基于饲料营养调控的养殖污染减排技术研究

导读：由于集约化畜禽生产导致的生态环境质量降低对人类健康产生了危害，因而缓解畜禽生产对环境污染的策略被广泛研究。文章分析了畜禽养殖对生态环境造成的影响，并从饲料营养调控的角度对减少氮、磷、微量元素、臭气、甲烷排放和削减耐药基因的环保饲料技术进行了综述。

世界粮农组织（FAO）报道全球畜牧生产占世界农业总产值的40%，约维持着13亿人口的生计，并为全球提供了约四分之一的蛋白质来源。然而，畜牧业同时也是对环境造成污染的主要行业之一，畜牧业占农业对温室气体排放贡献率的50%，占全球温室气体排放量的14%，在我国畜牧业占农业造成水体氮污染贡献率的41%。随着人类对美好生活的不断追求，人类对畜禽产品的需要量必将持续增长，但这也对环境保护提出了更加严峻的挑战，因此需要平衡人们对物质需求与生态环境安全的矛盾和探究更加绿色、安全的畜牧养殖方式。

1 畜禽养殖对环境的影响

1.1 对水资源的影响

畜牧业集约化生产导致了巨大的环境和资源压力，其中一个关键的压力来自水资源的使用和污染。畜牧业生产过程中对水资源的消耗主要有饲料生产过程、养殖过程和维持畜舍清洁等三个方面。据统计1头猪1 d平均排泄粪尿6 kg，产生污水30 kg，万头猪场每天排污3×105 kg；1只鸡1 d平均排泄粪便36 g，10万只鸡场日排粪3 600 kg，污水2×104 kg。此外，由于畜禽对饲料原料中的磷利用率为40%左右，为了满足动物生长对氮、磷、硫元素的需要量，畜禽生产者通过在饲料中额外添加磷酸盐和氨基酸等添加剂来满足畜禽的生长需要，增加了畜禽排泄物中氮磷元素含量，其为水体富营养化的重要驱动因素。

1.2 对土地资源的影响

迄今为止，畜牧业是最大的人为土地使用者，全球土地面积的26%用于牲畜生产，而饲料作物的生产则占全部耕地的三分之一。畜牧业对土壤的影响主要体现在两个方面：一是草食动物以过度放牧养殖方式而导致的土壤侵蚀和养分消耗的土地退化问题，过度放牧会影响土壤的水分循环、有机质和土壤盐分的累积，而且还通过牲畜的践踏、采食以及排泄物直接影响土壤的结构和化学性状。二是畜禽粪污的不合理排放或不恰当还田导致的土壤过营养化问题。畜禽粪便中含有的有机质、微量元素如若长期集中在同一地区过量排放，将会导致土地营养过剩，重金属元素含量超标等问题，影响微生物和植物生长，或通过食物链的方式给人类健康带来潜在威胁。

1.3 对大气的影响

畜禽生产中动物通过新陈代谢释放大量的甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）和二氧化碳（CO2）等温室气体，全球畜牧业所产生的CH4、N2O、CO2分别占人为 CH4、N2O、CO2总排放量的44%、53%、5%。有研究表明，畜禽所产的温室气体中97%的CH4是反刍动物产生的，这与反刍动物瘤胃能产生大量的CH4有直接关系。此外，畜禽生产过程及粪便在堆肥过程通过微生物的发酵作用会产生令人厌恶的恶臭味气体，臭气主要为氨气（NH3）、硫化氢（H2S）、羧酸、酚、吲哚、醛、酮和有机胺等物质，臭气对畜禽及附近居民的健康有一定的危害作用。

1.4 对生物的影响

畜禽生产过程不可避免地出现一些病畜或是死畜，不健康的畜禽会排出多种致病菌和寄生虫卵，这些有害微生物进入环境中很有可能成为传染源，造成疫病传播，影响人类和畜禽健康。此外由于畜禽生产中大量长期使用抗生素，畜禽肠道微生物在抗生素的胁迫下产生耐药性，致使一些致病菌或多或少都存在某种抗生素的耐药性。同时，由于细菌之间的耐药基因具有高度同源性，极易通过质粒、整合子、转座子等可转移的遗传元件发生耐药基因水平转移，通过土壤及水环境等介质进而影响微生物间的耐药基因丰度，而影响微生物的种群结构，对人类健康产生危害。

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