奶牛養殖環境污染及防治對策

曲愛玲 馬長路

（北京農業職業學院，北京 102442）

國家“十四五”時期經濟社會發展新目標之一是要使生態文明實現新進步，生態環境持續改善，城鄉人居環境明顯改善。奶牛養殖作為畜牧業領軍產業，肩負著全國菜籃子工程奶類和肉類的供應，是關系民生的重要產業。目前，奶牛在養殖過程中存在較為嚴重的環境污染問題，環境污染對生態文明和民生福祉產生不良影響。有效防治奶牛養殖環境污染可以促進生態文明的發展和民生福祉指數的提升，并且保障我國生態環境健康安全和可持續性發展。到2025年，中國奶業要實現全面振興，中國奶業奶源基地、奶品質量等達到世界領先水平。為達到這一目標，奶牛養殖環境污染治理刻不容緩。

1 奶牛養殖環境污染類型

目前，奶牛養殖過程中環境污染源主要是奶牛排泄的糞便、尿液、臭氣和養殖場排泄的污水等，這些污染源對環境的危害主要包括污染空氣、污染土壤、污染水質和傳播疾病。

1.1 污染空氣

作為反芻動物的奶牛在消化過程中通過打嗝、放屁產生廢氣，其主要成分是甲烷。奶牛排泄的糞便經微生物分解會產生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚及低級脂肪酸等惡臭氣體，奶牛排泄的尿液及養殖場排放的污水含有氨、硫化氫、甲烷、二氧化硫、二氧化碳、氧化氮及糞臭素等氣體。首先，上述惡臭氣體會污染養殖場周邊空氣，使空氣質量變差，對人畜健康均產生嚴重危害；其次，上述惡臭氣體中的甲烷、二氧化碳會加劇氣候的溫室效應，導致全球變暖；再次，上述惡臭氣體中的氨氣、硫化氫進入大氣后會產生酸雨，危害人畜的健康，導致土壤貧瘠、植物死亡和建筑腐蝕[1-3]。有研究表明，1頭奶牛每年排出的污染物對空氣造成的污染甚至超過1輛小型汽車造成的污染[2]，畜牧業每年的氨氣排放量占全球氨氣排放總量的1/2以上[3]。

1.2 污染土壤

奶牛養殖中，奶牛排泄的糞便、尿液及養殖場污水通過作農作物肥料施用或自然排放對土壤造成污染。奶牛排泄的糞便和尿液中含有鈉鹽、鉀鹽等大量金屬元素，對農作物過量施用糞肥會使大量的金屬元素進入土壤并通過厭氧反應產生亞硝酸鹽等有毒物質[1]，使土壤透氣性和透水性變差，造成土壤板結、土壤品質降低，間接影響作物對土壤養分和肥料的吸收。養殖場污水富含氮、磷元素，直接灌溉農田會導致農作物發病或減產。在利用奶牛的糞便作農作物肥料時，必須合理、定量、科學地施用[3]。此外，奶牛養殖場奶牛飼養及活動、糞便收集、飼料準備、污水處理等均會對所用地的土壤產生污染[2]。

1.3 污染水質

奶牛排泄的糞便、尿液及養殖場污水中含有氮、磷等元素，這些營養元素隨地表水徑流、下滲，會造成水體及地下水的污染，導致周邊居民地下水源和周邊水產養殖業安全受到威脅。氮、磷元素可導致水體富營養化，引起魚池發生泛塘及內海紅潮、赤潮等現象。同時，氮、磷元素會使藻類大量繁殖，導致魚、蝦、蟹等因水體供氧不足而大量死亡。此外，奶牛排泄的糞便、尿液及養殖場污水中還可能殘留消毒藥液及重金屬元素，進入水體后可沉積在魚、蝦、蟹體內或致其死亡，影響國家菜籃子工程的安全，對人類健康產生危害[1，3]。

1.4 傳播疾病

奶牛排泄的糞便、尿液及養殖場污水中含有大腸桿菌、腸球菌、沙門氏菌等病原微生物和毛首線蟲卵、蛔蟲卵等寄生蟲卵[3]，通過空氣或蚊蠅等途徑傳播病毒，導致病原菌和寄生蟲大量繁殖，引起人、畜染病。人畜共患病中有26種疾病可由牛傳染給人類[4]。對奶牛排泄的糞便、尿液及養殖場污水等進行有效的無公害處理可切斷人畜共患病的源頭。

2 養殖環境污染對奶牛的危害

奶牛養殖對環境造成污染；反之，奶牛養殖環境污染對奶牛個體也將產生嚴重的危害。奶牛養殖環境污染對奶牛個體產生的危害主要表現在奶牛個體健康、產奶量、生產性能等3個方面。

2.1 個體健康

在奶牛養殖環境污染產生的有害氣體中，氨氣對奶牛健康危害最大，硫化氫毒性最強。氨氣濃度過高會影響奶牛腦神經和肌肉細胞的新陳代謝，抑制采食中樞，導致氨中毒甚至死亡；同時，氨氣濃度高會消耗大量能量，增加機體肝臟等解毒器官的負擔，導致奶牛的生產性能降低。硫化氫毒性強，強烈刺激機體黏膜，長期低濃度接觸會引起奶牛結膜炎并損害角膜；長期高濃度接觸會使奶牛產生中樞神經系統癥狀和窒息癥狀[5]。

2.2 產奶量

奶牛養殖環境污染會使奶牛食欲下降、采食量減少，導致產奶量減少、乳脂率降低[6]；同時，奶牛養殖環境污染會抑制奶牛生理功能，導致奶牛患乳房炎，使泌乳量下降，影響奶牛的產奶量[7-8]。奶牛的產奶量70%由環境因素決定，30%由遺傳因素決定[9]。

2.3 生產性能

奶牛養殖環境污染會導致奶牛免疫機能受損，可誘發布氏桿菌病、牛鉤端螺旋體病、滴蟲病等傳染性疾病傳播，致懷孕母牛流產或產出弱胎、死胎。奶牛養殖環境污染易引起奶牛食欲不振、采食量降低，造成奶牛營養不良，影響奶牛發情、受胎、胚胎質量和生殖系統功能[9]，從而影響生產性能[10]。奶牛養殖環境污染還易使奶牛患肢蹄病，降低奶牛的配種率[7]，導致生產性能下降。

3 奶牛養殖環境污染防治對策

3.1 針對內因防治

利用營養學原理和營養調控方法配制新型飼料，降低奶牛排泄糞便中氮、磷元素的含量，可減少氮、磷元素超標對土壤的危害，進而減少和消除對環境的污染。

3.1.1 氨基酸降氮。在不影響奶牛生產性能的前提下，可利用理想蛋白質模式適度降低日糧粗蛋白水平，如添加氨基酸。這是減少奶牛排泄糞便中氮含量和提高日糧中氮利用率的有效措施[11]。

3.1.2 植酸酶降磷。為提高奶牛日糧蛋白質消化吸收和利用的效率，提升植酸磷的利用率，降低磷酸鹽的添加量，可在奶牛日糧中添加植酸酶。此法可減少奶牛排泄糞便中的磷含量[11]。

3.1.3 添加劑降氮降磷。在奶牛日糧中合理添加抗生素和離子載體等，可以提高日糧及營養物質利用效率，降低奶牛排泄糞便中氮、磷的含量[11]。

3.1.4 多糖降解酶減少有害氣體。在奶牛日糧中添加非淀粉多糖降解酶及微生態制劑，可有效降低奶牛排泄糞便中硫化氫、氨等有害氣體排放量及致病菌含量，進而有效減少養殖場周邊空氣污染，使空氣環境得到改善[3]。

3.2 針對外因防治

3.2.1 科學設計規劃養殖場。奶牛養殖場選址要遠離水源、居民區和噪音環境，優選地勢高燥、背風向陽、空氣流通、土地堅實、地下水位低、便于排水并且有斜坡的開闊平坦區域；牛舍建議采用有頂棚、四面敞開的雙列半開放式牛舍，牛床采用斜面式，牛床下坡面設排糞溝；牛舍附近區域應標配運動場、飲水池和涼棚，保證奶牛日常活動和生活質量；場區應由園林綠化部門進行綠化設計，選擇對有害氣體抗性較強及吸附粉塵、隔音效果較好的樹種，以起到凈化空氣、殺菌、減噪等作用；生活區應位于生產區的上風向，且生產區和管理區應建隔離綠化帶和消毒通道[3，12]。

3.2.2 日常衛生管理。奶牛養殖場應設置衛生管理、考核、懲罰制度，強化日常衛生管理。根據科學的方法進行場地消毒、牛舍消毒、生產區消毒、管理區消毒、生活區消毒、工作環境消毒、道路消毒、工作人員消毒和飲水消毒等[12]。對日常衛生工作落實考核制度，若考核不合格應進行相應懲罰，為奶牛養殖環境的維護提供基本保障。

3.2.3 政府政策支撐。為促進奶牛養殖污染防治政策精細化、具體化，政府主管部門要嚴格執行國家頒布的相關法律、法規和標準，明確奶牛養殖環境污染防治目標、重點及監管力度；科學規劃奶牛養殖業的發展，對申報進行審批，現場核查奶牛養殖場對糞污的處理能力，嚴格定義奶牛養殖場糞便貯存設施的貯存能力；建立定期培訓、監督、獎罰等制度，加強污染防治管理工作，使奶牛養殖業實現生態系統的良性循環[3]。政府主管部門應通過推廣新技術、拓寬招商引資渠道支持奶牛養殖場實現糞污“零排放”或治理達標；培植利用糞污生產有機肥的企業，并給予補貼[13-14]。

3.2.4 減排。政府主管部門應積極推廣厭氧發酵、生物或化學除臭、發酵床、糞便再利用、干清糞工藝、循環水清污工藝等奶牛養殖場環境污染減排技術，將奶牛糞便等轉化為植物有機肥或生活能源，實現奶牛養殖糞便污染治理的資源化及商品化，從根本上解決奶牛養殖環境污染問題[5，13]。

3.2.5 引進生態循環技術。政府主管部門應積極引入生態循環利用技術，促進資源的合理再利用，達到從根本上治理奶牛養殖環境污染的目標。通過堆放腐熟法將奶牛排泄糞便施入農田，或加工成顆粒狀或粉狀有機肥[15]；利用奶牛糞便中的營養成分飼養蚯蚓，用消解處理后無明顯惡臭味的糞便制作有機肥；利用牛糞發展漁業養殖，牛糞可用來直接肥水培餌養魚[3]；糞便、尿液及污水進行多級沉淀和固液分離，有效減少有機物含量[16]，固體作為有機肥還田或作為食用菌培養基，利用沼氣厭氧發酵池將液體生產成清潔能源沼氣；奶牛尿液經除臭發酵后制成高級液態肥；奶牛養殖場的污水可通過微生物→植物→動物→菌藻多層生態循環凈化[15]，實現污水無污染處理。

4 結語

社會對乳制品需求的不斷增長加速了奶牛養殖業的發展，而同時奶牛養殖造成的環境污染不容小覷。采用科學技術手段減排，選擇合理的治污措施[15]發展農、牧、水產業循環生態養殖是減少環境污染的有力舉措。治理奶牛養殖環境污染可以改善奶牛健康狀況、提高奶牛產奶性能，對促進中國奶牛養殖產業一體化協同發展和中國奶業可持續發展具有重大的意義。