随着我国奶牛养殖业和饲料工业的快速发展，尤其是奶牛养殖集约化程度的提高，在奶牛生产过程中将饲料转化为畜产品的同时也产生了大量的粪便污水和恶臭污物，对环境造成了严重污染，而其中磷污染是畜牧业所面临的主要问题之一。宋范成（2010）研究表明，畜禽采食饲料后，过量的磷主要通过粪便排出。王会群（2009）研究表明，泌乳牛粪便中全年日均磷排泄量为151.23g，占采食饲料磷的65.19%。近年来，磷素被大量应用于畜牧生产，饲料中磷含量远远超过奶牛磷需要量，使粪磷排放增加，造成环境污染，引起水源、土壤中磷元素富集。因此，采取有效措施使动物在最低营养流入环境条件下生产高质量产品将成为未来奶牛营养研究的方向，本文就降低奶牛磷污染的有关技术措施进行综述。

     磷是奶牛体内含量仅次于钙的常量矿物质元素，也是机体中作用最广泛的矿物质元素，参与机体几乎所有的代谢反应（郗伟斌等，2004）。奶牛体内的磷约80%以羟基磷灰石的形式存在于骨骼和牙齿中，其余磷存在于软组织中。磷还能够以磷脂的形式促进脂类营养物质的吸收及瘤胃微生物对纤维素的消化和菌体蛋白的合成（Breves和Schroder，1991）。奶牛长期处于低血磷时（2.0～3.5mg/100mL）乳中的磷仍然会维持在正常范围内。磷缺乏严重时，骨骼中的矿物质元素会大量流失，其强度会下降。宋范成（2010）研究表明，提高日粮磷水平对于提高奶牛的产奶量以及乳中成分含量的效果不明显，但饲喂低磷日粮会使奶牛产奶量有所降低。Thrnouth（1990）研究报道，日粮磷长期缺乏，干物质采食量（DMI）逐渐降低。这可能是由于抑制了瘤胃微生物活性，降低纤维的降解和微生物蛋白质的合成所致。刘振（2010）调查发现，日粮磷含量范围在0.44%～0.56%时，磷含量的高低对奶牛生产性能、健康状况及繁殖性能无显著影响。日粮磷含量为0.32%～0.42%即可满足奶牛整个泌乳期的需要，高于此水平不会提高奶牛的产奶量（Harland，2004）。

     1.2奶牛磷的消化与吸收

     反刍动物获取磷的主要方式是通过采食植物性饲料。植物中的磷主要以植酸盐、磷脂和核酸等有机化合物形式存在，而且植酸磷的含量要占到50%～70%。反刍动物瘤胃内微生物能够产生相当数量的植酸酶，可以水解植酸磷为可吸收的状态，有效地利用植物性饲料中的植酸磷。Komisarcsuk-Bony（1991）研究认为，瘤胃由饲料和唾液供应的有效磷至少应达到5g/kg可发酵有机物（FOM），该指标最适于植物细胞壁降解和微生物蛋白质合成。反刍动物对于磷的吸收大部分在小肠上段，尤其是十二指肠和空肠，磷在小肠中的吸收取决于吸收黏膜对磷的溶解度，以十二指肠酸性环境最大，进而在pH梯度剌激下穿过肠膜刷状缘（McDowell，1992）。磷的吸收率以饲料磷最低（50%～60%），唾液磷居中（75%～85%），添加无机磷最高（75%～90%）。磷供应量超过需要时，吸收效率降低（Care，1994）。磷的吸收可能通过两种机制完成，当动物采食低磷日粮时，磷的吸收是通过一个独立于钙的主动吸收机制，依靠维生素D的主动转运系统实现，血浆磷的含量过低会刺激1，25二羟维生素D的合成，提高磷的吸收率（Horst，1986）；当可利用磷的摄入量等于或高于需要量时,磷的吸收以被动形式为主,而且吸收量与肠腔及血浆磷的含量直接相关(Teotia等，1975)。

     1.3奶牛磷的代谢

     从肠道吸收的磷在体内形成有机磷的化合物分布于各个组织器官。经过体内代谢的内源性磷主要从粪便中排出，而尿中仅含有少量的磷（宋范成，2010）。内源性粪磷的排出和唾液中无机磷的再循环是机体内调控磷平衡的重要途径，血磷是动物机体动员机体内内源性磷的核心枢纽。Wu等（2000）研究表明，只要日粮中磷能够满足需要，从骨骼动员出来的矿物质元素就会在泌乳后期重新得到补充，但是不论奶牛饲喂高磷日粮还是低磷日粮，牛奶中磷的含量则保持相对的稳定。瘤胃中的磷源于饲料磷与唾液磷，唾液磷为对瘤胃微生物效价极高的无机磷（正磷酸盐），约占瘤胃磷总量的50%，肠道内源再循环磷的80%，其分泌量主要取决于采食量；采食多纤维日粮时分泌量增加。大量的定性比较研究却认为：分泌入肠道中的磷量较多，比日粮的进磷量还要多，其中大多数来源于唾液磷，奶牛日分泌无机磷量达30～60g（Breves等1987）。磷的主要排泄途径有以下三种：粪便、牛奶和尿。其中粪磷占总磷排放量最多，高达68.7%，牛奶中的磷占总磷排放的30.3%，尿磷最少，仅为1%。

     目前畜禽废弃物中磷的流失量己经大于化肥，约为化肥流失量的132%。研究表明，畜禽磷排放中有60%来自反刍动物（刘振，2010）。在我国，许多奶牛养殖场或养殖户在饲养奶牛过程中，奶牛所产排放物均处于直排状态，并没有做任何处理。致使粪便中或者冲刷粪便的废水中所含的磷直接通过地表河流污染地表水，进一步通过地表水及土壤渗透入地下污染地下水。

     富含磷的地表土壤和水会随河流流入湖泊、海洋等，引起水体的严重富营养化。磷在水中的富集将会导致藻类植物增生，剥夺水生动物所需的氧气，引起生态系统的失衡。水体富营养化会对人类的健康造成极大的危害，首先水体中某些藻类可以释放剧毒物质，通过食物链危害人体健康，此外会在鲜活的鱼虾、贝类产品中寄生各种贝毒。富、营养化除对人体造成危害外，还会降低水体的经济价值，加剧水资源的危机（谢有奎等，2004）。此外，过量的磷流入土壤后，会被土壤颗粒所吸收而腐蚀土壤，破坏土壤结构，导致土壤孔隙堵塞，造成土壤透气性、透水性的下降，从而严重影响土壤的质地（王会群，2009）。

     奶牛养殖过程中产生磷污染的原因主要有：（1）随着奶业的发展，饲养方式从散户式饲养转变为规模化集约化饲养，饲养规模日趋变大，产生的粪尿排泄物总量也是日趋变大，若处理不及时，其中过量的粪磷、尿磷会对环境造成严重污染（井艳文，1998）。（2）由于奶牛养殖数量的增多，产生的粪便超出了周边土地的消纳能力，使粪便中磷等元素在较小的区域内大量的富集，超过了环境的承受力，进而产生一系列的环境问题（王会群，2009）。（3）由于化肥工业的发展，农民逐渐用化肥替代畜禽粪肥，畜禽粪便用作农田肥料比重大幅度下降，（李远和王晓霞，2005）。农业上有机肥逐渐转向化肥的现状造成大量奶牛场粪便积压浪费，最终造成磷的污染（刘旭等，2004）。（4）排泄物控制与治理手段相对滞后。尽管我国各级政府部门和行业人士已经十分关注畜禽废弃物的综合利用问题，并从技术、法规上采取了具体的措施，但由于畜牧业发展迅速，治理技术与管理水平相对滞后，养殖场规范化程度不一，仍有许多养殖场排放的污物未经处理就直接排到养殖场周围或附近，造成严重污染。

     目前在生产实践中存在着一个误区，认为富含高磷的日粮对动物机体有益，有利于提高畜禽的生产性能。因此，在饲料中往往添加过量的无机磷。付春丽和高腾云（2012）研究表明，磷的吸收率随着奶牛对磷摄入量的提高而下降，日粮中较高的磷含量会降低磷的吸收率，且一旦磷的需要得到满足，粪磷的流失将大幅度增加。程谦伟等（2008）研究表明，奶牛饲料的含磷量在3.2～3.8g/kg干物质时，就能够满足泌乳期奶牛对磷的需求，如果饲料中的含磷量超过3.8g/kg干物质，则对奶牛产奶量并无益处。根据奶牛磷的代谢方式，我们可以看出，日粮中超过奶牛需要的磷将会被排出体外，所以减少奶牛日粮磷含量是减少奶牛磷排放的最有效的途径。

     奶牛磷排放主要通过粪磷形式排出，约占总磷排放的69%。而磷的摄入量与粪磷排泄量有很强的线性相关。因此即使很小幅度提高磷的利用率，其效果也非常明显。霍小凯等（2009）对破碎玉米、膨化玉米、蒸汽压片玉米的瘤胃降解率进行测定，结果显示蒸汽压片玉米淀粉的快速降解部分最高，膨化玉米淀粉潜在降解率和有效降解率最高，可提供的过瘤胃淀粉量最低，破碎玉米可提供的过瘤胃淀粉量最高。试验发现，日粮中分别添加精料量10%、20%、30%的蒸汽压片玉米时，能显著提高饲料转化率，磷排放量分别比对照组降低了1.93%、2.59%和5.19%（陈涛等，2009）。

     3.1.3科学使用无公害高效添加剂，降低磷的排泄

     酶制剂是指从动物、植物、微生物中提取具有生物催化能力的一类物质，是安全、高效的饲料添加剂，在饲料中添加酶制剂，可补充内源性消化酶的不足，刺激内源酶分泌或破坏饲料中的抗营养因子及毒物，促进营养物质的消化和吸收，改善饲料利用率，从而减少粪尿中营养物质的排泄量，进而减轻排泄物对环境的污染。在植物性饲料原料中，约70%的磷以植酸磷形式存在，所以幼龄奶牛和单胃动物对植物性饲料原料中磷的利用不足，需补充磷酸盐，添加植酸酶不仅可以提高植酸磷的利用率，而且可以降低磷酸盐的添加量，减少磷的排出量，所以提高磷利用率的一个重要措施就是添加植酸酶制剂。

     Knowlton等（2007）研究表明，添加植酸酶能减少营养排泄，纤维素酶能提高干物质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维的消化率，减少磷和氮的排泄。也有在日粮中添加维生素D的同分异构体，该异构体主要通过小肠中的植酸酶的活性或与植酸酶协同作用来提高磷的利用率，进而降低粪便中磷的排泄量，且与植酸酶一同使用效果更好（刘华荣，2007）。

     3.2奶牛粪便的资源化利用，降低磷污染

     奶牛磷的排泄主要以粪磷的形式排出，采取有效措施对奶牛粪便进行处理，使奶牛粪便得以资源化利用，从而达到降低粪磷污染的目的。

     3.2.1奶牛粪便的能源化利用

     奶牛粪便中含有丰富的纤维素资源，可作为生产乙醇的原料。有研究报道，牛粪中纤维素含量为22%，半纤维素含量为12.5%（Liao，2006），将其作为制取乙醇的新型原料，前景利益相当可观，不仅可以减少因为粪便集聚而造成的磷污染，也可为目前资源短缺提供一条重要的思路，同时也能为养殖户带来巨大的经济效益。

     此外还可以利用热化学转化技术处理利用畜禽粪便。韩磊等（2009）研究表明，当牛粪和煤在小于4∶6的比值混合时可以压缩成蜂窝煤，其含硫量低于原煤，这样一方面解决了燃煤能源的短缺问题，另一方面减轻了燃煤所带来的一氧化硫、二氧化硫气体的污染问题。

     将奶牛的粪污经过厌氧发酵处理，不需要氧源，运行费用低。既能解决大型畜禽养殖场的畜禽废水污染问题，还能提供清洁的沼气用于发电，其副产品沼渣可用于生产优质饲料，沼液可用作农作物生长所需的营养添加剂，或者用于养鱼（国辉等，2013）。

     高温好氧堆肥是目前解决畜禽粪便污染问题的重要手段和方法，堆肥过程中产生的高温（50～70℃）可杀死病原微生物及寄生虫卵，达到无害化处理的目的，其主要原理是依靠微生物的协同作用，通过高温发酵使有机物矿质化、腐殖化和无害化而变成腐熟肥料，同时腐熟也有助于重金属的去除，不但生成大量可被植物利用的有效态氮、磷、钾化合物，而且又能合成新的高分子有机物-腐殖质，是提高土壤肥力的有效活性物质。此外，利用奶牛粪便作为培养基料，可以养殖蛆虫、蜗牛等，还可以培养蘑菇等食用菌（刘振，2010）。

     3.2.3奶牛粪便的饲料化利用

     奶牛的粪尿中富含氮、磷、钾和有机物，是一种可再利用的重要资源，处理得当可以变废为宝，减少和消除对环境的污染（Valk和Sebek，1999）。经过饲料化处理，可以提高牛粪中蛋白质的消化率和代谢能，还可以杀死病原微生物和改善适口性。目前，粪便饲料化的方式主要有青贮法和干燥法。青贮法是将新鲜的奶牛粪便与其他饲料进行混合，进行厌氧发酵后与其他原料配合。干燥法则是利用高温使粪便迅速脱水，便于运输和贮存。经处理后的牛粪可用于喂猪、鱼（王会群，2009）。

     随着我国奶牛养殖业和饲料工业的快速发展，尤其是奶牛养殖集约化程度的提高，在奶牛生产过程中，如何降低养殖成本、获得更高的经济效益和减少环境污染，使奶牛在最低营养流入环境条件下生产高质量产品应成为未来奶牛营养研究的方向。通过营养调控以及粪便的资源化利用是减少奶牛养殖过程中磷排放的有效手段和减轻环境污染的根本途径。