一、前言
环保署在84年8月24日举办的高屏溪流域养猪废水氮磷管制及去除处理研讨会中决议，即将订定并实施水源保护区养猪废水中氨氮及磷盐的管制。据目前政府规定之水源区养猪放流水标准：82至87年氨氮为20mg／l，磷酸盐为10mg／l；而87年以後氨氮为10mg／l，磷酸盐为4mg／l。现在绝大部分的养猪户都有污水处理设备，虽BOD及SS可以达到政府的标准，但氨氮及磷酸盐则无法达到，故政府一旦实施养猪放流水氨氮及磷酸盐的管制，若养户不及早因应，势必会威胁到畜牧业者的生存。因此如何降低放流水中氨氮及磷酸盐含量，是我们应该重视的问题。有关如何降低放流水中氨氮及磷酸盐含量的因应措施，在短程目标方面有降低饲料中粗蛋白质及磷含量、肉猪饲料多段化、选择含磷低或磷利用效率高的方面有经济性植酸 的开发、污水处理设备的更新及新处理方法的开发等等。然而就实际状况而言，降低废水中磷酸盐含量的措施，似乎较氨氮困难而不确定，主要原因在於猪只对植物中磷的利用效率差；同时有关磷代谢的研究甚少，无法确认健康发育的骨骼对磷的需要量。丹麦国家动物科学研究所(National Institute of Animal Science)的J. A. Fernandez(1995)利用同位素方法测定猪只对钙磷的代谢指出：ARC(1981)采用复因子方法估计猪对钙及磷的需要量有问题，他认为内源损失的钙及磷是固定的，不会随着体重的增加而提高，同时也不认为钙磷的利用率会随着体重的增重而下降。若据此研究，猪只对钙磷的需要量将因而调整。
二、磷吸收及代谢的控制
(一)控制磷吸收及代谢的激素
控制磷吸收及代谢的主要激素包含1,25-(OH)2-胆钙化固醇(1,25-(OH)2-cholecalciferol)、副甲状腺激素(parathyroid hormone)、及抑钙激素(calcitonin)。1,25-(OH)2-胆钙化固醇是维生素D3的代谢产物，在肾脏中产生，经由血液至小肠细胞核中促进钙结合蛋白(calcium binding protein)及其他蛋白质的合成，进而刺激钙及磷的吸收，此外它可活化噬骨细胞(osteoclast)，使骨质中钙离子及磷酸盐释放出来；以及刺激钙离子及磷酸盐在肾小管之重吸收作用。副甲状腺激素的作用是促进1,25-(OH)2-胆钙化固醇的合成、活化噬骨细胞、以及在肾脏中促进磷酸盐的排泄，但增加钙离子的重吸收作用。而抑钙激素的主要功能是将骨表面之未分化细胞转变成造骨细胞(osteoblast)，导致钙离子及磷酸盐沉积在骨中。
(二)磷在小肠中输送的机制
磷在小肠中输送的机制与钙相似，但有关磷的研究报告不多，其真正的机制尚不清楚。Chen et al., (1974)利用老鼠外翻小肠囊，证实1,25-(OH)2-胆钙化固醇可促进小肠对磷的吸收。Taylor(1974)采用佝偻症及维生素D3处理鸡只的外翻小肠囊指出：维生素D3可促进磷的吸收，而与钙离子的存在与否无关，同时也证明磷的吸收为主动吸收，但Jongbloed and Kemme(1990)指出饲料中高钙会影响磷的吸收。此外仔猪供喂低磷日粮组其血浆1,25-(OH)2-胆钙化固醇含量及1α-Hydroxylase活性较高磷日粮组者为高，同时低磷日粮组有高血钙的现象(Engstrom et al., 1985)，显示磷的吸收机制与钙的不同。
三、饲料原料中磷的消化率和利用率
猪只对饲料原料中磷的消化率及利用率列於表1及表2。表面消化率采用猪只体重为45-110kg，而NRC(1988)生物可利用率采用猪只体重为15-35kg。表1中大麦、玉米、小麦、及大豆粕磷表面消化率及生物可利用率相差不多，而小麦粉头相差较大，可能是加工方法不同所致。Jongbloed and Kemme(1990)指出小麦中有植酸 活性存在(1,000 IU／kg)，而使小麦中磷的消化率较其他谷类为高，而当原料加热至80℃以上时，植酸鶣的活性丧失，此时小麦及小麦粉头磷的消化率分别降低46％及20％。大麦磷消化率较高的原因是它有植酸 活性，夏季品系植酸 活性为630IU／kg；而冬季品系为350IU／kg。由植物性饲料中植酸磷含量得知，饲料中非植酸磷部分的磷由植酸磷中释出，而提高磷的消化率及利用率。动物性饲料原料及矿盐中磷的表面消化率及NRC生物可利用率，仍维持在70％以上之水准，在饲料中可提供相当大量的可消化磷。
表1. 猪只对植物性饲料原料中磷的消化及利用率
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| 原料名称<--mstheme--> |
磷含量(g／kg DM)<--mstheme--> |
表面1消化率(％)<--mstheme--> |
NRC(1988)生物利用率(％)<--mstheme--> |
| 总磷<--mstheme--> |
植酸磷<--mstheme--> |
| 大麦<--mstheme--> |
4.4<--mstheme--> |
2.8<--mstheme--> |
39<--mstheme--> |
31<--mstheme--> |
| 玉米<--mstheme--> |
3.2<--mstheme--> |
2.1<--mstheme--> |
17<--mstheme--> |
15<--mstheme--> |
| 小麦<--mstheme--> |
4.1<--mstheme--> |
2.9<--mstheme--> |
47<--mstheme--> |
50<--mstheme--> |
| 小麦粉头<--mstheme--> |
12.0<--mstheme--> |
9.6<--mstheme--> |
28<--mstheme--> |
45<--mstheme--> |
| 米糠<--mstheme--> |
17.0<--mstheme--> |
13.8<--mstheme--> |
12<--mstheme--> |
25<--mstheme--> |
| 玉米筋粉<--mstheme--> |
9.8<--mstheme--> |
6.8<--mstheme--> |
20<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
| 大豆粕<--mstheme--> |
6.6<--mstheme--> |
4.0<--mstheme--> |
37<--mstheme--> |
38<--mstheme--> |
| 高粱<--mstheme--> |
2.8<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
22<--mstheme--> |
| 麸皮<--mstheme--> |
11.6<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
35<--mstheme--> |
1来源Jongbloed et al., (1991)
表2. 猪只对动物性饲料原料及矿盐中磷的消化及利用率
<--mstheme-->
| 原料名称<--mstheme--> |
磷含量(g／kg DM)<--mstheme--> |
表面1消化(％)<--mstheme--> |
NRC(1988)生物利用率(％)<--mstheme--> |
| 骨粉<--mstheme--> |
85.7<--mstheme--> |
68<--mstheme--> |
82<--mstheme--> |
| 鱼粉<--mstheme--> |
25.2<--mstheme--> |
86<--mstheme--> |
100<--mstheme--> |
| 水解羽毛粉<--mstheme--> |
1.6<--mstheme--> |
75<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
| 脱脂乳粉<--mstheme--> |
10.6<--mstheme--> |
91<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
| 肉骨粉<--mstheme--> |
87.6<--mstheme--> |
80<--mstheme--> |
93<--mstheme--> |
| 第二磷酸钙<--mstheme--> |
182.0<--mstheme--> |
69<--mstheme--> |
100<--mstheme--> |
1来源Jongbloed et al., (1991)
四、肉猪对磷的需要量
(一)ARC(1981)对磷之推荐量
ARC(1981)采用复因子方法估计肉猪对磷的需要量，它所采用的计算公式如下：
磷净需要量(g／日)＝磷内源损失(g／日)+正常生长下磷的蓄积(g／日)
肉猪对磷的需要量(g／日)＝磷需要量(g／日)／磷的可利用率(％)
由屠体分析及平衡试验的结果得到，肉猪每增重1kg磷的蓄积量，依体重如下：出生至50kg为10.0-0.1×W(活体重)g／kg增重；50至90kg为5.0g／kg增重。据Axelsson(1939)资料订定肉猪内源性损失为2g／100kg活体重，此处表示磷内源损失随体重的增加而提高。磷可利用率据平衡试验结果，依体重不同依次如下：5kg，80％；25kg，75％；45kg，70％；90kg，65％。上列磷蓄积量表示的单位为：每增重1kg所蓄积磷的mg数，故需先乘以相对应体重之只日增重，将其单位转变为g／日(每日所需的g数)。由上所述，ARC(1981)对肉猪所推荐磷的需要量如表3。
表3. 肉猪对磷需要量
<--mstheme-->
| 活体重(W kg)<--mstheme--> |
只日增重(ADG kg／d)<--mstheme--> |
净需要量(g／d)<--mstheme--> |
利用率(％)<--mstheme--> |
需要量(g／d)<--mstheme--> |
| 5<--mstheme--> |
0.27<--mstheme--> |
2.7<--mstheme--> |
80<--mstheme--> |
3.4<--mstheme--> |
| 25<--mstheme--> |
0.55<--mstheme--> |
4.6<--mstheme--> |
75<--mstheme--> |
6.1<--mstheme--> |
| 45<--mstheme--> |
0.78<--mstheme--> |
5.2<--mstheme--> |
70<--mstheme--> |
7.4<--mstheme--> |
| 90<--mstheme--> |
0.79<--mstheme--> |
5.8<--mstheme--> |
65<--mstheme--> |
8.9<--mstheme--> |
(二)据Fernandez试验结果估计磷的需要量
J. A. Fernandez(1995)采用35及65kg猪只，经平衡试验及同位素测定试验结果认为：
1. 猪只对磷的利用率，未因体重的增加而有显着的改变(如表4)，而ARC(1981)估计磷的利用率，随着体重的增加而下降的看法，是过度简化复杂的状况，并未考虑到引用中文献混淆因子。
表4. 不同体重肉猪磷平衡试验
<--mstheme-->
| 体重(kg)<--mstheme--> |
摄食量(g／日)<--mstheme--> |
吸收量(g／日)<--mstheme--> |
磷平衡(g／日)<--mstheme--> |
消化率(％)<--mstheme--> |
利用率(％)<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
3.0<--mstheme--> |
1.4<--mstheme--> |
1.1<--mstheme--> |
46.7<--mstheme--> |
36.7<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
7.6<--mstheme--> |
4.4<--mstheme--> |
3.3<--mstheme--> |
57.9<--mstheme--> |
43.4<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
11.7<--mstheme--> |
5.7<--mstheme--> |
3.9<--mstheme--> |
48.7<--mstheme--> |
33.3<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
3.7<--mstheme--> |
1.5<--mstheme--> |
1.4<--mstheme--> |
40.5<--mstheme--> |
37.8<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
8.1<--mstheme--> |
4.3<--mstheme--> |
3.8<--mstheme--> |
53.1<--mstheme--> |
46.9<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
13.0<--mstheme--> |
6.5<--mstheme--> |
4.6<--mstheme--> |
50.0<--mstheme--> |
35.4<--mstheme--> |
J. A. Fernandez, 1995
2. 磷内源损失在不同磷摄食量及相同来源下，亦未因体重的不同，而有显着的变化(如表5)，此点亦与ARC(1981)采用Axelsson(1939)资料，认为每100kg体重磷的内源损失为2g的法，有所不同。
表5. 不同体重肉猪磷的内源损失
<--mstheme-->
| 体重(kg)<--mstheme--> |
摄食量(g／日)<--mstheme--> |
磷内源损失(mg／日)<--mstheme--> |
平均(mg／日)<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
3.1<--mstheme--> |
347<--mstheme--> |
<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
7.6<--mstheme--> |
412<--mstheme--> |
<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
11.7<--mstheme--> |
367<--mstheme--> |
375c<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
3.7<--mstheme--> |
286a<--mstheme--> |
<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
8.1<--mstheme--> |
431b<--mstheme--> |
<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
13.0<--mstheme--> |
365ab<--mstheme--> |
361d<--mstheme--> |
ab间P＜0.05。 cd间P＜0.05。 J. A. Fernandez, 1995
3. 骨的增长(accretion)及骨灰中磷的含量，在相同体重不同磷摄食量下，无显着的差异存在；而在不同体重下，有显着的不同。体重35kg骨的增长及骨灰中磷的含量分别为4.0g／日及2.7mg／g；而65kg者分别为6.1g／日及2.2mg／g(如表6)。由以上结果模拟磷在体内之代谢显示：由於骨的增长在相同体重下，有一致的表现，而不论其磷摄食量的高低，故磷摄食量愈高，骨中磷盐释出的量愈少，同时肾脏的排出量也愈多，这表示磷摄食量偏高时，骨中磷的代谢速率低，而骨的发育是否正常，有待进一步的探讨，因此以骨骼强度做为磷需要量的指标，亦待商榷。据Fernandez试验结果估计肉猪磷的需要量，列於表7。其中猪只对磷之净需要量较ARC推荐量略低，惟Fernandez试验中磷的利用效率较低，似有再确认的必要。
表6. 不同体重肉猪骨的增长
<--mstheme-->
| 体重(kg)<--mstheme--> |
摄食量(g／日)<--mstheme--> |
骨的增长(g／日)<--mstheme--> |
骨灰磷含量(mg／g)<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
3.0<--mstheme--> |
3.9<--mstheme--> |
2.8<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
7.6<--mstheme--> |
3.9<--mstheme--> |
2.6<--mstheme--> |
| 35<--mstheme--> |
11.7<--mstheme--> |
4.2<--mstheme--> |
2.7<--mstheme--> |
| 35kg平均<--mstheme--> |
4.0a<--mstheme--> |
2.7b<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
3.7<--mstheme--> |
5.9<--mstheme--> |
2.3<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
8.1<--mstheme--> |
6.3<--mstheme--> |
2.2<--mstheme--> |
| 65<--mstheme--> |
13.0<--mstheme--> |
5.9<--mstheme--> |
2.1<--mstheme--> |
| 65kg平均<--mstheme--> |
6.1c<--mstheme--> |
2.2d<--mstheme--> |
ab间P＜0.05。 cd间P＜0.05。 J. A. Fernandez, 1995
表7. 据Fernandez试验估计肉猪磷的需要量
<--mstheme-->
| 活体重(W kg)<--mstheme--> |
ADG(kg／d)<--mstheme--> |
蓄积量(g／kg gain)<--mstheme--> |
净需要量(g／d)<--mstheme--> |
需要量(g／d)<--mstheme--> |
| 5<--mstheme--> |
0.27<--mstheme--> |
9.5<--mstheme--> |
2.9<--mstheme--> |
6.4<--mstheme--> |
| 25<--mstheme--> |
0.55<--mstheme--> |
7.5<--mstheme--> |
4.5<--mstheme--> |
10.0<--mstheme--> |
| 45<--mstheme--> |
0.78<--mstheme--> |
5.5<--mstheme--> |
4.7<--mstheme--> |
10.4<--mstheme--> |
| 90<--mstheme--> |
0.79<--mstheme--> |
5.0<--mstheme--> |
4.3<--mstheme--> |
9.5<--mstheme--> |
注：(1)内源性损失为0.37g／d。(2)磷利用率为45％。
(三)各饲养标准中磷需要量的比较
各饲养标准中磷需要量的比较，列於表8。肉猪前期磷的需要量在各饲养标准间差异不大，其中ARC推荐量较低。而肉猪後期NRC及台湾的推荐量较高，似乎有调降空间。
表8. 各饲养标准中磷需要量的比较
<--mstheme-->
| 体重(kg)<--mstheme--> |
NRC(1988)<--mstheme--> |
ARC(981)<--mstheme--> |
台湾(1990)<--mstheme--> |
Fernandez(1995)<--mstheme--> |
| 25<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
6.1<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
10.0<--mstheme--> |
| 45<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
7.4<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
10.4<--mstheme--> |
| 20-50<--mstheme--> |
9.5<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
| 20-60<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
10.8<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
| 50-110<--mstheme--> |
12.4<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
| 60-100<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
13.0<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
| 90<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
8.9<--mstheme--> |
─<--mstheme--> |
9.5<--mstheme--> |
五、结论
(一)养猪废水中磷酸盐含量的降低措施应予重视。
(二)有关磷对骨正常生长之代谢试验有再确认的必要。
(三)台湾肉猪磷的需要量似有调降空间，而种猪宜则保守。
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