Mn 是动物生长、生殖及一系列生命活动所不可缺少的必需微量元素之一,主要营养生理作用是在糖类、脂类、蛋白质和胆固醇代谢中作为酶活化因子或组成部分。袁磊用平衡法测定了山东省 35 ~50 kg 二元杂交猪,典型日粮中微量元素 Fe、Cu、Zn 和 Mn 的生物学利用率,其中 Mn 的生物学利用率为 6. 132%,并得出 Mn 出现富余,不需要补加,而其他 3 种微量元素需要补充。随着规模化和集约化畜牧业的发展,各种微量元素添加剂的使用已越来越广泛。但是,畜禽对饲料高含量微量元素的利用率较低,因此将不被动物吸收而排到粪便中,其中重金属的排放会给生态环境造成新的压力。而且,猪对 Mn 的需要量相对较低,故不受营养学家重视,这方面的资料较少。目前有关猪对锰的需要量没有统一报道,且针对山东省规模养猪场饲料Mn 含量与粪便 Mn 残留的调查未见报道。因此采集山东省不同地区大型猪场的饲料和猪粪样品,测定其 Mn 含量并分析二者的相关性,旨在为猪饲料中Mn 的合理使用提供理论依据。
1、 材料与方法
1.1 材料
采集 30 份山东省 10 家大型猪场 3 个阶段 ( 断奶仔猪、生长育肥猪和哺乳母猪) 猪饲料样品,随机抽取每个猪场每个阶段的 5 头猪采集粪样,共150 个粪便样品。
1.2 样品处理方法
饲料样品处理: 将饲料粉碎过 40 目筛,采用四分法缩减至 200 g,装于密封容器中编号待测。粪样的处理: 根据杨胜 《饲料分析及饲料质量检测技术》的方法将粪样 65 ℃ 烘干制成风干样,其余操作与饲料样品的处理相同。
1.3 测定项目与方法
饲料样和粪样中 Mn 含量: 参考 GB/T 13885 -2003 / ISO 6869 - 2000 ( 原子吸收光谱法) ,使用原子吸收分光光度计 ( TAS -990) 。
1.4 数据处理与分析
数据采用 Excel 2003 和 SAS ( 2000) 软件进行统计学处理。一次效应分析采用 SAS 中回归分析比较,P <0. 05 表示差异显著。
2、 结果与分析
2.1 猪场饲料中 Mn 的含量
从表 1 可见: 山东省不同猪场饲料中 Mn 的含量差异较大,断奶仔猪饲料 Mn 的含量为 43. 8 ~128. 1 mg / kg,生长育肥猪饲料 Mn 的含量为 43. 8 ~180. 6 mg / kg,哺乳母猪饲料 Mn 的含量为 37. 0 ~158. 2 mg / kg。从研究可见: 山东省规模养猪场饲料中 Mn 的平均含量由大到小依次为哺乳母猪、生长育肥猪和断奶仔猪,分别为99.2、87.6 和77.7 mg/kg。
2.2 猪场粪便 Mn 的含量
从表2 可见: 猪粪便中 Mn 含量的波动范围很大。
断奶仔猪粪便Mn 含量范围为332.5 ~687.7 mg/kg,平均值是 508. 1 mg/kg,生长育肥猪粪便 Mn 含量为351. 5 ~ 811. 4 mg / kg,平均值为 504. 2 mg / kg,哺乳母猪粪便中 Mn 含量是 308. 0 ~ 913. 7 mg/kg,平均值为594. 3 mg/kg。不同阶段猪粪便 Mn 平均含量由大到小依次为哺乳母猪、断奶仔猪和生长育肥猪,与不同阶段猪饲料中 Mn 的平均含量大小顺序有所差异。
2.3 猪饲料和对应粪便中 Mn 含量的关系
从图 1、2 和 3 可见: 断奶仔猪、生长育肥猪和哺乳母猪粪便中 Mn 含量与其饲料中 Mn 含量具有极显著的正相关 ( P <0. 01) ,说明猪饲料粪便中的 Mn 主要来源于其饲料饲喂。各阶段的猪饲料与粪便中 Mn 含量间的回归方程分别是: 断奶仔猪: y =3. 272 3x + 253. 68; 生长育肥猪: y = 3. 482 9x +199. 18; 哺乳母猪: y = 5. 287 7x + 69. 987。
3、 讨论
试验结果表明,不同养猪场来源的饲料 Mn 的含量变化范围较大,断奶仔猪、生长育肥猪和哺乳母猪饲料中 Mn 的平均值分别为77.7、87.6 和99.2 mg/kg。
根据 NRC ( 1998) 和 NY ( 2004) 标准,断奶仔猪和生长育肥猪饲料中 Mn 的含量为 2 ~4 mg/kg,而试验所测定的饲料中 Mn 含量远远超过推荐量。王长富等研究了饲料中添加不同水平 Mn 对生长育肥猪增质量和组织中矿物元素沉积的影响得出,日粮Mn 含量为 47 ~ 51 mg / kg 猪的平均日增质量和饲料效率提高,Mn 对增质量具有直接促进作用,但含量不宜过高,否则影响日粮 Fe、Mg、P 和 Cu 的吸收,按照这个标准,所测定的样品中 90% 的饲料超出了这个范围。
根据袁磊的研究,Mn 的生物学利用率为6.132% ,因此饲料中大量添加的 Mn 通过粪便排出体外,导致粪便中 Mn 含量大幅度增加,这与试验所得出的猪粪便 Mn 与饲料 Mn 含量间存在极显著的正相关关系相一致 ( P <0. 01) 。研究得出,不同养猪场粪便 Mn 平均含量明显高于饲料。断奶仔猪、生长育肥猪和哺乳母猪粪便中 Mn 的平均值是508. 1、504. 2 和 913. 7 mg / kg,是相应饲料 Mn 含量的 6. 54、5. 76 和 5. 99 倍。线性回归方程的斜率可粗略表示粪便和饲料中 Mn 的 “浓缩系数”,一定程度地反映了猪粪便中 Mn 含量随饲料中 Mn 含量增加而增加的倍数。断奶仔猪、生长育肥猪和哺乳母猪的 “浓缩系数”分别为 3. 27、3. 48 和 5. 29,可以认为猪粪便 Mn 的浓缩效应由大到小依次为哺乳母猪、生长育肥猪和断奶仔猪。由此可以得出不同阶段的猪对 Mn 的吸收利用和排泄不同,其中哺乳母猪对 Mn 的利用率最低。
猪粪便是有机肥的主要来源之一,是生产商品有机肥料的重要来源,因此其重金属含量对商品有机肥的质量影响很大。Dortzbach 等指出施用了猪粪的田地会有更高质量浓度的 Zn、Cu 和 Mn,而且地表值更大,同时指出虽然重金属的量增加但是对环境毒性危险不具有决定性作用。然而,Havlin 等报道植物生长需要小量的 Fe、Mn、Zn 和 Cu,这些重金属是必要的,但是如果土壤中吸收的量升高可能会引起中毒。目前国家对有机肥中 Mn 的含量没有安全控制标准,但是如果长期将重金属污染的猪粪作为有机肥料施到土壤中,土壤中相应的重金属会大量积累,最终被农作物等吸收,可能会导致严重的食品安全问题。张树清等 ( 2005) 测定分析了我国部分地区规模化养殖畜禽粪主要有害成分,其中猪粪中 Mn 平均含量为395.62 mg/kg,变化范围在128 ~662 mg / kg,指出 Mn 在畜禽粪中含量很高,通过施肥后有可能在土壤中富集,对生态环境造成潜在风险。因此,控制猪粪便中重金属含量已迫在眉睫。
首先应该从源头抓起,进行一系列的研究,制定相应政策法规和检测制度,严格限定饲料中各种重金属的添加量; 其次制定大型养殖场粪便中重金属的控制标准,并加大畜禽粪便无公害处理的力度,研究出一种廉价且有效的技术方法,从而为该类有机肥的安全使用提供有力保障。
4、 结论
山东省大型养猪场饲料和粪便中 Mn 含量差异很大,断奶仔猪、生长育肥猪和哺乳母猪粪便中Mn 的平均含量分别是其饲料的 6. 54、5. 76 和5. 99 倍。猪粪便中 Mn 含量与其饲料中 Mn 含量间呈极显著正相关关系 ( P < 0. 01) ,表现出一定的 “浓缩”效应,其中哺乳母猪饲料和粪便中 Mn 的平均含量最高,分别为99. 2 和594. 3 mg/kg,“浓缩系数”高达5. 29。
参考文献:
[1]杨凤. 动物营养学[M]. 北京: 中国农业出版社,1993: 117.
[2]袁磊. 山东省猪饲料微量元素调控模型的建立及应用验证[D]. 泰安: 山东农业大学,2002.
