不同饲养模式下乳牛粪尿中氮磷排放量的研究

2012-12-03敏赵瑞霞高民李宝栋

饲料工业 2012年11期

红敏赵瑞霞高民李宝栋

(1.内蒙古赤峰市农牧科学研究院畜牧研究所，内蒙古赤峰 020034；2.内蒙古农牧业科学院动物营养研究所，内蒙古呼和浩特 010030)

目前，奶牛业排放到环境中的氮和磷已成为越来越严重的污染问题[1-2]。我国奶牛养殖大多集约化水平不高，为了获得最好的经济效益，在饲养实践中，日粮营养素之间配比不合理，饲料中过量的碳、氮、磷会通过营养代谢、呼吸和发酵将过剩的部分排泄到空气、水和土壤中，导致温室效应等一系列的环境污染问题。奶牛向环境中排泄的氮主要是尿氮和粪氮，排出体外的粪氮和尿氮通过不同的方式对环境产生影响。研究如何解决奶牛养殖过程中的污染问题对我国奶业的健康可持续发展具有重要意义。本试验通过对规模化奶牛场、园区式奶农合作组织两种不同养殖模式下不同生理阶段乳牛粪便中氮、磷含量进行抽样测定,旨在为下一步开展相关研究提供基础性数据。

1 材料与方法

1.1 样品采集时间与地点

试验选择赤峰地区具有代表性的规模化奶牛场（宝民牧业有限公司奶牛场）和园区式奶农合作组织（丰裕奶农合作社）两种不同饲养模式下3个不同生理阶段的奶牛（育成牛、产奶牛和干奶牛），每个生理阶段分别选择2头（体重接近、采食正常、健康，其中产奶牛选择产奶量接近平均产奶量的奶牛）。每头奶牛每天收集4个粪样（上、下午各2个）、4个尿样（上、下午各2个），每个生理阶段的牛分别采集精粗饲料样各1个，连续2 d采集。

1.2 饲料样采集及处理

首先记录每天、每头牛精料和粗料各自的采食量，之后进行饲料样品的采集。精料及每种粗料样直接从各生理阶段牛群的饲料中采集，每个样品采集500 g，装入自封样品袋中。用“四分法”取得分析用的样本。分析样本经饲料粉碎机磨细，过1 mm孔筛（40目网筛）混匀，制备约200 g左右，装入样品自封袋里保存。

1.3 粪样采集及处理

将收集到的新鲜粪样及时进行称重和记录，并将连续收集2 d的粪样混合均匀晾干后采用四分法取2个样品，样品重量500 g左右，装入自封样品袋中。粪样前处理为在每100 g新鲜粪样中加入4.5 mol/l H2SO420 ml，用于测定粪样中氮、磷指标和备份。按照NY525—2002《有机肥料》标准中规定研磨过0.5 mm筛，不能过筛的样品多次粉碎并最终全部过筛，最后均匀混合，将粉碎完毕的样品200～500 g装入自封袋里保存。

1.4 尿样采集及处理

采集尿样时将连续收集2 d的尿样直接收集到尿样桶中，按每100 ml加入4.5 mol/l H2SO42 ml和4滴甲苯，搅拌均匀，然后用尿液润洗样品瓶3次，将混合均匀的样品收集在准备好的样品瓶里，每次采集2个样品，每个样品200 ml左右。

1.5 精粗饲料中氮、磷含量测定

精粗饲料中总氮(TN)含量的测定采用GB/T6432—94中的凯氏定氮法，总磷（TP）含量的测定采用GB/T6437—2002中的分光光度法。

1.6 粪样中氮、磷含量测定

粪样中总氮(TN)含量的测定采用GB/T6432—94中的凯氏定氮法,总磷(TP)含量的测定采用GB/T6437—2002中的分光光度法。

1.7 尿样中氮含量测定

尿样中总氮（TN）含量的测定采用GB/T6432—94中的凯氏定氮法，氨态氮（-N）含量的测定采用GB7478—87蒸馏和滴定法。

1.8 检测仪器

FOSS凯氏定氮仪；721分光光度计。

2 结果与分析

2.1 两种养殖模式下奶牛精粗料总氮、总磷测定（见表1）

表1 不同生理阶段奶牛精粗料总氮、总磷测定结果

从表1中精料氮磷测定结果来看，规模化奶牛场不同生长阶段的乳牛总氮含量均低于奶农合作组织，但总磷含量均高于奶农合作组织。这有可能与精料的种类、品质有关。从表1粗饲料氮、磷测定结果来看，规模化奶牛场的总氮、总磷均高于奶农合作组织。这与粗饲料的种类、品质有关。

2.2 两种养殖模式下奶牛粪样总氮、总磷测定(见表2)

表2 不同生理阶段奶牛粪样总氮、总磷测定结果

由表2可知,规模场育成牛、产奶牛及干奶牛粪中氮含量分别为1.15%、1.21%及1.30%，干奶牛粪便中氮含量较高；规模场育成牛、产奶牛及干奶牛粪中磷含量分别为0.32%、0.52%及0.49%，产奶牛磷含量较高。奶农合作组织育成牛、产奶牛及干奶牛粪中氮含量分别为1.22%、1.14%及1.24%，干奶牛粪便中氮含量最高；奶农合作组织育成牛、产奶牛及干奶牛粪中磷含量分别为0.46%、0.55%及0.51%，也是以产奶牛磷含量最高；其中规模场不同饲养阶段产奶牛、干奶牛粪中氮的含量高于奶农合作组织，而奶农合作组织干奶牛粪中磷的含量高于规模场。

2.3 两种养殖模式下奶牛尿样总氮测定（见表3）

表3 不同生理阶段奶牛尿样总氮测定结果（mg/l）

由表3可知，规模场育成牛、产奶牛及干奶牛尿中凯氏氮含量分别为 659.1、703.3、864.3 mg/l，以干奶牛尿中凯氏氮含量最高；规模场育成牛、产奶牛及干奶牛尿中氨氮含量分别为68.6、16.2、29.0 mg/l，以育成牛尿中氨氮含量最高;奶农合作组织育成牛、产奶牛及干奶牛尿中凯氏氮含量分别为724.0、809.9、805.6 mg/l，以产奶牛凯氏氮含量最高；奶农合作组织育成牛、产奶牛及干奶牛尿中氨氮含量分别为17.6、29.8、29.4 mg/l，以产奶牛氨氮含量最高；其中规模场不同饲养阶段产奶牛和育成牛尿中凯氏氮的含量低于奶农合作组织，干奶牛凯氏氮的含量高于奶农合作组织。尿中氨氮含量规模化奶牛场产奶牛和干奶牛均低于奶农合作组织，从表3可以看出两种模式下奶牛尿中氮的含量没有规律性的变化。这与奶牛个体，饲养条件，饲养环境有密切相关。

2.4 两种养殖模式下奶牛氮摄入量、排泄量测定（见表4）

表4 不同生理阶段奶牛氮摄入量、排泄量测定结果

从表4可以看出，规模化奶牛场不同生理阶段氮摄入量和排泄量从高到低的排序为产奶牛、干奶牛、育成牛。从每天的粪、尿氮排泄量可以看出，奶牛不同生理阶段的差异较大。奶农合作组织不同生理阶段氮摄入量和排泄量从高到低的排序为产奶牛、干奶牛、育成牛。Depeters等[3]认为，日粮蛋白质水平对奶牛的产奶量以及乳成分的作用是通过影响蛋白质摄入量、蛋白质与日粮能量间的互作实现的。从表4可以看出，不同模式下乳牛干物质采食量(DMI)接近(P＞0.05)，氮摄入量存在差异，规模化奶牛场不同生理阶段的乳牛氮摄入量普遍高于园区式奶农合作组织。Mulligan等[4]研究表明，奶牛氮摄入量与粪氮、尿氮及总氮排泄量呈正相关，与本试验结果一致。

从表4可以看出，不同模式下氮摄入量高的乳牛排出粪氮和尿氮较多，在日粮采食量接近的情况下，蛋白质水平差异在0.2%[5]、1.0%[6]可对尿氮产生显著或极显著影响，对粪氮影响均不太显著。Petit等[7]研究结果表明，日粮蛋白质水平为2.7%的差异可显著影响粪氮和尿氮排泄量；日粮蛋白质水平对粪氮、尿氮排泄量的影响程度不一，原因可能有以下几个方面：①日粮蛋白质水平,随着氮摄入量增加,粪氮和尿氮排泄呈不同方式增加,产奶牛氮摄入量大于400 g/d时,尿氮增加幅度大于粪氮增加幅度,呈指数性增加[8-9]；②粪尿收集方法，关于粪、尿收集时间长短和方法目前没有统一标准，尿液收集采用直接收集或使用插尿管方法，插尿管给奶牛带来应激，需要注射药物防止炎症出现，这是否对氮排泄途径产生影响还有待于进一步研究；③与不同试验采用的日粮组成有关，国外研究中经常使用大量的苜蓿青贮，苜蓿青贮蛋白质品质与国内常用的玉米青贮有着很大差异，对氮排泄途径有一定影响[10]；④乳牛个体差异，乳牛自身的代谢过程有可能会影响氮利用率。

2.5 两种养殖模式下奶牛磷摄入量、排泄量测定（见表5）

表5 不同生理阶段奶牛磷摄入量、排泄量测定结果

从表5可以看出,规模化奶牛场奶牛不同生理阶段磷摄入量和排泄量从低到高的排序为育成牛、干奶牛、产奶牛。奶农合作组织奶牛不同生理阶段磷摄入量和排泄量从低到高的排序为育成牛、干奶牛、产奶牛。奶牛对磷的吸收率平均为55%,粪便磷占总磷排放的68.7%,尿磷只占总磷排放的1%,牛奶中磷占总磷排放的30.3%,奶牛粪尿磷平均含量可达0.059%[11]。本试验规模化奶牛场和园区式奶农合作组织产奶牛粪磷排泄量占摄入量的比例分别为54.01%和59.70%。育成牛为40.92%和64.24%,干奶牛为69.29%和72.77%。从日粮途径调控奶牛对磷的需要量是最为直接有效的一种方法，精心平衡日粮中的各种营养成分，最大限度地提高奶牛对磷的消化和利用率，以减少粪尿磷造成的污染。