低污染飼料之開發研究：由營養觀點探討

如何降低豬排氮量減少環境之污染

一、前言

        養豬事業自1990年代以來，由於環境意識之提高及有關管制污染之法令愈趨周延，打破1960年代養豬事業漫無限制，並使1973年代石油危機後，導致蛋白質飼料原料價格飛漲，著重蛋白質經濟有效之局面，更形惡化。顯示自前企業化圈飼養豬已遭到更多之挑戰與限制。一般而論，豬排泄物包括固形物總量、有機物、氮、磷、銅及臭味等項目。其中高濃度的氮量，污染土壤、空氣和水，有造成水優氧化與增加酸雨化之不良效應。舒解之道涉及育種、營養、獸醫、經營及其他諸多方面之考慮。本文以營養觀點，探討豬隻如何於維持原飼養成績下，有效減少豬隻之排出物氮量。

二、改進飼料利用率，提高豬隻生產性能

        研究指出生長肥育豬，飼料效率每改進1％，排泄物氮量約減少3％(圖1)。顯示較低的飼料與蛋白質攝食量，顯著影響排出物氮量。晚近多年來選拔高生產瘦肉型豬隻之結果，反應出蛋白質蓄積量增加、豬隻增重與飼料效率的能量費用減少與排出物氮量有稍為下降之趨勢。這方面公豬比閹公豬亦有如是之反應。

        圖2顯示母豬生產力增進後，每頭母豬的平均飼料費用減少。導致每年每頭母豬較低的排泄物氮量，間接亦有助於降低豬隻飼養頭數，減少排泄物總量。環境溫度亦為左右飼料效率的重要因子。一般肥育豬於條狀飼養條件下，溫度介於24~25℃範圍有較好的飼料效率。而於20~25℃範圍間，每增加1℃可節省1~2kg／100kg體重之飼料。因此5℃的溫度差，約可減少排出物氮量約3％。這效應在更惡劣之環境下，效果更大。

三、飼料中有效性胺基酸平衡與添加合成胺基酸，降低飼料中之粗蛋白質合量

        以代謝觀點而言，最有效減少排泄物氮量的方法，是增進飼料胺基酸平衡後，減少蛋白質用量。一般而言，傳統飼料配方為滿足飼料最限制胺基酸之需要，需要調高飼料蛋白質用量，間接增加了豬隻的排泄物氮量(表1)。目前添加合成離胺酸，以減少飼料蛋白質用量已實用化。以生長肥育豬飼料而言，添加合成離胺酸約0.1％，約可減少蛋白質用量1~1.5％，而降低2％之蛋白質用量會減少約25％的排泄物氮量。採用以有效性胺基酸平衡模式，配製含理想蛋白質飼料，更可增進飼料胺基酸平衡。進一步減少蛋白質用量與排泄物氮量。圖3顯示飼料經胺基酸平衡後，蛋白質用量由17％減少到14％，於維持相同之飼養成績，可減少尿中氮排出量18％。依Wang和Fuller(1990)報告以有效性胺基酸為基礎，平衡飼料中10種限制胺基酸成分(％)，最佳組合為離胺酸100，色胺酸18.5，羥丁胺酸66，白胺酸110，纈胺酸75，苯丙胺酸＋酪胺酸120，異白胺酸60，含硫胺酸60，組胺酸38。

表1. 穀物添加合成胺基酸對飼養成績與排泄物氮量之影響

Vun Essen，(1989)

四、選擇消化率較高的飼料原料來調配適合各

品系豬隻生長與繁殖所需之營養又平衡的日糧

        探討飼料原料對豬隻消化作用率與其營養價值之研究，可瞭解各飼料原料真正的胺基酸消化率，並以此評估與滿足豬隻適當的生長與繁殖效率所需之營養需要量。同時以隻日攝食量與蓄積量的差，預測氮排出量，可使排泄物氮量減至最低。由於豬隻供餵適當的理想蛋白質量已證實可獲得最大的增重、飼料效率與較佳的收益，並有助於降低豬糞中的殘餘氮量，減少污染。因此選擇消化率較高的飼料原料發展有效性胺基酸為基礎之平衡飼料，進而進立豬群之有效性胺基酸營養需要量，是一個重要的研究發展方向。但豬群的需要量受遺傳(品系、性別)、營養(飼料攝食量、組成)，環境(社會、生理、氣候)、健康與管理等許多因素所影響。許多資料顯示不同遺傳型，胺基酸之需要量與飼料攝食量有很大的差異。目前台灣豬隻生產大都採自動給飼系統飼養，需要規劃和建立台糖品牌豬群，並依遺傳特性配製適當之飼料，以落實各品牌豬之最適宜有效性胺基酸需要量與提昇豬隻飼料配方技術。吳等(1990-1993)報告指出台糖藍瑞斯仔豬於飼料可消化能量約為3,380kg／kg下，10~20kg獲得最佳的隻日增重為0.458kg，飼料效率為1.70，而其所需之理想蛋白質攝食量依序為136與151g／天。而杜洛克仔豬10~20kg獲得最佳的隻日增重為0.430kg，飼料效率為1.622，其所需的理想蛋白質攝食量依序為129與130g／天。至於生長豬之結果資料顯示杜洛克生長豬25~60kg之飼養期獲得最佳的隻日增重為0.739kg，飼料效率為2.364，而其所需的理想蛋白質攝食量依序為319與300g／天。由於過多之蛋白質用量不僅造成污染，並不利隻日增重與飼料效率之生長性能。明確之品系營養需要量，在規劃配方，降低污染，有積極之意義。此可作為今後配製飼料配方和飼養管理之參考。

五、飼料中能量與蛋白質的適當平衡

        一般而言良好遺傳型之豬隻，增加能量與胺基酸攝食量對瘦肉蓄積有一個較大的反應。當飼料中能量不足，縱使胺基酸量足且平衡，將因無足夠能量以應豬隻胺基酸合成瘦肉所需，導致部分胺基酸經去胺作用充當能源，增加尿素與其他氮化合物之生成。因此適當的胺基酸與能量平衡比例，亦為減少排泄氮量考慮項目之一。

六、飼料添加劑(物)的有效使用

        添加飼料添加物之目的可歸納為：(一)促進生長，提高飼料效率。(二)提高仔畜育成率。(三)增加飼料適口性。增進飼料攝食量。(四)維持良好的飼料品質。(五)預防與治療疾病發生(抑制或控制潛伏性感染或非特異性疾病)。這些效果都有減少糞便總量與氮量之效果。豬隻飼料常用的飼料添加劑包括：

        (一)抗菌劑：

        一般綜合各項試驗結果，顯示添加抗生素約可促進禽畜5~20％之增重，與5~15％之飼料效率，而且至目前添加仍然有效。這方面仔豬之飼養效果較優於成豬，而且衛生條件較差者與適當用量時有較好的飼養成績(參見吳孟謙著飼料添加劑之理論與實際)。

        (二)乳酸菌群)：

        1. 一般仔豬大部分偏向正反應，而生長肥育豬趨向於無或負效應。吳等報告指出仔豬飼料添加Streptococcus faecinm M-74(SF M-74)之飼養成績比對照組有較優之趨勢，但差異不顯著，而生長肥育豬無添加之必要。至於SF M-74與歐羅肥─250兩者合併使用具有協同作用。

        2. 生菌劑具減少微生物數量或減低微生物代謝對豬隻之特殊干擾作用，可以增加腸之鹼性磷酸酵素量，促進微絨毛外膜之生成。對營養分之吸收、飼養成績之改善具改善之效果。

        (三)酵素類：        

        飼料添加酵素類有助於增加豬隻的營養利用率，Higberg et al(1983)報告仔豬飼料添加酵素，隻日增重增加8.33％，飼料效率改善8.43％。Collier和Hardy(1986)報告3-7週齡添加綜合酵素改進隻日增重12％，飼料效率改善19％。吳等(1978)仔豬飼料添加得力綜合酵素之結果，隻日增重增加3.5％，飼料效率改善0.33％。

        (四)生長促進劑(Somatotrophin與B-Agonists)又叫生長素、體激素、重分配劑或體促素，由腦下腺前葉分泌，可(1)促進細胞合成蛋白質，增加精肉堆積，(2)提高脂肪代謝率，增加脂肪分解，使體內所有能生長的組織顯著生長。而獲得以下的正面效果：(1)隻日增重(促進4~19％)。(2)飼料效率(改善3~30％)。(3)腰眼面積(增加13~23％)。(4)屠體肥肉量(減少14~55％)。(5)屠體瘦肉率(增加(0~35％)。本產品因顯著提高飼料蛋白質與胺基酸的利用率，刺激肌肉生長與蛋白質之蓄積。於作為飼料穀物與大豆粉之替代物時，有助於減少糞便氮的排出物(3~5％)。

七、飼料原料之加工處理

        飼料原料之加工處理，可減少抗營養因子對蛋白質及胺基酸消化率之影響，於增進生長性能下，減少排泄物氮總量(表2)。蛋白質處理之應用，某些例子顯示可增加仔豬腸胃之表面消化率，達到改進飼料蛋白質源消化率的目的。Leibholz, 1981報告水解奶粉和大豆蛋白，供餵7~35日齡仔豬，比未處理者具較多的氮吸收率。以木瓜蛋白酵素處理之魚粉蛋白質可增進10日齡離乳仔豬之消化率達40％，這方面可能有助於減少下痢發生和生長率之下降，減少排泄物氮量。

表2. 飼料原料處理後對豬隻飼養成績之影響

(1)Aubel，1954；Aumaitre，1976；吳氏，1992；Lawrence，1973.

(2)＋表示增進；NE表示無影響。

八、良好之飼養管理，降低豬隻疾病與下痢，減少飼料浪費

        健康或活力較好的豬隻，配合良好的飼養管理，豬隻生長快速，提高飼料效率。有助於縮短上市日齡與減少母豬飼養頭數，減少豬隻排泄氮量(表3)。

表3. 健康異常狀況對仔豬或肉豬飼養成績之影響

九、儘量配合生長階段飼養

        營養需要量隨生長階段之改變而改變，唯飼料管理與豬隻生產者，因經濟與方便之理由，諸如減少飼料儲存設備等，總是希望儘量減少飼料配方之種類。唯簡單化之飼料管理，於減少生長階段之劃分後，生長肥育豬之肥育期或母豬之哺乳期，不可避免的有過多蛋白質之不良結果發生。生長肥育期全期供餵粗蛋白質17％，比生長期與肥育分別供餵17％與15％，肥育期的氮排出物增加10％。至於分別供餵17％與13％時，肥育期的氮排出物則增加18％。換句話說以生長階之飼養方式排泄物氮量生長期與肥育期可分別減少約10％與18％。若以粗蛋白質17％使用於懷孕泌乳期，和懷孕期與泌乳期分別供餵粗蛋白質含量為12％與17％之飼料，排泄物氮量於懷孕期約增加48％，整個繁殖週期約增加34％。為了以生長階段作有效性之飼養管理，避免過多的排泄物氮量，豬隻品系的飼養體重間隔，亦即適當的換料適期應被考慮。尤其現在瘦肉型的豬群，已有重新考慮之必要。以台糖豬群保育飼料轉生長飼料之適期採56日齡的飼養模式。目前由吳等(1993)報告指出杜洛克保育豬轉生長豬的換料適期約為39~53kg。而藍瑞斯約為38~49kg，反應出兩種仔豬體重至少可繼續延長飼養至約38kg或相當於仔豬13週齡之趨勢。顯示至38kg尚需維持原水準的理想蛋白質需要量，以滿足其生長所需。一般而言，保育期結束體重每增加0.5kg，肉豬上市日齡約可減少3天。這方面可帶動豬隻上市日齡之縮短，減少排泄物總量。

十、豬排泄物廢棄物飼料化再利用

        豬總排泄物氮量糞約佔33％，尿佔67％。報告指出糞氮中之22％，相當於總排泄氮量之7.3％，係以胺基酸氮的形態存在，其餘78％，相當於總排泄氮量之25.7％為非胺基酸氮，包括尿酸氮、膘呤氮、馬尿酸氮、肌酸氮、肌酸鹽氮、尿囊素氮等。至於豬尿液中之75％的含氮物質，相當於總排泄氮量之50％係以尿素的形態存在。

        一般而言，尿素與非胺基酸氮豬的再利用價值甚低，這方面反芻動物有較好之利用效果。而胺基酸氮，主要包括一些未消化飼料、代謝性產物與細菌，可作為單胃與反芻動物再利用之用。但為避免排泄物飼料化多次循環利用後，消化率下降之弊端，糞尿飼料化以前，有加以微生物、化學與物理處理之必要。吳等與Harmon et al指出活性污泥法處理後所產生的氧化溝混合液，又稱活性污泥絮凝物，主成分為好氣性細菌、原生動物、藻類所形成之生物複合體。可回收多量的胺基酸與多種微量礦物質(表4、表5)。飼養試驗Hermon et al指出含12％蛋白質的玉米、大豆粉飼料和氧化溝液以1：2之混合比例供餵肥豬，比同飼料添加水之效果，有較佳的隻日增重與飼料效率。顯示探討糞尿中氮量之處理加工、轉換與利用，有消除或減輕排泄物之污染與提供新營養資源之裨益，唯飼料化豬隻之衛生保健亦應多方探討。

表4. 氧化溝混合液(活性污泥絮凝物)之營養組成

1. 活性污泥絮凝物含水率達99％，沉澱冷凍乾燥後為黑竭色不具臭味之固體。

2. 吳孟謙，1974未發表資料，銅資料僅供目前參考。

表5. 氧化溝混合液之胺基酸營養組成(乾物質之百分比)

資料來源：Harmon，1972。

十一、結論

        以營養與飼養方面著手研究降低豬排泄物氮量，處於社會責任與環保公義日益受重視之際，不僅是可行的，亦是必需探討的重要課題。本文謹以改進飼料效率、配製含有有效性胺基酸之理想蛋白質飼料配方、飼料添加劑、加工處理、糞尿飼料化與配合生長階段之飼養模式來闡述。相信尚有許多積極可行之方式有待我們進一步之開發與探討，同時將排泄氮量，擴充到所有需處理的排泄物，包括磷、銅、臭味等污染源上，以達到養豬最低污染之目標。

飼料營養雜誌(p.7~18)─吳孟謙．九三年第九期