李志才，姜竹會(huì)，齊文娟

1 山東省青島市畜禽良種有限公司，山東青島 266000

2 山東省萊陽市譚格莊鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東萊陽 264000

3 山東省青島市平安保險(xiǎn)股份有限公司，山東青島 266000

0 引言

我國(guó)在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上向國(guó)際社會(huì)鄭重承諾實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的奮斗目標(biāo)，即二氧化碳排放力爭(zhēng)在2030年前達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。中國(guó)政府這一重大環(huán)保戰(zhàn)略決策，必將對(duì)解決世界性溫室氣體排放環(huán)保難題，產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，也將為我國(guó)乳業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展指明前進(jìn)方向。

農(nóng)牧業(yè)是重要的溫室氣體排放源，而奶牛養(yǎng)殖業(yè)又是農(nóng)牧業(yè)溫室氣體主要的排放源之一，約占農(nóng)牧業(yè)溫室氣體總排放量的20%。從奶牛養(yǎng)殖業(yè)的碳足跡看，減少溫室氣體排放，牧場(chǎng)需在調(diào)整奶牛飼料營(yíng)養(yǎng)、配制減排調(diào)控日糧、加強(qiáng)奶牛飼喂管理、完善奶牛福利設(shè)施、提高奶牛泌乳量，以及在糞污無害化處理和資源化利用等方面，積極采取綜合技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)奶牛養(yǎng)殖的低碳環(huán)保目標(biāo)[1]。

1 科學(xué)配制奶牛日糧，做好飼喂管理

1.1 奶牛胃腸道的消化特點(diǎn)

奶牛系食草反芻家畜，在長(zhǎng)期生物適應(yīng)性進(jìn)化過程中，形成了容量巨大的瘤胃，瓣胃、網(wǎng)胃、真胃和粗大發(fā)達(dá)的盲腸。奶牛能利用瘤胃和盲腸中的原蟲、真菌、甲烷菌等微生物，對(duì)飼草飼料進(jìn)行發(fā)酵、降解、消化并吸收其中營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)產(chǎn)生大量的甲烷、二氧化碳等溫室氣體。這些氣體除少部分能被奶牛利用外，大部分通過奶牛反芻噯氣和肛門放屁排出體外，不僅污染環(huán)境，還降低了飼草飼料的利用率。

1.2 配制奶牛減排調(diào)控日糧

應(yīng)根據(jù)奶牛不同類群、生長(zhǎng)發(fā)育水平、泌乳量，科學(xué)設(shè)計(jì)不同精粗比例且營(yíng)養(yǎng)全面平衡的日糧，添加瘤胃發(fā)酵菌群調(diào)節(jié)劑、甲烷抑制劑等飼料添加劑，既能保證奶牛按需足量采食，滿足泌乳營(yíng)養(yǎng)需要，又能提高單位飼料泌乳量，減少甲烷、二氧化碳?xì)怏w的排放量[2]。

1.3 做好奶牛飼喂管理

為保證每頭奶牛的自由、足量采食和泌乳營(yíng)養(yǎng)需要，除配制奶牛減排調(diào)控日糧外，做好奶牛的飼槽管理也非常重要。

1.3.1 配置充足的采食槽位

根據(jù)奶牛體況，為每頭泌乳奶牛配置50～70 cm寬度的采食槽位，保證每頭奶牛都能正常非爭(zhēng)搶地自由采食。

1.3.2 確定合理飼喂次數(shù)

根據(jù)不同類群奶牛采食需要，合理確定奶牛每天的減排調(diào)控日糧的飼喂次數(shù)。一般干奶牛、育成牛每天分發(fā)3 次日糧，泌乳奶牛每天可分發(fā)4 次日糧。炎熱夏季可適當(dāng)再增加1 次，以保持日糧的新鮮度與喜食適口性，防止日糧酸敗變質(zhì)影響奶牛的采食量。

1.3.3 及時(shí)推料

及時(shí)把飼槽外沿的草料推至奶牛采食的最佳位置，以方便采食；每次飼喂日糧要推料2～3 次，防止奶牛因吃不到日糧而影響采食量。

1.3.4 始終保持飼槽有料

保持不同類群奶牛飼槽有3%～5%的余料。

1.3.5 保持飼槽清潔衛(wèi)生

不同類群奶牛的飼槽，在春、秋、冬三個(gè)季節(jié)，每天徹底清掃1 次，夏季每天徹底清掃2 次；每周用水刷洗消毒1 次[2]。

2 完善奶牛福利設(shè)施，提高泌乳量

奶牛福利是為奶牛提供干凈衛(wèi)生、寬敞舒適、自由自在養(yǎng)殖環(huán)境條件。提高奶牛福利對(duì)保證牛只健康、減少疾病、提高生產(chǎn)性能意義重大。結(jié)合碳減排需求，應(yīng)重點(diǎn)在以下方面提高奶牛福利[1]。

2.1 采用散欄飼養(yǎng)模式，提高奶牛生產(chǎn)性能

2.1.1 散欄飼養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)

與傳統(tǒng)的栓系飼養(yǎng)方式相比，散欄飼養(yǎng)：一是能讓奶牛自由采食和活動(dòng)，減少疾病發(fā)生以及人為因素的影響，有利于發(fā)揮奶牛的泌乳潛能，提高5%～10%的泌乳量；二是能讓奶牛自由地進(jìn)行社交活動(dòng)，發(fā)情爬跨現(xiàn)象較明顯，便于牧場(chǎng)繁育人員適時(shí)查情和進(jìn)行人工授精，有利于提高繁殖率。因此，新建牧場(chǎng)或進(jìn)行碳減排技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)積極采用散欄飼養(yǎng)模式。

2.1.2 散欄飼養(yǎng)特點(diǎn)

散欄飼養(yǎng)模式是將日常生活生產(chǎn)的牛舍空間，劃分為采食區(qū)、飲水區(qū)、休息區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)4 個(gè)相互連接的功能區(qū)域。采食區(qū)的飼養(yǎng)設(shè)施主要有TMR草料運(yùn)送車道、采食槽位和欄位頸枷，奶牛在其中可完全自由采食日糧；飲水區(qū)的飼養(yǎng)設(shè)施主要是飲水槽；休息區(qū)的飼養(yǎng)設(shè)施主要是自由臥床、奶牛通道和機(jī)械刮糞通道等；運(yùn)動(dòng)區(qū)主要是采食區(qū)和休息區(qū)之間的活動(dòng)空間及牛舍外的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地。奶牛以群為單位，可在這4 個(gè)區(qū)域內(nèi)自由采食、飲水、休息或運(yùn)動(dòng)[3]。

2.2 集中機(jī)械擠奶

散欄飼養(yǎng)的泌乳牛日常擠奶，須集中到專門設(shè)立的擠奶廳。奶牛集中擠奶能節(jié)約時(shí)間，提高效率和泌乳量，減少碳排放；保證牛奶衛(wèi)生質(zhì)量；有利于不同牛群的精細(xì)化飼養(yǎng)管理。

2.3 機(jī)械刮板清糞

100 頭泌乳牛每天約產(chǎn)生5 噸糞尿，如采用水沖清糞模式會(huì)形成10～15 噸糞污，而采用“機(jī)械刮板清糞”模式，會(huì)比水沖清糞模式減少100%～150%的糞污排放量和無害化處理量，糞污處理碳減排效果顯著。

2.4 按舒適指數(shù)配置奶牛飼養(yǎng)設(shè)施

散欄飼養(yǎng)配套設(shè)施須參照舒適指數(shù)要求，保證泌乳牛的舒適度[3]（表1）。

表1 奶牛散欄飼養(yǎng)配套設(shè)施舒適指數(shù)表

2.5 滿足牛舍運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地需求

散欄牛舍和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地對(duì)奶牛舒適度的影響非常大。進(jìn)行奶牛場(chǎng)建設(shè)或碳減排技術(shù)改造時(shí)，須參照奶牛散欄飼養(yǎng)配套設(shè)施舒適指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，還須滿足奶牛對(duì)飼喂槽位、休息臥床、行走通道、刮糞通道和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地等的配套設(shè)施要求。

2.6 配置通風(fēng)噴淋設(shè)施

散欄飼養(yǎng)對(duì)牛舍環(huán)境有較高要求，需配置良好的通風(fēng)換氣、噴淋降溫等設(shè)施，消除季節(jié)氣候?qū)δ膛?、冷?yīng)激的不良影響。散欄牛舍可采取“門窗+風(fēng)扇+噴淋”自動(dòng)調(diào)控通風(fēng)換氣、噴淋降溫方式，以滿足通風(fēng)、降溫、排濕要求，提高奶牛舒適度。

2.7 配置節(jié)能照明光源

加強(qiáng)牛舍照明和延長(zhǎng)照明時(shí)間，促使奶牛腦垂體分泌催乳素、催產(chǎn)素等生物激素，促進(jìn)泌乳和正常周期發(fā)情。為此，應(yīng)在牛舍安裝足夠數(shù)量的LED照明燈，光照強(qiáng)度控制在50～70 Lus；LED照明燈比傳統(tǒng)白熾燈亮度高、耗能低，可節(jié)約5～7倍的用電量；LED照明燈光源會(huì)讓奶牛感到柔和、安全、放松和舒適，有利于提高泌乳量。

2.8 配足飲水槽

散欄牛舍須按奶牛飼養(yǎng)數(shù)量和飲水需求，配備充足飲水槽，保證每頭奶牛隨時(shí)喝上清潔衛(wèi)生飲水。在寒冷季節(jié)，為防止結(jié)冰，飲水槽上可增加保溫裝置，如有條件，可安裝電熱自動(dòng)控溫裝置，將水溫控制在10～16 ℃。

2.9 安裝自動(dòng)牛體毛刷

在散欄牛舍的合適位置安裝自動(dòng)牛體毛刷，可自動(dòng)旋轉(zhuǎn)為奶牛刷拭按摩，清理皮毛，促進(jìn)血液循環(huán)，提高舒適感。

2.10 滿足奶牛環(huán)境舒適指數(shù)要求

在進(jìn)行新建牧場(chǎng)或牧場(chǎng)進(jìn)行碳減排技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)滿足環(huán)境舒適指數(shù)要求，以接近自然，減少人為約束（表2）[4]。

表2 牧場(chǎng)環(huán)境舒適度指數(shù)表

3 糞污無害化處理，資源化減排利用

牧場(chǎng)在實(shí)施碳減排，進(jìn)行綠色發(fā)展時(shí)，可根據(jù)自身實(shí)際條件采取以下技術(shù)措施。

3.1 生產(chǎn)有機(jī)肥

3.1.1 固液分離

牧場(chǎng)糞污集中至糞污處理場(chǎng)集糞池后，開啟混合攪拌旋切泵，將糞污中秸稈、長(zhǎng)草切碎并攪拌均勻，輸送至固液分離機(jī)進(jìn)行糞污固液分離。液體部分進(jìn)行無害化處理；固體用好氧發(fā)酵堆肥技術(shù)生產(chǎn)農(nóng)用有機(jī)肥。

3.1.2 好氧發(fā)酵堆肥形式和工藝流程

主要有條垛型好氧發(fā)酵堆肥、長(zhǎng)槽型好氧發(fā)酵堆肥和反應(yīng)器型好氧發(fā)酵堆肥3 種。好氧發(fā)酵堆肥工藝流程示意圖見圖1。

圖1 好氧發(fā)酵堆肥工藝流程示意圖

3.1.3 好氧發(fā)酵堆肥技術(shù)要點(diǎn)

糞污預(yù)處理。糞污好氧發(fā)酵前須預(yù)處理，對(duì)擬好氧發(fā)酵的混合物料水分、粒度、C/N、pH值等，進(jìn)行堆肥物料參數(shù)調(diào)節(jié)和添加好氧發(fā)酵菌種[2]（表3）。

表3 好氧發(fā)酵堆肥物料預(yù)處理參數(shù)調(diào)節(jié)表

一次好氧發(fā)酵高溫殺菌。該階段堆肥好氧發(fā)酵周期因堆肥方式不同，堆肥時(shí)間也不同，通常為7～30 天。堆肥溫度一般控制在55～65 ℃。一次好氧發(fā)酵可降低糞污中臭氣等揮發(fā)性物質(zhì)；殺滅糞污中寄生蟲卵、病原微生物和降低草籽發(fā)芽率；糞污的水分含量下降至45%～50%；有機(jī)物得到分解和礦化，釋放出N（氮）、P（磷）、K（鉀）等肥分，同時(shí)變得疏松、分散，達(dá)到無害化處理目的[5]。

二次好氧發(fā)酵陳化腐熟。該階段通過繼續(xù)好氧發(fā)酵，堆肥溫度控制在40～45 ℃；堆肥水分下降至40%左右，經(jīng)干燥處理或晾曬達(dá)到35%以下標(biāo)準(zhǔn)要求。一般二次好氧發(fā)酵周期需20～30 天，使好氧發(fā)酵物料中未降解的有機(jī)物進(jìn)一步分解、陳化、腐熟[6]。

堆肥后續(xù)階段處理。堆肥經(jīng)兩次好氧發(fā)酵處理，可達(dá)到農(nóng)用有機(jī)肥料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，經(jīng)粉碎、篩分、計(jì)量、包裝和質(zhì)檢等后續(xù)階段處理，可提高有機(jī)肥商品價(jià)值和牧場(chǎng)糞污減排綜合效益。

3.2 制作牛床墊料

奶牛固體糞污經(jīng)好氧發(fā)酵、消毒殺菌處理后達(dá)到衛(wèi)生安全要求，可制作牛床墊料，對(duì)資源循環(huán)利用、碳減排意義重大。牛床墊料制作技術(shù)要點(diǎn)如下。

3.2.1 固體糞污預(yù)處理

固體糞污預(yù)處理方法參照3.1.1固體糞污處理方法。

3.2.2 固體糞污好氧發(fā)酵

固體糞污好氧發(fā)酵方式。一般多采用便于組織連續(xù)生產(chǎn)、需時(shí)短、可進(jìn)行臭氣收集處理和發(fā)酵物料干燥處理的滾筒式反應(yīng)器方式。滾筒式反應(yīng)器是長(zhǎng)筒形水平滾筒，通過自動(dòng)操作程序控制，定時(shí)按照預(yù)定速率呈圓形周轉(zhuǎn)，使發(fā)酵物料自動(dòng)定時(shí)翻攪混合、通風(fēng)曝氣、蒸發(fā)水分、調(diào)節(jié)溫度和發(fā)酵物料的連續(xù)不斷投料與出料循環(huán)，可全天24 h不間斷處理固體糞污。

滾筒式反應(yīng)器好氧發(fā)酵要點(diǎn)。發(fā)酵周期一般為7～14 天。每天翻堆6 次，每次翻堆滾筒旋轉(zhuǎn)攪拌2 h、停2 h。好氧發(fā)酵溫度：投料端65～70 ℃，保持5～6 天；出料端40～45 ℃。每天風(fēng)機(jī)間歇通風(fēng)曝氣，每開1 h，停1 h?？筛鶕?jù)好氧發(fā)酵溫度需求情況，調(diào)節(jié)通風(fēng)曝氣時(shí)間和強(qiáng)度。出料時(shí)發(fā)酵物料的含水率應(yīng)控制在≤35%，如含水率＞35%，可通過調(diào)節(jié)通風(fēng)曝氣時(shí)間和提高翻堆攪拌強(qiáng)度或熱風(fēng)干燥處理等措施，確保好氧發(fā)酵物料含水率≤35%。好氧發(fā)酵后衛(wèi)生指標(biāo)須達(dá)到無致病菌和無蠅蟲卵的要求。

3.2.3 牛床墊料的使用方法

散欄牛舍設(shè)有奶牛趴臥休息的牛床。將清潔衛(wèi)生的墊料鋪在牛床上，為奶牛提供舒適的趴臥休息條件，可使奶牛每天上床趴臥休息時(shí)間達(dá)到14～16 h，減少肢蹄、乳房等疾病發(fā)生，提高泌乳量。

一般牛床墊料的鋪設(shè)厚度為8～10 cm。日常牛床墊料管理需做到：每天及時(shí)清理牛床上的糞污和攤平牛床墊料；每星期用鏟車更換一次牛床25%～30%的污濕墊料；每2～3 天使用自行拋撒車，為牛床均勻拋撒添加一次新的牛床墊料，保持厚度，每周每頭奶牛需添加50～60 kg牛床墊料；每10～15 天趁奶牛統(tǒng)一到擠奶廳的時(shí)機(jī)，往牛床墊料上拋撒適量干石灰粉，進(jìn)行1 次消毒[7]。

3.3 液體糞污無害化處理方法

奶牛糞污經(jīng)固液分離后，固體糞污生產(chǎn)有機(jī)肥、牛床墊料和農(nóng)田消納等；液體糞污一般多采用絮凝沉淀、好氧發(fā)酵和自然凈化綜合方法，進(jìn)行無害化處理。

3.3.1 液體糞污無害化處理工藝

液體糞污無害化處理工藝流程見圖2。

圖2 液體糞污無害化處理工藝流程示意圖

3.3.2 液體糞污絮凝沉淀處理

液體糞污進(jìn)入混凝沉淀池后，按0.1%比例添加聚合硫酸鋁混凝劑，通過強(qiáng)力風(fēng)機(jī)鼓氣，使液體糞污在混凝沉淀池中上下翻滾，與聚合硫酸鋁混凝劑充分接觸形成混凝物，促使液體糞污中的有機(jī)物和鐵、錳、鎘、鋁、鉛等重金屬在絮凝沉淀池中沉淀形成污泥，液體糞污中的有機(jī)物去除率可達(dá)50%～60%。在處理液體糞污過程中，還會(huì)產(chǎn)生大量漂浮物渣。要及時(shí)將這些漂浮物渣和沉淀污泥清理出絮凝沉淀池，并隨固體糞污進(jìn)行堆肥無害化處理。經(jīng)絮凝沉淀處理的污水再進(jìn)入好氧微生物發(fā)酵池，繼續(xù)好氧發(fā)酵處理[8]。

3.3.3 好氧微生物發(fā)酵處理

好氧微生物處理原理。液體糞污經(jīng)混凝沉淀處理后，其污水再進(jìn)入好氧微生物處理池。在強(qiáng)力風(fēng)機(jī)曝氣、充分供氧條件下，污水中的好氧微生物快速繁殖，大量生長(zhǎng)，對(duì)污水中氨氮等有機(jī)污物進(jìn)行微生物降解處理。

好氧微生物處理污水所用時(shí)間。一般可按8 h處理一個(gè)批次污水，連續(xù)循環(huán)進(jìn)行污水處理。要注意充分保證曝氣供氧時(shí)間，促使好氧微生物對(duì)污水進(jìn)行硝化、酸化、降解，去除污水中氨氮等有機(jī)污染物。

好氧微生物處理池容量=奶牛牧場(chǎng)每批次污水需要處理量×每日污水可處理批次數(shù)量。好氧微生物處理池每次排水需留下1/4～1/3的已處理污水，作為好氧微生物菌種，滿足擬新處理污水需求[8]。

3.3.4 生物塘自然凈化處理

生物塘污水自然凈化原理。利用自然生物凈化能力對(duì)經(jīng)絮凝沉淀處理和好氧微生物處理的污水進(jìn)一步凈化處理。生物塘污水凈化的過程類似自然水體的自凈過程。在陽光、空氣、天然藻類、浮游生物和魚、蝦、蛙、鴨、鵝等共同作用下，進(jìn)一步凈化處理污水中殘余的有機(jī)污染物[8]。

生物塘設(shè)置要求。生物塘盡可能利用現(xiàn)有的自然條件設(shè)置，務(wù)必做好防滲漏處理。在生物塘周圍植樹綠化，設(shè)立欄桿圍擋防溺水。生物塘天然凈化污水的容量設(shè)置，一般按好氧微生物處理池容量的10 倍以上設(shè)置。還要考慮寒冷冬季生物塘不能正常自然凈化時(shí)，其污水的暫時(shí)存儲(chǔ)問題。

生物塘污水自然凈化需用時(shí)間與利用。在春、夏、秋三季氣溫較高，生物塘自然凈化污水需7～15天的時(shí)間。冬季外界氣溫低，污水生物自然凈化的能力大大下降，因而生物凈化污水需要30～90 天，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。生物塘自然凈化合格后的水可作擠奶廳、牛舍地面清潔沖刷和環(huán)境綠化與農(nóng)田灌溉[8]。