付 敏，陈天宝*，刘 怡，赖靖雯，欧阳佚亭，陈 敏，曾洪良

(1.四川省畜牧科学研究院,成都 610000；2.动物遗传育种四川省重点实验室,成都 610000)

我国是牛肉生产和消费大国，肉牛产业作为我国畜牧业发展的重要组成部分，在提高农牧民收入、改善居民膳食结构等方面做出了重大贡献，2019年牛肉产量为667.28万t，仅次于美国和巴西，肉牛出栏达4533.87万头。随着养殖数量增加和规模化程度提高，肉牛养殖粪污给环境带来了沉重的压力，养殖量聚集程度越高，排放量越多，对环境的威胁也越大，而且，研究表明反刍动物对环境的影响是其他牲畜的3～10倍。氮和磷是动物生长必需营养元素，受自身消化生理决定，其不可能被动物完全消化利用，未被消化吸收的和机体代谢产生的氮磷将主要通过粪便和尿液排出体外。过多的氮磷排放会给环境带来许多负面影响，如地下水污染、动物栖息地和生物多样性变化、有害藻类、富营养化、缺氧和鱼类死亡等。王梦竹等研究发现,我国猪和肉牛是畜禽养殖氮元素进入水体的主要排放单元。针对畜禽养殖环境污染问题，国家相继开展了畜禽养殖污染综合治理和畜禽养殖粪污资源化利用行动，改善养殖面源污染问题，促进种养循环发展。然而，加强畜禽粪便养分管理最关键的任务是准确掌握粪肥养分特性，科学核算养殖场粪污产排量。

近年来，学者们从全球尺度、区域尺度、流域尺度、地区尺度和农田尺度去衡量畜禽养殖氮磷的平衡和盈亏，由于各研究中所采用的肉牛养殖氮磷排泄参数差异较大，导致核算肉牛养殖产排量时结果误差大，可比性较差。虽然，国内外针对特定试验条件下肉牛养殖氮磷养分消化、排泄等方面有较多的研究，但在实际生产条件下肉牛氮磷排泄的研究报道较少，而且已有各研究氮磷排泄量差异较大，与污染普查中的产污系数也存在一定差异。动物粪尿养分产排量受品种、生长阶段、饲料特性和饲养管理方式等因素的影响很大，而我国肉牛养殖又存在分布广、品种多、饲养管理水平差异大、饲料组成变化大等特点，这导致了难以用少数科学试验条件下的参数来衡量全国各区域生产实际排泄情况。因此，研究实际生产条件中不同养殖模式下氮磷排放是非常必要的。四川省是肉牛养殖大省，总量排在全国前列。因此，本研究旨在对四川典型养殖模式下的养殖场/户开展肉牛粪尿产排量及氮磷养分特性研究，为完善肉牛养殖粪尿养分排泄参数体系和科学评估肉牛养殖氮磷排泄对环境贡献及粪污资源化利用提供基础数据。

我国肉牛养殖以中小型养殖户为主，其中出栏1～9头的散养户占95.39%， 10～49头的散养户占3.8%，年出栏50～99头的养殖户占0.6%。养殖模式以人工受精的自繁自养和商品架子牛育肥为主，养殖品种以西门塔尔牛、夏洛莱牛、利木赞牛和安格斯牛等品种的杂交牛为主。我国肉牛养殖清粪方式主要为干清粪，污水处理方式主要是厌氧发酵。

基于四川肉牛养殖现状，选择3种养殖模式开展肉牛粪尿产生量以及氮磷养分特性研究，每种模式选择1个肉牛养殖定点监测点，分别在春、夏、秋、冬四季节开展肉牛养殖粪尿及氮磷产排量监测。其中，模式1为自繁自养肉牛养殖户，常年存栏肉牛25～40头；模式2为自繁自养适度规模养殖场，常年存栏肉牛200～300头；模式3为架子牛育肥场(购进架子牛或犊牛)，常年存栏800～1 200头。三种典型模式下的养殖场/户选址及基本情况见表1。

表1 三种典型养殖模式下监测肉牛场基本情况table 1 basic conditions of each monitoring beef cattle farms under three different typical breeding modes

1.2.1 肉牛粪尿产生量测定及样品采集

1.2.1.1 试验动物及管理 分别在各养殖场，按照试验要求选择健康、体重、膘情相近的犊牛、育成育肥牛、能繁母牛各5头(模式3只选择犊牛、育成育肥牛)，单栏饲养于试验圈舍限位栏。采用常规饲养管理，每天上午7:00和下午4:00喂料，上午7:30和下午4:30清扫圈舍，粪便用推车运送到堆粪场。预饲7 d后，安装粪尿收集装置，适应1 d，开始连续3 d的全收粪尿代谢试验。试验前后称重，每天记录饮水量、采食量、收集全部粪尿，测定粪便含水率。

1.2.1.2 样品采集与处理 试验期间，每天喂料时采集饲料样品，同一天饲料样品混合均匀后，取样500 g密封于塑封袋，标记后冷藏保存。每天早上8点结算前一天的粪、尿量，并将同一天每头试验牛的粪、尿分别混合均匀。粪样按照四分法取2份样品，各500 g，1份按照100 g新鲜粪便加入5 ml 4.5 mol·lhso和2滴甲苯，混匀后密封于塑封袋，冷藏保存；另1份不做任何处理用于测定绝干水分含量。尿液混匀后取样2份，各500 ml，按照按每100 ml加入2 ml 4.5 mol·lhso和4滴甲苯，混匀后装入润洗后的塑料样品瓶，密封，标记后置于-20 ℃冷冻保存，3 d样品采集完后立刻开展样品检测。

1.2.2 排污量测定及样品采集

1.2.2.1 养殖场排污量测定 分别在春、夏、秋、冬四个季节全收粪尿代谢试验的第1～3天，开展养殖场排污监测，记录每天牛粪收集量，原液收集池水位高度变化，计算每日污水产生量和粪便收集率。

(1)

式中：q为粪便收集率(%)，f为养殖场每日粪便收集量(kg)，xf为第i阶段肉牛日产鲜粪量(kg)，n为该养殖场第i阶段肉牛存栏量。

(2)

式中：q为污水产生量(l·head)，s为原液贮存池面积(m)，h为每日污水水位增加高度(m)。n为该养殖场肉牛存栏量。

1.2.2.2 粪污样品采集 分别在鲜粪暂存区和堆肥区，按gb/t 25169-2010 畜禽粪便监测技术，采集暂存粪便和堆肥样品各2份，每份500 g，处理方法与新鲜粪便处理方法相同。在原液收集池和沼液贮存池，按gb/t 27522-2011畜禽养殖污水采样技术规范，分别采集原液和沼液样品各2份，每份500 ml，处理方法与尿液样品处理方法相同。

饲料检测含水率、粗蛋白、总磷；粪便检测含水率、总氮、总磷；尿液检测总氮、总磷，饲料样品检测采用官方分析化学家协会(aoac)方法，粪便、尿液和污水检测方法参照董红敏等。

通过excel 2010对试验期各阶段牛每天采食量、尿液、粪便、污水等分析指标进行初步整理，不同阶段肉牛数据采用spss 19.0进行单因素方差分析，结果用平均值±标准差表示，以0.05差异不显著。通过逐步回归分析影响肉牛粪便、尿液及氮磷排泄量的影响因素及重要性。

3种模式下不同生长生理阶段肉牛采食量及粪尿产生量变化见表2。在犊牛阶段，粪便产生量差异显著(0.05)。在育成育肥牛阶段和能繁母牛阶段，粪、尿产生量均差异显著