5.6 粪尿量，环境负荷物质排泄量的减量化与营养管理 5.6.1 降低粪尿及氮的排泄量  全社会都在要求降低畜牧经验中家畜排泄物对环境的压力，家畜排泄物的合理化管与促进利用的法律已于1999年制定，2004年完全实施。与其他畜牧经营相同，肉用牛也在进行大规模化经营，2006年，包括乳用公牛在内，单位饲养场的育肥牛头数为135头。因此，个经营单位应对环境问题非常重要。在降低环境压力上，合理处理排泄的粪尿，并积极促进利用是基础，但更希望通过适当的经营管理降低粪尿的排泄量。  育肥牛单位头数的粪排泄量并没有乳牛那么多，据报道为9.5~12.2kg/d，但作为每个养殖场，户的排泄量则相当庞大。印象牛排泄量变化因素与饲料的摄取量，消化率，体重，DG，环境温度等有关，饲养的形态，特别是饲喂饲料的构成对其影响很大，因该加以注意。肉用牛的粪中水分含量达80%左右，确定了饲喂饲料的营养价值与摄取量，就能推算大致的排泄量。  另外考虑到尿量受DMI量，饮水量，氮摄取量，无机物摄取量，环境温度等多种饲养条件的影响，个体间或者每天的变化非常大，定量的推算在现实阶段还很困难。然而，尿量与钾的摄取量相关，有报道称，给乳牛饲喂低钾饲料能减少尿量，由此期待在肉用牛也有相同的效果。  粪尿处理实施的设计和制定排泄物的处理计划需要知道粪尿排泄量的推测值有人建议作为一个基准值，推荐2岁以下肉用牛，2岁以下肉用牛，2岁以上肉用牛，乳用公牛的粪尿排泄量分别为23,25,23kg/d，尿排泄量都是在7kg/d以上。美国农业工程学会的基准（ASAE）是，每1000kg体重的粪尿排泄量为58kg，尿量是18kg。  氮不仅作为氮化合物引起地域富营养化，而且，造成恶臭和氧化的氨，温室效应气体的亚硝酸氮，污染地下水的硝酸态氮，污染环境的各种物质大都由氮而来。因此可以说氮是环保上最重要的元素。  关于氮排泄量，根据以稻草为主体饲料满足妊娠末期牛的能力需要的报告，按初产牛，经产牛的顺序分别为，对于氮摄取量每天128g，95g，粪中排氮54g，46g，尿中排氮36g,27g。还有报道去势育肥牛每天摄取氮165g,粪中排氮55g(33%),尿中排氮77(46%)。与泌乳牛相比，育肥牛的特点是尿中排氮比例高。这也证明与泌乳牛相比，较之CP需要量而言，育肥牛的氮饲喂过剩。  平均氮排泄量如上所述，实际上，根据家畜生长阶段及饲喂饲料等有很大不同。因而，对应这些条件，为了推测氮的排泄量提出了几种推算公式。现在最接近日本肉用牛粪尿排泄量的推算公式是，用DMI（kg/d）,DM中粗蛋白质（CP,g/d）,体重（W,g/d）来表示粪尿氮量（N,g/d）的以下回归方程。  N=16.74×DMI+8.54×CP+0.108×W-154.3  另外，有人提议从内源性氮和外源性氮或用肉用牛和乳用牛的共同回归式推断排泄量。还有人提出了根据饲养标注，考虑牛的代谢做成模型。今后还望出现较为复杂的机理模型制成的推断式。  在降低氮排泄量上，考虑个体水平的减排时，作为影响肉用牛氮排泄量变化的因素，有以上所述的采食量，饲喂饲料的CP含量。氮向粪中排泄的比例为30%~40%，在加上代谢性粪中含氮量高，认为净氮消化率达80%~90%，因此，改善粪中的排泄比例很困难。  关于尿氮，认为与奶牛一样，氮的沉积效率随着非结构性碳水化合物饲喂比例的增加而升高，从而降低尿氮排泄量，但是，育肥牛饲料中已经含有足够量的这类碳水化合物，再在此基础上增量也不太可能进一步改善。  从这些理由来看，通过营养管理减少氮排泄量并不容易，个体水平上的氮减排基本上是减喂多余的氮，应该注意按需要量饲喂。但是，考虑到饲料CP含量在12%一下时，消化率下降，采食量被抑制，所以并不希望饲喂极端的蛋白饲料，为了按照需求量饲喂，需要用机理模型等精密推算需求量。  关于尿氮，由于牛的年龄较小，氮的蓄积量越大，所以相应的，尿氮排泄量越少。反之，年龄越大，尿氮排泄比例越高。因此认为，提前出栏，缩短育肥期，能有效降低氮排泄量。根据在缩短育肥时间的条件下进行了育肥实验，出栏月龄即使从一般的29~30月龄提前到26~28月龄，也可以得到相同程度或更好的脂肪交杂的效果，此外，也有提前3个月出栏，脂肪交杂比对照组下降的报告。  实际上，从出栏胴体成绩也能看出，睡着出栏月龄从25月龄到32月龄，脂肪交杂具有逐月增加的趋势。长期饲养家畜除了增加氮排泄量外，还增加甲烷等环境负荷物质的排泄量，并且生产所摄取的饲料也增加对环境的影响，从近年来饲料价格的攀升来看，以前就期望缩短育肥期来改善经营，但是，使进口牛肉保持具有优势地位的肉质是一大课题。  考虑降低个体水平的氮排泄量时，应该同时考虑降低育肥牛每天的排泄量以及降低每千克增重的排泄量，在这个意义上，可以说改善DG是基本的减排对策之一。降低粪尿排泄量的原理也与之相同。  

从经营和区域水平的减排角度讲，除了从畜舍和粪尿处理过程中会发的氮之外，家畜排泄的氮并不直接对环境产生影响，因此只要最终降低区域性氮的压力即可。区域性氮负荷是投入量与运出量之差，增加运出量并不容易。因而要考虑降低投入量，通过利用区域内生物质饲料，自给饲料及堆肥等来自粪尿的肥料来减少使用进口饲料及化学肥料，能够应对降低投入量的挑战。生命周期评价（LCA）对区域评价和最适系统的构建十分有用。用LCA评价家畜生产已经在持续进行，还有一些报道评价了区域内生物质和自给饲料的利用。 5.6.2 降低无机物排泄量  无机物造成的环境污染entire是由P,K和重金属污染土壤和水质。牛排泄无机物的特征是，摄取量增加，粪尿中的排泄量快速增加，但几乎不沉积在体内。  牛的尿中P排泄量少，P的主要排泄途径是粪。牛的P利用效率高，被吸收的P经唾液大量流入瘤胃，被微生物有效利用。但是，对于育肥牛，由于多喂富含P的谷类，米糠，麸皮等，农家有时P的饲喂量超过需求量，因此这些情况下，牛对P的利用率降低，粪中P排泄量增加。除过量饲喂P以外，钙的过量是，干草和青贮中Fe的过度混入，运动和日光浴不足等，都降低P的利用率。在降低肉用牛的P排泄量上，重要的是避免过度饲喂P，在满足需求量的同时，采取能提高P利用率的饲养管理。  在日人，由于粪尿大量还原土壤等，对牛多喂自给粗饲料时，容易造成K过剩。牛的消化道可吸收饲喂K的90%以上，但吸收到体内的K几乎全部由尿排泄。饲喂含K多的粗饲料，不仅增加尿中K的排泄量，最有效的办法降低K的饲喂量。已经知道玉米以外大部分经尿排泄。  必须微量元素只要作为添加剂来满足牛的需要量，由于肉用牛养殖农户几乎不测定饲料无机物的含量，所以大都过来饲喂。过量饲喂的微量元素在体内不被有效利用用儿经粪大量排泄，因此在降低重金属类的排泄量上，重要的是极力避免饲喂有害金属类，同时测定饲料的必须微量元素含量，饲喂的量要满足需要量。 5.6.3 降低甲烷排放量  2007年，关于气候变化的联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）公布了第4次评估报告，其中基本断定大气变暖系起源于人为，预测21世纪末气温将上升1.1~6.4℃。预测的温暖化影响涉及多方面，人为畜牧业方面的家畜和家禽的生产性能将随高温环境儿降低，饲料作物生产方面会多发高温障碍和病虫害，不断明确温暖化加剧时的影响评价和应对措施。  起因于家畜的主要温室效应气体之一是反刍家畜消化道内生产的甲烷。甲烷与二氧化碳相比虽然微量，但地球温暖化系数（GWP）却是二氧化碳的21倍。全球温室效应气体生产量的14.3%是甲烷。  源自认为的温室效应气体的13.5%由农业生态系统产生。全球甲烷排放量中家畜排放所占比例约23%，水田占16%。家畜中主要发生源是牛，占全部的70%以上，其他是绵羊（10%），水牛（9%）及山羊。

甲烷是在瘤胃内数种甲烷菌作用下产生，作为暖气与呼气同时被排出。生成甲烷的主要基质，已知有氢，二氧化碳及甲酸，此外，也有乙酸，甲烷，甲胺等。  甲烷是瘤胃内甲烷细菌分解碳水化合物的副产物，其生成量随饲料摄取量变化，牛是绵羊的7倍，山羊的9倍。作为甲烷的能量损失随家畜种类，饲喂饲料的量和种类，饲养环境而变化，通常是反刍家畜摄取能量的5%~8%。降低饲料摄取量和提高精饲料比例，则单位摄取饲料的甲烷产生量减少。粗饲料比例在20%以下，极端多饲精饲料时，育肥牛的甲烷产生量急剧减少。  人们提出了几种推断反刍家畜甲烷产生量的公式，日本对各种反刍家畜的DMI与甲烷发生量的关系进行分析的结果，发现甲烷发生量与DMI呈曲线关系，可用以下2次方程表示：  CH4=-17.766+42.793-0.849DMI2  这个公式在日本温室效应气体目录报告书中，用来推算农业领域肉用牛和奶牛消化道发酵产生的甲烷，对肉用牛的繁殖母牛，黑毛和牛，乳用公牛，按品种和月龄计算甲烷的发生量。  据此，日本由家畜消化道发酵而来的温室效应气体的发生量，按703.5×103t-二氧化碳换算，占到了日本温室效应气体排出量的大约0.5%。日本甲烷的排出量中，家畜消化道发酵产量约30%，水田约24%，填埋废弃物占约23%。  在抑制反刍家畜产生甲烷上有几项提案。  分析育肥牛的DG和甲烷发生量，表明甲烷发生量随DG的增加而减少。另外，解析乳牛入量与单位乳量中的甲烷发生量的关系，表明甲烷发生量随乳量的增加而增加，而单位乳量的甲烷发生量反而减少，当4%校正产乳量从20kg增加到30kg，即增加50%时，每头奶牛每天的甲烷产生量增加14%。但每千克FCM减少23%。据报道，抑制甲烷发生量25%，肉用牛DG增加75g，奶牛每天乳量增加1L。  以上表明，通过育种改良及提高营养，饲养管理技术水平，提高产生性能，降低甲烷发生量很重要。  作为调控瘤胃内发酵的方法，有饲料添加脂质和离子载体等。脂肪酸钙由于消耗产生甲烷的基质——氢，因此在乳用牛已经证明饲喂不饱和脂肪酸可以控制乳用牛的甲烷发生量。甲烷发生量可通过饲喂脂肪酸而降低，其效果硬脂酸，油酸，亚麻酸的顺序，随着不饱和度的增加而增大的趋势。在日本，饲喂脂肪酸钙作为过瘤胃脂肪以外补充泌乳初期和暑热期能量摄取量的不足，正在奶农中普及。在肉用牛，有必要以产肉性和肉质等为生产基础抑制甲烷。  已经表明，在所谓饲料中添加富含脂肪的食品加工副产物10%，就能抑制育成黑毛和牛的甲烷发生量10%多。由于添加脂质有时会降低采食量和纤维消化率，要充分注意添加量。  莫能菌素，盐霉素，拉沙里菌素等离子离子载体影响细胞膜通透性的结果是，改变瘤胃发酵，产生丙酸和增殖微生物，抑制甲烷产生，抑制产生甲烷的程度因饲料种类和无机物的含量而异，据报道，高粗饲料比低粗饲料条件的抑制效果好。此外，酒精和卤化合物等对甲烷也有抑制效果。  瘤胃内的原虫可生成氢，甲烷细菌多生存与原虫表和细胞内。因此，除去瘤胃内原虫，也降低甲烷生成量。实验性地研究除去犊牛瘤胃原虫的影响，发现显著降低了甲烷菌数量，甲烷生产量约减少20%，但也降低了饲料的能量和纤维消化率。  近年来，对利用天然物质调控甲烷发酵来抑制甲烷发生量的关心程度越来越高。植物成分之一的精油有抗菌作用，虽然几乎不影响原虫数，但降低甲烷产生菌数量，因而正在推进使用精油抑制甲烷的研究。除此之外，正在研究利用延胡索酸。