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摘要：通過對(duì)動(dòng)物糞便加工或減少糞便中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排泄，可以減少養(yǎng)豬生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。本文探討了減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在環(huán)境中排泄的一般方法和減少氮，磷以及微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排泄的具體方法。 過去的50年，美國(guó)的養(yǎng)豬業(yè)發(fā)生了巨大的變化。養(yǎng)豬朝著集約化，工廠化發(fā)展。集約化養(yǎng)豬集中在國(guó)家的某些地區(qū)。這些豬群產(chǎn)生的大量糞便以及糞便中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了當(dāng)?shù)氐耐寥滥軐⑵溆米鞣柿系哪芰�。因此，如何利用這些動(dòng)物排泄物便成為集約化養(yǎng)豬的一大難題。通常，一頭育肥豬平均一天產(chǎn)生的廢物約為1.2加侖(不包括沖洗用水和水浪費(fèi))。一年排泄的總氮量達(dá)21磅，磷達(dá)15磅。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大部分是生長(zhǎng)肥育豬產(chǎn)生的。
通過對(duì)動(dòng)物糞便加工處理或減少糞便中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排泄量，可以減少養(yǎng)豬生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在消化代謝過程中100%利用，不能利用的部分排出體外。動(dòng)物采食的日糧，大約只有20-50％的氮和20-60％的磷沉積到機(jī)體。由此可見，通過營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的手段降低養(yǎng)分排泄量大有可為。本文探討了降低養(yǎng)分排泄的一般方法和降低氮磷和礦物質(zhì)排泄的具體措施。
降低養(yǎng)分排泄的一般方法：
飼料利用率：通過提高飼料利用率的方法降低養(yǎng)分排泄是最合符邏輯的。如果提高飼料利用率0.1%(飼料/重比從3.0下降到2.9)，養(yǎng)分排泄量可下降3.3%(假設(shè)生長(zhǎng)速度和養(yǎng)分沉積相同)。coffy(1996)報(bào)道，由于遺傳技術(shù)和營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的發(fā)展，生長(zhǎng)肥育豬(50-250磅)的飼料利用率已從20年前的4.0下降到現(xiàn)在的2.85。
瘦肉組織比脂肪組織的沉積更有效。因此，使豬沉積瘦肉，可以提高飼料利用率。如果從豬出生到上市全期使用上面提到的方法，提高飼料利用率，可以計(jì)算出營(yíng)養(yǎng)的排泄量至少降低35％。35％也許過高的估價(jià)了飼料利用率在環(huán)境污染的上的作用，因?yàn)槿诘娜占Z營(yíng)養(yǎng)濃度是不同的。
制粒技術(shù)也可以提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低養(yǎng)分排泄。Wordra(1995)報(bào)道，飼料制粒后，干物質(zhì)和氮排泄分別降低23％和22％，飼料利用率提高6.6％。Hancock等人綜合8個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)為制�？梢蕴岣哓i日增重6％，飼料轉(zhuǎn)化率改善6－7％�！�
飼料浪費(fèi)：有效的飼養(yǎng)管理能減少浪費(fèi)，提高飼料利用率。料槽是飼料浪費(fèi)的主要原因。Ilinois大學(xué)的Ian Tayor和Stan Curtis用11種形式的料槽飼喂50－125磅的豬，通過收集稱量掉在地板上和漏過地板的飼料量，計(jì)算出飼料浪費(fèi)為2.1-7.7%。美國(guó)對(duì)飼料浪費(fèi)的估價(jià)為4％(2－12％)，英國(guó)為6％(1.5-20%)，丹麥為3－5％。飼料浪費(fèi)每減少2％，一頭豬達(dá)到上市體重時(shí)可節(jié)約84美分(飼料效率以3.0計(jì)算，飼料成本為7美分/磅)。而且，糞中氮，磷排泄降低3％(以氮，磷在體內(nèi)的存留率35％計(jì)算)。設(shè)計(jì)飼槽的一般原則為：飼槽底部50％為飼料覆蓋，另外50％空閑。
精確滿足營(yíng)養(yǎng)需要：隨動(dòng)物體重增加，維持需要減少，沉積內(nèi)容改變(脂肪沉積增加，瘦肉組織沉積減少)，而且采食量增加，因而日糧所需營(yíng)養(yǎng)濃度逐步降低。階段飼養(yǎng)可以滿足動(dòng)物不同生長(zhǎng)階段的不同營(yíng)養(yǎng)需要。避免出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)過剩或不足。Van der Peet-Schwering等(1996)報(bào)道多階段飼養(yǎng)，尿氮可降低14.7%。氨氣排出量降低16.8%。多階段飼養(yǎng)是相對(duì)于二階段飼養(yǎng)而言的，它將含蛋白較高的日糧和蛋白較低的日糧按不同比例混合。以周為單位調(diào)整，隨日齡增加，減少高蛋白日糧的比例。Koch(1990)從理論上計(jì)算，如果將生長(zhǎng)肥育階段的每一個(gè)飼槽增加到兩個(gè)，氮磷的排泄量將減少13％。Lenis(1998)估價(jià)的值為氮排泄減少6％。階段飼養(yǎng)可降低飼料費(fèi)用，減少氮排泄。Koehler在《Pork98》(1998年5月)上發(fā)表的關(guān)于階段飼養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。上表中玉米價(jià)格為＄2.24/bul.豆粕為＄24每噸。(含蛋白44％)。同時(shí)假設(shè)所有生長(zhǎng)階段的豬生產(chǎn)性能一致。公母分開飼喂可以更好更精確的滿足營(yíng)養(yǎng)需要，降低養(yǎng)分排泄和成本。
飼料加工工藝：
確切知道飼料原料的營(yíng)養(yǎng)含量及其消化利用率，提高飼料加工工藝的精確度，可減少過剩養(yǎng)分的排泄和避免營(yíng)養(yǎng)缺乏癥。Spear(1996)分析了16個(gè)母豬料樣品和17個(gè)肥育豬飼料樣(見表4)，樣品由北Carolina飼料檢測(cè)中心采樣，分析(僅有一個(gè)樣來自農(nóng)場(chǎng))。結(jié)果表明，樣品之間的礦物質(zhì)含量差別非常明顯，而且超過NRC推薦的標(biāo)準(zhǔn)。這種差別部分歸結(jié)于不同營(yíng)養(yǎng)學(xué)家對(duì)營(yíng)養(yǎng)需要量估價(jià)的差異，一部分由于人們對(duì)原料養(yǎng)分含量缺乏認(rèn)識(shí)和飼料混合不均勻。為了彌補(bǔ)不同原料營(yíng)養(yǎng)含量的不同以及加工過程中精確度不足，人們?cè)谂浞綍r(shí)，往往超量添加一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這樣雖然可避免營(yíng)養(yǎng)缺乏，但同時(shí)容易造成營(yíng)養(yǎng)過量，過量的營(yíng)養(yǎng)排出體外，造成環(huán)境污染。同時(shí)增加飼料成本。
減少排泄的方法：
從上文可知，食入氮在豬體存留率非常低，氮在體內(nèi)代謝過程見圖1（略）。氮以蛋白和氨基酸的形式進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，在胃中首先經(jīng)鹽酸和胃蛋白酶的消化，進(jìn)入小腸后被胰蛋白酶和糜蛋白酶消化分解。酶本身也是一種蛋白，因而也在糞中沉積。內(nèi)源糞氮還包括小腸分泌物和腸道脫落細(xì)胞。部分內(nèi)源分泌物可以重吸收，大約25％直接進(jìn)入大腸。(Souffrant等1993).
飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)列出的氨基酸消化率一般為氨基酸回腸末端消化率，它是回腸末端的氨基酸與食入的氨基酸之比，考慮了內(nèi)源氮損失。選用氨基酸消化率較高的日糧可降低糞氮含量(圖1),據(jù)FEFAN(1992)估價(jià)，選用消化率高的日糧可減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排泄5％。飼料成本，儲(chǔ)存費(fèi)用和質(zhì)量控制方面都有益無弊。
降低日糧蛋白含量：
蛋白質(zhì)經(jīng)動(dòng)物消化后，以氨基酸的形式吸收，然后用于機(jī)體沉積肌肉或發(fā)揮其它生理功能。英國(guó)ARC(1981)首先試圖解釋理想蛋白的概念。隨后理想蛋白在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。理想蛋白即所有氨基酸組成比例與動(dòng)物用于維持和瘦肉沉積所需比例相符合。從概念可知，理想蛋白的各種氨基酸平衡，而且在糞氮的排泄量最小。理想蛋白以賴氨酸為100，計(jì)算其它氨基酸的配比。一旦賴氨酸的需要量確定，其它各種氨基酸的需要量便可以很方便快速的算出。需要指出的是不同種類的動(dòng)物，同種動(dòng)物的不同生理階段，氨基酸需要不同，理想蛋白模式也不同。
Baker(1996)給出了不同體重的豬的氨基酸理想模式。Fuller等(1989)研究了用于維持和生長(zhǎng)需要的氨基酸模式。 因?yàn)殡S著蛋白的添加維持組分有所提高.相應(yīng)的氨基酸模式也隨著體重的增加而發(fā)生改變。與此相同，在NRC（1998）的新標(biāo)準(zhǔn)中豬的氨基酸需要量也以維持和生長(zhǎng)為基礎(chǔ)來計(jì)算。Chung和Baker（1991）極端的運(yùn)用這種概念，飼喂體重為20磅左右的豬，無論用玉米-豆粕-乳清粉日糧或是純化日糧：以玉米淀粉，乳糖和 蔗糖為碳水化合物來源，以理想比例添加單種氨基酸并且以之為唯一的氮源，結(jié)果都證明在低氮日糧的情況下表現(xiàn)都差不多。純化日糧的14日日均增重為1.1磅。然而，氮的排泄卻大相徑庭，玉米-豆粕-乳清粉日糧組的氮排泄量占44%（糞和尿中），而純化日糧組為32%。因此使用理想蛋白模式可有效的降低排泄氮中超過30%的部分，然而在實(shí)踐情況中，最低成本日糧配方只能降低日糧中一小部分的蛋白含量。圖2 列出減少玉米-豆粕日糧粗蛋白后與之相關(guān)的價(jià)錢。
這些計(jì)算值是用不添加合成氨基酸、粗蛋白含量為16%的日糧推算出來的（含有0.82%的總賴氨酸）。根據(jù)表5列出的比例設(shè)置最小的氨基酸量。盡管只列出了每噸飼料中賴氨酸的添加量，其他的氨基酸（蘇氨酸、蛋氨酸、色氨酸）也需要包括在內(nèi)以維持適當(dāng)?shù)陌被崮Ｊ�。這些應(yīng)用于粗蛋白含量為14.5%的日糧中造成每噸飼料的耗費(fèi)上升。在這個(gè)例子中排泄氮量下降沒有顯示出價(jià)值，但以后可能會(huì)成為一個(gè)越來越重要的因素。
以氨基酸而不是以蛋白為基礎(chǔ)配置日糧可以有效的降低豬日糧中的氮含量。以這個(gè)例子中的價(jià)格來計(jì)算，日糧中的氮含量可以降低0.16%（1%的粗蛋白）而日糧費(fèi)用不會(huì)上升。Kerr（1995）從28個(gè)試驗(yàn)中推斷出每降低1%的粗蛋白，氮排泄降低8.4%。除了降低氮的排泄量，低蛋白日糧還可以影響空氣中的氨氣含量和氣味。Latimer（1993）報(bào)道說飼喂低蛋白飼料后空氣中的氮含量降低了15%。
生長(zhǎng)豬和肥育豬的日糧蛋白水平分別降低1.6%（從17.8-16.2%）和1.9%（從15.4-13.5%）可使氮排泄量降低16%。從這項(xiàng)研究平均來看，每降低1%的粗蛋白可以降低氮排泄量的9%和氨氣排出量的8.6%。
Hobbs等（1990）觀察到以低蛋白日糧飼喂可以減少臭味的混合物。以高蛋白日糧（生長(zhǎng)豬20.8%，育肥豬18.9%）和低蛋白日糧（生長(zhǎng)豬16.1%，育肥豬13.8%）來比較可以看出在生長(zhǎng)期低蛋白組的臭味混合物降低了1/2以上。在育肥階段臭味混合物降低了9/10以上。由于公眾對(duì)養(yǎng)豬業(yè)臭味的覺察非常重要，因此這一領(lǐng)域的研究還要繼續(xù)進(jìn)行。
減少排泄物的方法
動(dòng)物體內(nèi)絕大多數(shù)的磷在骨頭中；然而磷還在動(dòng)物的許多代謝功能中起著重要作用。谷物和植物蛋白源所提供的飼料中含有大量的磷，然而這些磷大部分與植酸結(jié)合，植酸磷不能被動(dòng)物利用。植物性磷源的生物學(xué)效價(jià)只有14-50%（NRC，1998），因?yàn)榇蟛糠种菜崃锥急慌懦鲶w外，因此以有效磷為基礎(chǔ)配置日糧或者選擇有效磷含量較高的原料可以降低磷的排出。
Cromwell（1990）計(jì)算不同組分的日糧的總磷和有效磷（日糧配制為含有0.5%的總磷））。玉米-豆粕型日糧的有效磷含量為0.23%，這一含量被定為需要量（NRC，1998）。當(dāng)用小麥為原料時(shí)有效磷含量超過需要量。在這種情況下，由于有效磷供給超過需求，因而磷的排出量增加。
從O’Quinn等人（1997）的研究外推，日糧中每降低0.05%的有效磷，磷排泄量降低8%。無論使用雙低菜籽粕還是以小麥次粉配制日糧，有效磷的計(jì)算值都要低于需要量。這個(gè)例子表明，用有效磷為基礎(chǔ)配制日糧可以有效的減少磷的不足與過量。但目前還需要不同階段豬對(duì)有效磷的準(zhǔn)確需要量。
使用植酸酶可以有效的提高對(duì)植物磷源的消化率。植酸酶是一種可以擊斷植酸分子、釋放磷的酶，使磷可以被豬有效利用。Kornegay（1996）估計(jì)使用200-1000個(gè)單位的植酸酶可以減少糞中磷排出量的25-50%。他計(jì)算出對(duì)于生長(zhǎng)肥育豬（體重40-240磅，消耗飼料700磅）磷的排出量從不加植酸磷的0.32磅減少到加植酸磷的0.25磅（以NRC推薦的0.45%的磷水平來飼喂）。
從一些有關(guān)植酸酶添加的文章摘要來看（Hoppe和Schwartz，1993 被Koregay引用，1996），432U/kg相當(dāng)于0.1%的磷。一般情況下500U/kg的植酸酶相當(dāng)于0.1%的植酸，由此可以計(jì)算出植酸磷的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。植酸酶的價(jià)格為1.36美元/磅，植酸酶添加劑含有600U植酸酶/克；磷酸二氫鈣（18.5%的磷酸）的價(jià)格為345美元/噸，其他原料的價(jià)格也都差不多。
這一計(jì)算值完全以最低飼料成本配方為基礎(chǔ)，并且沒有考慮由于添加植酸酶而使磷的消化率提高從而降低了磷的排泄所產(chǎn)生的價(jià)值。
減少微量元素的排出
不同階段豬對(duì)于微量元素鋅和銅的排泄量。鋅和銅的存留量估計(jì)為20%，但以鋅和銅的促生長(zhǎng)水平飼喂豬其存留為5%（NRC，1998）。
通過減少保育仔豬鋅銅飼喂量而降低其排泄量的方法非常重要。但還需要進(jìn)一步了解這些微量元素的促生長(zhǎng)作用以及降低仔豬飼料中高含量水平的經(jīng)濟(jì)性。
進(jìn)一步降低微量元素用量至工業(yè)化飼喂水平以下會(huì)顯著影響礦物質(zhì)的排泄量。Creech等人（1998）把銅、鋅、鐵、錳的用量從25、150、180和60ppm降至仔豬的15、100、100、40ppm和生長(zhǎng)肥育豬的5、25、25、10ppm，在保育階段和育肥階段沒有看到對(duì)生長(zhǎng)有任何影響。然而糞便中鋅和銅的濃度降低了50%。日糧中長(zhǎng)期減少礦物質(zhì)對(duì)于繁殖性能的影響正在評(píng)價(jià)之中。
通過對(duì)動(dòng)物糞便加工處理或減少糞便中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的排泄量，可以減少養(yǎng)豬生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在消化代謝過程中100%利用，不能利用的部分排出體外。動(dòng)物采食的日糧，大約只有20-50％的氮和20-60％的磷沉積到機(jī)體。由此可見，通過營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的手段降低養(yǎng)分排泄量大有可為。本文探討了降低養(yǎng)分排泄的一般方法和降低氮磷和礦物質(zhì)排泄的具體措施。
降低養(yǎng)分排泄的一般方法：
飼料利用率：通過提高飼料利用率的方法降低養(yǎng)分排泄是最合符邏輯的。如果提高飼料利用率0.1%(飼料/重比從3.0下降到2.9)，養(yǎng)分排泄量可下降3.3%(假設(shè)生長(zhǎng)速度和養(yǎng)分沉積相同)。coffy(1996)報(bào)道，由于遺傳技術(shù)和營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的發(fā)展，生長(zhǎng)肥育豬(50-250磅)的飼料利用率已從20年前的4.0下降到現(xiàn)在的2.85。
瘦肉組織比脂肪組織的沉積更有效。因此，使豬沉積瘦肉，可以提高飼料利用率。如果從豬出生到上市全期使用上面提到的方法，提高飼料利用率，可以計(jì)算出營(yíng)養(yǎng)的排泄量至少降低35％。35％也許過高的估價(jià)了飼料利用率在環(huán)境污染的上的作用，因?yàn)槿诘娜占Z營(yíng)養(yǎng)濃度是不同的。
制粒技術(shù)也可以提高飼料轉(zhuǎn)化率，降低養(yǎng)分排泄。Wordra(1995)報(bào)道，飼料制粒后，干物質(zhì)和氮排泄分別降低23％和22％，飼料利用率提高6.6％。Hancock等人綜合8個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)為制�？梢蕴岣哓i日增重6％，飼料轉(zhuǎn)化率改善6－7％�！�
飼料浪費(fèi)：有效的飼養(yǎng)管理能減少浪費(fèi)，提高飼料利用率。料槽是飼料浪費(fèi)的主要原因。Ilinois大學(xué)的Ian Tayor和Stan Curtis用11種形式的料槽飼喂50－125磅的豬，通過收集稱量掉在地板上和漏過地板的飼料量，計(jì)算出飼料浪費(fèi)為2.1-7.7%。美國(guó)對(duì)飼料浪費(fèi)的估價(jià)為4％(2－12％)，英國(guó)為6％(1.5-20%)，丹麥為3－5％。飼料浪費(fèi)每減少2％，一頭豬達(dá)到上市體重時(shí)可節(jié)約84美分(飼料效率以3.0計(jì)算，飼料成本為7美分/磅)。而且，糞中氮，磷排泄降低3％(以氮，磷在體內(nèi)的存留率35％計(jì)算)。設(shè)計(jì)飼槽的一般原則為：飼槽底部50％為飼料覆蓋，另外50％空閑。
精確滿足營(yíng)養(yǎng)需要：隨動(dòng)物體重增加，維持需要減少，沉積內(nèi)容改變(脂肪沉積增加，瘦肉組織沉積減少)，而且采食量增加，因而日糧所需營(yíng)養(yǎng)濃度逐步降低。階段飼養(yǎng)可以滿足動(dòng)物不同生長(zhǎng)階段的不同營(yíng)養(yǎng)需要。避免出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)過剩或不足。Van der Peet-Schwering等(1996)報(bào)道多階段飼養(yǎng)，尿氮可降低14.7%。氨氣排出量降低16.8%。多階段飼養(yǎng)是相對(duì)于二階段飼養(yǎng)而言的，它將含蛋白較高的日糧和蛋白較低的日糧按不同比例混合。以周為單位調(diào)整，隨日齡增加，減少高蛋白日糧的比例。Koch(1990)從理論上計(jì)算，如果將生長(zhǎng)肥育階段的每一個(gè)飼槽增加到兩個(gè)，氮磷的排泄量將減少13％。Lenis(1998)估價(jià)的值為氮排泄減少6％。階段飼養(yǎng)可降低飼料費(fèi)用，減少氮排泄。Koehler在《Pork98》(1998年5月)上發(fā)表的關(guān)于階段飼養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。上表中玉米價(jià)格為＄2.24/bul.豆粕為＄24每噸。(含蛋白44％)。同時(shí)假設(shè)所有生長(zhǎng)階段的豬生產(chǎn)性能一致。公母分開飼喂可以更好更精確的滿足營(yíng)養(yǎng)需要，降低養(yǎng)分排泄和成本。
飼料加工工藝：
確切知道飼料原料的營(yíng)養(yǎng)含量及其消化利用率，提高飼料加工工藝的精確度，可減少過剩養(yǎng)分的排泄和避免營(yíng)養(yǎng)缺乏癥。Spear(1996)分析了16個(gè)母豬料樣品和17個(gè)肥育豬飼料樣(見表4)，樣品由北Carolina飼料檢測(cè)中心采樣，分析(僅有一個(gè)樣來自農(nóng)場(chǎng))。結(jié)果表明，樣品之間的礦物質(zhì)含量差別非常明顯，而且超過NRC推薦的標(biāo)準(zhǔn)。這種差別部分歸結(jié)于不同營(yíng)養(yǎng)學(xué)家對(duì)營(yíng)養(yǎng)需要量估價(jià)的差異，一部分由于人們對(duì)原料養(yǎng)分含量缺乏認(rèn)識(shí)和飼料混合不均勻。為了彌補(bǔ)不同原料營(yíng)養(yǎng)含量的不同以及加工過程中精確度不足，人們?cè)谂浞綍r(shí)，往往超量添加一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這樣雖然可避免營(yíng)養(yǎng)缺乏，但同時(shí)容易造成營(yíng)養(yǎng)過量，過量的營(yíng)養(yǎng)排出體外，造成環(huán)境污染。同時(shí)增加飼料成本。
減少排泄的方法：
從上文可知，食入氮在豬體存留率非常低，氮在體內(nèi)代謝過程見圖1（略）。氮以蛋白和氨基酸的形式進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，在胃中首先經(jīng)鹽酸和胃蛋白酶的消化，進(jìn)入小腸后被胰蛋白酶和糜蛋白酶消化分解。酶本身也是一種蛋白，因而也在糞中沉積。內(nèi)源糞氮還包括小腸分泌物和腸道脫落細(xì)胞。部分內(nèi)源分泌物可以重吸收，大約25％直接進(jìn)入大腸。(Souffrant等1993).
飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)列出的氨基酸消化率一般為氨基酸回腸末端消化率，它是回腸末端的氨基酸與食入的氨基酸之比，考慮了內(nèi)源氮損失。選用氨基酸消化率較高的日糧可降低糞氮含量(圖1),據(jù)FEFAN(1992)估價(jià)，選用消化率高的日糧可減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排泄5％。飼料成本，儲(chǔ)存費(fèi)用和質(zhì)量控制方面都有益無弊。
降低日糧蛋白含量：
蛋白質(zhì)經(jīng)動(dòng)物消化后，以氨基酸的形式吸收，然后用于機(jī)體沉積肌肉或發(fā)揮其它生理功能。英國(guó)ARC(1981)首先試圖解釋理想蛋白的概念。隨后理想蛋白在世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。理想蛋白即所有氨基酸組成比例與動(dòng)物用于維持和瘦肉沉積所需比例相符合。從概念可知，理想蛋白的各種氨基酸平衡，而且在糞氮的排泄量最小。理想蛋白以賴氨酸為100，計(jì)算其它氨基酸的配比。一旦賴氨酸的需要量確定，其它各種氨基酸的需要量便可以很方便快速的算出。需要指出的是不同種類的動(dòng)物，同種動(dòng)物的不同生理階段，氨基酸需要不同，理想蛋白模式也不同。
Baker(1996)給出了不同體重的豬的氨基酸理想模式。Fuller等(1989)研究了用于維持和生長(zhǎng)需要的氨基酸模式。 因?yàn)殡S著蛋白的添加維持組分有所提高.相應(yīng)的氨基酸模式也隨著體重的增加而發(fā)生改變。與此相同，在NRC（1998）的新標(biāo)準(zhǔn)中豬的氨基酸需要量也以維持和生長(zhǎng)為基礎(chǔ)來計(jì)算。Chung和Baker（1991）極端的運(yùn)用這種概念，飼喂體重為20磅左右的豬，無論用玉米-豆粕-乳清粉日糧或是純化日糧：以玉米淀粉，乳糖和 蔗糖為碳水化合物來源，以理想比例添加單種氨基酸并且以之為唯一的氮源，結(jié)果都證明在低氮日糧的情況下表現(xiàn)都差不多。純化日糧的14日日均增重為1.1磅。然而，氮的排泄卻大相徑庭，玉米-豆粕-乳清粉日糧組的氮排泄量占44%（糞和尿中），而純化日糧組為32%。因此使用理想蛋白模式可有效的降低排泄氮中超過30%的部分，然而在實(shí)踐情況中，最低成本日糧配方只能降低日糧中一小部分的蛋白含量。圖2 列出減少玉米-豆粕日糧粗蛋白后與之相關(guān)的價(jià)錢。
這些計(jì)算值是用不添加合成氨基酸、粗蛋白含量為16%的日糧推算出來的（含有0.82%的總賴氨酸）。根據(jù)表5列出的比例設(shè)置最小的氨基酸量。盡管只列出了每噸飼料中賴氨酸的添加量，其他的氨基酸（蘇氨酸、蛋氨酸、色氨酸）也需要包括在內(nèi)以維持適當(dāng)?shù)陌被崮Ｊ�。這些應(yīng)用于粗蛋白含量為14.5%的日糧中造成每噸飼料的耗費(fèi)上升。在這個(gè)例子中排泄氮量下降沒有顯示出價(jià)值，但以后可能會(huì)成為一個(gè)越來越重要的因素。
以氨基酸而不是以蛋白為基礎(chǔ)配置日糧可以有效的降低豬日糧中的氮含量。以這個(gè)例子中的價(jià)格來計(jì)算，日糧中的氮含量可以降低0.16%（1%的粗蛋白）而日糧費(fèi)用不會(huì)上升。Kerr（1995）從28個(gè)試驗(yàn)中推斷出每降低1%的粗蛋白，氮排泄降低8.4%。除了降低氮的排泄量，低蛋白日糧還可以影響空氣中的氨氣含量和氣味。Latimer（1993）報(bào)道說飼喂低蛋白飼料后空氣中的氮含量降低了15%。
生長(zhǎng)豬和肥育豬的日糧蛋白水平分別降低1.6%（從17.8-16.2%）和1.9%（從15.4-13.5%）可使氮排泄量降低16%。從這項(xiàng)研究平均來看，每降低1%的粗蛋白可以降低氮排泄量的9%和氨氣排出量的8.6%。
Hobbs等（1990）觀察到以低蛋白日糧飼喂可以減少臭味的混合物。以高蛋白日糧（生長(zhǎng)豬20.8%，育肥豬18.9%）和低蛋白日糧（生長(zhǎng)豬16.1%，育肥豬13.8%）來比較可以看出在生長(zhǎng)期低蛋白組的臭味混合物降低了1/2以上。在育肥階段臭味混合物降低了9/10以上。由于公眾對(duì)養(yǎng)豬業(yè)臭味的覺察非常重要，因此這一領(lǐng)域的研究還要繼續(xù)進(jìn)行。
減少排泄物的方法
動(dòng)物體內(nèi)絕大多數(shù)的磷在骨頭中；然而磷還在動(dòng)物的許多代謝功能中起著重要作用。谷物和植物蛋白源所提供的飼料中含有大量的磷，然而這些磷大部分與植酸結(jié)合，植酸磷不能被動(dòng)物利用。植物性磷源的生物學(xué)效價(jià)只有14-50%（NRC，1998），因?yàn)榇蟛糠种菜崃锥急慌懦鲶w外，因此以有效磷為基礎(chǔ)配置日糧或者選擇有效磷含量較高的原料可以降低磷的排出。
Cromwell（1990）計(jì)算不同組分的日糧的總磷和有效磷（日糧配制為含有0.5%的總磷））。玉米-豆粕型日糧的有效磷含量為0.23%，這一含量被定為需要量（NRC，1998）。當(dāng)用小麥為原料時(shí)有效磷含量超過需要量。在這種情況下，由于有效磷供給超過需求，因而磷的排出量增加。
從O’Quinn等人（1997）的研究外推，日糧中每降低0.05%的有效磷，磷排泄量降低8%。無論使用雙低菜籽粕還是以小麥次粉配制日糧，有效磷的計(jì)算值都要低于需要量。這個(gè)例子表明，用有效磷為基礎(chǔ)配制日糧可以有效的減少磷的不足與過量。但目前還需要不同階段豬對(duì)有效磷的準(zhǔn)確需要量。
使用植酸酶可以有效的提高對(duì)植物磷源的消化率。植酸酶是一種可以擊斷植酸分子、釋放磷的酶，使磷可以被豬有效利用。Kornegay（1996）估計(jì)使用200-1000個(gè)單位的植酸酶可以減少糞中磷排出量的25-50%。他計(jì)算出對(duì)于生長(zhǎng)肥育豬（體重40-240磅，消耗飼料700磅）磷的排出量從不加植酸磷的0.32磅減少到加植酸磷的0.25磅（以NRC推薦的0.45%的磷水平來飼喂）。
從一些有關(guān)植酸酶添加的文章摘要來看（Hoppe和Schwartz，1993 被Koregay引用，1996），432U/kg相當(dāng)于0.1%的磷。一般情況下500U/kg的植酸酶相當(dāng)于0.1%的植酸，由此可以計(jì)算出植酸磷的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。植酸酶的價(jià)格為1.36美元/磅，植酸酶添加劑含有600U植酸酶/克；磷酸二氫鈣（18.5%的磷酸）的價(jià)格為345美元/噸，其他原料的價(jià)格也都差不多。
這一計(jì)算值完全以最低飼料成本配方為基礎(chǔ)，并且沒有考慮由于添加植酸酶而使磷的消化率提高從而降低了磷的排泄所產(chǎn)生的價(jià)值。
減少微量元素的排出
不同階段豬對(duì)于微量元素鋅和銅的排泄量。鋅和銅的存留量估計(jì)為20%，但以鋅和銅的促生長(zhǎng)水平飼喂豬其存留為5%（NRC，1998）。
通過減少保育仔豬鋅銅飼喂量而降低其排泄量的方法非常重要。但還需要進(jìn)一步了解這些微量元素的促生長(zhǎng)作用以及降低仔豬飼料中高含量水平的經(jīng)濟(jì)性。
進(jìn)一步降低微量元素用量至工業(yè)化飼喂水平以下會(huì)顯著影響礦物質(zhì)的排泄量。Creech等人（1998）把銅、鋅、鐵、錳的用量從25、150、180和60ppm降至仔豬的15、100、100、40ppm和生長(zhǎng)肥育豬的5、25、25、10ppm，在保育階段和育肥階段沒有看到對(duì)生長(zhǎng)有任何影響。然而糞便中鋅和銅的濃度降低了50%。日糧中長(zhǎng)期減少礦物質(zhì)對(duì)于繁殖性能的影響正在評(píng)價(jià)之中。
