第一节 奶牛养殖与环境的关系
一、我省奶牛养殖对环境的影响
随着我省人民生活水平的日益提高和消费观念的不断改变，营养全面，易于吸收，风味独特的牛奶及其产品逐步成为我省城乡居民的理想食品。省政府和地方政府为大力发展奶牛业从银行贷款、建场选址、购牛补贴等方面制定了诸多的优惠政策，极大地调动了奶牛养殖积极性，奶牛养殖数量不断增加，加快了奶牛业发展的步伐。然而，一些大中型奶牛养殖场为了运输方便、供应及时、减少成本，大多分布于城市郊区和人口稠密地区。多数奶牛场没有配备粪便处理、资源化利用的设施，因而绝大多数奶牛粪便未得到处理和利用，大量排泄物对环境安全造成极大威胁的隐患，主要体现在以下四个方面：
一是污染空气。即由奶牛呼吸、粪尿和饲料等有机物分解产生的一氧化碳、氨气、硫化氢、沼气、粪臭素、脂肪族醛类等有害气体在空气中积累到一定浓度后，会使人畜呼吸道粘膜受到强烈的刺激，出现粘膜充血、眼结膜炎症、鼻炎、喉头水肿、气管炎、支气管炎、哮喘等症状，影响身心健康。
二是污染水质。奶牛的粪便和舍内排出的污水含有大量病原菌和寄生虫，如大肠杆菌、沙门氏杆菌、寄生虫虫卵等，在这些排泄物未经及时处理的情况下，经雨水冲刷流入地表或河渠，势必影响地表和地下水质，使水中硝态氮、硬度和细菌总数超标，从而直接威胁人畜的健康。
三是污染土壤。奶牛粪便中含有大量的氮、磷化合物，尤其是在饲喂含硒、铜、砷等金属元素饲料添加剂后，排放出的重金属进入土壤并分别转化为硝酸盐、磷酸盐，会使土壤中的重金属等有毒物质大量增加，从而降低土壤的生产价值，并通过生长作物使人畜受害。
四是大量的粪便随地堆积，造成大量蚊虫滋生，成为传播疫病的传染源。
二、不适养殖环境对奶牛生产的影响
奶牛场不适环境会对奶牛生长造成不良影响，具体表现在以下几方面。
1.热应激对奶牛的影响
奶牛可通过增加散热和减少产热来维持体温的恒定，以便与环境相适应。但是，奶牛有机体对高温环境的适应能力是有一定限度的，若外界温度过高，或作用时间过久，就会使体温调节中枢的机能降低，从而引起一系列生理机能失常。
①生理变化发生热应激的奶牛食欲减退，采食量下降，体温升高，心跳加快，精神沉郁，口渴喜饮，喜食精料，厌弃粗料，蛋白质、脂肪利用率降低，钙磷吸收率下降，维生素摄入及合成减少，体内钠、钾、镁的损失增加。
②对产奶量的影响温度和产奶量之间呈强负相关。当环境温度升高时，外周血流量增加，减少了乳房内的血流量，因此奶牛的产奶量出现明显下降。18～20℃是奶牛产奶的适宜温度，当温度高于30℃时，产奶量会明显下降，当高于35℃时产奶量会急剧下降。
③对机体免疫力影响热应激可显著降低奶牛血清中γ-球蛋白含量，导致机体免疫力减弱。同时由于在热应激作用下，奶牛采食量减少，导致钙摄入量不足，血钙浓度降低，易患产后瘫痪与缺钙症。
④对饲料利用率的影响热应激下，饲料通过消化道的速率减慢，因而降低了饲料的利用率。
⑤对繁殖性能的影响奶牛热应激时，孕酮、雌激素水平降低，LH基础水平和排卵峰值降低，性周期延长，发情持续期缩短，母牛暗发情增多，受胎率降低，胚胎死亡率增加。在胚胎附植于子宫的若干天内，热应激会导致胚胎死亡。高温还可使初生仔畜的体形变小，死亡率升高。
⑥对营养代谢的影响奶牛在接近或高于临界温度上限的环境温度下，干物质采食量减少，反刍频率降低。
2.冷应激对奶牛的影响
①生理变化寒冷应激对动物机体的生理影响较广泛，主要体现在体温降低、基础代谢率升高，能量代谢和采食量增加，呼吸加深，耗氧量增加，使心输出量和血流量以及肺动脉血压升高。另外，血糖、甲状腺素、生长激素等的浓度均升高，以促进机体的氧化代谢，增加产热，保持体温。
②对生产性能的影响冷暴露会降低泌乳量及生长率，在营养供给不足时表现更明显。如环境温度低于-4℃时，牛乳产量开始下降。冷暴露也影响乳的组成，使乳蛋白和乳糖的产量减少。但由于乳的液体部分分泌减少，结果使乳脂率增加。
3.气流（风）对奶牛的影响
夏季气流能减少炎热，而冬季则加剧寒冷，所以在冬季舍内的气流速度不应超过0.2米/秒。低温潮湿的气流，易引起奶牛发生关节炎、肌腱炎、神经炎和肺炎等病。严重时还会使奶牛瘫痪。
4.光照对奶牛的影响
对调节奶牛生理功能有很重要的作用。缺乏光照，会引起生殖功能障碍，出现不发情。牛舍一般为自然采光，进入牛舍的光分直射和散舍两种。夏季应避免直射光，以防增加舍温；冬季为保持牛床干燥，应使直射光射到牛床。进入牛舍的光受屋顶、墙壁、门、窗和玻璃等影响远比舍外少，所以长期饲养在密闭牛舍内的牛群，饲料利用率往往较低。
5.湿度对奶牛的影响
在高湿情况下，奶牛机体的抵抗力减弱，患病率升高，对传染病的传播较为有利；发病过程也严重，死亡率也高。湿度大，能促进病原性真菌、细菌和寄生虫的繁殖，因而使牛易患癣、湿疹等皮肤病。另外，高湿度使垫料容易霉败，会导致奶牛发生曲霉菌病，常常造成重大的损失。而低湿、高温则能使皮肤外露的黏膜发生严重的干裂，从而减弱皮肤和黏膜对微生物的防卫能力。
6.噪声对奶牛的影响
噪声对犊牛防卫适应机能的形成有不良作用，其引起的典型的应激变化是：血液中脑甾醇激素、葡萄糖、胆固醇含量增加。噪音可导致犊牛体温升高0.4～0.6℃，脉搏增加8%～20%，呼吸加速5%～30%。中等水平的噪音（350～500Hz）比低频率的噪音（125～250Hz）对犊牛机体更为不利。因此，在培育早期犊牛的畜舍中，总的声学环境应不超过70分贝。飞机低空飞行时噪声可使母牛出现明显的应激和狂暴，并干扰了母牛正常的泌乳反射，从而导致产奶量下降。
第二节 奶牛场的环境控制措施
前面说到奶牛场粪污会对周围环境造成不良影响，因此，在奶牛养殖过程中要充分考虑环境因素，这样不仅有利于奶牛健康，也保证了奶产品产量与质量。
一、奶牛场的环境控制措施
1.合理规划，发展奶牛养殖小区
奶牛场的规划、布局应体现环保特点，可参考《畜禽养殖业污染防治技术规范》相关规定。例如选址时，应避开环境敏感点，并在地域上适当分散，在一些区域应严格控制新增养殖户。例如饮用水水源保护区、风景名胜区、自然保护区的核心区及缓冲区，公路沿线及河流两侧纵深100m范围内，城市和城镇中心人口集中地区；确定饲养规模时应考虑是否有足够的耕地消纳粪尿和适当粪尿处理方式。
根据我省奶牛养殖模式长期以农户散养为主，饲养管理水平落后的现状，进一步发展规模奶牛场（尤指家庭规模奶牛场）和奶牛养殖小区。这样有利于先进的粪尿处理设备和技术的推广采用，不仅可改善奶牛的饲养环境，还能避免粪尿和饲料对养牛户和周围环境的污染，提高农民生活环境质量。
2.走农牧相结合道路
坚持农牧结合，合理规划奶牛场的建设。政府根据当地气候、土壤和农作物种植状况，提出每头奶牛应占有耕地面积的最低指标，目的是保障有足够的耕地来消纳奶牛的粪便，实现种养结合，洁净环境，降低生产成本。
3.充分发挥营养调控技术
在养殖环境日趋恶化、饲料资源日趋紧缺的今天，如何降低畜牧生产对环境的污染，并提高现有饲料资源的利用效率，减少饲料原料的浪费。按照理想蛋白模式，采用可消化氨基酸及有效磷等指标，来设计不同品种、性别、年龄动物的日粮模型，使养分供需达到精确平衡，可以在保证最大生产效率的同时减少氮、磷的排泄；同时使用有机微量元素、酶制剂、益生素、益生元与酸化剂及除臭剂等饲料添加剂，可以有效地提高饲料转化率，降低畜牧生产的污染，并增强动物的抗病能力，改善动物产品的品质，从而最终实现畜禽生产的高效率、高品质、高效益与低污染，以满足人们对于畜禽产品质量和生活环境的要求。
二、奶牛粪污处理利用技术
以土地消纳奶牛粪污，制定并实施科学规划，用奶牛粪污作为种植业有机肥料供应源，将奶牛粪污密闭存放腐熟后就地还田。建立有机肥厂，依靠简单设备，将奶牛粪污干湿分离，将其中干物质进行堆肥发酵，生产商品有机肥。再利用天然或人工湿地、厌氧消化系统对污水进行净化处理。通过资源化处理奶牛粪污和污水，实现畜禽养殖业环境效益和经济效益的双赢。
1.高温堆肥还田技术
牛粪直接施到农田肥效较低，还有可能造成环境污染。牛粪随着堆积，春季翻倒一两次发酵熟化后施于农田，养分损失同样较多。较好的方法是高温堆肥法，高温堆肥方法可分为需氧性堆肥法和厌氧性堆肥法两种。
需氧性堆肥法主要是利用需氧微生物的活动，有机物分解迅速，并产生大量的热。厌氧性堆肥法有机物分解缓慢，产生的热量少，堆肥的温度低。
（1）平地式需氧堆肥法将粪（50%）和秸秆及杂草等垃圾（50%）分层堆积于地面上，堆成堆后表面用泥封住。堆肥前要将堆料中的秸秆、稻草等切碎，长度以3.3厘米（1寸）左右为宜，并用水浸湿。选择干燥结实地面，铲平夯实，周围开排水沟，一般堆长2～2.5米，宽1.5～2米，堆底挖纵横垂直交叉的小沟，沟深宽各15厘米，沟上铺树枝做通风沟；或直接用玉米秸秆等捆成把，排放成“十”字形，并在交叉处竖放一把玉米秸或竹竿，然后在低层铺30～40厘米厚的一层垃圾，再加入一定量的粪，适量加入一层人粪尿和水，逐层向上堆，也可以将混和的堆料直接往上堆，堆高1.5～2米为宜。堆好后用湿泥密封，堆面封泥对保温、保肥、减少臭味等都有作用。厚度一般在5厘米左右，冬季可适当加厚。待泥稍干后，将玉米秸或竹竿拔掉以形成通风管，需氧堆肥主要是利用好氧菌的活动，需要良好的通风条件，但通气量过大水分蒸发快，不利于保温、保湿和保肥。在冬季为了保温，通气量宜小些。此法适于气温较高的夏季及地下水位较高的地区。
（2）厌氧堆肥法堆内无通风道，有机物进行厌氧发酵，堆温低，腐熟及无害化的时间较长，优点是制作方便。此法适用秋末春初气温较低的季节。一般需在1个月左右进行一次翻堆，以利于堆料腐熟。牛粪作肥料虽好，施用量也要适当控制，田间大量施用牛粪尿，也会出现干燥土壤乃至焦化，也会使植物中硝酸态氮过多，动物或人食后变成亚硝酸盐中毒；还可能出现植物因氮过剩而导致徒长等问题。
2.利用奶牛粪污生产沼气
用奶牛粪污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沼气和二氧化碳。沼气是一种很好的燃料，粪便转化成沼气，能量转换率高达87%，经厌氧发酵后的粪便80%～90%的有机物被去除，达到了粪便资源化、生态化、减量化和无害化的目的。其产生的沼气可用于日常照明、做饭、贮存粮食、保鲜果品，为大棚、温室提供热能，产生的CO 2气体可作为气肥，对农作物生长有利；沼液可用作饲料添加剂，浸种，追肥；沼渣可用作基肥，脱水干燥后生产复合肥，食用菌栽培、蚯蚓养殖、育秧等。
（1）沼气池建址选择
①最好将沼气池修建于猪圈、厕所地面下；
②土质坚实，地下水位低，背风向阳处；
③场址应与用气点的距离控制在25米以内；
④离浅表水源（井）15米远；
（2）沼气池类型
沼气池类型有水压式沼气池、昆明曲流布料沼气池、自循环搅拌高效沼气池、浮罩式沼气池。下面以水压式沼气池为例说明沼气池的基本构造。
（3）沼气池的科学管理与维护
①保持猪圈卫生，经常打扫，用水压间的水冲洗猪圈便于粪便流进池内发酵。
②定期出料。每星期进行一次小出料，每次、两三担，方法是从水压间中下层掏取污泥，防止污泥沉积过多影响正常运转。
③严防有毒物质进池。沼气微生物对桃叶、烟叶、茎葱、蒜叶、激素类药和打过药的作物茎叶等非常敏感，要严防上述物质入池，以免影响产气。
④经常搅拌。无搅拌装置的要经常从水压间提水向进料口灌，使料液温度和酸碱度上下一致。
⑤越冬防寒。沼气池建在猪圈外面的，冬季可在沼气池上加盖塑料薄膜进行保温。
⑥进出料时，严防碰撞池内壁和水封圈下沿，活动盖应保持湿润，水封圈内不能断水。
⑦对沼气池及其输气管道每年请专业技术人员进行一两次全面检查和维修，确保安全。
（4）户用沼气安全管理须知
①沼气池进、出料口必须加防护盖，防止人、畜掉进池内；
②严禁在沼气池周围吸烟或使用明火；
③试火必须在灶具上进行；
④压力表压力过大时，要注意安全放气；严禁在室内放气，以防爆炸；
⑤一次加料或出料数量较大时，必须打开活动盖，慢慢加料或出料，以免损坏池体；
⑥沼气用户必须准备必要的灭火器材。
（5）户用沼气安全用气须知
①严禁在沼气灯、灶具和输气管道旁堆放柴草等易燃物，一旦发生火灾，立即关闭气源总开关，及时把火扑灭；
②使用沼气时，若没有电子点火器，需要引火物时，应先点燃引火物，再开开关，以防引起火灾；
③室内闻到臭鸡蛋味时，迅速打开门窗通风，同时关闭气源总开关；
④经常用带有洗衣粉或肥皂水的小毛刷检测输气开关和管道接口处，有气泡的地方就是漏气的地方；
⑤输气管发生老化时，必须更换专用的新输气管，不得使用不合格的输气管。
（6）安全出料
①沼气池安全出料和维修必须在持证技工的现场指导下实施；
②大出料和维修一定要做好安全防护措施；
③进池出料和维修必须使用防爆灯具，严禁用油灯、蜡烛等明火，严禁在池内吸烟。
（7）“三沼”综合利用模式
可借鉴已发展成型的“猪-沼-菜”、“猪-沼-果”、“猪-沼-鱼”、“猪-沼-粮”生态能源综合开发模式，积极发展“牛-沼-草（料）”、“牛-沼-肥”等综合利用模式以促进奶牛业发展。
3.生物处理技术
奶牛场固体粪污和污水的无害化处理，通过生物手段净化畜粪及其污水，主要有生物除臭法、生物转化法、生物处理法。