全 文 ：第 ll卷 第 l期
2 0 0 3年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．1l No．1
Jan．， 2003
生态营养学理论在环保型饲料生产的应用
方 热 军 汤 少勋
(中国科学院亚热带区域农业研究所 长沙 410125)
摘 要 从营养生理角度综述 了动物营养及饲料科学最新研究进展，阐明采用理想蛋 白氨基酸模式配制 日粮可降低
N 的排 泄和 节约蛋 白质 资源 ；饲 料 添加植 酸酶等 酶制剂 可减 少 粪 中 40％左 右 P的排 泄 ；微 量 元素 螯合 物和 微 生物 制
剂的应用可大大提高微量元素利用率，减少甚至杜绝抗生素在饲料中的添加。并提 出生产生态环保型饲料的具体措施。
关键词 畜牧业污染 生态营养 环保型饲料
Utilization of eco-nutrition in the production of environmental protection feed．FANG Re-Jun，TANG Shao-Xun(Inatitute of
SubtropicalAgricultuxe，ChineseAcademy of Sciences，ChangSha 410125)，CJEA，2003，ll(1)：162～164
Abstract Based on the reviews of the advanced development of the researches in animal nutrition and feed science for
controling or minimizing animal polution，the use eficiences of nitrogen，phosphorus，minerals and antibiotic can be in—
creased by the utilization of ideal amino acids patterns，phytase and minerals chelate in feed production．Subsequently the
countermeasures of producing environmental protection feed are put forward．
Key words Animal husbandry polution，Eco-nutrition，Environmental protection feed
饲料是畜禽粪尿污染和畜产品有毒有害物质残留的根源，畜禽饲养者和饲料生产者以获取高利润为 目
标 ，而不注意饲料中有毒有害物质在畜禽体内富集及其排泄，造成饲料中微量有毒有害物质通过食物链逐级
富集，增强其毒性和危害 ；有毒有害物质向环境排出富集土壤中，造成表土层和地下水质恶化，营养物质发酵
形成臭气，污染环境；有毒有害物质在畜产品中残留，危害人体健康。生态营养学是建立在动物营养学理论
基础上，运用系统论和生态学观点，通过现代生物技术措施对畜禽整体营养调控的一门应用科学，它不仅使
动物最大限度地发挥饲料营养价值 ，降低生产成本，提高畜产品品质，且有利于减少畜牧业生产对环境造成
的污染，为人类提供全天然 、无残留、营养价值高且安全卫生的畜禽产品 J。生态环保型饲料即利用生态营
养学的理论和方法 ，围绕解决畜产品公害和减轻畜禽粪便对环境造成的污染等问题 ，从饲料原料选购、配方
设计、加工 、饲喂等过程严格质量控制，并实施动物营养系统调控 ，改变与控制可能发生的畜产品公害和环境
污染，使饲料生产低成本 、高效益和低污染。
1 控制畜牧业污染的营养研究进展
我国自1995年提出生态营养概念以来 ，许多专家学者围绕如何准确评定畜禽对各种养分需要量和各类
饲料的消化利用率 ，准确配制畜禽 日粮 ，降低 N、P及各种有毒有害元素的排泄量 ，研制开发低毒、低残留的
饲料添加剂等方面进行了大量有益探索，以期有效控制畜牧业污染 ，为消费者提供营养安全的畜产品。
1．1 理想氨基酸模式与控制 N的污染
畜禽(特别是养猪业)排泄的大量含 N物质是造成畜牧业环境污染的重要因素 ，其主要来 自饲料中未被
消化利用的粗蛋白和氨基酸降解 ，少量来 自畜禽 自身脱落的消化道上皮细胞、肠道微生物等 ，经空气作用产
生大量硝酸盐 ，渗入地表水 、地下水和饮用水中造成水体污染 ，使水体“富营养化”并产生臭气。随着动物营
养中对蛋白质、氨基酸研究的深入，畜禽 日粮配制逐步由“粗蛋白”向“总氨基酸一可消化利用氨基酸一理想
氨基酸模式”过渡，在不影响畜禽生产性能前提下满足低蛋 白的氨基酸平衡 ，可节约蛋 白质资源并降低 N的
排泄。采用不同蛋白水平 170g／kg和 150g／kg及赖氨酸水平(8g／kg、9．5g／kg和 10．5g／kg)对生长猪的研究
发现，2种蛋白水平对猪 日增重无影响。李德发 研究低蛋白日粮中补充赖氨酸、苏氨酸和色氨酸对生长猪
的影响发现，含菜粕和棉粕 的低蛋 白 日粮中补充 苏氨酸可改善生产性能，单纯 补充色氨酸无效 ，日粮苏
* 中国科学院“百人计划”项 目部分研究内容
收稿 日期 ：2001—1l_16 改回日期 ：2001-12-29
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第 1期 方热 军 等 ：生 态营 养学 理论 在 环保 型饲 料 生产 的应 用 163
氨酸含量最佳为 5．4g／kg，赖氨酸：苏氨酸为 100：67．5；在 日粮中添加合成赖氨酸，使其 日粮粗蛋白降低 2％，
猪粪尿中排出的 N即可降低 25％。Figueroa J．L．等对生长猪的试验结果表明 ，在玉米豆粕型 日粮中补充
合成氨基酸 ，当粗蛋白水平为 120～ 表1 不同蛋白水平及氨基酸添补日粮对猪{90kg)N排出的影响
160g／kg时猪 生产 性 能无显 著 差 异 ， Tab·1 Efects of N excretion in diferent protein levels and amino
但随 日粮蛋 白质水平的降低粪尿 中 acids supplement in die s fo 0kg pig
N的排泄量亦明显降低 。若采用理
想蛋白氨基 酸模 式 ，用 合成氨基 酸
平衡 日粮 ，达 到 动 物 所 需 的 适 宜 比
例 ，则 猪 粪 尿 中 N 的 排 出可 减 少
50％以上。日粮添加合成氨基酸后
可减 少 猪 N 的排 出达 22％或 4l％
(见表 1)。
1·2 植酸酶与 P的排泄 假定猪每天进食3000g
，生长率为 900g／d，胴体瘦肉增长 400g／d，胴体蛋白质增长
P是动物生长必需 的重要元素 ， 100g／d下胴体N的存留约占总存留N的60％。
是细胞膜 和辅 酶的组成成分 ，具有多种生 物学功能 ，动物对 P的吸收 以离 子状态 为主 ，过量 的 P排泄 易导致
水体“富营养化”，并影响作物对其他营养元素的吸收。我国猪禽饲料中大部分 P属有机态植酸磷 ，难 以被
动物利 用 ，且大部 分经 畜禽粪尿排泄导致 严重的环境 污染 。研 究证 明猪仅能 利用玉米 中 l0％～20％P，豆粕
表 2 猪日粮中添加植酸酶与无机磷后对小猪 中 25％ ～35％P，肥育猪 日粮 中由玉米 和豆粕 所提
(7～35kg)粪尿中P排泄的影响 供的 P仅 15％被利用 ，几乎 85％随粪便排出。植
Tab．2 Effects of P excretion in feces and urine after supp[ement
of phytase and inorganic phosphorus in diets for 7——35kg pigs
项 目 添加无机磷 植酸酶活性／FrU·kg
Items Inorganic phosphorus Phytase activity
500 1000
大麦 、豆粕中 P的消化率分别为 45％和 31％，添加植
酸酶后分别提高到 66％和 73％；小麦 P的消化率为
6l％～71％。猪饲 粮 中添加 植 酸 酶后 粪 中 P的排 出
见表 2和表 3。
1．3 矿物质微量元素、抗生素及其他元素的利用
一 味追求畜禽生长速度而在饲料中过量添加矿物
微量元素如高 Cu、高 Zn及其他重金属元素如 As、Cr、
Cd、Pb等，经畜体排泄后可污染表土层和地下水。饲
料 中微量元素添加 剂的使用经历 了 由无机矿物盐一有
机酸矿物盐一氨基酸金属螯合物的发展过程，目前我
国饲料企业矿物质微量元素添加剂的使用尚多停留在
第 1阶段，微量元素在动物体 内利用率低 ，且添加量不
断提高。微量元素以螯合物的形式添加到饲料中可提
酸酶属磷酸单酯水解酶，能水解植酸和一些有机磷
化合物，释放 出无机磷盐为动物吸收利用，减少 P
的排出。猪的豆粕和玉米一豆粕 日粮 中添加植酸酶
试验表 明 ，植酸 酶水 平 为 1000 FTU／kg时豆粕 中 P
的利用率由 25％增至 57％，玉米一豆粕中由 l5％增
至 43％。肉用仔鸡 日粮 中添加植酸酶可显著提高
P的利用率，特别是低 P饲料提高 60％，P的排泄
量减少 近 40％。Denbow D．M． 试 验 表 明 ，当饲
料中植 酸 酶添 加量 由 250FTU／ 升至 l【)(】0FTU／
时 ，植酸酶 中 P的释放 量 由 31％增至 58％，植 酸酶
能代 替 日粮 中的 无 机 磷。Rodehutscord等 测 定
植酸酶对 几种植 物饲料 中P消化率 的影 响表明 ，
表 3 不 同 P水 平 日粮 中添加 植酸 酶后 对 猪 (90kg)
粪尿中 P排泄的影响
Tab．3 Effects of P excretion after supplement of
phytase in different P level diets for 90kg pig
7．0
6．0
5．0
4 0(NRC标准)
5．0
3．0+植酸酶
*假定生长率为900g／d，饲料进食量为 3000g／d，每增重lkg存留P为
5g，猪饲喂 NRC(1988)P的水平(4 Og／kg)时 ，在植酸盐中由植酸酶所释放的
高其生物利用率 ，如在羊的半纯合 日粮 中添加氧化锌 P有相同存留量。
或蛋氨酸锌进行对 比试验表明，含蛋氨酸锌 日粮的 zn在羊体 内贮留较大，血 中 zn浓度较高，二者生产性能
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164 中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
无显著差异。以往对微量元素螯合物的研究重点均集中在对畜禽生产性能以及螯合物本身的生物利用率方
面，今后应系统研究使用螯合物添加剂后畜禽减少相应矿物元素添加量的作用及其对动物一环境的影响。
抗生素、激素类物质在饲料中长期使用或使用不当可导致畜禽产品中药物残留和产生耐药菌株 ，据调查
证实 ，过分强调抗生素作饲料添加剂 ，人若食用该种饲料饲喂的畜禽及畜禽产品 ，致使临床使用青霉素、链霉
素、新生霉素过敏反应的人群增加 ；饲料添加剂中长期使用抗生素可使细菌对该抗生素产生适应或遗传物质
发生改变而形成耐药菌株 ，降低抗生素的疗效 ，且存在 R因子的转移问题 ，对人、畜某些疾病的预防和治疗
造成困难。生物酶制剂和微生物制剂是 目前最有可能替代抗生素添加剂而成为应用最广、需求量最大的绿
色饲料添加剂产品，它们在提高饲料利用率、促进动物生长、改善生态环境和防治动物疾病等方面均有明显
效果。目前市场上应用的酶制剂有淀粉酶 、糖化酶 、植酸酶等 ；微生物添加剂主要包括微生物培养物和活菌
制剂 2大类 ，在饲料中应用的活菌制剂主要有乳酸杆菌、双歧杆菌 、芽孢杆菌和活性酵母等。
2 生态环保饲料配制技术
配制生态环保饲料时一是应注意选购符合生产绿色畜产品要求和消化率高、营养变异小的饲料原料 ，达
到增重快 、排泄少 、污染少、无公害的目的，并注意选择有毒有害成分低 、安全性高的原料。二是力求准确估
测动物不 同生理 阶段 、环境 、日粮配制类型 等条件 下对 营养需 量 和养分 消化 利用 率 ，设计 配制 出营养 水平 与
动物生理需要基本一致的 日粮。三是按理想蛋白质模式 ，以可消化氨基酸含量为基础 ，配制符合动物生理需
要的平衡 日粮，提高蛋白质利用率，减少 N 的排出。四是提高饲料利用率，配制饲料时可选用植酸酶 、蛋 白
酶、聚糖酶等酶制剂，促进营养物质的消化吸收，尤其在幼年动物 日粮 中添加效果更佳 ；添加益生素，通过调
节胃肠道内微生物群落 ，促进有益菌的生长繁殖 ，对提高饲料利用率、降低 N排泄量作用显著 ；合理添加抗
菌素对提高饲料利用率效果显著，但要注意选用高效、低吸收、无残留、不易产生抗药性的畜禽专用抗菌素及
其替代品，并严格执行用法用量，保证畜产品的安全卫生和减少排出量。五是禁止使用高 cu高 Zn日粮。
六是 日粮中添加活性碳 、沙皂素等除臭剂，减少动物粪便臭气的产生。七是采用膨化和颗粒化加工技术 ，破
坏或抑制饲料中的抗营养因子、有毒有害物质和微生物，改善饲料品质和卫生状况，提高养分消化吸收率 ，减
少排 出量 。
参 考 文 献
1 方热军，汤少勋 生态畜牧业的理论与实践 湖南农业科学 ，1999(增刊)：46～47
2 李德发，邢建军，陈宏亮．中国猪营养学研究进展 2000’动物营养研究进展(卢德勋主编)．北京：中国农业出版社 ，2000
3 Figueroa J．L．，Lewis A J ，Miller P．S．Nitrogen balance and growth trials with pigs fed low—crude protein，amino acid—supplemented doets
Nebraska Swine Report，2000．26～28
4 Denbow D M ．，Ravindran V ，et a1．Improving phosphorus availability in soybean meal for broilers by supplemental phytase．Poultry Sci．
1995．74：l831～l842
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