奶牛集约化生产体系中磷素平衡及其环境效应

论文摘要

随着奶牛养殖业集约化程度的不断提高,在较小的土地面积上饲养着大量的奶牛,奶牛场的排放物越来越多,由于人们不愿投资治理污染,许多奶牛场的污染排放处于放任自流状态,大量的粪尿污物随废水放到场外,导致了越来越严重的环境污染问题。本文就奶牛场对环境特别是对水体富营养化影响较大的磷元素进行系统的研究,对集约化奶牛场磷素的产生和排放状况进行测定,分析集约化奶牛场四个季节磷的产生和排放规律,分整体、群体、个体三个层次研究磷素的平衡和环境效应,以便为奶牛场规模的合理规划,粪便中磷资源合理有效利用,提高奶牛对磷的利用率,减少奶牛养殖业造成的磷素环境污染,提供科学依据和数据基础。试验一:以河南省郑州市具有集约化代表性的千头奶牛场作为研究对象,以整个奶牛场做为研究对象,得出一年中奶牛场磷输入输出整体平衡状况。本试验具体设计以年为单位,以奶牛场育成牛与泌乳牛为主体,按照日粮配方的各种饲喂量,分四个季节采集测定,计算通过饲料输入牛场的磷总量、磷在奶牛场内部的利用状况以及通过粪便、污水、产品牛奶输出到奶牛场外的输出磷量,分析奶牛场整体的磷素平衡和环境效应。结果显示:奶牛场全年通过饲料输入磷为87454 kg,奶牛通过粪便排泄的磷总量为5376.14 kg,占饲料磷的61.47%,整体奶牛磷利用率为38.53%;奶牛场牛奶全年输出磷4320 kg,占饲料磷的4.94%;奶牛场一年通过污水输出场外磷为114.9 kg,占饲料磷的0.13%,这将构成对环境的严重威胁,对环境造成污染,应特别重视污水的管理,它是奶牛场对环境污染的重要表现形式,应加强对粪尿的管理与污水处理。另外,根据奶牛场的磷平衡和奶牛磷营养需要的经验公式,设计出了奶牛场磷输入输出平衡的数学模型: {（7.27+0.0215W+0.00602WG）Na+[（0.0143W+0.99FCM）/0.50]Nb}D= [（NyFyPy+NmFmPm） + C V + NME]D + O+J。以便为奶牛场的磷排放污染状况的预测和奶牛场的规划建设提供科学依据和指导。试验二:以河南省郑州市具有集约化代表性的千头奶牛场中部分育成牛与泌乳牛作为对象,进行奶牛群体磷输入输出的平衡状况的群体层次研究。具体设计是以年为单位,把群体作为一个系统进行研究。选择10头育成牛与10头泌乳牛测定育成牛与泌乳牛群体饲料磷采食量,粪便磷的排泄量,泌乳牛牛奶磷的排出量。就两阶段牛的平均水平,计算育成牛、泌乳牛群体水平的磷平衡状况。结果显示:育成牛粪便中全年日均磷排泄量为65.77 g,占采食饲料磷的48.71%,机体利用率为51.29%;泌乳牛粪便中全年日均磷排泄量为151.23 g,占采食饲料磷的65.19%,机体利用率为34.81%,泌乳牛牛奶磷占采食饲料磷的7.14%。粪中的磷排泄量较大,若处理不当,将有可能对环境造成污染。试验三:通过对河南省郑州市具有集约化代表性的千头奶牛场进行磷的测定,从个体水平进行磷素平衡与环境效应的研究。具体设计为,以年为单位,分四个季节,随机选用5头体重接近、采食正常、健康的泌乳牛和5头300 kg左右、采食正常、健康的育成牛,每头牛采用定位栏进行限位饲养,整个试验过程的饲料、饮水与常规饲养一致。测定两阶段每头奶牛的饲料磷采食量、粪尿磷的排出量、泌乳牛的产奶磷量,最后计算出两阶段每头牛的磷消化、排泄状况以及可能造成的环境效应。结果显示:育成牛对磷的消化率为49.35%%,泌乳牛对磷的消化率为41.78%;育成牛粪尿中全年日均磷排泄量为60.94 g,占采食饲料磷的47.16%,机体利用率为52.84%;泌乳牛粪尿中全年日均磷排泄量为140.34 g,占采食饲料磷的57.89%,机体利用率为42.11%,泌乳牛牛奶磷占采食饲料磷的7.14%。粪中磷含量较大,尿中含磷量极小,所以粪磷是影响环境的主要因素,但尿液不容忽视,由于液体的流动性容易对粪磷冲蚀而污染环境。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• 第一章 引言
• 第二章 文献综述
• 1 奶牛养殖中磷污染的研究进展
• 1.1 磷在畜牧业上的应用及其现状
• 1.2 奶牛养殖中磷的污染及其对环境的影响
• 1.3 奶牛养殖环境污染的危害
• 1.4 造成奶牛养殖污染的原因
• 1.5 集约化奶牛生产体系中磷污染的防治措施
• 1.6 展望
• 2 磷在奶牛日粮中的应用
• 2.1 磷素的发现
• 2.2 磷在奶牛体内的吸收
• 2.3 磷在奶牛体内的代谢
• 2.4 奶牛对磷的需要量
• 2.5 奶牛养殖中磷营养与磷污染的关系
• 2.6 展望
• 第三章 集约化奶牛场磷素平衡整体测定和环境效应及平衡模型的建立
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点、动物、时间
• 1.2 样品采集
• 1.2.1 饲料采样
• 1.2.2 育成牛与泌乳牛粪便的采样
• 1.2.3 牛奶的采样
• 1.2.4 污水采样
• 1.3 测定指标
• 1.3.1 饲料样中相关指标的测定
• 1.3.2 奶牛场的粪便产生量的计算
• 1.3.3 牛奶中相关指标的测定
• 1.3.4 污水中相关指标的测定
• 1.3.5 各种输出形式磷量所占饲料磷的比例
• 2 结果与分析
• 2.1 奶牛场奶牛饲料采食磷
• 2.2 奶牛场奶牛年粪便产生磷
• 2.3 奶牛场牛奶输出磷量
• 2.4 奶牛场污水年输出磷量
• 2.5 各种输出磷量占采食饲料磷的比例
• 3 讨论
• 3.1 奶牛场磷排出状况
• 3.2 奶牛场磷的环境效应
• 4 结论
• 5 奶牛场磷平衡模型的建立
• 5.1 奶牛场饲料磷输入数学模型的建立
• 5.2 不同奶牛饲养阶段磷需要量公式的建立
• 5.3 奶牛场磷素输入与奶牛场磷需要量平衡模型的建立
• 5.4 奶牛场磷输出数学模型的建立
• 5.5 奶牛场磷平衡模型的建立
• 6 结果
• 6.1 一定规模奶牛场饲料磷需要量
• 6.2 一定规模奶牛场磷输出量
• 6.3 根据磷输入量计算饲料量
• 7 讨论
• 第四章 集约化奶牛场磷平衡群体测定和环境效应
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点、动物、时间
• 1.2 饲养管理
• 1.3 新鲜粪便的采样
• 1.4 泌乳牛奶样的采样
• 1.5 测定指标
• 1.5.1 粪样相关指标
• 1.5.2 奶样相关指标
• 2 结果与分析
• 2.1 四个季节育成牛饲料样指标测定
• 2.2 四个季节育成牛粪样指标的测定
• 2.3 四个季节泌乳牛饲料样指标测定
• 2.4 四个季节泌乳牛粪样各相关指标的测定
• 2.5 四个季节泌乳牛牛奶样各相关指标的测定
• 2.6 育成牛与泌乳牛磷平衡状况
• 2.6.1 四季节育成牛排出磷与采食磷的比例
• 2.6.2 四季节泌乳牛排出磷利用与采食磷的比例
• 3 讨论
• 3.1 育成牛磷排泄状况
• 3.2 泌乳牛磷排泄状况
• 3.3 育成牛与泌乳牛群体的环境效应
• 4 结论
• 第五章 集约化奶牛场磷平衡个体测定和环境效应
• 1 材料与方法
• 1.1 试验地点、动物、时间
• 1.2 饲养管理
• 1.3 样品采集
• 1.3.1 饲料采样
• 1.3.2 粪样采集
• 1.3.3 尿样采集
• 1.3.4 泌乳牛奶样采集
• 2 测定指标
• 2.1 饲料相关指标
• 2.2 粪样测定指标
• 2.3 尿样相关指标
• 2.4 奶样相关指标
• 2.5 排泄系数测定
• 3 数据统计分析
• 4 结果与分析
• 4.1 四个季节育成牛饲料样指标
• 4.2 磷排泄状况
• 4.2.1 育成牛磷排泄
• 4.2.2 泌乳牛磷排泄
• 4.3 磷消化率的测定
• 5 讨论
• 5.1 育成牛与泌乳牛磷的排泄状况
• 5.2 育成牛与泌乳牛磷的消化率
• 5.3 育成牛与泌乳牛磷的平衡状况
• 5.4 育成牛与泌乳牛磷的环境效应
• 6 结论
• 第六章 奶牛场污物排放情况调查
• 1 调查地点
• 2 调查内容
• 3 结果与分析
• 3.1 固体污染物的处理
• 3.2 液体污染物的处理
• 4 结论与讨论
• 4.1 固体污染物的处理
• 4.2 液体污染物的处理
• 4.3 降低磷污染采取的措施
• 第七章 全文结论与研究展望
• 1 全文结论
• 2 创新
• 3 研究展望
• 参考文献
• Abstract
• 附件:集约化奶牛场四季节污水磷污染指数的测定