规模化奶牛场粪中基本参数的动态监测研究报告

关红民，王 佳，李和国，杨孝列，张登辉，田宗祥

（1.甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃 武威 733006；2.甘肃省动物疫病预防控制中心，甘肃 兰州 730070）

近年来，随着奶牛生产的规模化和集约化程度不断提高，奶牛场产生的粪污急剧增加。据报道，一个400头成年母牛的奶牛场，加上犊牛和育成牛，每天排粪30～40t，全年产粪1.1万t～1.5万t［1］。奶牛粪便中含有大量的病原体，会引起各种疾病的发生；这些都严重污染了土地、水体、大气和生物群落，导致城乡生态环境恶化［2］。因此，奶牛场粪污的治理已成为当前奶牛业发展的紧迫任务和重要内容。本研究旨在通过对典型监测点产奶牛和育成牛粪中基本参数的四季监测，以期定量评估和预测我省规模化奶牛场粪便的污染强度，为制定粪便减排计划、开展粪便无害化处理、推进可持续奶牛业发展提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 采样地点

选择甘肃省家畜繁育中心作为粪样采集点。常年种公牛存栏量25头，奶牛200头，年出栏商品牛150头。

1.2 试验动物

随机选择产奶牛5头、育成牛5头（体重350kg左右，12至14月龄），饲养在带有粪尿收集装置的代谢笼中，试验期的饲草料、饮水与常规饲养一致，产奶牛按时挤奶。

1.3 采样时间与方法

试验为期1年，2009年3月15日至2010年3月15日。分别采集春季（4月）、夏季（7月）、秋季（10月）及冬季（翌年1月）的粪样，每个季节连续5 d采样，试验动物每头每天收集6份粪样（上、下午各3份）。收集到的新鲜粪便，先称重记录，后混合均匀，采用四分法取3份样品，每份样品重量500g以上，装入自封袋中，1份样品不进行预处理，用于含水率的测定，另外2份样品预处理（每100g新鲜粪便中加入浓度为4.5mol／L的硫酸20mL）。

1.4 制样

两份预处理的样品一份备份，一份作为检测用样。检测用样先采用65℃烘干制成风干样，后多次研磨粉碎全部过0.5mm筛，混合均匀，装入自封袋，贴上标签，保存备用。

1.5 测定方法

按照GB5576－88［3］、NY525－2002［4－6］、GB／T 17138－1997［7］标准的方法分别测定粪中的含水率、全氮、全磷、有机质及铜、锌含量。

1.6 数据统计分析

试验数据采用SPSS软件进行统计分析，数值均以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 规模化奶牛场产奶牛粪样四季监测结果

由表1可知：产奶牛鲜粪中含水量的大小顺序为夏季＞秋季＞冬季＞春季，且春季含水率显著低于其余三个季节（P＜0.05），夏季、秋季和冬季两两间差异不显著（P＞0.05）；产奶牛风干粪样中，全氮含量四季排序为春季＞秋季＞冬季＞夏季，且春季全氮含量显著高于其他三季（P＜0.05），夏秋冬三季两两间无差异（P＞0.05）；全磷含量呈现夏季＞冬季＞春季＞秋季的变化趋势，且春秋两季全磷含量显著高于夏冬两季（P＜0.05）；有机质含量春季最高、其次为秋季、再次为冬季、夏季最低，且春季有机质含量极显著高于夏季（P＜0.01）、显著高于秋季和冬季（P＜0.05），秋冬两季显著高于夏季（P＜0.05）；铜含量的四季变化趋势及季节间的显著性关系均与有机质相一致；锌含量冬季最高、其次为春季、再次为秋季、夏季最低，且夏季锌含量极显著低于冬季（P＜0.01）、显著低于春秋两季（P＜0.05），春季和秋季显著低于冬季（P＜0.05）。

表1 规模化奶牛场产奶牛粪样四季测定结果

2.2 规模化奶牛场育成牛粪样四季监测结果

详见表2。

表2 规模化奶牛场育成牛粪样四季测定结果

从表2可以看出：育成牛鲜粪中含水率夏季最高、其次为冬季、再次为秋季、春季最低，且秋季含水率显著低于其余三个季节（P＜0.05）；风干粪样中，全氮含量在四季排序为夏季＞春季＞冬季＞秋季，且夏季含水率极显著高于秋冬两季（P＜0.01）、显著高于春季（P＜0.05），秋季和冬季含水率显著低于春季（P＜0.05）；全磷含量夏季最高、其次为冬季、再次为春季、秋季最低，且夏季全磷含量显著高于其他三个季节（P＜0.05）；有机质含量春季＞冬季＞秋季＞夏季，且春季和冬季的有机质含量显著高于其他两个季节（P＜0.05）；铜含量呈现秋季＞春季＞冬季＞夏季的变换趋势，且秋季的铜含量显著高于春季和冬季（P＜0.05）、极显著高于夏季（P＜0.01），春冬两季显著高于夏季（P＜0.05）；锌含量春季最高、其次为冬季、再次为秋季、夏季最低，且夏季锌含量极显著低于春冬两季（P＜0.01）、显著低于秋季（P＜0.05），秋季显著低于春季和冬季（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 产奶牛粪中基本参数的季节变化

产奶牛鲜粪中含水率除春季低于年均值外，其余三季均高于年均值，夏季最高，春季最低。风干粪样中，五项基本参数及其年均值的含量在春季、秋季和冬季的大小顺序均为有机质＞全氮＞全磷＞锌＞铜，夏季除全磷含量高于全氮含量外，其余指标排序与另外三个季节的次序相一致；各种基本参数其含量大小在四季的变化不尽相同，全氮含量夏季最低、春季最高，全磷含量夏季最高、秋季最低，有机质和铜含量春季最高、夏季最低，四季变化趋势一致，即春季＞秋季＞冬季＞夏季，锌含量冬季最高、夏季最低。

3.2 育成牛粪中基本参数的季节变化

育成牛鲜粪中含水率夏季最高、春季最低，春秋两季含水率低于年均值，夏冬两季含水率高于年均值。风干粪样中，五项基本参数及其年均值的含量在四季中的大小顺序均为有机质＞全氮＞全磷＞锌＞铜；五项检测指标各自在四季的变化趋势不尽相同，全氮和全磷含量夏季最高、秋季最低，有机质和锌含量春季最高、夏季最低，且四季的总体变化趋势相同，即为春季＞冬季＞秋＞夏季，铜含量秋季最高、夏季最低。

通过比较产奶牛和育成牛粪中基本参数在四季的变化可知：鲜粪中含水率两类牛群夏季均最高、春季均最低；风干粪样中，除产奶牛夏季检测指标大小次序略有不同外，产奶牛和育成牛五项检测指标及其年均值的季节变化规律均保持一致，即为有机质＞全氮＞全磷＞锌＞铜；两类牛群5种基本参数的季节变化中，全磷和有机质含量的最高值和最低值相同，铜和锌含量的最低值相同。

3.4 规模化奶牛场粪中基本参数的季节变化原因分析

两类牛群粪中基本参数在四季的变化规律不尽相同，这主要是由于不同季节各类牛群采取的饲喂方式、清粪方式、粪污处理方式、粪便管理及日粮类型等不同所致。在实际养牛生产中，可根据不同季节各种基本参数的变化规律做好各类牛群的营养调控、粪便处理及管理，以减少粪便排放量，降低粪中基本参数的含量。

3.5 减少规模化奶牛场粪中各种基本参数含量的措施

为了减少规模化奶牛场粪便产生量及粪中各种基本参数的含量，可采取如下措施：其一，用作肥料直接还田，使奶牛场产生的粪便能够及时有效地就地消化；其二，采用各种机械或人工清粪方式，尽量做到干清粪；其三，用作有机肥料和饲料，可通过厌氧发酵法、快速烘干法、微波法、膨化法等方法生产有机肥料，也可通过干燥法和青贮法生产饲料；其四，生产沼气，产生的沼气可作燃料和发电照明使用，产气后的渣汁可作鱼塘的饵料和猪的饲料［1］；其五，用作培养基料，利用奶牛粪便作培养基料，如培养食用菌（蘑菇等）单细胞生物、蚯蚓、蝇蛆等［8］。通过上述综合措施，能够最大限度地减少粪污量，实现规模化奶牛场生态效益、经济效益和社会效益三者的有机整合，促使其持续健康稳定发展。通过上述综合措施，能够最大限度地减少粪污量，实现规模化奶牛场生态效益、经济效益和社会效益三者的有机整合，促使其持续健康稳定发展。

4 结论

通过本次试验可知：规模化奶牛场产奶牛和育成牛鲜粪中含水率夏季均最高、春季最低；风干粪样中，除产奶牛夏季全氮含量低于全磷含量外，其余季节两类牛群被检指标及其年均值的大小顺序均为有机质、全氮、全磷、锌、铜；两类牛群夏季全磷含量最高、秋季最低，有机质含量春季最高、夏季最低，铜和锌含量夏季均最低；产奶牛全氮含量夏季最低、春季最高，铜含量春季最高，锌含量冬季最高；育成牛全氮含量夏季最高、秋季最低，铜含量秋季最高，锌含量春季最高。为了提高监测结果的真实性和可靠性，建议增加供试牛数量、延长试验期、增加每一粪样所测指标重复数并取其平均值、测定每一指标采取国家标准或行业标准方法，从而准备监测规模化奶牛场产奶牛和育成牛粪中基本参数的季节变化规律。

［1］ 刘延鑫，刘太宇，邓红雨.规模化牛场环境污染的综合防治［J］.中国奶牛，2006，（4）：51－52.

［2］ 郭 亮，杜 娟，王立克，等.安徽省规模化奶牛场粪便污染及其处置方法［J］.乡镇经济，2007，（7）：69－71.

［3］ NY 525－2002，复合肥料中游离水含量测定［S］.2002.

［4］ NY 525－2002，有机肥料中全氮含量测定法［S］.2002.

［5］ NY 525－2002，有机肥料中全磷含量测定法［S］.2002.

［6］ NY 525－2002，有机肥料中有机质含量测定法［S］.2002.

［7］ GB／T 17138－1997，土壤质量火焰原子吸收分光光度法［S］.1997.

［8］ 王 颖，贾永全.垦区规模化奶牛场废弃物处理与利用问题及对策［J］.中国牛业科学，2003，33（5）：80－82.