張 巖,顧科隆, 韓成奎,董 武
(1.內(nèi)蒙古民族大學 動物科學技術(shù)學院,內(nèi)蒙古 通遼 028000;2.赤峰市元寶山區(qū)元寶山鎮(zhèn)人民政府,內(nèi)蒙古 赤峰 024000;3.江蘇大學生命科學院,江蘇 鎮(zhèn)江 212000 4.赤峰市飼料草種質(zhì)量檢驗站,內(nèi)蒙古 赤峰 024000)
微量元素鋅在動物生產(chǎn)中具有重要作用,經(jīng)研究表明,鋅與動物體內(nèi)300多種酶和功能蛋白的合成有關(guān),在動物養(yǎng)殖過程中,飼料中添加適量的含鋅化合物,如氧化鋅、硫酸鋅等,可以起到增強動物免疫力、提高動物的食欲進而提高動物的生產(chǎn)性能、改善動物的繁殖性能等重要作用。經(jīng)調(diào)查在大型養(yǎng)豬場,所用飼料中普遍添加了大量的鋅化合物,以保證豬在生長過程中對Zn的需求,但是,豬對Zn的吸收效率卻很低,喂食飼料中90%左右的Zn會隨著糞便排出[1],這就造成了豬糞中Zn的含量偏高。目前,在赤峰地區(qū)生豬養(yǎng)殖量增長迅速,產(chǎn)生的豬糞逐年增加,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,豬糞中作為一種良好的有機肥料經(jīng)常被施加到農(nóng)田中,造成豬糞中殘留的Zn富集到土壤中,土壤中含有過量的Zn會進入蔬菜中,可能導致食品安全問題[2]。
現(xiàn)通過大量采樣,測定赤峰地區(qū)規(guī)?;B(yǎng)豬場在夏、冬兩個季節(jié)糞便中鋅的含量,為預防因施加豬糞便而導致農(nóng)田中鋅含量過高,提供一定的理論依據(jù)。
為了保證所采集的樣品具有代表性,在所選取的12家大型養(yǎng)豬場中,每家養(yǎng)豬場隨機選擇30個點抽取糞便樣品,每個點所抽取的樣品數(shù)量大約相同,將所采集樣品充分混勻,用四分法得到2 kg的樣品,作為代表此養(yǎng)殖場產(chǎn)生糞便的代表性樣品,將樣品放入自封袋內(nèi),冷藏運回實驗室。夏、冬、兩季均按此方法采集樣品。
樣品自然風干,使用高速粉碎機(RT-04A,泓荃制藥機械公司)粉碎樣品,過篩備用(0.25 mm)。使用電子天平(TB214,北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)稱取1.0 g的樣品,精確到0.0001 g,置于聚四氟乙烯塑料內(nèi)罐中,加10 mL濃硝酸(優(yōu)級純),混勻后放置過夜,再加入15 mL過氧化氫(30%),蓋上內(nèi)蓋放入不銹鋼外套中,旋緊密封。然后將消解罐放入電熱鼓風恒溫干燥箱(DH-101-2B8,天津市中環(huán)實驗電爐有限公司)中加熱,升溫至120℃后保持恒溫2 h,至消解完全,冷卻至室溫,將消解液用稀硝酸溶液(50 mL濃硝酸稀釋至500 mL)洗滌消解罐并定容至50 mL容量瓶混勻待測,每個樣品做兩個平行樣,結(jié)果取平均值。同時,做空白對照。用原子吸收光譜儀(TAS-990AFG,北京普析通用儀器有限責任公司)測定樣品溶液中Zn的濃度(ug/mL),計算樣品中Zn的含量(mg/kg)。
實驗樣本各13個,采用T鑒定,P<0.01 為差異極顯著。
表1 各養(yǎng)殖場夏、冬兩個季節(jié)所采集樣品Zn的含量 (mg/kg)
從測量結(jié)果可以看到,內(nèi)蒙古赤峰地區(qū)12家養(yǎng)豬場夏、冬兩個季節(jié)所采集的糞便樣品中均檢測出較高含量的鋅,分別是1707.9 mg/kg和2564.1 mg/kg, 都高于500 mg/kg國家污染物控制標準(GB 4284-84),并且冬季顯著高于夏季 (P<0.01)。究其原因,在現(xiàn)代飼料行業(yè)里,豬飼料中添加鋅化合物是非常普遍的,研究表明,在豬飼料中添加Zn可以有效降低早期斷奶仔豬的腹瀉率[3]。根據(jù)索超等人的研究,畜禽糞便中的Zn的含量與其飼料中Zn的含量有明顯的正相關(guān)性,在豬飼料中添加鋅導致豬的糞便中殘留了大量的鋅,并且,豬飼料中的鋅在豬的糞便中積累效應最為明顯,達到了4.40~6.61倍[4]。其中夏季樣品中Zn的含量最高值為4466.6 mg/kg,最低值為620.0 mg/kg,平均值為1707.9 mg/kg;冬季樣品中Zn含量最高值為6537.2 mg/kg,最低值為665.5 mg/kg,平均值為2564.1 mg/kg;另外,同一養(yǎng)殖場夏、冬兩季豬糞便中的Zn含量也有一定差別,通過表1可以發(fā)現(xiàn),冬季樣品中Zn含量較夏季樣品Zn含量明顯升高,這種差別在不同養(yǎng)殖場之間也并不相同,差距最大的可達到2354.8 mg/kg,最小的為-31.3 mg/kg,冬季樣品Zn含量平均值較夏季樣品Zn含量平均值高770.7 mg/kg。這可能是因為在冬季,氣溫下降導致豬舍溫度降低,豬舍內(nèi)部因為密封較嚴,更加潮濕,導致豬的腹瀉率升高,因此在冬天,經(jīng)常會在豬日糧中添加額外的含鋅添加劑,降低豬在冬天的腹瀉率,這就導致了冬季豬糞便中Zn含量較夏季高的現(xiàn)象。
養(yǎng)豬場產(chǎn)生的豬糞便中的鋅可以增加土壤中鋅的含量,但是,根據(jù)中國農(nóng)用污泥中污染物控制標準(GB 4284-84),當土壤的pH值< 6.5,鋅含量應不高于500 mg/kg,本次調(diào)查中, 夏、冬兩季中養(yǎng)豬場所采集樣品均超標,超標率達100%;當土壤的pH值≥6.5,鋅含量不應高于1000 mg/kg,那么本次調(diào)查中夏季在養(yǎng)豬場所采集樣品的鋅含量超標率為58.33%,冬季在養(yǎng)豬場所采集樣品的鋅含量超標率為83.33%。由于重金屬具有土壤積累的特點,我國傳統(tǒng)上將動物糞便作為一種優(yōu)質(zhì)的有機肥,但是長期施用含有高濃度Zn的糞便會導致農(nóng)田Zn含量不斷增加,尤其是冬季養(yǎng)豬場豬糞更會加劇土壤中Zn的積累,長此以往,會威脅到土壤環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品安全。
基于可持續(xù)綠色發(fā)展農(nóng)業(yè),提示我國應當制定合理的飼料標準,控制飼料中重金屬的含量。也能夠?qū)⑿笄菁S便中重金屬的含量控制在合理范圍之內(nèi),保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。