随着养猪业的不断发展，猪场运营过程中所造成的环境污染也越来越受到社会的关注。而氮、磷是生猪养殖过程中产生的排泄物中的主要污染源^[1]。氮的过量排放主要是由于猪对饲料中的蛋白质消化利用率较低引起的，原因主要有：1)饲粮中有些原料蛋白质的氨基酸序列或者三维结构对消化降解有抵抗作用^[2]；2)饲粮中氨基酸不平衡导致动物氮利用率降低以及大量尿氮排出^[3]；3)饲粮中其他物质含量不适宜导致蛋白质消化率降低，如饲粮粗纤维含量较高时^[4]。植物性饲料中普遍存在抗营养因子植酸，使得大部分磷都以不易被动物消化吸收的植酸磷的形式存在，动物消化率低是造成磷过量排放主要原因。为了保证猪能消化吸收足够的磷，实际生产中在饲粮中补充了大量的磷酸氢钙^[5]，进一步导致了猪排泄物中磷的过量排放。饲粮中不能消化的氮、磷随粪便排放到环境中，容易造成水体富营养化等环境问题。目前，有不少研究利用降低生长猪饲粮氮、磷含量的方式来达到降低猪粪中氮、磷排放量的目的^[6-8]。但单纯以降低饲粮中氮、磷含量的方式来降低猪生产过程中的氮、磷排放，往往会对猪的健康生长造成一定的负面影响^[9]。

有研究表明，饲粮中添加外源酶，不但可以通过消除抗营养因子来提高饲粮的利用率^[10-12]，还可以通过促进内源酶分泌^[13-17]、改善肠道内环境^[18-22]显著提高动物体对饲粮中营养成分的消化率。研究显示植酸酶可以有效水解植物中的植酸，使植物性饲料中的磷被有效地释放出来，以便动物机体吸收利用，不仅提高了饲料原料中磷的利用率，而且减轻了养殖业对环境的污染^{[11, 20, 22]}。然而，目前有关猪饲粮中添加外源酶的研究主要是在各组饲粮均为较高氮、磷含量下添加外源酶，往往未见显著提高氮、磷消化吸收或减排的效果^[23-24]。减少养殖过程中的氮、磷排放，本试验通过比较饲喂添加复合酶的低氮和/或低磷饲粮和不添加复合酶的基础饲粮的生长猪之间生长性能、养分消化率和血清生化指标的差异，研究通过添加复合酶提高饲粮氮、磷利用效率的可行性，为低氮低磷饲粮在养猪生产中的应用提供科学依据。

1 材料与方法 1.1 试验动物、分组与饲养管理

动物试验在浙江省某牧场进行。选择平均体重为(36.0±4.8) kg的杜长大生长猪96头，采用随机分组原则分为4组，分别为对照组(饲喂不添加复合酶的正常饲粮)、低氮组(粗蛋白质含量较对照组饲粮降低约10%，并添加0.01%复合酶)、低磷组(磷含量较对照组饲粮降低约20%，同时钙含量降低约16%，并添加0.01%复合酶)和低氮低磷组(粗蛋白质含量较对照组饲粮降低约10%，磷含量降低约20%，同时钙含量降低约16%，并添加0.01%复合酶)，每组3个重复(栏)，每个重复8头。各组试验饲粮均以颗粒料形式进行饲喂，试验期为37 d。

复合酶由某生物科技有限公司提供，由木聚糖酶(≥37 000 U/g)、蛋白酶(≥2 500 U/g)、β-甘露聚糖酶(≥2 000 U/g)、β-葡聚糖酶(≥1 000 U/g)、淀粉酶(≥150 U/g)、植酸酶(≥10 000 U/g)组成。参照NRC(2012)猪营养需要标准并结合生产实践配制试验饲粮，其组成及营养水平见表 1。

试验期间猪自由采食、饮水，按常规程序进行驱虫免疫。参照猪场的常规饲养管理规程，严格按照试验要求进行管理。

1.2 样品采集与指标测定 1.2.1 生长性能

在试验开始和结束当天的09:00对试验猪进行空腹称重(以头为单位)，计算平均日增重(ADG)。以栏为单位记录饲粮消耗量，计算每只猪的平均日采食量(ADFI)。根据平均日增重和平均日采食量计算料重比(F/G)。

1.2.2 养分消化率

本试验中用酸不溶性灰分(AIA)作为内源指示剂测定生长猪的养分消化率。采集饲粮样品用于营养成分含量的测定。在试验第35天，每栏随机选择3头猪采集新鲜粪便样品，并于-20 ℃保存，用于养分含量的测定。测定前先在粪便样品中按5%的比例加入6 mol/L的盐酸进行固氮，然后于55 ℃烘箱中烘48 h至恒重后粉碎，过60目筛，制得风干粪样。饲粮和粪样测定指标包括粗蛋白质、钙、磷、氨基酸和酸不溶性灰分含量。养分消化率的计算公式如下：

1.2.3 血清生化指标

试验第35天，每栏随机选择2头猪，每组6头，颈静脉采集血液10 mL，3 000 r/min离心制备血清。血清检测指标有尿素氮(UN)、总蛋白(TP)、磷(P)、钙(Ca)含量及碱性磷酸酶(AKP)活性，试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.3 统计分析

数据采用SAS 9.1.3统计软件的一般线性模型(GLM)进行统计处理，并采用Duncan氏新复极差法对试验各组的数据进行差异显著性检验，结果以平均值±标准差表示，P < 0.05表示差异显著，统计数据皆以栏为单位，即n=3。

2 结果 2.1 降低饲粮氮或/和磷含量并添加复合酶对生长猪生长性能的影响

由表 2可知，对照组的平均日采食量高于低氮组和低磷组，而对照组和低氮低磷组的平均日增重高于低氮组和低磷组，但差异均不显著(P>0.05)。

2.2 降低饲粮氮或/和磷含量并添加复合酶对生长猪养分消化率的影响

由表 3可知，4组之间钙、氮的消化率均无显著差异(P>0.05)，但低磷组和低氮低磷组磷的消化率显著高于对照组和低氮组(P < 0.05)。

由表 4可知，低氮低磷组半胱氨酸(Cys)、蛋氨酸(Met)和酪氨酸(Tyr)的消化率显著高于对照组(P < 0.05)，其他氨基酸的消化率各组间均无显著差异(P>0.05)。

2.3 降低饲粮氮或/和磷含量并添加复合酶对生长猪血清生化指标的影响

由表 5可知，4组之间血清中总蛋白、磷、尿素氮含量与碱性磷酸酶活性均无显著差异(P>0.05)，但低氮低磷组生长猪血清中钙含量显著高于对照组和低磷组(P < 0.05)。

3 讨论

已有大量研究表明，在生长猪饲粮中添加复合酶可以显著提高生长猪的生长性能。黄怡等^[25]发现，在饲粮中添加复合酶后，生长猪的日增重和饲料转化率都显著提高。杨文娇等^[26]在生长猪饲粮中添加不同剂量复合蛋白酶，随着复合蛋白酶添加量的增加，料重比显著降低。但在本试验中，由于添加复合酶的各组饲粮中的氮、磷含量相对于对照组饲粮都有所下降，所以虽然复合酶促使了生长猪消化率的提高，但4组之间的生长性能还是无显著差异。生长性能这一结果与Mc Alpine等^[27]和O’Shea等^[24]的研究结果一致。通常来说，当基础饲粮营养水平较低或者品质较差时，补充酶更容易使生长猪的生长性能和养分消化率有较大改善^[23]。同时，也有研究表明，添加复合酶后额外释放的营养物质可能会触发动物的一种反馈机制，以减少葡萄糖与氨基酸的过量摄入^[28]。在本试验中，虽然4组生长猪之间的平均日采食量无显著差异，但从实际试验期间饲粮消耗总量来看，饲粮中添加了复合酶的3组生长猪试验期间饲粮消耗总量均小于对照组生长猪。Saarelainen等^[29]和Saleh等^[30]的研究表明，在蛋白酶存在的情况下，碳水化合物酶的水解活性可能会被抑制，甚至碳水化合物酶本身也可能会被酶解。这也可能是本试验中4组生长猪生长性能未能有显著差异的原因之一。

本试验中使用的复合酶由木聚糖酶、蛋白酶、β-甘露聚糖酶、β-葡聚糖酶、淀粉酶和植酸酶组成，其中除了蛋白酶和植酸酶以外的酶的主要作用都是促进动物机体对能量物质的消化吸收。植酸酶的主要作用是水解植物中的植酸，使饲粮中的磷被有效的释放出来，从而促进动物机体对植物性饲料中磷的吸收。本试验中低磷组和低磷低氮组生长猪的磷消化率显著高于另外2组，可见复合酶中的植酸酶起到了降解植酸的作用，从而释放了更多自由磷，便于生长猪吸收，提升了生长猪的磷消化率，该结果与Cromwell等^[11]、Dersjant-Li等^[31]和Humer等^[32]的研究结果一致。王晶等^[33]的研究还表明，在生长猪饲粮中添加植酸酶，不但能提高生长猪对磷的消化率，还能显著提高生长猪对铜、铁、锰、镁和钴等金属元素的消化率，从而达到降低生长猪粪便中这些金属的排泄量的效果。低氮组饲粮虽然也加了植酸酶，但磷消化率却没有显著提高，可能是因为低氮组饲粮与对照组饲粮中磷含量足量，即使添加植酸酶释放出游离磷，磷的吸收利用并没有增加。结果提示，添加复合酶可能只在一定的低磷饲粮下可以提高生长猪对磷的吸收率，并有效降低磷的排放。蛋白酶主要作用则是提高动物机体对饲料中蛋白质的消化吸收率，从而达到降低氮排放的目的。本试验中，与对照组相比，添加了含蛋白酶的复合酶的3组生长猪氮消化率无显著差异。同时，4组生长猪的氨基酸消化率整体上也无显著差异，仅有低氮低磷组的半胱氨酸、蛋氨酸和酪氨酸消化率显著高于对照组，但提升率也均未超过5%。一方面，可能是因为本试验中试验饲粮以豆粕作为主要蛋白质饲料，而豆粕中蛋白质本身氨基酸较为平衡，因此较为容易吸收^[34]；另一方面，可能是生长猪自身可以产生和分泌多种蛋白酶，故而添加复合酶的生长猪的氮消化率没有得到提高。O’Shea等^[24]研究也表明，在粗蛋白质含量较高，品质较好的饲粮中添加蛋白酶并不能显著提高生长猪的氮消化率。因此，本试验中低氮饲粮的粗蛋白质含量或许还有进一步下降的空间，以在不影响生长猪健康生长的前提下更好地配合复合酶的作用，降低饲粮成本。

动物血清中的总蛋白和尿素氮含量与其蛋白质代谢有着非常密切的关系。尿素氮是动物机体中蛋白质、氨基酸代谢产生的终产物，其在血清中的含量往往与动物体内的氮沉积、蛋白质利用率呈负相关关系^[35]。在本试验中，添加复合酶的3组生长猪的血清尿素氮和总蛋白含量与对照差异均不显著，显示低氮和低氮低磷组的饲粮粗蛋白质含量降低但并未对机体营养代谢造成不利影响。本试验中4组生长猪血清中碱性磷酸酶活性和磷含量无显著差异，进一步表明低氮低磷饲粮中添加复合酶在降低饲粮氮、磷含量的同时并未造成生长猪氮或磷元素的缺乏。

4 结论

与常规氮、磷含量的饲粮相比，饲粮中粗蛋白质或磷含量分别降低10%和20%(低氮低磷饲粮)同时添加0.01%复合酶对生长猪的生长性能无显著影响，还可显著提高生长猪的磷消化率，对减少氮、磷排放具有积极作用。