1 畜牧业对生态环境的污染
1.1 粪尿、污水对环境的污染
在养殖生产中，1头(只)家畜就是1个污染源，1个养殖场就是一个环境污染物的生产场。据测定，1头猪日排粪尿6kg(是人类的5倍)，年排泄量2.5t。以全国养猪4.85亿头计，则日排粪量为291万t，年排粪量10.62亿t。1个万头猪场日排粪约60t，年排粪2.19万t。1只鸡日排粪量为0.10kg，则年排粪36kg。以全国养鸡38.04亿只计，日排粪3.8亿kg，年排粪约1.39亿t。1个百万只鸡的工厂化养鸡场，每天产粪约100t，年产鸡粪3.6万t。粪尿使养殖场的周围恶臭熏天、蚊蝇孳生、细菌繁殖、疫病传播，严重影响了周围居民的生活工作和身体健康。
养殖场的污水排放量一般为其排粪量的0.5～1倍，其中以奶牛场的排放量为最高，约为其排粪量的2～3倍。据调查，养殖1头牛产生并排放的废水超过22个人生活产生的废水，而养殖1头猪产生的污染水相当于7个人生活产生的废水。如果养猪场采取冲水清除粪污，1头猪日污水排放量为30kg，1个万头猪场年排污水109.5万t。全国饲养猪4.85亿头，年排污水即为53.22亿t。养鸡场的污水排放量与排粪等量计算，年排污水为1.39亿t。污水不经处理，含有大量的病原微生物，直接排向河流，将严重污染下游地区水源，引起水体的富营养化。
1.2 恶臭对环境的污染
粪便的臭味是指粪便中含有的或在贮存过程中释放出来的挥发性成分。据Neill和Phillips（1992）报道，畜牧场散发出的恶臭，其臭味化合物有168种，这些化合物可以分成4类：挥发性脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、3-甲基丁酸、戊酸)；酚类物质(苯酚、4-甲基苯酚、4-乙基苯酚)；吲哚类物质(吲哚、粪臭素)和硫化物。厌氧贮存过程中会产生大量的硫化物，在发酵时会产生其它成分，如氨气、二氧化硫、二氧化氮、胺及氨基酸衍生物。氨与硫化氢都容易挥发，对眼、呼吸道黏膜产生刺激，严重时造成组织细胞缺氧，家畜长期接触会造成抵抗力下降，易发生疾病，生产性能降低。如果空气中氨和硫化氢含量过高还会影响周围的人的健康。
1.3 氮、磷对环境的污染
氮污染主要来源于饲料中粗蛋白的降解。据测定，1头猪从断奶体重到100kg屠宰体重为止,共消耗氮8～9kg，其中能被吸收而沉积的氮不足3kg，其余5～6kg氮均被排出体外。一部分的氮挥发到大气中增加了大气中的氮含量，严重时构成酸雨，危害农作物，其余大部分则被氧化成硝酸盐渗入地下水或地表水流入江河，使水中的硝酸盐含量超出允许范围(50mg/L),从而造成广泛的污染。
磷是动物生长发育所必需的矿物质，参与体内许多生化反应，但磷在畜禽体内的利用率不高，摄入的磷有一半以上排出体外，造成地下水或土壤的污染。过量磷刺激藻类和其它水生植物大量生长，溶解氧耗尽，植物根系腐烂，鱼虾死亡，在水底层进行厌氧分解，产生H2S、NH
3、硫醇等恶臭物质，使水域成为死水，这种现象称为水体的“富营养化”。富营养化水中含有大量不适于人类利用的藻类和水草，以及由于这些生物分解所释放的有毒物质和水体缺氧，从而降低了水质，限制了渔业、娱乐业、工业和饮食业的发展，严重情况下还可引起人类中毒。
1.4 铜、锌、砷对环境的污染
铜和锌在粪中的排泄量占总排泄量的95%以上，只有微量从尿中排泄，所以猪粪中铜和锌含量较高。给断奶仔猪饲喂含锌2500～3000mg/kg的日粮，其中大约90%～95%的锌被排出。虽然这种高锌日粮仅饲喂几周，但排出锌的总量会达到或超过生长肥育阶段饲喂含锌100mg/kg日粮所排出锌的总量。而用铜和锌浓度高的猪粪堆肥，不仅还田困难而且处理也有困难，并且妨碍堆肥作为整体在土壤中的顺利还原，阻碍可持续农业的发展。 砷是动物的必需元素。砷对畜禽具有促生长，提高饲料利用率的作用。但砷又是剧毒元素，砷的毒性表现在与酶系统中的巯基结合而使其失去活性；砷还破坏VD，参与三羧循环，导致VB1缺乏，引起神经炎症。据张子仪测算，1个万头猪场按美国FDA允许使用的砷制剂剂量推算，若连续使用含砷加药饲料，5～8年之后将可能向猪场周边排放近1t砷，16年后土壤中砷含量则可翻一番，同时地下水中的砷含量也将相应地升高。
2 降低污染的营养学措施
2.1 饲料原料的选择与日粮配制
2.1.1 选用优质饲料原料
生产高品质饲料的关键之一是确保原料的质量。使用优质原料，可减少饲料用量，降低采食量，减少排泄量。合理地选用蛋白质饲料、科学配制动物日粮，对于提高饲料利用率，降低环境污染具有重要的实际价值。蛋白质饲料的生物学效价(利用率)取决于其中的蛋白质价值、能量价值和抗营养因子。
2.1.2 增加饲料中非淀粉多糖（NSP）含量
增加饲粮中非淀粉多糖（NSP）含量可减少尿氮排泄量，增加粪氮排泄量（Bakker，1996；Canh等，1997a）。由于尿氮转化为氨的速度明显高于粪氮，因而增加饲粮中淀粉多糖将有利于减少氨的产生与散发量。Kreuzer和Machmmuller（1993）报道，在猪饲粮中添加10%～22%的NSP，可使尿氮排泄量减少35%～39%，粪氮排泄量增加20%～28%；饲粮中每额外增加1%的NSP，则气体形式氮损失减少0.6%。当日粮中非淀粉多糖由15%上升为49%时，氨的排放量从35.8%减少到6.4%。
2.1.3 尽可能准确测定畜禽营养需要和饲料营养价值
营养物质过量是导致粪尿排出比例增多的直接原因之一，所有减少营养物质排出措施成功与否，取决于对该种动物的营养物质的需要量的精确估测和对饲料组成及生物利用率的准确了解。测定需要量时，选择的动物要有代表性，基础日粮、饲养水平及环境条件尽量与生产实际相符合。饲料原料的养分含量有一定的变异性，配制日粮时，最好以实测值为准，可以免去或降低安全量的添加。只有应用准确的饲料组分和养分利用率以及更确切的动物营养需要量，配制的日粮才能更加准确地符合动物不同生产阶段和目的的营养需要，也才能有效地减少养分的过量供给，并降低养分的排泄量。
2.1.4 以理想蛋白模式和可消化氨基酸为基础配制日粮
随着动物营养中对蛋白质、氨基酸研究的不断深入，畜禽日粮配制逐步由“粗蛋白”向“总氨基酸-可消化利用氨基酸－理想蛋白质氨基酸模式”过渡，在不影响畜禽生产性能的前提下，满足低蛋白条件下的氨基酸平衡，避免日粮蛋白质的安全边际量过大而造成的浪费，既节约了蛋白质资源又降低了氮的排泄。人们越来越认识到用可消化氨基酸评价饲料营养价值的必要性。近年的研究发现，猪饲料蛋白质的营养价值应由回肠可消化氨基酸含量而不是粪便可消化氨基酸含量决定，因为大肠微生物降解氨基酸生成的胺或氨很快经尿排出，不对猪体提供任何营养。由于不同饲料同一氨基酸的回肠表观消化率不同，理想蛋白质和动物氨基酸需要量都应在回肠可消化氨基酸的基础上表达，回肠可消化氨基酸含量最接近饲料中真正被机体利用的氨基酸量。按理想蛋白质模式配制的玉米-豆粕型日粮，不仅蛋白质水平可降低2～3个百分点，而且可降低生长猪的氮排泄量40%（Tuitoek，1997）。
2.1.5 添加合成氨基酸
提高氨基酸平衡的简单方法是采用合成氨基酸替代日粮中的蛋白质，以满足猪对氨基酸的需要，减少粪中氮的排出量。如果日粮配制得当，应该至少可以达到典型玉米－豆粕型日粮同样的生产性能。目前，猪日粮中广泛应用合成赖氨酸，其它合成的氨基酸也将逐步得到应用。Han等（1995）在仔猪玉米－豆粕型日粮中添加0.1%、0.2%和0.4%的L－赖氨酸，把粗蛋白水平从18%降到16%，并未影响仔猪平均日增重和饲料转化效率，并使干物质排泄量分别下降16.67%、22.15%、16.30%，氮排泄量分别降低10.63%、17.71%、14.00%，磷的排泄量分别降低了14.69%、20.90%、15.82%。Hobbs等（1996）还发现，通过向生长与肥育猪饲粮中添加合成氨基酸而使其中蛋白水平分别从21%降至14%与从19%降至13%时，不仅可减少氮的排泄量及氨的散发量，而且还降低堆放粪尿中其它臭味化合物的浓度。Cho等（1995）在0～3周和4～6周龄雏鸡的玉米-豆饼型日粮中分别添加0.1%的赖氨酸，同时粗蛋白水平降低3个百分点，不仅肉鸡的增重和饲料利用率有所改善，而且干物质、氮的排泄量分别降低7.84%～9.69%和22.9%～23.73%。
2.1.6 改变饲粮组分降低排泄物的pH 由于氨的散发受粪尿中pH值的影响（在其它条件相同时，pH值越低，氨散发量越少），因而可通过改变饲粮组分以降低猪粪尿的pH值，从而减少氨的散发量。以苯甲酸钙代替生长肥育猪饲粮中的碳酸钙，可使每头猪每年散发氨量减至1.22kg（Den Brok等，1997）。Mroz等（1996）与Canh等（1998a）均报道，以硫酸钙、氯化钙或苯甲酸钙分别代替生长肥育猪饲粮中的碳酸钙时，堆放粪尿中氨的散发量分别减少33%、30%与50%。Mroz等（1998）向母猪饲粮中分别添加
2、4与8g/kg的苯甲酸钙，结果使猪尿的pH值从7.7减至5.5，氨散发量减至53%。
2.2 环保型饲料添加剂的应用
2.2.1 酶制剂
在饲料中添加酶制剂，可补充内源性消化酶的不足，破坏饲料中的抗营养因子或毒物，促进营养物质的消化和吸收，改善饲料利用率，从而减少畜禽粪便中营养物质的排泄量。韩继福(1996)报道，在9～21日龄仔鸡日粮中添加酶制剂，可降低粪便排泄量13.25%～17.24%。据Williams 和Kelly（1994）报道，日粮中添加酶制剂（纤维素酶）可使厩肥中的氮、磷分别减少5%和25%～30%。另有研究表明，日粮中添加植酸酶使植物原料中磷的利用率提高至50%～80%，粪中排磷量减少25%～50%，料肉比下降10%以上，同时还提高钙、镁、铜、锌的吸收率和沉积率。
2.2.2 微生态制剂
微生态制剂是一种新型活菌制剂，进入肠道内促进畜禽体内微生态平衡发生变化，增加肠道有益菌群的数量，防止肠道微生态失调，明显提高机体对各种营养物质的吸收，提高饲料利用率。张彬等（1997）将微生态制剂添加到仔猪日粮中，仔猪日增重提高了8.6%，饲料转化率提高了4.5%，干物质和氮的排泄量分别降低了11.4%和15%；Noh等报道，断奶仔猪日粮中添加0.5%浓缩乳酸杆菌，干物质和氮的排出量分别降低12.6%和4.2%。使用微生态制剂，还可使排出的粪便加速腐熟无恶臭产生。日、美、欧洲等国家研究发现，枯草芽孢杆菌在大肠中产生氨基酸氧化酶及硫化物分解酶，将产生臭气的吲哚类化合物完全氧化，将硫化氢氧化成无臭无毒的物质。双歧杆菌和嗜酸乳杆菌可抑制肠道腐败物质的产生。
2.2.3 微量元素螯合物
微量元素添加剂已成为畜牧生产中不可缺少的一部分。无机盐的效价一般都较低，而且人们不断追求某些元素在高剂量时特殊的生理作用。所以许多元素的添加量远远超过了动物的正常需要量，如高铜、高铁、高锌等的添加，未被吸收的部分排出体外，又造成金属离子污染，使水源、土壤中的某些金属离子严重超标。近年来推出第三代微量元素添加剂——氨基酸微量元素螯合物，该物质在消化道内仍可溶，电中性可以防止金属元素被吸附在有碍元素吸收的不溶解胶体上，而且这些螯合物近于金属酶、金属激活酶和一些激素的天然形态，故易吸收，效价高。与无机盐相比，添加的剂量少但可以达到相同的效果，且金属离子的排出量也减少(李福昌，1997；汪世新，1997)。吴新民报道，在每千克仔猪日粮中添加50mg酪蛋白铜的促生长效果和每千克添加240mg硫酸铜的促生长效果基本一致。 2.2.4 非营养性添加剂
有研究表明，膨润土可与粪尿中氨结合，从而减少氨的散发量。Barrington等（1995）报道在生长猪日粮中加入5%的沸石，能提高猪的生长性能，并使氨气的排放量下降21%。Canh等（1996b）报道，生长猪饲粮中添加2%的海泡石，可使粪尿中氨散发量减少6%～7%。Headon等报道，在畜禽饲料中使用丝兰属植物（Yucca Shidigera）提取物或将该提取物施用于垫草、粪坑或化粪池中，可极为有效地减少粪便中氨的散发。他们发现，在饲料中添加一定量的丝兰属提取物后，猪场中氨的浓度从40mg/kg降至3mg/kg，而且还可提高猪的采食量和饲料利用率。Theophilou也证明该提取物可降低猪舍中氨的浓度。这种提取物有两个活性成分：一个与氨结合，另一个与硫化氢、吲哚等有害气体结合，起到控制恶臭的作用。同时与肠内微生物有协同效应，有利于营养物质的吸收，抑制尿酵素的分解，使氨的含量降低40%～60%。
2.2.5 其它添加剂
最近研究发现，VD的多种同分异构体可以降低粪中磷含量。VD的同分异构体主要是通过提高小肠中植酸酶含量来降低粪中磷含量。最常用的VD的同分异构体有：α－羟基VD3，1，25－二羟基VD3，25－羟基VD3。
中草药添加剂含有多种营养成分和生物活性物质，兼备营养和药物两种功能。中草药对畜禽生长的促进作用主要依赖于其所含的生物活性物质，如薄荷中含有30多种抗菌活性物质。亚里士多德大学（1990）报道，在猪饲料中添加250g/t和500g/t含5%精油的薄荷，日增重和饲料转化率分别提高6.5%～10.0%和12%～17%，并且还可降低粪便中氮的排出量。
2.3 饲养方式
2.3.1 阶段饲养
动物对营养物质的需要量随其年龄和生理状况而改变，因此，在生产中应根据此区别采取特定的饲养方法。阶段性饲养能最大限度地满足动物不同条件下的实际营养需要量，从而有利于提高饲料的利用率，减少营养物质尤其是氮、磷的流失。有人将54～104kg的育肥猪分成54～70、70～90、90～104kg 3个阶段饲养，证明生产性能优于单阶段饲养，干物质、氮、磷排出量分别降低12.2%、12.4%和4.1%。Everts等（1994）研究表明在妊娠与泌乳期间采用二阶段饲养可以降低磷的排出量20%。
2.3.2 公母分饲
不同性别猪的营养需要是不同的，将公猪、阉公猪、母猪分开饲养可以针对它们不同的营养需要进行日粮配制，以减少饲料浪费和污染。肉鸡生产追求生长效率，由于公鸡与母鸡的生长速率有相当的差异，营养的需求也就不同，实施公母分养，给予不同营养的饲粮，可以大大提高饲料营养的利用率。
3 结语
21世纪是一个崇尚绿色、注重环保的时代，一切生活与生产活动都将在环保的前提下进行，解决畜牧业污染问题也是保护生态环境的一项重要内容。在解决畜牧业对环境污染这个问题上应坚持“预防为主，防重于治”的原则，力求运用生态学原理，利用营养调控的方法从根本上消除污染源，实现畜牧业的高效、稳定、持续、健康发展。
