隨著經濟的不斷發展，人們生活質量的逐步提高，不僅要求食物富含營養、衛生安全，而且要求有良好生活環境。目前，生產綠色食品和加強環境保護已成為人們關注的熱點。畜牧業是人類賴以生存和發展的基礎產業，生產綠色畜產品和減少畜牧業對環境的污染越來越引起世界各國的重視。解決畜產品的安全性和畜牧業生產對環境的污染問題已成為全球的共同呼聲和重要課題，生產無公害的綠色畜禽產品已成為畜牧業可持速發展的基本要求。為使畜牧業成為綠色產業，許多國家和地區相繼探討并采取了一系列的營養管理策略，為現代畜牧業的可持速發展提供了技術途徑。本文總結安全畜牧業生產中存在的問題，提出了解決問題的主要營養管理策略。
    1畜牧業生產中存在的問題
    自20世紀80年代國家推行“菜籃子工程”以來，畜牧業得到了迅猛發展，在滿足人類動物食品的需求方面作出了巨大貢獻，然而畜牧業仍然是低效產業，動物將飼料養分轉化為畜產品的效率只有15%~20%，80%~85%的食入養分排入環境，對土壤、空氣、水源造成了巨大污染（N、P的污染最為嚴重）。畜牧業已經成為一個不可忽視的污染源[1]。
    1．1畜牧業生產中的環境污染
    1．1．1.氮和磷的污染 
    畜禽糞便中含有大量的氮和磷的化合物，尤其是在飼料的氨基酸不平衡、可利用養分低的情況下，含量更高。比如，肉仔雞糞便中含食入氮的50%、食入磷的55%；生長豬排出食入氮、磷的80%~85%。這不僅造成營養物質的浪費，降低了飼養者的生產效益，而且也給環境造成很大危害。據測算，一個萬頭豬場，每年至少向豬場周圍排污3萬噸，其中含約107噸的氮和31噸的磷，這些氮和磷進入土壤后，會轉化為硝酸鹽和磷酸鹽，含量過高會使土地失去生產價值，造成地表水和地下水的污染，使水中硝態氮、硬度和細菌總數超標。水體富營養化后，蚊蠅及其它昆蟲大量孳生，藻類和其它水生植物大量繁殖，使水中溶解氧減少，魚蝦等水生動物因缺氧而死亡。
    1．1．2 惡臭對環境的污染 
    畜牧業生產中的惡臭主要來自糞便、飼料發酵和家畜呼吸等,臭氣的主要化合物有二氧化碳、氨、硫化氫、甲烷、吲哚、糞臭素（甲基吲哚）以及脂肪族的醛類、硫醇、胺類等。應當指出的是，牛羊等反芻動物不僅產生大量糞便，而且還產生大量的甲烷等氣體污染大氣。科學研究和生產實踐均已證明，臭氣中的氨氣、硫化氫和甲烷等，濃度低時可降低畜禽的生產性能，濃度高時可使幼畜中毒死亡，使養殖工作人員健康受損，易患呼吸道疾病。如果糞便排出后不能及時處理會使臭味增加，危害人畜的健康。 
    1．1．3 礦物元素的污染 
    一味追求畜禽生長速度而在飼料中過量添加微量礦物元素，如高銅、高鋅以及其它重金屬元素如砷、鉻、鎘、鉛等，是目前我國畜禽養殖業中普遍存在而又急需解決的問題。過量的礦物元素經畜體排泄后，污染表土層和地下水，從而對周圍環境產生不利影響，不僅有礙畜牧業的可持續發展，最終還可能威脅到人類的自身發展。
    1．2畜產品食用安全問題
    隨著消費者越來越注重健康與膳食的關系，畜牧業必須主動生產適應人們現代保健膳食所需要的畜產品，這對未來畜牧業的穩定發展至關重要。生產安全、健康、無污染食品成了大家的共識。但近年來，動物飼養過程中廣泛使用肉骨粉、油脂等動物性飼料及抗生素、高銅、胂制劑等生長促進劑。由于對這些原料的處理和使用不當或長期使用和濫用，一系列與飼料有關的危害人畜健康和食品安全的事件相繼發生。瘋牛病的發生與蔓延、0157大腸桿菌以及霉菌毒素中毒、抗生素耐藥性的產生與轉移不但給有關國家和地區造成了嚴重的經濟損失，而且已發展成為全球性關注的社會和政治問題[2]。
    1．2．1肉骨粉與瘋牛病
    瘋牛病全稱為“牛海綿狀腦病”，是發生在牛身上的進行性中樞神經系統病變，致病原因是牛采食了含“瘋牛病因子”的肉骨粉，瘋牛病因子既不是細菌，也不是病毒，而是一種異常蛋白質。常規的防制疾病的措施對瘋牛病無效。當人類食用了含瘋牛病因子的組織或被瘋牛病因子污染的其他食物，通過消化道而感染。患者表現為腦組織受損，癡呆，引起并發癥而死亡。
    1．2．2抗生素殘留與耐藥性傳遞問題
    抗生素等抗菌促生長藥物因有促進動物生長、提高飼料效率、減少動物疾病和死亡等功能，作為飼料添加劑使用已有40多年的歷史，極大地推動畜牧業的發展。但是，隨著研究的深入，抗生素類藥物在畜產品中殘留對人類健康的影響越來越受到關注。某些藥物對人體具有“三致”、毒性作用（如氯霉素、磺胺類等）和過敏反應（如青霉素類、四環素類、磺胺類等）。抗生素的安全性和耐藥性也是近年來人們關注的焦點。抗生素添加劑的長期使用和濫用導致細菌產生耐藥性，雖然耐藥性因子的傳遞頻率只有10-6，但由于細菌數量大、繁殖快，耐藥性的擴散蔓延仍較普遍，而且一種細菌可以產生多種耐藥性。抗生素被動物吸收后，可以分布全身，但肝、腎、脾等組織分布較多，也可通過泌乳和產蛋過程而殘留在乳、蛋中，從而廣泛地在畜產品中殘留。抗生素的殘留不僅影響畜產品的質量和風味，也被認為是動物細菌耐藥性向人類傳遞的重要途徑。目前，在實際生產中不按規定劑量、范圍、配伍和停藥期使用抗生素的現象仍然存在。一些具有明顯副作用且已禁用的抗菌藥如磺胺、痢特靈等在一定范圍內仍繼續使用。這些現狀仍是當前畜牧業生產中的不安全因素。 
    1．2．3礦物元素安全問題
    自Braude(1945)發現日糧中添加高劑量銅（125mg/kg~250mg/kg）可明顯提高豬的生產性能[3]之后，高銅添加劑在生產上得到了廣泛應用。不僅如此，養殖戶為使豬只皮膚發紅、糞便變黑，銅的添加量已經達到或超過豬的最小中毒劑量。大劑量使用銅不但導致環境污染，破壞土壤質地和微生物結構，影響作物產量和養分含量，而且直接影響動物健康和畜產品的食用安全。隨著銅添加的提高，鋅、鐵等元素的添加量也相應增加。近年來，不少企業使用2000mg/kg~3000mg/kg氧化鋅來預防仔豬腹瀉。高鋅、高鐵的使用同樣會產生類似高銅的環境污染和食后中毒后果。
    畜牧業生產中大量使用胂制劑作為動物生長促進劑也可導致環境砷污染，顯著提高土壤含砷量。土壤含砷量高將提高作物含砷量。據劉更另（1994）報道，土壤含砷量每升高1mg/kg，甘薯塊根中砷含量即上升0.28mg/kg[4]。按此計算，不到10年上述土壤所產甘薯的含砷量就會超過國家食品衛生標準。當食入含砷高的食品后，機體吸收的砷與巰基酶結合，使酶失活，導致細胞代謝紊亂，危害人類健康。砷對人的半數致死量為1mg~2.5mg，若每日攝入3mg無機砷經2周~3周即可導致成年人中毒。目前尚未見到因肉品中砷超標而導致人中毒的報道。
    1．2．4激素類生長促進劑的安全問題
    自1990年以來，國內外多次發生因采食含克倫特羅的肉食品而中毒的事件。克倫特羅是一種化學合成的β-興奮劑，其作為飼料添加劑可提高動物瘦肉率，降低脂肪沉積，改善飼料利用率，因而俗稱“瘦肉精”。該物質藥性強，化學性質穩定，難分解，難熔化，在體內的蓄積性強。作為飼料添加劑，在動物組織和畜產品中易殘留。由于其性質穩定，一般烹飪方法不能使其失活。因此，人食用了含克倫特羅殘留的動物食品易出現中毒，表現為頭暈、惡心、嘔吐、血壓升高、心跳加速、體溫升高、寒顫等癥狀。我國從未批準在動物飼料中使用克倫特羅，但在前幾年飼料和養殖企業使用克倫特羅的現象比較普遍，導致多起中毒事件。1999年國家明令禁止使用克倫特羅，但在2000年的普查中發現，仍有部分企業在違法使用。
    早年批準在肉牛和水生動物中使用的性激素類促生長劑（如睪酮、孕酮、雌二醇、玉米赤霉醇等）和甲狀腺類激素（如T3、T4、碘化酪蛋白）因易在畜產品中殘留而危害人類健康，已被各國禁用。在我國也列為違禁藥物，但目前仍可能有少部分企業在違法使用。
    2減少畜牧業環境污染、確保畜產品食用安全的營養管理策略
    畜牧業污染主要來自畜禽糞尿和臭氣排出以及畜產品中有毒有害物質的殘留。它發生在畜牧業生產中，根源卻在飼料。飼料是養殖業的基礎，飼料安全是養殖業能否生產出綠色動物食品的決定性因素[5]。要從根本上減少畜牧生產對環境污染、保障畜產品食用安全，除了制定和完善有關法規外，飼料技術的進步是解決安全問題的核心。我國自1995年有關專家提出生態營養（Ecological nutrition）的概念以來，許多專家學者就如何準確評定畜禽對各種養分的需要量和各類（種）飼料在畜禽中的消化利用率，準確配制畜禽日糧，減少和降低氮、磷及各種有毒有害元素在畜禽糞尿中的排泄，研制開發低毒、低殘留的飼料添加劑等方面進行了探索，從而從源頭上控制畜牧業污染，為消費者提供既營養又安全的畜產品[6]
    2．1通過日糧調控，降低營養物質的排放
    研究表明，在精確估測特定畜禽在不同生理階段、環境、日糧配制類型等條件下的營養需要量和對養分的消化利用率以及準確了解飼料原料組成與生物學特性基礎上，通過日糧營養調控可以降低畜禽排泄物中的氮、磷、銅、鋅、砷的含量，減輕畜牧業對生態環境造成的壓力[7~11]。
    2．1．1降低氮的排放 
    改善和控制畜禽糞尿排泄物中氮的污染，可在充分了解畜禽對飼料能量、蛋白質、必需氨基酸和非必需氨基酸的最適比例與需要水平以及對合成氨基酸的利用效率的情況下，采用生態營養飼料配方新技術。研究表明，按照理想蛋白氨基酸模式，以可消化氨基酸為基礎，添加合成氨基酸，配制成符合畜禽營養需要的平衡日糧，可以在不影響畜禽生產性能的情況下，提高飼料利用率，使日糧中粗蛋白質水平降低2％～3％，氮排出量可減少20％～50％[8~12]。仔雞飼喂氨基酸平衡日糧，蛋白質水平可降低2％～5％[12]。楊勝（1994）報導[11]，90kg體重的豬，飼喂低蛋白水平日糧并添加合成氨基酸，使氮的排出量減少22％或41％。袁建敏（1997）報導，補充賴氨酸使仔豬日糧粗蛋白減少2％，糞尿中氮減少25％[13]。Bridges等（1995）和Carter等（1996）證明[14，15]，給豬飼喂蛋白質水平低4%并添加了合成賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸和蛋氨酸的玉米-豆粕型日糧，氮的排出量減少了30%~40%。Kerr和Easter（1995）報道[16]，將仔豬、生長豬、肥育豬日糧蛋白質水平分別由19％、16％和14％降至15％、12％和11％，如果不補充合成氨基酸，試豬生產性能下降，但如果向日糧中補充能夠滿足試豬氨基酸需要的合成氨基酸，則試豬的生產性能未受影響；日糧粗蛋白質每降低1個百分點，總氮（糞氮和尿氮）排出量降低約8％，排尿量減少11％，還可降低尿氮含量、豬舍中氨氣濃度及釋放速度。這不僅可節省蛋白質資源，而且也是從根本上降低畜禽糞便氮污染的措施。
    日糧中添加酶制劑也可以提高飼料營養物質的利用率，降低氮的排出量。研究報道育成豬飼糧中添加0.2％β－葡聚糖酶，可改善試豬生長，提高飼料轉化率（13％）和氮利用率（12％）[9]。用肉雞的研究也表明，日糧中添加植酸酶，可將日糧粗蛋白質水平降低1個百分點，使氮的排泄量減少10％，而不會對生產性能、胴體品質和氨基酸利用率產生影響。目前，國內在這方面有一些研究，但缺乏系統性，有必要系統研究在我國飼料背景及飼養環境下，利用合成氨基酸、酶制劑等提高飼料利用率，降低營養物質排出量，節約蛋白質飼料的效果。 
    2．1．2降低磷的排放 
    畜禽常用植物性飼料中的磷有60%~80%是以植酸磷形式存在的，由于單胃動物（如豬禽）消化道中缺乏植酸酶，不能利用這些有機磷而將其排出體外，提高飼料中磷的利用率是減少畜牧業生產磷排放量的最有效方法。諸多研究表明，日糧中添加植酸酶，可以提高家禽和豬飼料中植酸磷的利用率，從而可以降低日糧中無機磷的添加量，可使磷的排泄量減少20％～50％[17~19]。Simons（1990）[17]通過肉用仔雞的試驗證明，日糧中添加植酸酶可使磷的利用率顯著提高，特別是低磷飼料中能提高60%，磷的排泄量減少近40%。Cromwell等（1993）[20]在生長豬的豆粕和玉米－豆粕日糧中添加植酸酶進行試驗表明，植酸酶水平為1000U/kg時，豆粕中磷的生物學效價從25%提高到57%，玉米－豆粕中從15%提高到43%，這一水平的植酸酶大約可將1/3的不可利用磷轉變為可利用形式。Denbow(1995) [21]也對肉用仔雞進行試驗，結果表明，當飼料中植酸酶添加量從250U/kg上升到1000U/kg時，植酸磷中磷的釋放量從31%上升到58%，植酸酶能代替日糧中的無機磷。Rodehutscord等（1996）[22]測定了植酸酶對幾種植物飼料中磷消化率的影響，其中大麥、豆粕中磷的消化率分別為45%和31%，添加植酸酶后分別提高到66%和73%；小麥磷消化率變動在61%和71%之間。所有的試驗都表明添加植酸酶能顯著提高磷的利用率，降低糞便中總磷含量。
    荷蘭、丹麥等歐洲國家以及美國的部分洲已經立法，規定在飼料中必須使用植酸酶。然而，我國關于植酸酶在畜禽中的應用尤其是在豬飼料中的應用研究較少。急待加強這方面的研究，以減少磷排放對環境的污染，節約磷源。
    2．1．3降低銅、鋅和砷的排放
    研究與生產實踐已經證實，可以通過改變微量元素添加形式，在不影響或提高生產性能基礎上，降低微量元素在飼料中的添加量，減輕環境污染。近年來推出的氨基酸微量元素添加劑，在消化道內可以溶解，而且由于它是電中性的，可以防止金屬元素被吸附在有礙元素吸收的不溶膠體上，因此，它具有容易吸收，效價高的特點。與無機鹽相比，添加劑量少但可以達到相同的效果，且金屬離子的排出量減少，因此是一種理想的微量元素添加形式。
    研究表明，較低劑量的賴氨酸銅（100mg/kg）和蛋氨酸鋅（250mg/kg）可以起到相當或高于高劑量硫酸銅（250mg/kg）和氧化鋅（2000mg/kg～3000mg/kg）的促生長作用[23]。據報道，用氨基酸螯合鐵替代硫酸亞鐵、蛋氨酸鋅替代硫酸鋅、氨基酸錳替代硫酸錳和蛋氨酸硒替代亞硒酸鈉去喂畜禽，生物效價分別提高25%~85%、115%~150%、165%~180%和45%~90%[1]。從而大大減少礦物元素的用量。不過以往對微量元素螯合物的研究重點都集中在對畜禽生產性能以及螯合物本身的生物利用率方面，今后應對螯合物添加劑在畜禽中使用對動物和環境所造成的影響加以系統研究。
    2．2控制臭氣排放 
    畜禽排泄物的氮與臭味兩者的污染，是密切相關聯的，因為臭味化合物也主要來自飼料中的粗蛋白質。解決臭味應從根本上控制其源頭?減少氮的排泄污染，這是解決臭氣問題的重要手段之一。國外一些研究表明，利用合成氨基酸可降低飼糧粗蛋白質含量、降低氮的排泄量；在日糧中添加可發酵碳水化合物（如β－葡聚糖、纖維素）可降低氨的釋放；一些低聚寡糖（如果寡糖）能改變胃腸道后段揮發性脂肪酸的產生，減少總需氧菌量（大腸桿菌）增加雙歧桿菌，減少排泄物中臭味成分[24，25]。據報道，EM(Effective Microorganisms)菌劑能把促成惡臭的氨、硫化氫、甲基硫醇、三甲胺等當作食餌（基質）分解掉，從而有效地減少有害氣體產生，使臭味減少90%以上。另外在飼料或畜舍墊料中添加各種除臭劑也可減輕畜禽排泄物的臭氣污染。美國科研人員發現生長在美國西部、墨西哥北部的一種絲蘭屬植物可驅除畜禽腸道臭氣，其提取物有特異的固氮能力，將氨和硫化氫固定并合成氨基酸。在每噸飼料中添加100g，即能減少糞尿中40%~50%的氨氣量。一些試驗表明沸石可以減少臭味和氮的揮發[26]。我國這方面研究較少，從長遠發展看，為減少畜牧業生產對周圍空氣的污染，研究提出控制臭氣的飼養技術勢在必行。
    2．3開發應用環保型制劑，減少或消除抗生素等藥物殘留
    為從根本上解決抗生素引起的耐藥性和在畜產品中的殘留問題，國內外學者對有望成為抗生素替代品的益生素、寡聚糖、有機酸等抗菌促生長添加劑進行了大量研究，許多試驗表明它們在提高飼料利用率、促進動物生長、改善生態環境和防治動物疾病等方面均有明顯的效果[8~10]。
    益生素是活的微生物添加劑。它能在腸道中大量繁殖，通過產生抗菌物質，改善腸道微生態環境，調整腸道菌群格局，抑制不利微生物的繁殖。研究表明，斷奶仔豬日糧中添加0.5％濃縮乳酸桿菌，平均日增重和飼料效率分別提高了2.7％和8.8％，干物質和氮的排出量分別降低了12.6％和4.2％。生長豬日糧中添加益生素顯著提高了豬的日增重和飼料轉化率，降低了糞中氨氮和揮發性脂肪酸的含量[27]。還有研究認為仔豬和雛雞日糧中加入益生素可提高其成活率和生長速度，有效防止仔豬腹瀉和仔雞白痢[27~29]。
    寡聚糖能選擇性促進有益菌的增殖，阻止病原菌定植，促進其隨糞便的排泄，刺激動物免疫反應。諸多研究者對寡聚糖在畜禽中的應用效果進行了研究，研究結果表明，仔豬日糧中添加寡聚糖（如果寡糖、甘露寡糖等）可提高仔豬日增重和飼料轉化率、降低糞臭味的產生[24，27]。據報道，一種名為奧奇素（Bio-Mos）的天然甘露寡糖產品，添加到飼料中喂雞，能與大腸桿菌和沙門氏菌等結合，起到與抗生素一樣的抵抗疾病的作用，使雞死亡率下降2.5%，飼料轉化率提高9%[1]。 
    酸化劑作為飼料添加劑應用主要源于其酸化效應。其作用主要表現在降低飼料pH值，抑制病原菌和霉菌生長；降低日糧pH值，使胃內pH值下降，提高酶活性；降低腸道內容物pH值，抑制腸道病原菌生長[30]；促進礦物質的吸收[31]。國內外對酸化劑在畜禽日糧中的應用效果進行了大量研究，多數研究結果認為，酸化劑可促進畜禽生長，提高飼料轉化率，減少腹瀉和其它消化性疾病的發生率[27]。
    環保型制劑（如微生態制劑、寡糖等）可起到防病及促生長作用，因此在一定程度上可減少或停止抗生（菌）素的使用。開發利用環保型制劑為生產無毒、無害、無殘留的綠色畜產品，增強畜產品市場競爭力，開辟潛在的飼料資源以及實現環境和資源的保護等創造了良好的生存空間。
    2．4通過日糧營養調控，改善畜產品品質，延長貨架期 
    研究表明，飼糧中添加高水平維生素E可減少脂類氧化速度和維持屠宰后細胞膜的完整性，而且對一種引起肉產生蒼白、柔軟、滲出性變化的磷酸脂酶A2產生抑制作用，使肉能比較長久地保持新鮮外觀和顏色，降低滴水損失，從而延長貨架期[9，32]。日糧中添加500mg/kg維生素E，可使氟烷基因陽性攜帶豬的豬肉滴水損失下降，并可提高肌肉系水力。維生素E作為天然抗氧化劑可減少脂質氧化，改善肉的顏色和持水力。也有研究認為日糧添加維生素E對肉的pH值無影響，但可通過降低肉中丙二醛含量而延長肉的貨架期[9]。
    維生素C具有抗氧化、緩解屠宰應激等作用，能夠減緩屠宰后肌肉pH值下降速度，減少PSE肉發生率。另外，維生素C能夠提高維生素E的抗氧化活性。研究表明日糧中添加250mg/kg維生素C，可顯著改善肉質，減少PSE肉[9，32]。
    飼料中添加有機礦物質（有機鉻、有機鎂、有機硒及有機鐵、銅、錳、鋅）等能緩解動物應激、增強機體抗氧化能力、減少脂質過氧化、改善肉品質。Mooney等（1995）報道，給生長肥育豬補鉻不但可增加肌肉產量和肌肉率，而且可降低豬的屠宰應激[33]。有機鉻可改變禽產品營養成分，降低膽固醇水平[32,34]。研究認為，屠宰前5d，豬飼糧中添加天冬氨酸鎂（40g/d?頭），可減少屠宰時兒茶酚胺分泌，從而減輕屠宰前應激，提高豬肉質量，減少PSE肉發生率。有機硒能防止PSE肉的形成及延長肉貨架期。有研究報道，要獲得良好的畜禽肉質，除在提供的微量元素（鐵、銅、錳、鋅）數量上有要求外，還建議這些元素應部分（20％以上）以螯合物形式提供[9]。 
    我國在這一領域的研究剛剛起步。加大科研力度，研究提出改善肉質、延長貨架期的飼養技術具有極其重要的現實意義和長遠意義。
    3小結
    總之，如何有效地控制和減少畜牧業對環境的污染已經成為畜牧生產、環境保護、遺傳育種和營養學家們共同關注的問題。從營養角度而言，準確測定畜禽對飼料養分的需要量和飼料中養分的有效含量；利用優質飼料原料按照理想蛋白質模式配制平衡的日糧，通過營養平衡配方技術、消除抗營養因子等生物技術新措施，來降低氮、磷和一些微量元素的排泄量；通過添加代謝調節劑來強化飼料養分的利用率，最大限度地減少需要量與供給量之間的差異；加強對生態營養和環保飼料的開發研究等，均能提高動物對氮、磷、微量元素等養分的利用，減少飼喂量、降低排出量。在具體應用時，應采用系統調控理論來進行優化，生產出優質、高效、低污染的綠色飼料，從根本上保證畜牧養殖業的可持續發展。環保性生產和高產出畜牧生產并不矛盾，只有充分利用現代畜牧科技和高效飼料（添加劑）才能將二者有機地結合起來[35]。但由于養分利用率的影響因素繁多，因此應用營養管理策略減少養分排出量、減少環境污染、確保畜產品食用安全的研究還任重道遠。

    主 要 參 考 文 獻
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