與飼料中含量進(jìn)行相關(guān)性分析。由表3可以看出，各發(fā)育階段豬飼料與糞便中粗蛋白含量相關(guān)性均不顯著（P＞0.05）。斷奶仔豬和保育豬飼料中總磷含量則與糞便中總磷含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），在育肥階段也呈正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著（P＞0.05）。飼料與中銅含量糞便中銅含量在斷奶階段呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）、在育肥階段呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）。飼料中鋅的含量與糞便中鋅含量均呈正相關(guān)，在保育階段達(dá)到了顯著正相關(guān)（P＜0.05）。飼料中砷的含量與糞便中砷含量均呈正相關(guān)，但相關(guān)性均不顯著（P＞0.05）。

表3 豬飼料與糞便中各組分含量相關(guān)系數(shù)

3 討 論

3.1 豬飼料及糞便中氮磷、重金屬元素及抗生素含量 飼料是畜禽排泄污染物的主要源頭。養(yǎng)豬場(chǎng)污染物排泄量很大程度上取決于污染物在飼料中的含量[3]。當(dāng)前這方面的研究較多，但不夠全面和系統(tǒng)。張玲清等[4]調(diào)查了一個(gè)種豬場(chǎng)中保育豬、育肥豬、妊娠母豬一年四季飼料和糞便中的氮、磷含量，結(jié)果表明，保育豬飼料中粗蛋白和磷含量分別為13.37%、0.24%，育肥豬飼料中兩者含量分別為10.76%、0.15%，妊娠母豬飼料分別為11.69%、0.15%；保育豬飼料分別為3.63%、4.64%、育肥豬飼料分別為2.92%、3.41%，妊娠母豬飼料分別為2.72%、3.74%。羅永榮等[5]采集了貴州省不同地區(qū)規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)200份豬糞樣本，發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬糞便中氮和總磷含量分別為21.83 、11.43 g/kg、育肥豬分別為27.15 、14.17 g/kg、哺乳母豬分別為21.40 、11.02 g/kg，但沒(méi)有測(cè)定飼料中氮磷含量、糞便中的重金屬元素及抗生素含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，河南省規(guī)?；i場(chǎng)中，斷奶仔豬飼料中粗蛋白和磷含量分別為19.49%和0.60%、保育豬分別為18.26%和0.56%、肥育豬分別為16.63%和0.47%；斷奶仔豬糞便中氮和磷含量分別為26.15%和2.57%、保育豬分別為25.99%和2.89%、肥育豬分別為21.64%和2.83%。不同地區(qū)規(guī)模養(yǎng)豬場(chǎng)豬飼料和糞便中氮磷含量不盡相同，這可能是豬不同生長(zhǎng)階段、飼喂不同飼料所致。不同生長(zhǎng)階段豬對(duì)飼料各養(yǎng)分需求量不同，飼料配方也不盡相同。因此，針對(duì)不同生長(zhǎng)階段準(zhǔn)群應(yīng)采取不同的飼料配方，盡量提高豬群對(duì)氮磷的利用率，以降低養(yǎng)殖成本并減少氮磷環(huán)境污染。

目前，飼料中普遍采用高銅、高鋅等作為添加劑，導(dǎo)致畜禽糞便中重金屬元素含量急劇增加。范小平等[6]檢測(cè)了海南地區(qū)豬飼料中銅鋅含量，發(fā)現(xiàn)中豬飼料中銅和鋅含量分別為210～290、240 mg/kg，大豬飼料分別為57～220 、210～230 mg/kg，表明飼料中高銅高鋅現(xiàn)象突出。張樹(shù)清等[7]調(diào)查表明，北京地區(qū)和浙江省豬糞中鋅最高分別為1 295、8 710 mg/kg。本研究也表明，斷奶仔豬飼料中銅和鋅含量最大分別達(dá)到370、5 500 mg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于斷奶仔豬的需要量；糞便中銅和鋅的平均含量為816.67、4 853.33 mg/kg，最大量達(dá)到1 600、12 000 mg/kg，高于北京和浙江省的調(diào)查量。也有研究表明，豬糞中銅含量是飼料中銅含量的 5 倍左右[8]。超量使用及動(dòng)物對(duì)微量重金屬元素吸收利用率低是導(dǎo)致動(dòng)物糞便中重金屬污染的重要原因。砷也廣泛用于動(dòng)物生產(chǎn)中。Li等[9]對(duì)北京郊區(qū)幾個(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)的 29 份豬飼料和糞便樣品分別進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)飼料中砷的檢出率達(dá)到100%，其中豬飼料中砷的濃度在 0.15 ～37.8 mg/kg，糞便中砷的濃度達(dá)到0.42～119.0 mg/kg，約是豬飼料中砷含量的 3 倍。姚麗賢等[10]調(diào)查表明，廣東省豬飼料中總砷平均含量為6.5 mg/kg，北京地區(qū)為 0.55～65.4 mg/kg。本試驗(yàn)所有豬場(chǎng)的飼料和糞便中均測(cè)出了砷含量，說(shuō)明砷污染也較嚴(yán)重。

抗生素殘留可導(dǎo)致環(huán)境中出現(xiàn)耐藥菌與抗性基因。有研究表明，約有30%～90%的獸用抗生素以原藥的形式隨著畜禽糞便排泄出來(lái)，對(duì)環(huán)境和人體健康構(gòu)成了巨大潛在危害[11]。胡獻(xiàn)剛等[12]對(duì)天津市 4個(gè)養(yǎng)殖基地的畜禽糞便樣品進(jìn)行了檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)四環(huán)素、土霉素、金霉素的濃度分別是10.2～41.5、9.7～173.2、0.6～24.3 mg/kg。本研究調(diào)查了豬生產(chǎn)中最常用的金霉素和喹乙醇，發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬飼料中有2家飼料檢測(cè)出了金霉素，6家飼料檢測(cè)出了喹乙醇；保育豬料則分別為3家和8家；育肥豬飼料中各有1家飼料檢測(cè)出了金霉素和喹乙醇，而所有豬糞便中均未檢測(cè)出金霉素和喹乙醇。原因可能在于課題組挑選的豬場(chǎng)均為規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)，用藥量比較規(guī)范，且采樣時(shí)間是在5月，氣溫適宜，豬發(fā)病率低，用藥量相對(duì)也較低，導(dǎo)致糞便中未能檢測(cè)出這2種抗生素。

3.2 豬飼料與糞便中各組分含量相關(guān)性 關(guān)于豬飼料中氮磷及重金屬元素含量與糞便中的關(guān)系，當(dāng)前的研究重點(diǎn)大多集中在降低日糧氮磷水平對(duì)氮磷排放的影響上。Kerr等[13]給4周齡長(zhǎng)白仔豬飼喂蛋白質(zhì)水平從16%降到12%的日糧，并添加合成氨基酸，發(fā)現(xiàn)糞中氮的排泄量下降了8.6%。譚新[14]在肥育豬上的研究表明，日糧粗蛋白水平每降低1個(gè)百分點(diǎn)，糞氮降低3.58%。但關(guān)于飼料中氮磷含量與糞便中氮磷含量的相關(guān)關(guān)系報(bào)道較少。本研究表明，各發(fā)育階段豬飼料中粗蛋白含量與糞便中粗蛋白含量相關(guān)性均不顯著?？赡茉蛟谟谪i飼料中粗蛋白消化率較高，均能達(dá)到85%以上[15]，因而糞便中氮含量相對(duì)來(lái)變異就小。本試驗(yàn)飼料磷與糞便中磷含量相關(guān)關(guān)系表明，斷奶仔豬和保育豬飼料中總磷含量則與糞便中總磷含量呈顯著正相關(guān)，在育肥階段也是呈正相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。主要原因相對(duì)于飼料中較高的粗蛋白消化率，飼料中磷的消化率較低。劉靜波等[16]使用線性回歸法測(cè)得生長(zhǎng)豬對(duì)玉米、豆粕以及玉米豆粕混合物中磷的真消化率分別為 45.58%、40.33%和43.75%，糞磷排泄量隨飼糧磷水平提高而線性增加，因而未被消化的磷排出體外。本試驗(yàn)結(jié)果還表明，各生長(zhǎng)階段豬飼料中銅和鋅含量均與糞便中銅和鋅含量呈正相關(guān)、顯著正相關(guān)或極顯著正相關(guān)，原因可能在于這些礦物元素在動(dòng)物體內(nèi)吸收率較低[17]，大量的銅、鋅未被消化而隨糞便排出體外。關(guān)于豬飼料與糞便中各組分含量相關(guān)性還有待于進(jìn)一步研究。

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S828.4

：A

：10.19556/j.0258-7033.2017-07-103

2016-11-16；

2017-01-05

河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（B20142036）；?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)（HUAHE2015005）

李夢(mèng)云（1970-），湖北監(jiān)利人，博士，副教授，主要從事豬營(yíng)養(yǎng)研究，E-mail: limengyun1@163.com

*通訊作者：劉太宇，教授，E-mail：liuty2008@126.com