饲料锌在育肥猪粪尿中的排泄规律研究

邓 卉， 郭春华 ， 杨加豹， 邹成义， 陈 瑾， 董瑷榕， 毕小兵， 王亚东

（1.西南民族大学生命科学与技术学院，四川成都610041；2.四川省畜牧科学研究院，动物遗传育种四川省重点实验室，四川成都610066）

锌作为维持猪正常生理机能所必需的微量元素之一，可参与体内代谢和促进生长发育，被广泛添加到猪饲料中。 但随着集约化养殖业的迅速发展，为追求更高的经济效益，饲料中锌的添加量往往会超过猪的生理需要量。 而猪对饲料锌的利用率低，锌的排泄量高达摄入量的95%以上（闫秋良等，2002）。大量未利用的锌元素被排出体外，随粪肥还田，并在土壤中积累，成为农业土壤重金属污染的重要来源。 国内外关于饲料锌在猪上的排泄规律研究主要是仔猪饲料添加高剂量氧化锌后对粪锌的影响。 方桂友等 （2013） 和Rincker 等（2005）的研究结果均表明，在仔猪阶段锌添加量和锌排泄量呈正相关。 目前关于育肥猪阶段日粮锌的研究报道多集中在锌的营养需求量上， 而在排泄规律上的研究较少。育肥猪饲养周期长，粪便排泄量大，是粪肥锌污染的主要来源，具有重要的研究意义。本试验以育肥猪为研究对象，通过消化代谢试验研究饲料锌在育肥猪粪尿中的排泄规律， 根据饲料锌摄入量与锌排泄量的剂量效应关系建立两者间的回归预测模型。 为合理控制饲料中的锌添加量从而使粪锌排泄量符合环境质量标准提供科学指导， 也为政府治理养殖业重金属污染提供决策依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 一水硫酸锌（98%），由成都格瑞特饲料有限公司提供。

1.2 试验日粮 参照美国NRC（2012）猪的营养需要（锌除外）配合成全价料，基础日粮组成及营养水平见表1。

1.3 试验设计与饲养管理 采用单因子试验设计， 选择健康状况、 体重相近的平均体重为（76.56±4.28）kg 的约克夏去势公猪20 头，随机分为5 个处理组，每个处理组4 个重复，每个重复1头猪，单独饲养于代谢笼中。 其中A 组为对照组，饲喂基础日粮，锌添加量为0，B、C、D、E 组为试验组， 分别在基础日粮中添加20、40、60、80 mg/kg的锌。 预试期间采用逐步增加采食量至自由采食的方法摸索试验猪只的采食量，并记录采食量，同时观察每头猪排粪情况并记录排粪时间。 正试期按预试期自由采食量的85%给饲， 日喂3 次，尽量保证8 点收粪时料槽无余料， 如有余料应清理出并称重记录。 正试期间采用全收粪尿法， 每日24 h 全量收集每头猪的粪、尿。 对每头猪每天排泄的粪便和尿液进行称量并记录粪、尿的重量。预试期7 d，正试期4 d。 其他按照该场正常的饲养管理和防疫流程进行。

表1 基础日粮组成及营养水平（风干基础）

1.4 样品的采集与制备 收集每头猪每日的全部排粪，加入10%稀盐酸（每100 g 鲜样加5 mL）和苯甲酸数滴防腐，经充分混匀后，称取鲜粪重，按鲜重的10%取样； 收集每头猪每日的全部排尿，按100 mL 尿样加入10%盐酸10 mL，置于密闭的容器（盛尿瓶）放置-20 ℃冰箱中保存。 试验结束后将同一头猪的粪样混合均匀后， 取样测鲜粪干物质水分， 然后倒入已洗净烘至恒重的瓷盘中于65 ℃烘箱中鼓风干燥， 室温回潮24 h 称重至恒重，随后将风干粪样粉碎均匀混合，按四分法缩减至100 g，粉碎，全部通过1 mm 孔径尼龙筛，装入样品瓶中备用。 每头猪的尿样经混合均匀后称量，然后取其中200 mL 留作锌含量测定之用。

1.5 测定指标与方法 饲料中锌含量采用GB/T 13885-2003《动物饲料中钙、铜、铁、镁、钾、钠和锌含量的测定原子吸收光谱法》测定；粪中锌含量和尿中锌含量均采用NY 525-2012《有机肥料》测定。

1.6 统计分析 运用SPSS 17.0 软件对数据进行单因素方差分析和Duncan 氏法多重比较， 以P ＜0.05 作为差异显著的判断标准，以P ＜0.01 作为差异极显著的判断标准，试验数据采用“平均值±标准差”表示；联合Excel 进行线性回归分析建立育肥猪锌摄入量与锌排泄量的预测模型。

2 结果与分析

2.1 日粮中锌水平对育肥猪粪锌排泄量的影响由表2 可知，各组风干粪锌含量和粪锌日排泄总量随日粮锌添加水平或日粮总锌水平增加显著升高（P ＜0.05）。

对表2 数据进行回归分析，日粮中锌水平（日粮锌添加水平或日粮总锌水平）与风干粪锌含量、粪锌日排泄总量的回归关系见表3， 方程检验极显著（P ＜0.01），可用所建立的回归方程进行预测和控制。

表2 日粮中锌水平对育肥猪粪锌排泄量的影响

表3 日粮中锌水平与风干粪锌含量、粪锌日排泄总量的回归关系

2.2 日粮中锌水平对育肥猪尿锌排泄量的影响由表4 可知， 各组尿锌含量和尿锌日排泄总量均无显著差异（P ＞0.05）。

对表4 数据进行回归分析， 日粮锌添加水平或日粮总锌水平分别对尿锌含量、 尿锌日排泄总量无显著回归关系（P ＞0.05），因此无法建立相应的回归方程进行预测和控制。

3 讨论

3.1 日粮中锌水平对育肥猪粪锌排泄量的影响猪具有自动调节锌的吸收和排泄来维持体内锌稳定的能力。在猪小肠细胞内金属硫蛋白（MT）通过结合锌调控日粮锌吸收，过量Zn-MT 复合物不被吸收，在小肠上皮细胞内脱落，随粪便排出体外，猪粪中的锌大部分是来自日粮中未被吸收的外源锌（辜玉红等，2004）。张彩英等（2010）研究了日粮锌添加水平对断奶仔猪粪便排泄锌含量的影响，得出仔猪粪便锌含量随日粮锌水平增加而升高的结果，这与郭小权等（2009）研究结果一致。据Buff等（2005）报道，断奶仔猪粪锌日排泄量随日粮锌添加量增加呈线性极显著性升高（P ＜0.001）。 本试验以育肥猪为研究对象， 风干粪锌含量和粪锌日排泄总量随日粮锌添加水平或日粮总锌水平的增加显著升高。 经回归分析，风干粪锌含量、粪锌日排泄总量均与日粮锌添加水平或日粮总锌水平存在极显著的线性回归关系， 以此建立的回归方程模型可预测育肥猪粪锌排泄量或反推测饲料锌摄入量。

3.2 日粮中锌水平对育肥猪尿锌排泄量的影响饲料中的锌摄入猪体后主要随粪便排出， 只有少量的锌从尿液中排出（周维仁等，2011；辜玉红等，2004；Case 等，2002）， 因此关于饲料锌在猪尿中的排泄研究较少。 Buff 等（2005）的试验分为5 个处理组， 日粮锌添加量分别为0、150、300、450、2000 mg/kg，结果表明，断奶仔猪尿锌日排泄量随日粮锌添加水平增加而呈线性显著性升高。 周维仁等（2011）发现，生长前期猪和生长后期猪尿锌日排泄量差异不显著，但是均显著低于仔猪。本试验条件下， 育肥猪尿锌含量和尿锌日排泄总量均与日粮锌添加水平或日粮总锌水平无显著的回归关系，与上述Buff 等（2005）的试验结果不同，这可能与日粮锌添加水平梯度差值小有关。 因此，育肥猪日粮锌水平与尿锌排泄量的关系还需开展后续试验进一步研究。

3.3 日粮中锌水平对环境的影响 由于动物粪便中的矿物元素持续排放，在土壤中有蓄积作用，会影响到农作物生长。我国《畜禽粪便还田技术规范》（GB/T 25246—2010） 规定制作肥料的畜禽干粪中锌含量限值在中性蔬菜土壤中为700 mg/kg，本试验80 mg/kg 锌添加组风干粪锌含量超过中性蔬菜土壤限量值。40 mg/kg 锌添加组（总锌水平为82 mg/kg） 风干粪锌含量虽符合中性蔬菜土壤限量值，但根据美国NRC（2012）猪的营养需要中推荐育肥猪配合饲料总锌水平50 mg/kg， 说明锌添加量小于40 mg/kg 既满足猪的生产需求，又可降低锌在环境中的排泄量， 进一步降低锌对环境的污染。由此，结合农业部2017 年底修订的《饲料添加剂安全使用规范》 育肥猪配合饲料总锌限量水平80 mg/kg，这个值可否进一步降低，还需要今后开展更多的研究来为锌减量减排提供指导。

表4 日粮中锌水平对育肥猪尿锌排泄量的影响

4 结论

本试验条件下， 育肥猪日粮锌添加水平或日粮总锌水平分别与风干粪锌含量、 粪锌日排泄总量存在极显著的线性回归关系， 而与尿锌含量和尿锌日排泄总量无显著回归关系。因此，可建立日粮中锌水平与育肥猪粪锌排泄量的回归模型来预测育肥猪粪锌排泄量或反推测饲料锌摄入量，为猪粪作为有机肥符合环境质量标准提供依据。