河南省规模化猪场饲料及粪便中氮磷、重金属元素及抗生素含量调查与分析

李梦云，崔 锦，郭金玲，朱宽佑，刘太宇*

（1.河南牧业经济学院饲料工程中心，河南郑州 450046；2.郑州市饲料资源与开发重点实验室，河南郑州 450046）

河南省规模化猪场饲料及粪便中氮磷、重金属元素及抗生素含量调查与分析

李梦云1,2，崔 锦1，郭金玲1，朱宽佑1，刘太宇1,2*

（1.河南牧业经济学院饲料工程中心，河南郑州 450046；2.郑州市饲料资源与开发重点实验室，河南郑州 450046）

本研究对河南省12家规模化猪场饲料及粪便中氮磷、重金属及抗生素含量进行调查，采集断奶仔猪、保育猪和育肥猪3个阶段的饲料和粪便样品，测定样品中粗蛋白、总磷、部分重金属元素（锌、铜、砷）和抗生素（金霉素和喹乙醇）的含量，并进行相关性分析。结果表明：规模化猪场断奶仔猪饲料中粗蛋白、磷、铜、锌、砷、金霉素和喹乙醇平均含量分别为19.49%、0.60%、184.25 mg/kg、1853.33 mg/kg、4.79 mg/kg、3.50 mg/kg、22.95 mg/kg，保育猪饲料中上述各指标平均含量为18.26%、0.56%、174.00 mg/kg、719.17 mg/kg、7.55 mg/kg、7.00 mg/kg、24.04 mg/kg，肥育猪饲料中各指标平均含量为16.63%、0.47%、133.50 mg/kg、192.17 mg/kg、5.88 mg/kg、2.62 mg/kg、4.98 mg/kg；断奶仔猪粪便中粗蛋白、磷、铜、锌和砷平均含量分别为26.15%、2.57%、816.67 mg/kg、4 853.33 mg/kg、13.07 mg/kg，保育猪粪便中上述各指标平均含量分别为25.99%、2.89%、1 475.00 mg/kg、4 798.33 mg/kg、22.72 mg/kg，肥育猪粪便中各指标平均含量分别为21.64%、2.83%、948.33 mg/kg、1 730.00 mg/kg、41.21 mg/kg，所有猪粪便中均未检测出金霉素和喹乙醇。断奶仔猪和保育猪饲料中总磷含量与粪便中总磷含量呈显著正相关（P＜0.05），饲料中铜含量粪便中铜含量在断奶阶段呈显著正相关（P＜0.05）、在育肥阶段呈极显著正相关（P＜0.01）；饲料中锌含量与粪便中锌含量在保育阶段达到了显著正相关（P＜0.05）；饲料中砷含量与粪便中砷含量均呈正相关，但相关性均未达显著水平（P＞0.05）。

规模化猪场；饲料与粪便；氮磷；重金属元素；抗生素；调查与相关分析

据国家统计局公布的数据显示，2015年我国饲料总产量突破2亿t，生猪出栏70 825万头，猪肉产量达到5 487万t，占肉类总产量的63.62%。河南省是养猪大省，2015年出栏生猪6 171万头，居全国第二位。生猪养殖业的发展促进了河南省的经济发展，同时对满足国民的营养需要起到了不可替代的重要作用。

但伴随着养殖业规模化进程加快，随之而来的环境污染问题日益严重。一个万头猪场每年可排泄氮100～150 t、磷30～40 t[1]。过量的氮磷以及重金属等污染物排放到环境中，对水源、土壤等环境污染严重。另外，抗生素、高铜、高锌、高砷等饲料添加剂的大量使用甚至滥用，不仅污染了环境，其残留对肉品的安全性也存在着严重威胁。随着《饲料质量安全管理规范》以及新《环境保护法》的实施，国家对饲料安全的监控以及猪场环境污染的控制将会越来越严格。本课题主要对河南省内规模化猪场饲料及粪便样品中氮、磷、部分微量元素和抗生素的含量进行调查与分析，弄清规模化猪场中处于不同生长阶段的猪氮磷等污染物排放量的规律，为猪业安全生产提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 样品来源 本课题组在河南省的开封、中牟、郑州、漯河、南阳、驻马店6个地区挑选12家能繁母猪数量在500头左右的规模化猪场，分别采集择断奶猪（8～10 kg）、保育猪（20 kg左右）和育肥猪（80 kg左右）3个阶段的饲料和粪便样品，测定样品中粗蛋白、总磷、部分重金属元素（锌、铜、砷）和抗生素（金霉素和喹乙醇）含量，并进行相关性分析，分析规模化猪场不同生长阶段猪氮磷等污染物排放规律。

1.2 样品的采集与处理 每个猪场直接从各阶段猪饲料中按标准采样方法[2]采集1 000 g饲料样品，按四分法取100 g样品粉碎，过40目筛备用；每个猪场分别从3个猪圈中共采集1 500 g粪便样品，混合均匀，每100 g 新鲜粪便加入10%硫酸、10 mL固氮，置于65～70℃烘箱中烘干制成风干样品，四分法取100 g样品粉碎，过40目筛备用。

1.3 测定指标与方法 粗蛋白采用凯氏半微量定氮法，总磷含量采用钒钼酸铵染色法，铜、锌与砷均采用原子吸收光谱法测定，金霉素与喹乙醇含量采用高效液相色谱法测定，具体测定方法依照《饲料分析与饲料质量检测技术》[2]中详细步骤。所有指标测定均在河南省饲料与动物营养检测中心完成。

1.4 统计分析 用SPSS 15.0软件比较均值对数据进行处理，并采用SPSS双变量相关分析方法进行相关性分析。试验结果用平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 猪饲料中氮磷、重金属元素及抗生素含量 由表1可知，与NRC（2012）[3]中7～11 kg仔猪需要量相比，断奶仔猪饲料中粗蛋白含量偏低，磷含量适中；铜和锌添加量则远远高于NRC（2012）需要量（Cu 6 mg/kg、Zn100 mg/kg），特别是铜、锌最大量分别达到370 mg/kg和5 500 mg/kg；砷在饲养标准中没有注明需要量，但所有饲料中均检测出了砷含量；在抗生素方面，12家猪场饲料中有2家饲料检测出了金霉素，6家饲料检测出了喹乙醇，但添加量均大于《饲料与饲料添加剂管理条例》中的剂量，说明存在超量添加的现象。

在保育猪和肥育猪饲料中，粗蛋白和总磷含量均接近或稍低于需要量；但铜和锌添加量均大大超过NRC（2012）需要量，所有饲料中也都检测出了砷含量；12家猪场饲料中，保育猪料有3家饲料检测出了金霉素，8家饲料检测出了喹乙醇，育肥猪饲料中各有1家饲料检测出了金霉素和喹乙醇。

2.2 猪粪便中氮磷、重金属元素及抗生素含量 从表2可以看出，断奶仔猪粪便粗蛋白和总磷含量远远高于饲料中含量；铜和锌含量均较高，最大分别达到1 600、12 000 mg/kg，表明污染严重。同时所有猪粪便中均测出了砷含量，说明砷污染也较严重。保育猪和肥育猪粪便中氮磷、铜、锌和砷含量和断奶仔猪相比，呈递减趋势。另外，所有猪粪便中均未检测出金霉素和喹乙醇。

表1 不同生长阶段猪饲料中氮磷、重金属元素及抗生素含量

表2 不同生长阶段猪粪便中氮磷、重金属元素及抗生素含量

2.3 猪饲料与粪便中各组分含量相关性分析 从表1～2数据中可以看出，各生长阶段猪粪便中粗蛋白、总磷、铜、锌及砷含量均较高，有必要将其与饲料中含量进行相关性分析。由表3可以看出，各发育阶段猪饲料与粪便中粗蛋白含量相关性均不显著（P＞0.05）。断奶仔猪和保育猪饲料中总磷含量则与粪便中总磷含量呈显著正相关（P＜0.05），在育肥阶段也呈正相关，但相关性不显著（P＞0.05）。饲料与中铜含量粪便中铜含量在断奶阶段呈显著正相关（P＜0.05）、在育肥阶段呈极显著正相关（P＜0.01）。饲料中锌的含量与粪便中锌含量均呈正相关，在保育阶段达到了显著正相关（P＜0.05）。饲料中砷的含量与粪便中砷含量均呈正相关，但相关性均不显著（P＞0.05）。

表3 猪饲料与粪便中各组分含量相关系数

3 讨 论

3.1 猪饲料及粪便中氮磷、重金属元素及抗生素含量 饲料是畜禽排泄污染物的主要源头。养猪场污染物排泄量很大程度上取决于污染物在饲料中的含量[3]。当前这方面的研究较多，但不够全面和系统。张玲清等[4]调查了一个种猪场中保育猪、育肥猪、妊娠母猪一年四季饲料和粪便中的氮、磷含量，结果表明，保育猪饲料中粗蛋白和磷含量分别为13.37%、0.24%，育肥猪饲料中两者含量分别为10.76%、0.15%，妊娠母猪饲料分别为11.69%、0.15%；保育猪饲料分别为3.63%、4.64%、育肥猪饲料分别为2.92%、3.41%，妊娠母猪饲料分别为2.72%、3.74%。罗永荣等[5]采集了贵州省不同地区规模养猪场200份猪粪样本，发现断奶仔猪粪便中氮和总磷含量分别为21.83 、11.43 g/kg、育肥猪分别为27.15 、14.17 g/kg、哺乳母猪分别为21.40 、11.02 g/kg，但没有测定饲料中氮磷含量、粪便中的重金属元素及抗生素含量。本试验结果表明，河南省规模化猪场中，断奶仔猪饲料中粗蛋白和磷含量分别为19.49%和0.60%、保育猪分别为18.26%和0.56%、肥育猪分别为16.63%和0.47%；断奶仔猪粪便中氮和磷含量分别为26.15%和2.57%、保育猪分别为25.99%和2.89%、肥育猪分别为21.64%和2.83%。不同地区规模养猪场猪饲料和粪便中氮磷含量不尽相同，这可能是猪不同生长阶段、饲喂不同饲料所致。不同生长阶段猪对饲料各养分需求量不同，饲料配方也不尽相同。因此，针对不同生长阶段准群应采取不同的饲料配方，尽量提高猪群对氮磷的利用率，以降低养殖成本并减少氮磷环境污染。

目前，饲料中普遍采用高铜、高锌等作为添加剂，导致畜禽粪便中重金属元素含量急剧增加。范小平等[6]检测了海南地区猪饲料中铜锌含量，发现中猪饲料中铜和锌含量分别为210～290、240 mg/kg，大猪饲料分别为57～220 、210～230 mg/kg，表明饲料中高铜高锌现象突出。张树清等[7]调查表明，北京地区和浙江省猪粪中锌最高分别为1 295、8 710 mg/kg。本研究也表明，断奶仔猪饲料中铜和锌含量最大分别达到370、5 500 mg/kg，远远高于断奶仔猪的需要量；粪便中铜和锌的平均含量为816.67、4 853.33 mg/kg，最大量达到1 600、12 000 mg/kg，高于北京和浙江省的调查量。也有研究表明，猪粪中铜含量是饲料中铜含量的 5 倍左右[8]。超量使用及动物对微量重金属元素吸收利用率低是导致动物粪便中重金属污染的重要原因。砷也广泛用于动物生产中。Li等[9]对北京郊区几个养猪场的 29 份猪饲料和粪便样品分别进行了分析，发现饲料中砷的检出率达到100%，其中猪饲料中砷的浓度在 0.15 ～37.8 mg/kg，粪便中砷的浓度达到0.42～119.0 mg/kg，约是猪饲料中砷含量的 3 倍。姚丽贤等[10]调查表明，广东省猪饲料中总砷平均含量为6.5 mg/kg，北京地区为 0.55～65.4 mg/kg。本试验所有猪场的饲料和粪便中均测出了砷含量，说明砷污染也较严重。

抗生素残留可导致环境中出现耐药菌与抗性基因。有研究表明，约有30%～90%的兽用抗生素以原药的形式随着畜禽粪便排泄出来，对环境和人体健康构成了巨大潜在危害[11]。胡献刚等[12]对天津市 4个养殖基地的畜禽粪便样品进行了检测分析，发现四环素、土霉素、金霉素的浓度分别是10.2～41.5、9.7～173.2、0.6～24.3 mg/kg。本研究调查了猪生产中最常用的金霉素和喹乙醇，发现断奶仔猪饲料中有2家饲料检测出了金霉素，6家饲料检测出了喹乙醇；保育猪料则分别为3家和8家；育肥猪饲料中各有1家饲料检测出了金霉素和喹乙醇，而所有猪粪便中均未检测出金霉素和喹乙醇。原因可能在于课题组挑选的猪场均为规模化养猪场，用药量比较规范，且采样时间是在5月，气温适宜，猪发病率低，用药量相对也较低，导致粪便中未能检测出这2种抗生素。

3.2 猪饲料与粪便中各组分含量相关性 关于猪饲料中氮磷及重金属元素含量与粪便中的关系，当前的研究重点大多集中在降低日粮氮磷水平对氮磷排放的影响上。Kerr等[13]给4周龄长白仔猪饲喂蛋白质水平从16%降到12%的日粮，并添加合成氨基酸，发现粪中氮的排泄量下降了8.6%。谭新[14]在肥育猪上的研究表明，日粮粗蛋白水平每降低1个百分点，粪氮降低3.58%。但关于饲料中氮磷含量与粪便中氮磷含量的相关关系报道较少。本研究表明，各发育阶段猪饲料中粗蛋白含量与粪便中粗蛋白含量相关性均不显著。可能原因在于猪饲料中粗蛋白消化率较高，均能达到85%以上[15]，因而粪便中氮含量相对来变异就小。本试验饲料磷与粪便中磷含量相关关系表明，断奶仔猪和保育猪饲料中总磷含量则与粪便中总磷含量呈显著正相关，在育肥阶段也是呈正相关，但相关性不显著。主要原因相对于饲料中较高的粗蛋白消化率，饲料中磷的消化率较低。刘静波等[16]使用线性回归法测得生长猪对玉米、豆粕以及玉米豆粕混合物中磷的真消化率分别为 45.58%、40.33%和43.75%，粪磷排泄量随饲粮磷水平提高而线性增加，因而未被消化的磷排出体外。本试验结果还表明，各生长阶段猪饲料中铜和锌含量均与粪便中铜和锌含量呈正相关、显著正相关或极显著正相关，原因可能在于这些矿物元素在动物体内吸收率较低[17]，大量的铜、锌未被消化而随粪便排出体外。关于猪饲料与粪便中各组分含量相关性还有待于进一步研究。

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S828.4

：A

：10.19556/j.0258-7033.2017-07-103

2016-11-16；

2017-01-05

河南省科技攻关项目（B20142036）；校科技创新团队（HUAHE2015005）

李梦云（1970-），湖北监利人，博士，副教授，主要从事猪营养研究，E-mail: limengyun1@163.com

*通讯作者：刘太宇，教授，E-mail：liuty2008@126.com