成年奶牛温室气体排放分析

成年奶牛温室气体排放分析

白玛央金1 ,旦增曲珍2

1 西藏自治区农牧科学院蔬菜研究所 西藏拉萨 850000  

2 西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所 西藏拉萨 850000

摘要：为了解成年奶牛的温室气体排放情况，试验对奶牛饲料消费、奶牛肠道发酵 CH4排放、奶牛养殖场能源消费以及粪便管理系统等方面对温室气体的排放情况进行了分析，研究结果表明：（1）成年奶牛的粪便CH4排放约占总排放量的50%，主要排放源为粪便管理系统；（2）成年奶牛饲料消费、养殖场能源消耗以及养殖环境温度等是引起CH4排放的主要原因；（3）成年奶牛粪便CH4排放具有季节变化，与饲料和环境温度相关。

关键词：成年奶牛；温室气体；排放分析

引言

奶牛是温室气体排放的主要贡献者之一，这可能与饲料消费、奶牛肠道发酵 CH4排放、奶牛养殖场能源消费以及粪便管理系统等因素有关。我国作为世界上最大的奶牛生产国，对温室气体排放的研究目前还处于起步阶段，了解奶牛在不同饲养条件下的温室气体排放情况可以为奶牛生产提供数据支持。

一、奶牛饲料消费带来的排放

随着奶牛养殖规模的扩大，饲料、能源以及粪污处理等所产生的温室气体对环境的影响也随之增大。在奶牛养殖过程中，主要的温室气体排放源是甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）。

甲烷主要是由饲料在消化道内发酵产生，可以通过粪便和呼吸排放到大气中，也可以通过饲料从奶牛体内排出。当奶牛摄入一种或多种饲料时，不同类型的饲料在奶牛消化道内产生的甲烷量是不同的，而甲烷会随着粪便排出体外，所以直接排放到环境中的甲烷量也不同。

氧化亚氮（N2O）主要是由奶牛饲料中的含氮物质在瘤胃内发酵产生，主要包括氨气和尿素两种类型。在奶牛的饲料消费过程中，瘤胃内产生的氨气会被排到大气中，而尿素则会随着粪便排出体外。

目前，有研究发现，奶牛在饲喂精饲料时，如果日粮中含有较高的蛋白质含量（如：大豆蛋白、小麦蛋白等），则会导致奶牛产生更多的甲烷和氧化亚氮。这可能是由于这些蛋白质类饲料在瘤胃内发酵后，产生的甲烷和氧化亚氮比其他蛋白质类饲料更多，从而导致了甲烷和氧化亚氮排放的增加。除此之外，日粮中添加的能量和氨基酸也会导致奶牛产生更多的甲烷和氧化亚氮。

二、奶牛肠道发酵 CH4排放

CH4是一种对环境友好的温室气体，研究表明，成年奶牛肠道发酵产生的CH4排放占到了甲烷排放总量的30%~70%。除了饲料消费和粪便管理系统带来的CH4排放外，研究表明，在养殖过程中通过饲喂不同饲料也会导致甲烷的排放量不同。当饲喂添加有木质素或者纤维素的日粮时，CH4排放量会增加。因此，在养殖过程中，如果可以合理利用纤维素和木质素，不仅可以提高饲料报酬，减少能量损失，而且还能够降低CH4的排放。与饲喂没有添加木质素和纤维素的日粮相比，饲喂添加有木质素和纤维素日粮时，奶牛的平均甲烷排放量增加了10%~20%。

三、奶牛养殖场能源消费温室气体排放

在奶牛养殖场中，燃料消耗是一项重要的温室气体排放源，其主要来源包括奶牛养殖过程中的能量消耗以及在牛舍内的供暖和通风等。通常认为，奶牛养殖过程中的能量消耗包括饲料消化和干物质采食量两部分，饲料消化主要指将干物质转化为能量，而干物质采食量则是指将能量转化为干物质的数量。在奶牛养殖场中，能量消耗的主要来源是饲喂阶段和产奶阶段。饲喂阶段主要包括育肥和反刍两个阶段，其中育肥阶段主要消耗的是能量，反刍阶段消耗的则是食物中的营养成分。

饲料消化主要包括消化和吸收两个部分，其中消化又分为粗饲料、精饲料和过渡料三个部分。粗饲料中的营养成分主要为蛋白质、碳水化合物和脂肪，其中蛋白质是奶牛必需的营养物质之一，其含量大约占粗饲料总质量的30%左右。精饲料中主要成分为粗蛋白质、能量以及一些微量矿物质和维生素等。对于粗饲料，在奶牛的瘤胃中进行降解，由干物质、半干物质和水组成，其中干物质的比例大概占粗饲料总质量的60%左右，半干物质约占30%左右，水约占20%。一头成年奶牛能源消费相关温室气体排放量如表1所示：

表 1 一头成年奶牛能源消费相关温室气体排放量

四、粪便管理系统温室气体排放

在饲养管理系统方面，主要有两种温室气体排放形式：甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O），甲烷是一种主要的温室气体，它的产生主要与饲料类型、饲喂方式和饲喂时间有关，甲烷的排放速率受饲料类型的影响；氧化亚氮是一种主要的温室气体，它是通过瘤胃微生物代谢产生的，由于瘤胃微生物发酵过程产生氧化亚氮，所以氧化亚氮的排放量也受到饲喂方式和饲喂时间的影响。

不同饲养条件下粪便管理系统中甲烷排放、氧化亚氮排放和甲烷排放之间存在相关关系。

不同饲养条件下温室气体排放还受奶牛个体差异、饲养管理方式、日粮类型、瘤胃微生物群落等因素的影响。在养殖管理方面，根据奶牛的不同生长阶段和日粮类型，可以将养殖过程分为五个阶段：育肥阶段、泌乳后阶段、妊娠阶段和分娩后阶段。

育肥阶段，牛群体重增加，采食量增加，会导致能量摄入增多，同时，日粮中的碳水化合物比例发生变化，饲料中的能量水平也会发生变化。该阶段牛群会通过瘤胃发酵产生大量甲烷，导致温室气体排放增加。

泌乳阶段，日粮中的蛋白质含量升高导致瘤胃发酵CH4排放增加，同时也会促进甲烷菌的生长和繁殖，从而导致甲烷排放增加。

妊娠阶段，奶牛能量水平提高导致日粮中的蛋白质比例降低，但是同时也会促进瘤胃发酵产生甲烷。

分娩后阶段，牛群体重减少，采食量下降，日粮能量水平降低，奶牛通过瘤胃发酵产生CH4排放量降低；同时，由于奶牛在分娩后不需要摄入过多能量，能量消耗减少，瘤胃发酵产生的CH4量降低。

结束语

总而言之，奶牛养殖的温室气体排放主要由饲料消费、养殖场能源消耗和粪便管理系统三方面引起，其中，饲料消费和粪便管理系统是主要排放源。从奶牛养殖的角度看，应加强对饲料的管理，在保证奶牛营养需要的同时减少饲料在奶牛肠道内发酵产生甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放；在保证能量供应的同时，控制养殖场内能源消耗，提高养殖场内环境温度，降低奶牛养殖温室气体排放。对于粪便管理系统，应通过改进粪便收集方式、制定完善的粪便管理制度和培训工作人员等措施减少甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放。

参考文献

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[2]刘志豪,董利锋,贾鹏,赖琦,高彦华,田忠红,吴秋珏,刁其玉.不同胎次的干奶期奶牛瘤胃温室气体排放量特征及对泌乳性能的影响[J].中国畜牧杂志,2022,58(10):309-314.

[3]郑永辉,鞠鑫鑫,孙辉,郭建斌,董仁杰.奶牛场温室气体排放与减排措施[J].中国乳业,2021,(11):34-39.