佘 磊,吳根義,羅 琳,陳 敏,林毅青,劉永豐
(1.湖南農業大學資源環境學院,湖南 長沙410128;2.輝瑞國際貿易有限公司,上海200050)
畜禽養殖專業化與規?;酗曫B方式,有利于提高飼養技術、防疫能力和管理水平,但也造成糞尿過度集中和沖洗水大量增加,給生態環境帶來極大壓力[1]。相關數據顯示,一個規模化養殖場未經處理的污染物排放量不亞于一個中型工業企業的排污量,一頭豬產生的廢水相當于7個人產生的生活廢水?!笆濉逼陂g,考慮到環境質量特征、階段重點、現有基礎和技術經濟等因素,在繼續推進COD污染減排工作的同時,NH3-N也納入了全國主要水污染物排放約束性控制指標。農村“豬—沼—果/林”能源生態型沼氣綜合利用模式,是當前治理規?;i養殖污染,優化農村能源結構,改善農業生態環境,發展循環效益農業的最有效途徑和主要治理模式[2],但這一模式往往存在不完全利用和不達標排放的潛在危害。而達標排放的工程治理模式又存在一次性投資較大和運行成本過高的問題,這與養殖行業自身存在的利潤波動性和風險性間形成了突出矛盾。
異普克(Improvac)是一種公豬異味控制疫苗,可通過2次免疫注射替代傳統的手術去勢來達到控制公豬異味的目的,同時發揮公豬巨大的生產優勢來獲得更大利益。相關試驗研究表明,使用異普克免疫疫苗的公豬可提高飼料轉化率,減少出欄時間,更為關鍵的是與手術去勢的公豬相比,使用異普克免疫疫苗可降低公豬排泄物中COD、NH3-N的含量,減排效果明顯[3-5]。通過不同規模、地域對比試驗,研究了使用異普克免疫疫苗對公豬養殖中COD、NH3-N產生系數的影響。
供試材料為1周內出生的公豬,全部選用三元杜長大豬作為待試品種。
1.2.1 試驗設計 選取海南省文昌市、湖南省長沙市、黑龍江省牡丹江市三地同時開展試驗,綜合比較異普克免疫疫苗在我國不同地域范圍內使用對COD、NH3-N的減排效果。在同一試驗地區,試驗過程中將同一母豬產下的健康、體重均勻的公豬隨機平均分配到兩組(A組和B組)。為保證試驗的可對比性,選用相同品種豬待試,使用同一飼料公司飼料,按養殖階段分為教槽料、保育料、育肥1號料和育肥2號料4種。試驗分為小試和大試2個階段,小試養殖量每組10頭、大試養殖量每組50頭左右,同階段試驗兩組數量保持一致,分別采取免疫去勢(A組)和人工去勢(B組)處理,免疫去勢組于第13周齡和第20周齡注射異普克免疫疫苗[6],人工去勢組在出生后7~10 d內接受閹割去勢手術。從斷奶分欄開始至全部生豬平均重量達到100 kg結束,養殖周期界限各試驗基地有一定差異。
1.2.2 樣品收集 從試驗開始起,每天2次(早上8∶00,下午18∶00)對各組欄舍糞便進行清掃收集,綜合這2次的糞便,稱重;對各組欄舍尿液和沖洗水收集、測量體積,尿液和沖洗水的收集測量時間為每天上午8∶00。每2 d對糞、尿和沖洗水進行采樣分析,同時采集2個樣品(一用一備),糞樣每份重約500 g,尿樣每份約500 mL。

表1 樣品分析測定方法
1.2.3 測定指標及測定方法 對糞便和尿液(沖洗水)分別測定COD和NH3-N,分析測試方法如表1。
1.2.4 單位產生系數 單位產生系數是指單只生豬在生長周期內每增重1 kg所產生的污染物量。公式如下:

式中:Eij為生豬在i地區第j種污染物的產生系數,單位為g/kg·頭;QFi為生豬在i地區的糞便產生量,單位為kg/d·頭;CFij為生豬在i地區第j種污染物糞便中的濃度,單位為g/kg;QHi為生豬在i地區的尿液產生量,單位為L/d·頭;CHij為生豬在i地區第j種污染物尿液中的濃度,單位為g/L;Mi為生豬在i地區生長周期內平均增重量,單位為kg;n為生豬從保育到出欄階段的養殖天數,單位為d。
2.1.1 異普克對生豬COD、NH3-N日平均產生系數的影響 如表2所示,不同地域、不同氣候導致不同試驗基地生豬COD、NH3-N日平均產生系數有一定差別,但免疫組均低于人工去勢組。綜合各試驗區域的數據,得出日平均產生系數的平均值,其中免疫組的COD、NH3-N分別為232.75、12.44 g/d·頭,比人工去勢組分別低5.84、0.95 g/d·頭。

表2 異普克對生豬COD、NH3-N日平均產生系數的影響 (g/d·頭)
2.1.2 異普克對生豬平均增重COD、NH3-N產生系數的影響 如表3所示,免疫組增重產生系數要低于人工去勢組。綜合各地區及大、小試的試驗數據,得出免疫組COD、NH3-N增重產生系數分別為384.98、20.58 g/kg·頭,比人工去勢組分別降低了3.82%與8.49%。

表3 異普克對生豬生長增重平均產生系數的影響(g/kg·頭)
將湖南小試試驗、海南小試試驗和湖南大試試驗、黑龍江大試試驗產生的COD、NH3-N單位增重產生系數進行t檢驗來探討養殖污染物產生量是否受養殖規模的影響。結果如表4所示,免疫組和人工去勢組小試試驗對應于大試試驗中COD及NH3-N污染物的數值差異不顯著。異普克免疫疫苗在小試及大試試驗過程中產生的污染物指標COD及NH3-N均沒有顯著變化,都能達到預期的減量效果,異普克免疫疫苗對COD、NH3-N減量的效果并不受養殖規模的影響。

表4 COD、NH3-N單位增重產生系數平均值 (g/kg·頭)
樣本典型性分析結果顯示,小試試驗與大試試驗對污染物的產生量并無顯著影響。為比較免疫組與人工去勢組在污染物產量上有無顯著性差異,選取海南小試試驗、湖南小試試驗、湖南大試試驗和黑龍江大試試驗A組與其相對應B組COD、NH3-N單位增重產生系數進行t檢驗。結果表明,免疫組COD和NH3-N的產生量為385.37 g/kg·頭和20.62 g/kg·頭,比人工去勢組COD和NH3-N的產生量397.13 g/kg·頭和22.30 g/kg·頭分別低11.76 g/kg·頭與1.68 g/kg·頭。相對于人工去勢,注射異普克免疫疫苗的公豬能顯著降低COD和NH3-N等污染物的產生量,且差異達顯著水平。這也說明,異普克免疫疫苗的使用能有效降低養殖過程中的產污量。
生豬養殖廢棄物中大量的COD、NH3-N是造成環境污染的主要因素,“十二五”期間COD和NH3-N被共同納入全國主要水污染物排放約束性控制指標。為探索異普克免疫疫苗對公豬養殖中COD、NH3-N產生系數的影響,選取海南、湖南和黑龍江3個省份,做了5批對比試驗,結果表明:異普克免疫疫苗的使用具有普適性,養殖地域氣候及其養殖規模對其影響不大;公豬養殖增重COD、NH3-N產生系數因養殖方式的不同而有所差異;相對于傳統手術去勢的養殖模式,異普克免疫疫苗的使用能顯著減少養殖廢棄物中COD、NH3-N的含量。
[1]鄧良偉.規模化畜禽養殖廢水處理技術現狀探析[J].中國生態農業學報,2006,14(2):23-26.
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