CN106212911A

CN106212911A - 一种能同时降低奶牛氮、磷和甲烷排放量的精饲料

Info

Publication number: CN106212911A
Application number: CN201610579567.8A
Authority: CN
Inventors: 孙国强; 吕永艳; 李美玉
Original assignee: Qingdao Agricultural University
Current assignee: Qingdao Agricultural University
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2016-12-14

Abstract

本发明涉及一种能同时降低奶牛氮、磷和甲烷排放量的精饲料。包括：玉米46％‑50％，浓缩糖蜜发酵液5％‑8％，麸皮18％‑24％，棉籽粕6％‑10％，豆粕6％‑10％，食盐0.7％‑1.2％，小苏打1％‑2％，氧化镁0.5％‑1％，石粉1.0％‑2.0％，异丁酸0.15％‑0.25％，1％牛至油粉0.08％‑0.12％等。本发明通过精饲料调控奶牛瘤胃发酵、改善小肠氨基酸平衡并降低日粮磷水平以提高氮素、能量、磷的利用率和产奶量，同时降低奶牛氮、磷和甲烷的排放量，可见本发明既降低饲养成本且能提高奶牛氮素、能量、磷的利用率和产奶量的经济效益，又能降低奶牛氮、磷和甲烷的排放量减少环境污染的生态效益，集增产增收和节能减排于一体。

Description

一种能同时降低奶牛氮、磷和甲烷排放量的精饲料

技术领域

本发明属于畜牧养殖技术中饲料领域，具体涉及一种能同时降低奶牛氮、磷和甲烷排放量的精饲料。

背景技术

随着畜牧业的快速发展，由此而引起的环境污染问题日趋严重，据报道，全国畜禽粪污年排放量已超过全国工业废渣和城市生活废弃物的排放量之和，成为造成环境污染的不可忽视的重要原因；目前,引人关注的环境污染主要有氮、磷、甲烷等。奶牛不能有效地利用日粮中的氮,日粮中的氮转化为牛乳中氮的转化率仅平均为30％,其他剩余的氮大部分通过尿液和粪排放；摄食磷仅约20％进入牛奶,大部分经粪便排放；采食的饲料能量中约有7％以甲烷的形式排放到空气中。我国目前奶牛存栏1400万头,按每头奶牛每年排放粪尿中氨态氮(NH₃-N)25.15kg、总氮(TN)89.82kg、总磷(TP)10.07kg、甲烷(CH₄)80kg计,我国奶牛全年主要污染物产生量为:NH₃-N 35.21万t、TN125.75万t、TP14.10万t和CH₄112万t。

其中氮素对环境的影响主要体现在对地下水体和空气的污染。奶牛将尿氮和粪氮排放到土壤中，再通过挥发(粪尿中氨态氮(NH₃-N)、径流、反硝化等方式对环境造成污染。氮在地下水体中主要以硝酸盐的形式存在，硝酸盐对人体和家畜健康是无益的。硝酸盐经过还原作用在机体中可以转化为亚硝酸盐，使血液的携氧能力减弱，严重时可危及生命。硝酸盐还与机体内仲胺类物质发生作用生成硝铵类，有极强的致癌和致畸性。氮素还可以使水体出现富营养化，降低水体的含氧量，不利于水中动植物的生存。氨排放于空气中就可变成铵，与酸发生反应生产直径小于2.5um的微滴，这些微滴对人的健康有害，并且形成烟雾。

磷的排放引起地下水污染、土壤磷富营养化等潜在环境危害。

甲烷(CH₄)常被认为是仅次于CO₂的温室气体和化学活性气体，以单位分子和单位质量计算，每克分子CH₄的温室增温潜力是CO₂的2l～22倍甚至更高，还有人认为造成全球气候变暖的主要因素是CH₄而并非CO₂，所以，CH₄对全球气候的影响显得尤其重要。

研究已发现，奶牛氮的损失有两大原因，一是同猪禽等单胃动物一样，由于小肠氨基酸不平衡所致；二是由于瘤胃发酵造成的氮损失。其中瘤胃发酵造成的氮损失又由两方面原因造成，第一个方面是瘤胃氮代谢造成氮的损失：瘤胃氮代谢，包括蛋白质以及非蛋白含氮化合物(简称非蛋白氮，NPN)分解产生氨态氮(NH₃-N)和菌体蛋白的合成(也就是细菌的生长繁殖)，即在瘤胃内产生氨态氮(NH₃-N)与利用氨态氮(NH₃-N)合成菌体蛋白的过程是同时进行的。产生氨态氮(NH₃-N)的速度大大超过菌体蛋白合成的速度，特别是高效产氨菌(HAB)产生氨态氮的速度过快，剩余的氨态氮(NH₃-N)通过瘤胃壁进入血液在肝脏中合成尿素，合成的尿素大部分随尿液排出体外从而造成了氮的损失；第二个方面是瘤胃原虫造成氮的损失，相比细菌只降解可溶性蛋白质而言，原虫既可以降解可溶性蛋白质，也可以降解不溶性蛋白质，原虫在脱氨基作用中也占据了重要位置，瘤胃原虫脱氨酶的活性较细菌高3倍(可以认为原虫分解蛋白质等产生氨态氮的速度为细菌的3倍)，其分解不溶性蛋白质的能力和脱氨基活性极大地促进了氨态氮的产生，但是，原虫只能产生氨态氮却不能利用氨态氮；此外，原虫对瘤胃细菌的吞噬作用使菌体蛋白在瘤胃内形成了大量无效的微循环，从而降低了饲料蛋白质的利用效率。因此，原虫被认为是瘤胃内净产生氨态氮的微生物。

磷的利用率主要取决于奶牛日粮中磷的含量，日粮中磷的含量越大磷的利用率越低，即日粮中磷的含量高是磷大量排放的主要原因。

甲烷是瘤胃中产甲烷菌所产生的，一般情况下，甲烷菌与原虫通过表面附着或形成絮状物方式结合，研究也发现瘤胃原虫的胞液有共生的甲烷菌存在，存在于原虫的体内或附着于纤毛虫体表的甲烷菌依靠原虫体表的汁液生长，所以原虫也是瘤胃甲烷产生的主要原因。

在奶牛精饲料配制技术方面，目前常规的做法是偏重于如何从数量和全价性上弥补粗饲料的营养不足以满足奶牛所需的营养，而基本上忽略了奶牛采食饲料后，经消化和吸收之后的排泄物对环境会有多大的影响，也就是说目前在奶牛精饲料配制方面基本上不考虑奶牛的氮、磷和甲烷的排放对环境产生的污染，如已有技术都是添加磷酸氢钙之类的含磷矿物质饲料，或者仅采取单一的营养调控措施(如在精饲料中添加酵母培养物)或添加过瘤胃氨基酸以使小肠氨基酸平衡(如在精饲料中添加过瘤胃蛋氨酸)，其目的也只是为提高奶牛产奶量，而未曾考虑既要提高奶牛产奶量又降低氮、磷和甲烷排放量，也就是说未将增产增收和节能减排减少环境污染兼顾起来。

发明内容

本发明的目的是提供一种能同时降低奶牛氮、磷和甲烷排放量的精饲料，以弥补现有技术的不足。

本发明是通过精饲料调控奶牛瘤胃发酵、改善小肠氨基酸平衡并降低日粮磷水平以提高氮素、能量和磷的利用率，产生良好的生态效益，实现既提高奶牛产奶量又降低奶牛氮、磷和甲烷的排放量，达到减少排放保护环境的目的。

本发明考虑到为促进瘤胃微生物的生长繁殖(菌体蛋白的合成)同时替代部分蛋白质饲料降低饲养成本，因而选用了含有效能较高且含有菌体蛋白较多的浓缩糖蜜发酵液(CMS)，以保证奶牛瘤胃微生物快速生长繁殖的需要，加快瘤胃微生物利用氨态氮(NH₃-N)合成菌体蛋白的速度，从而大大降低了瘤胃氨态氮浓度，降低氮的排放量。

又考虑到植物精油具有强烈地抑制高效产氨菌(HAB)和原虫活性的作用，因而添加植物精油，高效产氨菌(HAB)和原虫的脱氨基作用，以及原虫对瘤胃细菌的吞噬作用就受到强烈的抑制，这必然减少氨态氮的产生，如此不仅有利于提高蛋白质饲料的利用率同时也有利于CMS的利用；而且植物精油既可直接抑制甲烷的产生也可通过抑制原虫活性而间接抑制甲烷的产生，提高饲料能量利用率。

第三，考虑到异位酸是瘤胃微生物的生长因子，其作用不仅能促进瘤胃微生物的生长繁殖，而且还是支链缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等重要氨基酸的原料，因而可提高瘤胃微生物对氨态氮的利用速度、促进瘤胃菌体蛋白的合成，氮排放量必然下降。

第四，蛋氨酸锌能改善小肠蛋氨酸不足的局面，因而添加蛋氨酸锌能改善小肠氨基酸平衡、促进小肠蛋白质合成，提高小肠氨基酸的利用率，降低氮排放量。最后，本发明为了降低磷的排放量，在不降低奶牛产奶性能的前提下大大降低了精饲料中磷的含量，即在精饲料的配制中不添加磷酸氢钙之类的含磷矿物质饲料。

因此，本发明的奶牛精饲料，其特征在于精饲料组成及配方为：玉米46％-50％，浓缩糖蜜发酵液5％-8％，麸皮18％-24％，棉籽粕6％-10％，豆粕6％-10％，食盐0.7％-1.2％，小苏打1％-2％，氧化镁0.5％-1％，石粉1.0％-2.0％，微量元素预混料0.80％-1.2％，维生素AD₃粉0.20％-0.30％，异丁酸0.15％-0.25％，1％牛至油粉0.08％-0.12％和1％蛋氨酸锌1％-2％。

本发明的精饲料配方还可以为：玉米48％，浓缩糖蜜发酵液7％，麸皮22％，棉籽粕8％，豆粕8％，食盐1％，小苏打1％，氧化镁0.5％，石粉1.5％，微量元素预混料1％，维生素AD₃粉0.20％，异丁酸0.2％，1％牛至油粉0.1％，1％蛋氨酸锌1.5％。

上述的浓缩糖蜜发酵液的水分含量是45％。

上述精饲料应用于对奶牛进行营养调控以达到既能提高产奶量，又能有效降低奶牛氮、磷和甲烷排放量而大大减少环境污染。

减少甲烷排放量的主要方法是在上述精饲料的配制中添加了抑制甲烷产生的浓度为1％的牛至油粉0.08％-0.12％。

减少磷排放量的主要方法是在上述精饲料的配制中不添加磷酸氢钙之类的含磷矿物质饲料。

减少氮排放量的主要方法是在上述精饲料的配制中添加了浓缩糖蜜发酵液5％-8％、异丁酸0.15％-0.25％、浓度为1％的牛至油粉0.08％-0.12％以及浓度为1％的蛋氨酸锌1％-2％。

提高产奶量的主要方法是在上述精饲料的配制中添加了水分含量为45％的浓缩糖蜜发酵液5％-8％、异丁酸0.15％-0.25％、浓度为1％的牛至油粉0.08％-0.12％和浓度为1％的蛋氨酸锌1％-2％。

因此本发明提高了氮、磷和饲料能量的利用率，提高了奶牛产奶性能；同时本发明用浓缩糖蜜发酵液替代部分蛋白质饲料以及降低日粮磷含量，从而降低了饲养成本。由上述可见，本发明既达到了提高氮(蛋白质)、能量和磷的利用率，又达到了提高奶牛产奶量和降低氮、磷和甲烷排放的多重目的,因而可广泛地应用于奶牛精饲料的配制中。

本发明集非蛋白氮利用、降低瘤胃氨态氮(NH₃-N)产生速度、提高瘤胃氨态氮(NH₃-N)利用速度、降低瘤胃甲烷产生速度等瘤胃发酵调控措施和小肠氨基酸平衡技术于一体，从而大大提高了饲料中氮(蛋白质)和能量的利用率，降低了氮和甲烷的排放，提高了奶牛产奶量；同时在精饲料的配制中不添加磷酸氢钙之类的含磷矿物质饲料，提高了磷的利用率降低了磷排放量。

具体实施方式

实施例1

泌乳天数平均为55±19.5d，平均产奶量为30.5±2.5Kg的荷斯坦奶牛20头，精饲料按照如下比例进行配合并搅拌均匀：玉米47％，麸皮21％，棉籽粕9％，浓缩糖蜜发酵液8％，豆粕9％，食盐1％，小苏打1％，氧化镁0.5％，石粉1％，微量元素预混料1％，维生素AD₃粉0.20％，1％牛至油粉0.1％，异丁酸0.20％，1％蛋氨酸锌1％。

精粗饲料喂量(Kg/头.天)：精饲料10千克，苜蓿干草5千克，全株玉米青贮28千克，干苹果渣1千克。

上述的浓缩糖蜜发酵液为味丹公司生产，微量元素预混料是市售的，商品名为0.5％牛羊复合微量元素，上述的维生素AD₃粉是市售的商品，上述的异丁酸为化工公司销售；1％牛至油粉为现配现用：用脱脂玉米淀粉将济南齐鲁中牧生物科技有限公司出售的牛至油含量为10％的牛至油粉稀释为牛至油含量为1％的1％牛至油粉。1％蛋氨酸锌为现配现用：用脱脂玉米淀粉将上海华亭化工厂有限公司生产的蛋氨酸锌(锌含量≥17.5％，蛋氨酸含量≥80％)稀释为蛋氨酸锌含量为1％的1％蛋氨酸锌。

以上60天的饲养试验结果表明：饲喂本发明的精饲料使平均产奶量提高了17.37％、而乳成分没有发生显著变化、氮排放量减少了18.77％、磷排放量减少14.69％、甲烷排放量减少了28.02％。

实施例2

泌乳天数平均为105±10.5d，平均产奶量为28.6±1.6Kg的荷斯坦奶牛30头，精饲料按照如下比例进行配合并搅拌均匀：玉米50％，麸皮20％，棉籽粕7.5％，浓缩糖蜜发酵液7％，豆粕9％，食盐1％，小苏打1％，氧化镁0.5％，石粉1％，微量元素预混料1％，维生素AD₃粉0.20％，1％牛至油粉0.1％，异丁酸0.2％，1％蛋氨酸锌1.5％。

精粗饲料喂量(Kg/头.天)：精饲料6.5千克，苜蓿干草4千克，全株玉米青贮25千克，干苹果渣0.6千克。

以上60天的饲养试验结果表明，与未饲喂本发明的精饲料之前相比，试验组平均产奶量比对照组提高了15.88％，乳成分没有发生显著变化，氮排放量减少了17.07％，磷排放量减少16.49％，甲烷排放量减少了26.34％.

另外，本发明又使精饲料的成本下降了50元/t。

本发明之所以会取得这么好的结果，分析原因如下：

1.降低了精饲料成本使用7个百分点的浓缩糖蜜发酵液替换了5个百分点的豆粕和2个百分点棉籽粕，因此使精饲料的成本下降了50元/t；

2.提高了产奶量、保持了乳成分的稳定由于在精料中添加了牛至油、异丁酸、浓缩糖蜜发酵液和蛋氨酸锌，在抑制瘤胃高效产氨菌和原虫活性的同时又促进了瘤胃微生物对瘤胃氨氮(NH₃-N)的利用，提高了瘤胃微生物蛋白产量，即提高了瘤胃蛋白质的利用率；由于促进了瘤胃微生物的生长繁殖特别是纤维分解菌的生长繁殖又促进了纤维饲料的消化，为牛奶的生成增加了能量的供给；蛋氨酸锌的添加改善了小肠氨基酸平衡情况，进一步提高了蛋白质利用率，因此平均产奶量提高，而乳成分没有发生显著变化。

3.降低了氮排放量由于在降低瘤胃高效产氨菌和瘤胃原虫活性的同时又促进了瘤胃微生物对瘤胃氨氮(NH₃-N)的利用，提高了瘤胃微生物蛋白产量，小肠氨基酸由于蛋氨酸锌的添加使其平衡情况得到改善，所以小肠氮(氨基酸)的利用率也得以提高,因而氮的排放量显著降低。

4.降低了磷排放量由于没有添加磷酸氢钙(传统的添加水平为1％-2％)之类的含磷矿物质饲料，使磷的排放量显著降低。

5.降低了甲烷排放量植物精油(牛至油)既可直接抑制甲烷的产生也可通过抑制原虫活性而间接抑制甲烷的产生，因而奶牛甲烷排放量显著减少。

Claims

1.一种能同时降低奶牛氮、磷和甲烷排放量的精饲料，其特征是，精饲料组成配方为：玉米46％-50％，浓缩糖蜜发酵液5％-8％，麸皮18％-24％，棉籽粕6％-10％，豆粕6％-10％，食盐0.7％-1.2％，小苏打1％-2％，氧化镁0.5％-1％，石粉1.0％-2.0％，微量元素预混料0.80％-1.2％，维生素AD₃粉0.20％-0.30％，异丁酸0.15％-0.25％，1％牛至油粉0.08％-0.12％,和1％蛋氨酸锌1％-2％。

2.如权利要求1所述的精饲料，其特征是，配方组成为：玉米48％，浓缩糖蜜发酵液7％，麸皮22％，棉籽粕8％，豆粕8％，食盐1％，小苏打1％，氧化镁0.5％，石粉1.5％，微量元素预混料1％，维生素AD₃粉0.20％，异丁酸0.2％，1％牛至油粉0.1％，1％蛋氨酸锌1.5％。

3.如权利要求1所述的精饲料，其特征是上述的浓缩糖蜜发酵液的水分含量是45％。

4.权利要求1所述的精饲料应用于对奶牛进行营养调控以达到既能提高产奶量，又能有效降低奶牛氮、磷和甲烷排放量而减少环境污染。

5.减少甲烷排放量的主要方法是在上述饲料的配制中添加了抑制甲烷产生的浓度为1％的牛至油粉0.08％-0.12％。

6.减少磷排放量的主要方法是在上述饲料的配制中不添加磷酸氢钙之类的含磷矿物质饲料。

7.减少氮排放量的主要方法是在上述饲料的配制中添加了异丁酸0.15％-0.25％、浓度为1％的牛至油粉0.08％-0.12％和浓度为1％的蛋氨酸锌1％-2％。

8.提高产奶量的主要方法是在上述饲料的配制中添加了水分含量为45％的浓缩糖蜜发酵液5％-8％、异丁酸0.15％-0.25％、浓度为1％的牛至油粉0.08％-0.12％和浓度为1％的蛋氨酸锌1％-2％。