对低碳畜牧业的探讨.doc

对低碳畜牧业的探讨摘要：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。本文从规模化养殖、新饲料资源开发、青贮饲料、绿色畜产品、畜禽排泄物无污染处理、标准化规模养殖等角度阐述低碳畜牧业发展的新理念，实现畜牧业的可持续发展，进一步提高人民的生活水平。关键词：低碳畜牧业 温室效应 绿色畜产品 标准化规模养殖2009年年底召开的哥本哈根世界气候大会，再次给人们敲响了警钟。温室效应，气候变化，粮食安全，金融危机等问题相继发生，低碳问题成为全球关注的焦点。畜牧业的发展同样受到了严峻的挑战，引起了各国政府及畜牧科技工作者的高度关注。温室气体主要有CO2和CH4，一些发达国家2004年温室气体的排放量见表1。从表格数据可以看出，农业（包括畜牧业）生产的温室气体在总排放量的比重较小，但我们仍有相应的责任去减少温室气体的排放。为此，本文从以下几个方面去去探讨畜牧业中的减排措施。表1 世界主要国家温室气体排放情况（2004）/（百万吨CO2当量）国家和地区总温室气体排放量能源燃烧产生的温室气体工业产生的温室气体农业生产的温室气体废物产生的温室气体美国7067.576108.19320.65440.12193.83澳大利亚529.23387.229.893.1319.09加拿大758.07619.5354.3254.8628.87法国562.63409.144196.4814.59德国1015.27827.98107.4863.9814.65日本1355.171205.3774.1327.5247.86英国665.33569.6127.9145.4722.33 数据来源：联合国气候变化框架公约：一、 规模化养殖的发展一杯牛奶强壮一个民族，可见畜产品对身体素质的重要性。改革开放以来我国畜牧业得到了迅猛的发展,规模化养殖的比重不断加大。以肉类和奶类为例，我国畜产品的产量逐年增加，详见图1。畜禽的规模化养殖在疫病防治、科学饲养管理、养殖技术方面的优势明显，生产效率高，有利于疫病的防、控、治，能够长期、较稳定地为社会提供安全的畜禽产品，有利于食品安全的监控。规模化畜牧业的发展，有利于和其他产业形成产业链，实现相关产业的协调发展，使各种产业体系得到优化。农村地区发展规模化养殖，可利用充分利用当地的饲料资源和劳动力资源，提高农民的收入及生活水平。规模化养殖可以节约大量劳动力，加上机械化和自动化的普及，有效地降低了生产成本。因此，大力发展规模化养殖，有利于我国农业产业结构的调整，有效地配置各种资源，符合我国的实际国情。与此同时，我们也要意识到规模化畜牧业带来了相应的环境问题，目前畜牧业带来的环境污染已经成为我国最为严重的污染问题之一。畜禽业规模化养殖产生的大量粪尿、二氧化碳及肠道气体带来的碳排放应当列在产业温室气体排放之首。要实现现代畜牧业转型和发展低碳畜牧业同步进行就需要对畜禽废弃物进行肥料化、饲料化及产生沼气等加工利用1-3。图1.中国1996年至2007年部分畜产品产量 资料来源：根据中国统计年鉴有关数据整理二、 新饲料资源开发及相应技术（一）提高棉籽、菜籽等蛋白饲料的利用效率 我国是世界第一棉、菜籽生产大国，年产菜籽（含进口）大1300万吨，而且发展潜力大，同时每年有1200万吨以上的棉籽，因此年生产棉、菜籽饼粕达1300万吨以上，成为我国蛋白质饲料的重要来源。我国是世界上第一养殖大国，但蛋白质饲料资源的短缺成为限制我国饲料工业的瓶颈。蛋白质饲料很大程度上依赖进口。然而传统的棉、菜籽加工体系工艺落后，使得利用效率低，颜色发黑，棉酚等有毒有害物质脱毒能力有限。因此在饲料工业中没有充分利用棉、菜籽饼粕。 因此，在我国传统制油工艺基础上，通过不同途径提高棉、菜籽饼粕的饲用效价，是蛋白质饲料资源开发利用的关键。目前，在这一研究领域我国已有了多项技术的突破。油籽剥皮（去壳），仁壳多级分离技术，能使菜籽脱皮率达到85%95%以上，棉籽脱壳率达到95%98%以上，棉籽粗蛋白由传统的40%44%提高到50%54%以上，菜籽粕由34%36%提高到41%45%以上。通过优化压榨、膨化技术及设备，减少了蛋白质的变性。脱毒工艺设备的更新，使菜籽粕脱毒率达到90%95%以上，棉籽粕中游离棉酚在300ppm以下。 通过以上途径，充分利用棉、菜籽饼粕，可缓解蛋白质资源紧缺的问题。（二）筛选特异性能的微生物降解植物性蛋白饲料中的抗营养因子豆粕为饲料中最为广泛使用的蛋白质饲料。然而植物性饲料如豆粕中常常含有一种或多种抗营养因子（Antinutritional factora,ANF）,如抗原蛋白，胰蛋白酶抑制因子，植物凝集素等，它不但影响了饲料的营养价值和适口性，而且给动物的健康生长和生产带来了很大的危害，是影响饲料营养价值发挥的主要因素4。梁运祥等以大豆抗原蛋白和胰蛋白酶抑制因子等蛋白类的抗营养因子为筛选培养基中的唯一氮源，从不同土样中分离到169株芽孢杆菌，其中B9菌有着良好的降解大豆抗营养因子的效果。其对大豆7S和11S抗原蛋白的降解程度分别为63.12%和52.56%，对胰蛋白酶抑制因子则达到57.24%。因此，利用筛选的微生物发酵处理豆粕中的抗营养因子，提高豆粕的营养价值，有很广的应用前景5 。（三）功能蛋白源饲料的开发中国是世界上肉类生产和消费大国，每年屠宰畜禽量十分可观。这种丰富的动物副产品用于开发动物血浆蛋白粉、血球蛋白粉及其他深加工产品，既利于解决环境污染问题，又能增加蛋白质饲料的来源及产量，其意义十分重大。研究资料显示较抗生素而言，血浆蛋白粉更能大大提高仔猪的生产性能（+27%）。 一般情况下，中国饲料行业在仔猪教槽料配方中加入抗生素或氧化锌，而绝大多数的抗生素和氧化锌会大大降低饲料的适口性；但血浆蛋白粉则以其极佳的适口性来刺激仔猪的采食量。三、 酶制剂提高饲料的转化率饲料转化率对畜牧业的发展来说举足轻重。畜禽对饲料的消化率低，不仅造成资源的浪费、污染环境，而且直接降低了经济效益。因此，在畜牧业迅猛发展的今天提高饲料转化率就显得尤为重要。木聚糖酶和植酸酶的广泛使用对于提高饲料的转化率发挥了重要的作用。（一）木聚糖酶在麦类日粮中的应用技术长期以来，玉米在家禽饲料中作为能量饲料的首选。现今由于玉米的供应日趋紧张，麦类饲料作为家禽能量饲料受到越来越多的重视。但麦类原料中含有阿拉伯木聚糖，-葡萄聚糖等非淀粉多糖（NSP）和粗纤维、胰蛋白酶抑制因子、植物凝集素等抗营养因子，如果直接大量饲喂，不仅包裹营养物质，妨碍营养物质与消化酶间的相互作用，而且会引起畜禽机能性损伤，最终表现为降低营养物质利用率，抑制动物生长。在麦类饲料中添加木聚糖酶能提高麦类饲料的应用价值。王继强等（2005）通过在小麦型日粮中添加以木聚糖酶为主的复合酶制剂饲喂蛋鸡，发现有良好的效果。（二）植酸酶的应用植酸是植物性饲料中普遍存在的一种抗营养因子，植酸磷大部分难以被猪等单胃动物和禽所利用而随粪便排出体外，污染环境。植酸酶可使植酸磷降解成肌醇和磷酸，从而减少饲料中磷酸氢钙等无机磷的添加量，另外，研究结果还发现了植酸酶的潜在营养价值：能够提高饲料中蛋白质和能量的消化率，恢复因植酸络合蛋白质而抑制的多种水解酶的活性6-7。植酸酶的应用在一定的程度上能缓解我国磷资源的匮乏、减少磷资源的浪费、降低磷排放所带来的污染。因此，在这样畜禽的饲料加工中添加植酸酶可大大提高对饲料的转化率，既降低浪费，保护环境，又能提高经济效益。四、 秸秆的低碳处理秸秆是我国仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，可再生、低污染、分布广泛，总量丰富。发展现代低碳畜牧业应大力推广秸秆饲料开发、秸秆氨化处理、秸秆青贮发酵等多种形式的综合利用8。秸秆养畜是推动食草动物发展、减少畜牧养殖粮食消耗、促进农民增收、减少秸秆遗弃焚烧污染、实现能源循环利用的最可行措施8。秸秆的青贮发酵和氨化处理是实现低碳畜牧业的有效途径，使资源循环利用，科学合理推进低碳循环农业发展。秸秆的氨化处理，是将氨化剂（如氨水、液氨、尿素或尿素溶液等）按一定的比例掺入到秸秆中，在密封的条件下，使氨与秸秆中的有机物质发生化学反应，从而达到提高秸秆的营养价值，改善适口性和消化率，从而提高秸秆在家畜饲料开发中的比重9。秸秆青贮发酵技术是指把作物秸秆、牧草等在青绿时割下，切碎填入密闭无氧的青贮窖里，经厌氧微生物发酵作用而制成的一种耐贮存的饲料。青贮饲料基本上保留了青绿饲料原有的青绿、多汁、营养丰富等特点10。采用秸秆青贮发酵技术可以充分利用当地丰富的饲草资源，大大减少农作物秸秆的浪费。五、发展绿色畜产品随着人民生活水平的提高，社会对畜产品的需求量不断增加，对畜产品质量的要求也日益提高。尤其在2008年三聚氰胺奶粉事件之后，畜产品的质量安全问题成为全社会关注的焦点。造成畜产品安全问题原因由以下几点：（1）兽药使用不规范，尤其是在使用一些抗生素作为预防药物时，不严格遵守兽药的规定，不仅加大了对动物的应激，而且造成畜产品中的药物残留；（2）饲料及饲料添加剂使用不规范，一些违法经营者不顾消费者的健康，向饲料中加入国家禁止加入的化学物质，如某些激素、克伦特罗、抗菌药物、抗寄生虫药物等；他们还把只需加入微量或只准加入微量的元素锌、砷、硐等大量加入；（3）人畜共患传染病和畜禽疫病控制不当。由于人畜共患传染病没有得到有效地控制，人畜共患传染病通过接触或通过吃肉或其他方式传染给人，给人的身体健康带来了巨大的威胁；（4） 环境污染造成畜产品中有毒有害物质残留量超标，随着我国工业的发展和对工业“三废”(废水、废气、废渣)治理监督管理不严，工业“三废”污染环境的情况越来越严重，使环境污染产生的残留毒物(如重金属)、农药和工业“三废”中的有机氯、磷、汞、铅等，直接污染水源、饲料、饲草及畜禽生活环境，通过食物链在畜禽体内蓄积，致使产品品质下降11。生产绿色畜产品既符合低碳经济的发展，又得到广大消费者的喜爱。绿色畜产品12是按照特定生产方式生产，经专门机构认证、许可使用绿色食品标志、健康、安全、优质的畜禽产品。其特征是“安全和优质”双重质量保证，“环境与经济”双重效益。强调“产品出自最佳的生态环境”和“从土地到餐桌全程的质量控制”，其中每一道工序都是产业化生产不可缺少的一节链条，只有完整的产业化链条，才能保证产品的质量。无公害、风味好的畜禽产品受到社会的普遍欢迎。发展绿色畜禽产品，不仅有利于有效保护本地区人民群众身体健康，也有利于促进畜禽产品的出口创汇，更有利于经济发展。因而，在低碳可持续畜牧业养殖发展中，应逐渐减少使用甚至停用抗生素添加剂，取而代之新型绿色环保添加剂，包括寡聚糖、酶制剂、益生素、中草药添加剂等。六、动物排泄物的处理近年来随着畜禽规模化的养殖，畜禽粪便对环境的污染远远超过了环境自净能力。据2008年统计家畜主要污染物排泄量显示，牛（250kg BW）每天排泄CH4 200L/d，奶牛（500 kg BW）排泄污染物（CO2）26.2kg/头当量，万头猪（个）排泄的氮、磷量分别为100t/年、20t/年，一只羊（25kg）每年排泄CO2 53.66kg，CH4 4.38kg，其中肉食生产形成的CH4排放量占全球排放总量的51，动物养殖业产生的320亿t CO2当量，高于工业与能源行业综合影响。土地使用方面，将目前用于畜牧养殖业的土地归还给天然植被和森林，将可消除大气中26000亿kg CO2当量的温室气体，相当于温室气体总量的4.213。粪便经有机分解后可产生大量的温室气体，如果将畜禽粪便通过回收再处理，将能有效地减少畜禽粪便对大气的污染，同时可以实现资源的良性利用与循环。畜禽粪便还田仍是处理利用的主要方向。畜禽粪便通过生物好氧发酵与干燥处理，制成无公害高效活性有机肥。日本之所以在短短几年内解决了畜禽粪便的污染问题，是因为政府推动畜禽粪便还田运动，协调畜禽养殖业与种植业之间的关系1-2。畜禽粪便不仅是优质的有机肥料，而且也是畜禽较好的饲料资源3。畜禽粪便具有很高的营养价值，特别是鸡粪中含有大量未消化的粗蛋白质、B族维生素、矿物质元素、粗脂肪和一定数量的碳水化合物。畜禽粪便不仅含有很多水分，而且还含有各种细菌，只有进行去臭、除菌、脱水，才能达到提高利用价值、便于贮藏的目的。甲烷的燃烧值非常高，是沼气中主要的可燃气体。用畜禽粪便生产沼气是利用受控制的厌氧细菌分解作用，将粪便中的有机物（碳水化合物、蛋白质和脂肪）转化成简单的有机酸，然后再将简单的有机酸转化为甲烷和二氧化碳。对畜禽粪便中的有机营养物质的综合处理，使资源和能源循环利用，实现无废物、无污染生产1-3。七、 标准化规模养殖的推出2010年3月29日，农业部畜牧业司出台了农业部关于加快推进标准化规模养殖的意见，畜禽标准化规模养殖是现代畜牧业发展的必由之路，体现了科学发展观的具体要求。实行标准化规模养殖，能规范畜牧业的生产、保障畜产品有效供给、提升畜产品质量安全、促进现代畜牧业持续健康平稳发展。 近年来，我国畜牧业取得了长足发展，肉类、禽蛋产量连续多年稳居世界第一，畜牧业产值约占农业总产值的比重达36%。目前，我国的畜牧业正处于快速发展的关键时期，各种矛盾和问题凸显：生产方式较落后，畜产品质量存在安全隐患，疫病防控形势依然严峻，大宗畜产品市场波动加剧，低水平规模饲养带来的环境污染日趋加重。这些问题的存在，成为制约现代畜牧业可持续发展的瓶颈。 发展畜禽标准化规模化养殖，是加快生产方式转变，建设现代畜牧业的重要内容。实行标准化规模化养殖，有利于增强畜牧业综合生产能力，有利于从源头对产品质量安全进行控制，有利于有效控制疫病的发生，有利于畜禽粪污的集中处理和资源化利用，实现现代畜牧业与环境的协调发展。八、讨论畜牧业生产是农业生产的重要组成部分，为人们的衣食住行提供了丰富的物质资料，显著提高了人们的生活水平。改革开放以来，我国的畜牧业得到了迅速的发展，规模化养殖业的比重进一步加大。由此而带来的环境问题，迫使畜牧工作者不断追求低碳畜牧的发展模式。通过育种工作，改良动物的生产性能，减少温室气体的排放；新饲料资源的开发及应用技术，包括植酸酶等应用和抗营养因子的消除，提高饲料利用率；综合运用各种技术处理动物排泄物，实现资源的循环