規模化奶牛場氮、磷減排技術

王云洲

按照我國《水污染防治法》、《畜禽規模養殖污染防治條例》等相關規定，畜禽養殖場不得未經處理直接向環境排放養殖廢棄物，否則就違反《環境保護法》，會受到相應處罰。奶牛生產中對環境的污染主要來自牛糞尿中的氮和磷。因此，做好奶牛場氮、磷減排，是規模化奶牛場防止環境污染、能夠合法正常生產的前提條件和必然要求。

一、奶牛糞尿中氮、磷過多對環境的危害

奶牛對飼料中的氮和磷吸收利用率很低，大量未被吸收的氮和磷隨糞尿被排出體外，如果糞尿不加處理和控制直接進入土壤，就會滲入地表水源和地下水源。過多的氮和磷進入水體會導致水體富營養化，使藻類及其他水生植物過度生長，大量消耗水中的溶解氧，產生H2S、NH3、硫醇等惡臭物質，導致嚴重環境污染。此環境下，魚蝦類不能正常生存、植物根系腐爛。

二、影響奶牛糞尿中氮磷排放量的因素

奶牛糞尿中氮磷排放量的多少，不僅與飼料中氮磷的提供量有關，也與氮磷的消化利用效率有關。影響氮利用效率的因素主要包括生理、飼料（如蛋白質水平、能氮是否平衡及氨基酸水平）、飼養管理等。能氮平衡指飼料中的能量和蛋白質氨基酸之間保持適宜的比例，比例不當會影響營養物質利用效率并導致營養障礙。而奶牛的飼養方式、年齡、生理狀態、磷采食量、激素、鈣磷比及其他元素等均會影響其磷的吸收和利用。

南京大學盧健等實驗表明，在奶牛典型日糧中只有25%～35%的氮能夠轉化為乳蛋白，磷的平均利用率也只有10%～22%，其余的都隨糞尿等方式排出體外。泌乳牛每天通過糞、尿排出的氮、磷總量分別為270.71克和66.67 克，比干乳牛分別高16.4%和19.2%，比育成牛分別高150.7%和174.0%。證明不同生理階段奶牛每日通過飼料攝入的氮、磷總量差異顯著，每日通過糞、尿排出的氮、磷總量差異也達顯著水平，而且奶牛通過糞、尿排出的氮、磷占氮、磷攝入量的50%以上；奶牛糞、尿、奶中氮、磷排出量與通過飼料攝入的氮、磷含量呈顯著正相關關系；奶牛主要通過尿排泄氮，通過糞排泄磷。

三、奶牛場氮、磷減排的綜合措施

通過營養調控來提高奶牛氮磷轉化利用效率，降低奶牛糞尿中氮、磷的排放，是規模化奶牛場氮、磷減排的主要技術手段，是治本之源。通過合理的糞污無害化處理和有效利用，是減少奶牛場氮、磷污染的重要輔助手段。

（一）營養調控奶牛糞尿氮磷減排技術

目前，主要有三種有效手段：一是要對奶牛實施精準化飼養，測料配方，達到日糧能氮平衡，減少氮的浪費；二是通過添加氨基酸，適當降低日糧粗蛋白水平，減少氮的排泄量；三是添加酶制劑，提高飼料磷的消化利用率。

1. 實施精準化飼養，實現奶牛糞尿氮磷減排

奶牛精準化飼養，就是實行分階段、分群管理，根據奶牛每個階段的營養需求，分別制定適宜的能氮平衡日糧，以提高日糧氮轉化為乳氮的效率；根據日糧中磷水平測定結果進行磷元素的添加，不要超出實際需求。

奶牛日糧能氮平衡情況監測，需要專業人員才能進行。方法是：采集牛場全混合日糧（TMR）和各種飼料原料，通過實驗室和瘤胃瘺管牛測定各項營養和降解率參數，對瘤胃能氮平衡狀況評價，進而優化配方結構使瘤胃能氮平衡。通過對規模化奶牛場日糧的能氮平衡和磷水平進行測定，調控日糧飼料原料配比和營養參數，監控牛場氮、磷的排放，可使規模化養殖場實現優質、高產、高效和環境友好的目標。

給奶牛飼喂適宜水平的磷是奶牛場磷減排的最主要的經濟易行的途徑。奶牛磷排放與日糧磷水平有很強的正相關，供給超過奶牛需要量的磷將導致磷排泄的線性增加。國家奶牛產業技術體系首席科學家李勝利等研究表明，日產25～30kg泌乳奶牛，日糧粗蛋白質水平以不超過17%（干物質）為宜，賴氨酸與蛋氨酸比例達到3：1時，可以減少日糧的粗蛋白質水平1個百分點；0.32%～0.37%（干物質）的日糧磷水平即能夠滿足其磷營養需要，0.18%～0.3%（干物質）的日糧磷水平即能夠滿足干奶牛和后備牛的營養需要。按此標準調控奶牛日糧配方，使日糧磷水平保持在適宜范圍內，可以提高日糧磷的利用率，降低磷排放量。

2. 添加應用氨基酸，減少氮的排泄量

通過添加氨基酸適當降低日糧粗蛋白水平，減少氮的排泄量，是減少糞氮排泄量的一個有效方法。

集美大學翟少偉研究表明，奶牛日糧粗蛋白質水平由16.2%降到13.2%時，糞尿中的總氮含量由每天320克顯著降到每天240克，同時對產奶性能無影響。適當添加合成氨基酸，降低日糧蛋白質水平，配出滿足奶牛營養需要的蛋白質平衡日糧，在不影響生產性能的前提下，可使日糧中的蛋白質水平下降2%～3%，從而減少氮的排出量。

3. 應用酶制劑，減少磷的排出量

添加植酸酶可以提高植酸磷的利用率，降低磷酸鹽的添加量，從而減少磷的排出量。華盛頓州立大學R.L.Kincaid在研究谷物來源和添加植酸酶對磷消化率的影響時，得出添加不同谷物來源（玉米和大麥）對磷消化和總磷的排泄并沒有影響，但添加植酸酶后，動物血液中的無機磷含量和植酸酶的水解作用有所增加。由此可見，飼料中添加植酸酶能提高畜禽對谷物和油料作物餅粕中蛋白質的消化、吸收和利用率，從而使磷的排泄量明顯降低。

（二）糞污無害化處理和利用氮磷減排技術

奶牛場糞污無害化處理的方法有很多，但最基本的處理原則是實施干濕分離，干糞實施堆肥發酵，污水進行沼氣生產。發酵后牛糞、沼渣可直接施與農田，或進一步加工成商品肥，也可以用于蚯蚓養殖、雙孢菇種植等；沼液可用于農田或循環應用于牛場生產如用于沖刷牛床等。

1. 牛糞堆肥發酵，提高氮磷利用率

牛糞堆肥發酵，使牛糞在微生物作用下，通過發酵過程可使有機物質礦質化、腐質化和無害化而變成腐熟肥料。發酵過程中添加菌劑，可以快速提高堆肥溫度，促進牛糞發酵腐熟，縮短堆制時間，提高堆料的纖維素和半纖維素的降解率。

東北農業大學研究生關升宇研究試驗表明，堆肥發酵過程中，牛糞中氮的含量，在發酵初期呈快速下降趨勢，發酵后期又有所回升。發酵前后對比，肥料氮減少率在4%～8%之間；牛糞中磷的含量，則呈現逐漸增加的趨勢。外源無機磷如磷礦粉加入會使牛糞中速效磷含量增加。總之，牛糞堆肥發酵過程中，肥料氮磷總體變化在4%～8%范圍之內，氮磷含量變化不大，但在微生物分解有機物的過程中，可以生成大量容易被植物吸收利用的有效態氮、磷化合物，有效提高了氮磷的利用率。

傳統的堆肥為自然堆肥法，無需設備但占地大、腐熟慢、品質差、效率低，而且勞動強度大、周圍環境惡劣。現代規模化奶牛場多采用原料好氧堆肥工藝，有條垛式堆肥工藝和太陽能發酵槽式堆肥工藝兩種方法，根據牛糞原料水分情況，可以選擇上述一種堆肥工藝，也可以將兩種堆肥工藝結合起來堆肥。

2. 牛糞污沼氣生產，實現氮磷減排

江蘇省農業科學院靳紅梅等對牛糞污沼氣生產后的沼渣與沼液中氮磷的含量變化做過系統分析，結果是：經過130天厭氧發酵后，有11.5%的氮素轉化為氮氣和氨氣等物質而損失，殘留的氮素在沼液和沼渣中的比例及其形態如銨態氮和硝態氮也較原料發生了較大變化。其中，沼液中氮素含量降低了8.7%，而沼渣中則增加了2.8%。因此，牛糞沼液通過沉淀池或氧化塘處理對其中固體攜帶的氮素沉降及總氮的消減均有較好的效果，同時，這對無法還田利用的沼液的處理有現實的指導作用。

3. 利用牛糞生產商品肥，提高其中氮磷的利用率

由于牛糞堆肥產品總體養分偏低，且其中氮磷等營養元素與現有的農藝種植習慣和作物需肥特性存在差異，所以，在利用牛糞生產商品肥過程中，往往加入一部分氮磷鉀化肥制成商品有機無機復混肥。

有機肥廠的規劃設計通常將有機無機復混肥作為主導產品，兼顧生產有機肥產品。有機肥產品可以制成顆粒狀，也可以制成粉狀；包裝規格也有不同，這都取決于市場需求。現在，市場上有專用花卉有機肥、蔬菜有機肥等，肥效更加有針對性，營養素利用率更高。

4. 利用牛糞養殖蚯蚓，減少氮磷環境排放

蚯蚓消化利用牛糞的能力很強。牛的糞便是蚯蚓喜歡的食料，每平方米養1公斤蚯蚓，則每天需要牛糞1公斤。蚯蚓體內可分泌出一種能分解蛋白質、脂肪和木質纖維的特殊酶，它能很好地利用牛糞中的營養元素，因此，蚯蚓是良好的“牛糞處理場”，蚯蚓養殖工廠即是一個良好的“環境凈化裝置”，可在一定程度內消除環境污染。

5. 利用牛糞種植雙孢菇，使其中氮磷有效利用

牛糞作為培養料生產的雙孢菇，與其他培養料生產的雙孢菇沒有差別，且能充分消化利用牛糞中的氮磷元素，是牛糞變廢為寶應用的典型案例。

牛糞自身不能滿足雙孢菇生長所需培養料的碳氮比要求，故需要添加一些肥料等才能達到其要求。也就是說，利用牛糞進行雙孢菇生產，其實，牛糞僅僅是其中培養料中的一個組成部分。配方舉例：干牛糞650公斤，麥秸350公斤，豆餅粉15公斤，尿素3公斤，硫酸銨6公斤，碳酸銨15公斤，過磷酸鈣10公斤。

雙孢菇種植通常采用床式覆土模式，即在種植菌種的培養料床上覆蓋一層土，待到雙孢菇長到適宜大小時進行采收。培養料料厚一般在20厘米左右，每平方米可使用培養料25公斤左右，即每40平方米的雙孢菇種植面積就相當于普通一畝農田正常牛糞的施肥量，可見利用牛糞種植雙孢菇是處理牛糞的一種高效方式。

四、注意事項

切實做好奶牛場氮磷減排是一項綜合工程，首先需要做好源頭減排工作，注意牛場建設科學規劃設計，做到干濕分離、雨污分離，減少跑冒滴漏；講究營養科學搭配及添加劑的合理應用，精準飼喂，減少飼料浪費、提高飼料轉化效率。其次，要因地制宜采取有效手段，強化對牛場糞污的無害化處理與利用，減少氮磷環境排放的同時，可變廢為寶。第三，奶牛場經營管理者要有高度的責任感和環保意識，思想上要高度重視，發展生態養殖，努力實現經濟、生態、社會效益共贏。

（作者單位：山東畜牧獸醫職業學院）