低碳畜牧业 

发展低碳畜牧业的研究方向

摘 要：随着现代化进程的发展，温室效应、气候变化、环境污染、资源短缺等一系列的全球问题困扰着人类。低碳经济成为当前全球关注的核心问题，“节能减排”成为我们一切行动的口号。现代化畜牧业的发展也不例外。本文从新饲料资源开发、畜禽排泄物无污染处理、节能优良品种的培育、标准化规模养殖等角度阐述低碳畜牧业发展的新途径，让畜牧业加快速度进低碳时期。

关键字：低碳畜牧业； 研究方向

低碳畜牧业就是指在可持续发展理念指导下，以减少温室气体排放为目标，通过制度创新技术创新和发展观念的转变等多种手段，在畜牧业的生产、加工、运输、消费等全过程中形成清洁能源结构，减少高碳能源消耗，提高能源利用率，打造低能耗、低排放、低污染、高效率、高产出、高收益为基础的新型性产业发展模式。

一、畜牧业对环境的影响

2009年，世界观察研究所（WWD)在题为《牲畜与气候变化》的报告中指出，牲畜及其副产品实际上至少排放了325.64亿吨二氧化碳的温室气体，占世界总排放的51%。

2010年国务院新闻办发布了《第一次全国污染源普查公报》首次提取农业污染物排放对水环境的影响明显多于工业污染，而农业污染中比较突出的是畜牧业的污染，其化学需氧量、总氮、总磷分别占农业源的96%、38%和56%。

全世界畜禽养殖每年的粪便排泄量达100 亿t，畜牧业的温室气体排放占世界温室气体排放的51%，超过了全球交通工具的总排放量。畜禽废弃物、粪尿和污水数量大，所含的污染物数量和种类非常多。它们对空气、土壤和水体造成污染、孳生蚊蝇、携带大量的病原微生物，对人类健康造成严重危害。粪尿发酵后分解产生大量的硫化氢、氨、甲烷、二氧化碳和胺类等有机物加重环境污染程度，引发人畜呼吸道疾病，导致畜禽生产能力下降，畜产品产量和质量降低。畜牧业的温室气体排放直接表现为来自于畜禽呼吸、排气、粪便发酵、土地使用等方面。

其中畜禽粪尿带来的碳排放列在畜牧业温室气体排放之首。其次，冲洗地面、墙壁、尿沟、运动场的污水，打扫垫草、地面的污物，也是碳排放的重要方面。广义来说，凡是对

环境造成破坏的畜牧业活动，都会带来气候的恶化，都是非低碳行为。除上述的直接碳排放外，在养殖过程中，如果过度耗费资源、污染环境，也会带来环境的破坏和气候变化，是一种间接的碳排放行为。因此，探索如何降低畜禽粪便的危害性及家畜低能耗的新途径有其深远的现实意义。

二、低碳畜牧业研究开发的切入点 1.1饲料组合研究

日粮组合效应：不同饲料组成的日粮饲喂反刍动物时，日粮的表观消化率必定不等于各个饲料的表观消化率的加权值之和。其实质来自不同饲料的营养物质、非营养物质以及抗营养物质之间互作的整体效应。根据利用率或采食量等指标可分为正组合效应、负组合效应和零组合效应3种类型。

日粮组成、饲喂时间及饲料加工调制都会影响翻出动物瘤胃内气体的产生，也会影响其它动物的能量利用率。建立最优动态日粮组合模式，可提高饲料利用率，降低碳氮排放，缓解畜牧业污染所带来的环境压力。充分激发正组合效应，最大限度的降低负组合效应是动物营养中具现实意义的研究。 1.1.1 酶制剂

饲用酶制剂作用：①充分利用并节约饲料资源，增加各种非常规饲料资源的可利用性，并且提高现有常规饲料资源的可利用率，提高饲料转化效率；②减少畜禽排泄物中有机物、氮、磷等物质的含量，减少对土壤和水体的污染；③无任何毒副作用，为绿色饲料添加剂。饲用酶制剂作用机理：补充或促进内源酶分泌；降低食糜黏度；破碎细胞壁；消除抗营养因子。 1.1.2 益生素

益生素又称微生态制剂，是指由许多有益微生物及其代谢产物构成的可以直接饲喂动物的活菌制剂。一些微生物在发酵或代谢过程中会产生生长激素等生理活性物质，有助于食物消化和营养物质吸收，促进代谢。还可产生多种B族维生素、氨基酸、淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶类、生长刺激因子，从而提高饲料利用率。

益生素作用机理：产生抑菌物质；生物屏障作用；提高机体免疫机能；与病原菌竞争营养物质；提供营养物质。 1.1.3酸化剂

酸化剂的作用机理：①使胃内pH值下降，提高胃蛋白酶的活性；②改善胃肠道微生物区系；③直接参与体内代谢，提高营养物质消化率；④促进矿物质和维生素的吸收；⑤改善日粮适口性，减慢胃排空速度，提高蛋白质在胃内的消化。 1.1.4 中草药、植物提取剂

中草药、植物提取剂的作用：抗菌；抗病毒；免疫增强（多糖促进细胞因子的产生；促进淋巴细胞转化和增值；影响淋巴细胞数量和淋巴细胞比例；促进抗体生成）。 1.1.5合理能蛋比

能量蛋白比=代谢能或净能(kJ/kg)/粗蛋白质(%)

能蛋比不仅能反映日粮中蛋白质的水平，还可以反映饲粮中能量与蛋白质的平衡程度。对于畜禽来说，在满足最低能量蛋白水平上都存在一个最佳的能量蛋白比例关系，以符合动物在不同生长阶段、生理状态以及不同的生存环境中的营养需要。

饲粮中的能量和蛋白质应保持适宜的比例，比例不当会影响营养物质利用效率并导致营养障碍。饲粮的能量及蛋白质保持合理的比例，能够保证能量利用率的提高和避免饲粮蛋白质的浪费。保持最佳能量蛋白比，相对传统的高消化能和高粗蛋白质水平饲料，可显著降低碳氮的排放。净能体系使动物能量需要与日粮能量值在同一基础上得以表达并与所含饲料组分无关，所以结合净能体系开展最佳净能能蛋白比的研究，对降低畜牧业碳氮排放意义重大。 2、非常规饲料资源的开发

长期以来，粮食一直占常规猪饲料的80％，在提供畜产品的过程中占有相当重要的地位。随着人民生活水平的不断提高，人们对畜产品的需求日益增大。因此，粮食作为常规饲料的供需缺口越来越大，过度的依赖粮食来用作饲料已不能满足畜牧业发展的需要。

非常规饲料是一类畜禽可饲用的物质资源。如农作物秸秆、食品厂的渣液、屠宰厂下脚料、畜禽粪便等均为常见的非常规饲料。秸秆焚烧一方面污染了环境，另一方面可能导致火灾带来其他社会损失。食品厂排出的废渣、废液严重污染了环境。这样既解决了这些废弃物带来的环境污染，也提高了资源的利用率。 2.1常见的非常规饲料资源

农作物秸秆 、秕壳 、林业副产物 、槽渣、废液类饲料糟渣 、非常规植物、饼粕类、动物性下脚料饲料 、粪便再生饲料资源 、矿物质饲料等我国每年的秸秆与秕壳产量十分巨大。这类饲料主要包括水稻秸秆和秕壳、小麦秸秆和秕壳、玉米秸秆和玉米芯、高粱秸秆和秕壳、谷子秸秆和秕壳、大豆秸秆和荚壳、薯干、薯秧、花生蔓等。秸秆的主要成分是粗纤维，矿物质含量也较丰富。目前这类资源主要通过物理加工、化学及微生物发酵处理方式，可分解其中的粗纤维为单糖或低聚糖供动物利用，而且可改善适口性，提高蛋白质含量。 2.2开发利用存在的问题：

非常规饲料资源开发利用的方式还不成熟非常规饲料一般不可直接用来饲喂畜禽，需要经过物理、化学或微生物处理后才能被畜禽利用，但技术还没有完全成熟，部分加工方式破坏了饲料的营养价值，需进一步完善。一些加工方式成本高，能耗大，产品缺乏竞争力，一些资源的生产、加工工艺还处于探索阶段。

3、区域性“低碳畜牧业”实施循环模式

根据当地畜牧业现状、家畜和饲料资源的生产及供给情况，结合当地的 中、 长远规划，进行饲料资源尤其是非常规饲料资源的开发利用，做到当地资源、当地开发、就近使用是节能减排的一个切入途径。猪-沼-果”循环模式，秸秆-饲

料-养牛模式。

通过农林牧结合发展“生态型”畜牧业，畜禽粪尿和污水等废弃物用于农业、林业和渔业生产，实现资源的再利用，避免资源过早废弃。利用畜禽粪尿和污水等废弃物用于生产沼气，极大地减少畜牧业污染的产生、迁移、转化与排放，从根本上减轻畜牧业对环境的污染，遏制生态环境恶化，有效地节约和利用资源。 4、嗳气基础的研究

嗳气在瘤胃微生物的发酵过程中，不断地产生大量的气体。牛一昼夜能产生600~1300升气体，其中，二氧化碳占50%~75%，甲烷占20%~45%。此外，还有极少量的氢、氮和硫化氢等气体。这些气体有1/4被吸收到血液后经肺排除，微生物仅能够利用小部分，其余靠嗳气排出。 在瘤胃微生物的发酵过程中，不断地产生大量的气体。牛一昼夜能产生600~1300升气体，其中，二氧化碳占50%~75%，甲烷占20%~45%。此外，还有极少量的氢、氮和硫化氢等气体。这些气体有1/4被吸收到血液后经肺排除，微生物仅能够利用小部分，其余靠嗳气排出。 在瘤胃微生物的发酵过程中，不断地产生大量的气体。牛一昼夜能产生600~1300升气体，其中，二氧化碳占50%~75%，甲烷占20%~45%。此外，还有极少量的氢、氮和硫化氢等气体。这些气体有1/4被吸收到血液后经肺排除，微生物仅能够利用小部分，其余靠嗳气排出。

人们发现甲烷在地球变暖和臭氧层破坏方面，比二氧化碳更严重，因为甲烷在吸收红外线能量方面比二氧化碳更有效。而畜牧业产生的甲烷绝大部分来源于反刍动物。减少甲烷排放，既能环保，又能增效。研究表明，产甲烷菌大量吸附于纤毛虫上，它们之间是一种兼性关系。纤毛虫对产甲烷菌的产生有促进作用。当细菌的氢供应不足时，产甲烷菌就将自己吸附于几种纤毛虫上，以保证有足够的氢生成甲烷。 研究表明，产甲烷菌大量吸附于纤毛虫上，它们之间是一种兼性关系。纤毛虫对产甲烷菌的产生有促进作用。当细菌的氢供应不足时，产甲烷菌就将自己吸附于几种纤毛虫上，以保证有足够的氢生成甲烷。 给反刍动物日粮中补充适量硫酸锌（ZnSO4）的试验证明，可以减少瘤胃纤毛虫的数量，减少甲烷产量。

5、粪便污水处理的研究

畜牧养殖废水主要来自猪尿、粪便水、场地冲洗水及生活污水,废水中含有大量有机物、氨、磷、固体悬浮物、微生物病原体,是一种高浓度的有机废水。

这些废水如果处理不当,会对当地水环境产生严重污染,因此,研究有效的治理方法对解决畜牧养殖废水污染问题具有重要的意义。

畜禽发酵床生态养殖技术：目前主要采取生产沼气、有机肥、微生物发酵等模式，提高畜禽养殖废弃物资源综合利用率和污染物达标排放率，取得了一定的效果。特别是在利用微生物开展发酵床生态养殖方面，取得了明显成效。增产增效情况：通过发酵床饲养，每头商品肉猪（自宰自销）可增收100元以上，每只肉禽增收2-3元，蛋禽每年每只可增收3-5元。

发酵床养鸡技术是将菌种、米糠、锯末、玉米粉等按比例混合作为鸡舍的垫料，再利用 鸡的翻扒习性使鸡粪、尿和垫料充分混合，通过垫料的分解发酵，使鸡粪、尿中的有机物质得到充分的分解和转化的养殖工艺，而且提高了鸡的品质。

结语：低碳经济发展氛围越来越浓， 各行业也开始审视自身与低碳经济的关系。因为低碳发展不仅仅带动经济发展，更是为环保做出了很大的贡献。但如何实现低碳畜牧业，就应该从我们自身开始关注，努力学习，刻苦研究，而不是坐等结果。当然很多的畜牧行业从业者、特别是畜牧生态工作者当前乃至今后较长时期内研究的首要课题。希望早日实现，为地球提早减轻负担。

参考文献

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