西北地区育成母牛粪尿中N、P、Cu、Zn产污系数的对比分析

张振伟，庞伟英，周玉香，张巧娥，闫 宏

（1.宁夏中卫山羊选育场，中卫 755006；2.宁夏贺兰县农牧渔局；3.宁夏大学农学院，银川 750021）

西北地区育成母牛粪尿中N、P、Cu、Zn产污系数的对比分析

张振伟1，庞伟英2，周玉香3，张巧娥3，闫 宏3

（1.宁夏中卫山羊选育场，中卫 755006；2.宁夏贺兰县农牧渔局；3.宁夏大学农学院，银川 750021）

选择5头健康状况良好、体重相似、出生日期相近的中国荷斯坦育成母牛作为试验对象，采用全收粪尿法研究育成母牛在一年四季中N、P、Cu、Zn产污系数的变化情况及规律。结果表明：育成母牛N、P、Cu、Zn各种污染物的产污系数均受季节因素的显著（P＜0.05）或极显著（P＜0.01）影响；N、P、Cu产污系数在一年四季中的变化规律一致，均以夏季最高，冬季最低，随季节的变化呈现先升高后降低的趋势；Zn产污系数则以春季最高，冬季最低，随季节的变化呈现降低趋势。

育成母牛；产污系数；季节

经济的高速发展与农业结构的不断调整，促进了畜牧业生产规模的不断扩大和集约程度的不断提高，但由于规划、管理和技术滞后等原因，导致有相当一部分养殖废弃物未得到充分利用，而是作为污染物被排入到环境中［1-3］。据对宁夏银川周边的一个存栏量800头左右的奶牛养殖场进行调查得知，每年奶牛场产粪0.38万t，产尿0.27万t，如不及时对这些废弃物进行处理，其所含的污染物势必会对环境造成巨大危害。

污染物产生系数（又称产污系数）是指在正常生产和管理条件下，1 d内单个畜禽或生产单位畜产品所产生的粪、尿、化学需氧量（COD）、全氮（TN）、全磷（TP）、铜（Cu）、锌（Zn）等原始污染物量，是反映畜禽养殖场污染物产生状况的一个重要指标［1-2］。本文以N、P、Cu、Zn的产生量为研究对象，选择健康状况良好、体重相似、出生日期相近的中国荷斯坦育成母牛作为试验对象，采用全收粪尿法来研究育成母牛在一年四季中N、P、Cu、Zn产污系数的变化规律，以便为控制与治理奶牛场污染提供科学的理论依据与数据基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点与时间

试验地点为宁夏银川某奶牛养殖场。试验时间从2007年10月至2008年8月，分春、夏、秋、冬四季进行，每个季节连续采样5 d，保证3 d数据有效［4］。

1.2 动物

5头健康状况良好、体重相似、出生日期相近的中国荷斯坦育成母牛。

1.3 动物的饲养管理

试验牛采用栓系式舍饲饲养，饲料饲喂、防疫与奶牛场其他成乳母牛同步进行。每日饲喂3次，自由饮水。试验期间每天记录每头试验牛的粪尿排放量。

1.4 样品采集与处理

试验开始后，每天收集每头牛的全部粪尿，称量，记录，并算出每头牛每天的产尿量与产粪量。将尿液充分混匀后，采集尿液约200 mL，分为2份：其中一份尿液约100 mL，移至100 mL塑料广口瓶中，不进行任何处理，置于-20℃冷冻保存，用于尿液铜、锌、总磷的测定；另一份尿液约100 mL，倒入洁净的塑料广口瓶内，加入1 mL 10%H2SO4和2滴甲苯，混合均匀后，置于-20℃冷冻保存，以备尿总氮的测定；将粪样充分混匀后，采集粪

样约500 g，分为2份：其中一份粪样约300 g，移至自封袋中，不进行任何处理，置于-20℃冷冻保存，用于粪中铜、锌、总磷的测定；另一份粪样约200 g放入自封袋中后，按100 g粪样加1 mL 10%H2SO4进行固氮，-20℃冻存用于粪总氮的测定。

1.5 测定指标与方法

尿样与粪样的总氮（TN）、总磷（TP）、铜（Cu）、锌（Zn）。具体测定方法如下：

TP采用HClO4-H2SO4消煮钼锑抗比色法测定；Cu、Zn采用原子吸收法测定；TN采用紫外分光光度法测定。

1.6 产污系数的计算［1-2，5］

产污系数计算公式：FPi，j=QFi×CFi，j+QUi×CUi，j

式中：FPi，j为奶牛第i生产阶段第j种污染物的产污系数，单位为g／（头·d）；

QFi为奶牛第i生产阶段粪产量，单位为kg/（头·d）；

CFi，j为奶牛第i生产阶段粪便中含第j种污染物的含量，单位为mg/kg；

QUi为奶牛第i生产阶段尿液产量，单位为L/（头·d）；

CUi，j为奶牛第i生产阶段尿液中第j种污染物的含量，单位为mg/L。

1.7 数据统计与分析

采用EXCEL2000和SPSS17.0软件包进行数据统计与方差分析，测定结果以平均数±标准差来表示［6］。

2 结果与分析

2.1 育成母牛四季N、P、Cu、Zn产污系数对比分析

由表1可知，育成母牛阶段的奶牛在一年四季中N、P、Cu、Zn各种污染物的产污系数均存在着显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）差异。其中N产污系数以夏季最高，高达141.21 g/d，以春季最低。P产污系数以夏季最高，为248.51 g/d，极显著高于其他各季节（P<0.01）；与春、秋和冬季相比，夏季P产污系数分别提高170.15%、152.50%和438.37%；春、秋季P产污系数又分别比冬季提高99.29%（P<0.01）和113.21%（P<0.01）。

Cu产污系数以夏季最高，其次依次为春、秋和冬季，其中除春季与夏季、秋季与冬季间差异不显著（P>0.05）外，其他各季节间差异均达极显著水平（P<0.01）。Zn产污系数以冬季最低，为926.21 mg/d，极显著低于其他各季节（P<0.01）；与春、夏和秋季比较，冬季Zn产污系数分别降低51.53%、46.56%和42.88%。

表1 育成母牛阶段四季产污系数的比较

3 小结与讨论

1）育成母牛在一年四季中N、P、Cu、Zn污染物的产污系数均存在显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）差异。据史鹏飞［5］在规模化奶牛场产污系数和排污系数的测定研究中发现，育成牛N、P、Zn产污系数随季节变化而有明显变化，这与本研究所得结果相似；其育成奶牛的年均产污系数分别为N 126.02 g/（头·d），P 60.94 g/（头·d），Cu 0.143 g/（头·d），Zn 0.953 g/（头·d）；除N产污系数外，其他污染物产污系数均低于本研究所测结果，造成这种现象的原因可能与试验动物品种、饲粮营养水平、产尿量及产粪量的不同有关。

2）育成母牛N、P、Cu产污系数在一年四季中的变化规律一致，均以夏季最高，冬季最低，随季节变化呈现先升高后降低的趋势；Zn产污系数则以春季最高，冬季最低，随季节变化呈降低趋势。这表明育成母牛在一年四季中对营养物质的需要量与利用率不同，若一年中提供饲料的营养水平始终保持不变，不仅会使饲料造成浪费，饲养成本大大提高，而且还会使污染物产量增加，进一步加大环境污染。

［1］王诚，张印，蔺海朝，等.猪粪尿中N、P、Cu、Zn排放量的测定与分析［J］.家畜生态学报，2011，32（4）：81-84.

［2］李纪周.天津市规模化畜禽养殖场粪污治理及资源化利用调查研究［D］.北京：中国农业科学院，2011.

［3］庞凤梅，李鹏，李玉浸，等.天津市畜禽粪便年排放量估算及控制对策研究［J］.农业与发展，2008（3）：82-86.

［4］李艳，朱继红，张振伟，等.不同生长阶段牛排粪量与尿液pH值昼夜变化的研究［J］.畜牧与兽医，2009，41（10）：43-44.

［5］史鹏飞.规模化奶牛场产污系数和排污系数测定研究［D］.郑州：河南农业大学，2009.

［6］明道绪，王钦德，耿社民，等.生物统计附试验设计［M］.3版.北京：中国农业出版社，2001.

S851.2

A

2095-3887（2014）02-0068-02

10.3969/j.issn.2095-3887.2014.02.022

2013-11-25

张振伟（1981-），男，硕士，主要从事中卫山羊品种保护工作。

闫宏（1957-），女，教授。研究方向：家畜环境卫生。