李志才，姜竹会，齐文娟

1 山东省青岛市畜禽良种有限公司，山东青岛 266000

2 山东省莱阳市谭格庄镇农业综合服务中心，山东莱阳 264000

3 山东省青岛市平安保险股份有限公司，山东青岛 266000

0 引言

我国在第75届联合国大会上向国际社会郑重承诺实现碳达峰、碳中和的奋斗目标，即二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。中国政府这一重大环保战略决策，必将对解决世界性温室气体排放环保难题，产生深远影响，也将为我国乳业的绿色可持续发展指明前进方向。

农牧业是重要的温室气体排放源，而奶牛养殖业又是农牧业温室气体主要的排放源之一，约占农牧业温室气体总排放量的20%。从奶牛养殖业的碳足迹看，减少温室气体排放，牧场需在调整奶牛饲料营养、配制减排调控日粮、加强奶牛饲喂管理、完善奶牛福利设施、提高奶牛泌乳量，以及在粪污无害化处理和资源化利用等方面，积极采取综合技术措施，实现奶牛养殖的低碳环保目标[1]。

1 科学配制奶牛日粮，做好饲喂管理

1.1 奶牛胃肠道的消化特点

奶牛系食草反刍家畜，在长期生物适应性进化过程中，形成了容量巨大的瘤胃，瓣胃、网胃、真胃和粗大发达的盲肠。奶牛能利用瘤胃和盲肠中的原虫、真菌、甲烷菌等微生物，对饲草饲料进行发酵、降解、消化并吸收其中营养，同时产生大量的甲烷、二氧化碳等温室气体。这些气体除少部分能被奶牛利用外，大部分通过奶牛反刍嗳气和肛门放屁排出体外，不仅污染环境，还降低了饲草饲料的利用率。

1.2 配制奶牛减排调控日粮

应根据奶牛不同类群、生长发育水平、泌乳量，科学设计不同精粗比例且营养全面平衡的日粮，添加瘤胃发酵菌群调节剂、甲烷抑制剂等饲料添加剂，既能保证奶牛按需足量采食，满足泌乳营养需要，又能提高单位饲料泌乳量，减少甲烷、二氧化碳气体的排放量[2]。

1.3 做好奶牛饲喂管理

为保证每头奶牛的自由、足量采食和泌乳营养需要，除配制奶牛减排调控日粮外，做好奶牛的饲槽管理也非常重要。

1.3.1 配置充足的采食槽位

根据奶牛体况，为每头泌乳奶牛配置50～70 cm宽度的采食槽位，保证每头奶牛都能正常非争抢地自由采食。

1.3.2 确定合理饲喂次数

根据不同类群奶牛采食需要，合理确定奶牛每天的减排调控日粮的饲喂次数。一般干奶牛、育成牛每天分发3 次日粮，泌乳奶牛每天可分发4 次日粮。炎热夏季可适当再增加1 次，以保持日粮的新鲜度与喜食适口性，防止日粮酸败变质影响奶牛的采食量。

1.3.3 及时推料

及时把饲槽外沿的草料推至奶牛采食的最佳位置，以方便采食；每次饲喂日粮要推料2～3 次，防止奶牛因吃不到日粮而影响采食量。

1.3.4 始终保持饲槽有料

保持不同类群奶牛饲槽有3%～5%的余料。

1.3.5 保持饲槽清洁卫生

不同类群奶牛的饲槽，在春、秋、冬三个季节，每天彻底清扫1 次，夏季每天彻底清扫2 次；每周用水刷洗消毒1 次[2]。

2 完善奶牛福利设施，提高泌乳量

奶牛福利是为奶牛提供干净卫生、宽敞舒适、自由自在养殖环境条件。提高奶牛福利对保证牛只健康、减少疾病、提高生产性能意义重大。结合碳减排需求，应重点在以下方面提高奶牛福利[1]。

2.1 采用散栏饲养模式，提高奶牛生产性能

2.1.1 散栏饲养优点

与传统的栓系饲养方式相比，散栏饲养：一是能让奶牛自由采食和活动，减少疾病发生以及人为因素的影响，有利于发挥奶牛的泌乳潜能，提高5%～10%的泌乳量；二是能让奶牛自由地进行社交活动，发情爬跨现象较明显，便于牧场繁育人员适时查情和进行人工授精，有利于提高繁殖率。因此，新建牧场或进行碳减排技术改造时，应积极采用散栏饲养模式。

2.1.2 散栏饲养特点

散栏饲养模式是将日常生活生产的牛舍空间，划分为采食区、饮水区、休息区、运动区4 个相互连接的功能区域。采食区的饲养设施主要有TMR草料运送车道、采食槽位和栏位颈枷，奶牛在其中可完全自由采食日粮；饮水区的饲养设施主要是饮水槽；休息区的饲养设施主要是自由卧床、奶牛通道和机械刮粪通道等；运动区主要是采食区和休息区之间的活动空间及牛舍外的运动场地。奶牛以群为单位，可在这4 个区域内自由采食、饮水、休息或运动[3]。

2.2 集中机械挤奶

散栏饲养的泌乳牛日常挤奶，须集中到专门设立的挤奶厅。奶牛集中挤奶能节约时间，提高效率和泌乳量，减少碳排放；保证牛奶卫生质量；有利于不同牛群的精细化饲养管理。

2.3 机械刮板清粪

100 头泌乳牛每天约产生5 吨粪尿，如采用水冲清粪模式会形成10～15 吨粪污，而采用“机械刮板清粪”模式，会比水冲清粪模式减少100%～150%的粪污排放量和无害化处理量，粪污处理碳减排效果显著。

2.4 按舒适指数配置奶牛饲养设施

散栏饲养配套设施须参照舒适指数要求，保证泌乳牛的舒适度[3]（表1）。

表1 奶牛散栏饲养配套设施舒适指数表

2.5 满足牛舍运动场地需求

散栏牛舍和运动场地对奶牛舒适度的影响非常大。进行奶牛场建设或碳减排技术改造时，须参照奶牛散栏饲养配套设施舒适指数标准，还须满足奶牛对饲喂槽位、休息卧床、行走通道、刮粪通道和运动场地等的配套设施要求。

2.6 配置通风喷淋设施

散栏饲养对牛舍环境有较高要求，需配置良好的通风换气、喷淋降温等设施，消除季节气候对奶牛热、冷应激的不良影响。散栏牛舍可采取“门窗+风扇+喷淋”自动调控通风换气、喷淋降温方式，以满足通风、降温、排湿要求，提高奶牛舒适度。

2.7 配置节能照明光源

加强牛舍照明和延长照明时间，促使奶牛脑垂体分泌催乳素、催产素等生物激素，促进泌乳和正常周期发情。为此，应在牛舍安装足够数量的LED照明灯，光照强度控制在50～70 Lus；LED照明灯比传统白炽灯亮度高、耗能低，可节约5～7倍的用电量；LED照明灯光源会让奶牛感到柔和、安全、放松和舒适，有利于提高泌乳量。

2.8 配足饮水槽

散栏牛舍须按奶牛饲养数量和饮水需求，配备充足饮水槽，保证每头奶牛随时喝上清洁卫生饮水。在寒冷季节，为防止结冰，饮水槽上可增加保温装置，如有条件，可安装电热自动控温装置，将水温控制在10～16 ℃。

2.9 安装自动牛体毛刷

在散栏牛舍的合适位置安装自动牛体毛刷，可自动旋转为奶牛刷拭按摩，清理皮毛，促进血液循环，提高舒适感。

2.10 满足奶牛环境舒适指数要求

在进行新建牧场或牧场进行碳减排技术改造时，应满足环境舒适指数要求，以接近自然，减少人为约束（表2）[4]。

表2 牧场环境舒适度指数表

3 粪污无害化处理，资源化减排利用

牧场在实施碳减排，进行绿色发展时，可根据自身实际条件采取以下技术措施。

3.1 生产有机肥

3.1.1 固液分离

牧场粪污集中至粪污处理场集粪池后，开启混合搅拌旋切泵，将粪污中秸秆、长草切碎并搅拌均匀，输送至固液分离机进行粪污固液分离。液体部分进行无害化处理；固体用好氧发酵堆肥技术生产农用有机肥。

3.1.2 好氧发酵堆肥形式和工艺流程

主要有条垛型好氧发酵堆肥、长槽型好氧发酵堆肥和反应器型好氧发酵堆肥3 种。好氧发酵堆肥工艺流程示意图见图1。

图1 好氧发酵堆肥工艺流程示意图

3.1.3 好氧发酵堆肥技术要点

粪污预处理。粪污好氧发酵前须预处理，对拟好氧发酵的混合物料水分、粒度、C/N、pH值等，进行堆肥物料参数调节和添加好氧发酵菌种[2]（表3）。

表3 好氧发酵堆肥物料预处理参数调节表

一次好氧发酵高温杀菌。该阶段堆肥好氧发酵周期因堆肥方式不同，堆肥时间也不同，通常为7～30 天。堆肥温度一般控制在55～65 ℃。一次好氧发酵可降低粪污中臭气等挥发性物质；杀灭粪污中寄生虫卵、病原微生物和降低草籽发芽率；粪污的水分含量下降至45%～50%；有机物得到分解和矿化，释放出N（氮）、P（磷）、K（钾）等肥分，同时变得疏松、分散，达到无害化处理目的[5]。

二次好氧发酵陈化腐熟。该阶段通过继续好氧发酵，堆肥温度控制在40～45 ℃；堆肥水分下降至40%左右，经干燥处理或晾晒达到35%以下标准要求。一般二次好氧发酵周期需20～30 天，使好氧发酵物料中未降解的有机物进一步分解、陈化、腐熟[6]。

堆肥后续阶段处理。堆肥经两次好氧发酵处理，可达到农用有机肥料质量标准要求，经粉碎、筛分、计量、包装和质检等后续阶段处理，可提高有机肥商品价值和牧场粪污减排综合效益。

3.2 制作牛床垫料

奶牛固体粪污经好氧发酵、消毒杀菌处理后达到卫生安全要求，可制作牛床垫料，对资源循环利用、碳减排意义重大。牛床垫料制作技术要点如下。

3.2.1 固体粪污预处理

固体粪污预处理方法参照3.1.1固体粪污处理方法。

3.2.2 固体粪污好氧发酵

固体粪污好氧发酵方式。一般多采用便于组织连续生产、需时短、可进行臭气收集处理和发酵物料干燥处理的滚筒式反应器方式。滚筒式反应器是长筒形水平滚筒，通过自动操作程序控制，定时按照预定速率呈圆形周转，使发酵物料自动定时翻搅混合、通风曝气、蒸发水分、调节温度和发酵物料的连续不断投料与出料循环，可全天24 h不间断处理固体粪污。

滚筒式反应器好氧发酵要点。发酵周期一般为7～14 天。每天翻堆6 次，每次翻堆滚筒旋转搅拌2 h、停2 h。好氧发酵温度：投料端65～70 ℃，保持5～6 天；出料端40～45 ℃。每天风机间歇通风曝气，每开1 h，停1 h。可根据好氧发酵温度需求情况，调节通风曝气时间和强度。出料时发酵物料的含水率应控制在≤35%，如含水率＞35%，可通过调节通风曝气时间和提高翻堆搅拌强度或热风干燥处理等措施，确保好氧发酵物料含水率≤35%。好氧发酵后卫生指标须达到无致病菌和无蝇虫卵的要求。

3.2.3 牛床垫料的使用方法

散栏牛舍设有奶牛趴卧休息的牛床。将清洁卫生的垫料铺在牛床上，为奶牛提供舒适的趴卧休息条件，可使奶牛每天上床趴卧休息时间达到14～16 h，减少肢蹄、乳房等疾病发生，提高泌乳量。

一般牛床垫料的铺设厚度为8～10 cm。日常牛床垫料管理需做到：每天及时清理牛床上的粪污和摊平牛床垫料；每星期用铲车更换一次牛床25%～30%的污湿垫料；每2～3 天使用自行抛撒车，为牛床均匀抛撒添加一次新的牛床垫料，保持厚度，每周每头奶牛需添加50～60 kg牛床垫料；每10～15 天趁奶牛统一到挤奶厅的时机，往牛床垫料上抛撒适量干石灰粉，进行1 次消毒[7]。

3.3 液体粪污无害化处理方法

奶牛粪污经固液分离后，固体粪污生产有机肥、牛床垫料和农田消纳等；液体粪污一般多采用絮凝沉淀、好氧发酵和自然净化综合方法，进行无害化处理。

3.3.1 液体粪污无害化处理工艺

液体粪污无害化处理工艺流程见图2。

图2 液体粪污无害化处理工艺流程示意图

3.3.2 液体粪污絮凝沉淀处理

液体粪污进入混凝沉淀池后，按0.1%比例添加聚合硫酸铝混凝剂，通过强力风机鼓气，使液体粪污在混凝沉淀池中上下翻滚，与聚合硫酸铝混凝剂充分接触形成混凝物，促使液体粪污中的有机物和铁、锰、镉、铝、铅等重金属在絮凝沉淀池中沉淀形成污泥，液体粪污中的有机物去除率可达50%～60%。在处理液体粪污过程中，还会产生大量漂浮物渣。要及时将这些漂浮物渣和沉淀污泥清理出絮凝沉淀池，并随固体粪污进行堆肥无害化处理。经絮凝沉淀处理的污水再进入好氧微生物发酵池，继续好氧发酵处理[8]。

3.3.3 好氧微生物发酵处理

好氧微生物处理原理。液体粪污经混凝沉淀处理后，其污水再进入好氧微生物处理池。在强力风机曝气、充分供氧条件下，污水中的好氧微生物快速繁殖，大量生长，对污水中氨氮等有机污物进行微生物降解处理。

好氧微生物处理污水所用时间。一般可按8 h处理一个批次污水，连续循环进行污水处理。要注意充分保证曝气供氧时间，促使好氧微生物对污水进行硝化、酸化、降解，去除污水中氨氮等有机污染物。

好氧微生物处理池容量=奶牛牧场每批次污水需要处理量×每日污水可处理批次数量。好氧微生物处理池每次排水需留下1/4～1/3的已处理污水，作为好氧微生物菌种，满足拟新处理污水需求[8]。

3.3.4 生物塘自然净化处理

生物塘污水自然净化原理。利用自然生物净化能力对经絮凝沉淀处理和好氧微生物处理的污水进一步净化处理。生物塘污水净化的过程类似自然水体的自净过程。在阳光、空气、天然藻类、浮游生物和鱼、虾、蛙、鸭、鹅等共同作用下，进一步净化处理污水中残余的有机污染物[8]。

生物塘设置要求。生物塘尽可能利用现有的自然条件设置，务必做好防渗漏处理。在生物塘周围植树绿化，设立栏杆围挡防溺水。生物塘天然净化污水的容量设置，一般按好氧微生物处理池容量的10 倍以上设置。还要考虑寒冷冬季生物塘不能正常自然净化时，其污水的暂时存储问题。

生物塘污水自然净化需用时间与利用。在春、夏、秋三季气温较高，生物塘自然净化污水需7～15天的时间。冬季外界气温低，污水生物自然净化的能力大大下降，因而生物净化污水需要30～90 天，甚至更长的时间。生物塘自然净化合格后的水可作挤奶厅、牛舍地面清洁冲刷和环境绿化与农田灌溉[8]。