低碳足迹青贮制作与管理

一、降低青贮作物种植的碳足迹

据 道，2021年有美国乙醇巨头开始收购低碳足迹玉米，用于生产汽油中添加的乙醇。这就要求玉米种植户跟踪各种参数，计算玉米的碳足迹，碳足迹越低，玉米的收购价格越高，这本质上是碳交易。玉米种植的碳足迹的跟踪，最终体现在碳交易上。这对我们牧场收购青贮玉米应该有所启发。

2022年美国康奈尔大学碳中和奶牛会议提出，降低青贮种植的碳足迹主要措施有减少翻耕，合理轮作，减少土地裸露、闲置，最大限度利用有机肥，根据现实产量精准施肥等。

而对于牧场来说，青贮种植方面的一个重要进展是可选择能降低奶牛甲烷排放的玉米品种。先正达公司在这方面走在前列，开发的α淀粉酶富集的玉米品种，促进淀粉在瘤胃中的消化率。2021年的动物试验结果表明：普通青贮和α淀粉酶青贮玉米的采食量差别不大，但是α淀粉酶青贮玉米饲喂的奶牛每天产奶量要高出2-3公斤；通过计算奶牛甲烷产量，得出α淀粉酶青贮玉米奶牛生产每公斤牛奶的甲烷产出量低于9-10%。

二、降低田间收获时的干物质损失

田间收获时玉米干物质损失约在4%，但豆科牧草和禾本科牧草收获时，干物质损失则更大，上图中越绿的地方干物质损失越多，越红的地方营养损失越大，左边是禾本科草、右边是豆科作物。禾本科草收获时如有淋雨干物质损失可高达27%，呼吸作用本身有8%，合拢时有20%，干草露天储藏损失20%，青贮袋储藏有14%的损失。而豆科牧草淋一场大雨，可能就会损失掉50%的干物质。所以，牧草收获时田间损失相当大。

上图深红色区域是收获时损失，褐色区域是储藏时损失，蓝色区域下方边缘线代表总损失。可以看出，收获时干物质含量与干物质损失有很大关系，如果在干物质30-50%时收获，总损失最低。

玉米割茬高度越高，营养浓度越高。试验显示，玉米留茬高度从18cm提高到48cm，干物质含量提高6%，蛋白质含量提高2%，ADF降低10.2%，NDF含量降低7.4%，淀粉浓度增加5.9%，干物质消化率提高2.5%，每吨青贮产奶量增加5%，但是产量减少7.4%，每公顷产奶减少1.7%，碳排放增加。留茬太低，收获的青贮原料杂菌多、灰分也高。所以，从碳足迹角度来看玉米青贮留茬太高非常浪费，一般建议留茬高度20-30厘米比较合适，这样每公顷产奶量也是合适的。

降低收获时干物质损失的措施

首先是地头收获工艺的优化，比如控制玉米青贮的留茬高度，制作青贮的苜蓿收割时，不需要压扁调制，也避免翻草，因为翻草会导致大量叶片损失。另外，燕麦草最佳收获时机与干物质损失息息相关。从碳足迹的角度来看，干物质损失越多，这部分碳没有用于奶牛，自然导致碳排放越高。其次是注意判断好天气，一场50毫米的雨，晾晒的苜蓿就可能损失50%的干物质。所以，降低收获时干物质损失也是在减少碳排放，尽量全部都收到窖里来。

三、降低青贮保存时干物质损失

从上图可以看出，苜蓿、玉米青贮保存时干物质损失也很大，尤其是青贮窖内和饲喂过程中发生的有氧腐败，相当于营养物质被有氧菌分解成二氧化碳和水，二氧化碳直接排放到大气中。

降低储存过程中干物质损失的措施

怎么降低储存过程中的干物质损失？主要包括以下几点：首先是青贮添加剂的选择和使用，其次是青贮装填和压实，一定要快速装填和压实；最后是青贮的密封和取用管理。

1、青贮添加剂的选择和使用

经过科学验证的，并得到市场认可的青贮微生物添加剂，如易可食、益尔可库青贮添加剂，合理使用，能降低2～4个百分点的干物质损失。这部分内容在特拉华大学Limin Kung龚立民教授在《青贮微生物添剂研究与实践国际新进展》讲座里有详细的介绍

2、压实很重要

首先要确保收割设备合理设置，保证不同干物质水平的切割长度和籽实处理效果。青贮压实有个“400kg原则”，即如果每小时来料1吨，需要配备400kg的拖拉机重量来压实青贮。另外，每层铺料厚度要薄且均匀，大约每层10厘米。

为什么压实很重要？因为要把氧气排出去，可以大幅度降低好氧微生物活动。研究显示，压实密度每升高100kg/m3，干物质损失降低1.0-1.8%（见下图）。

上图横坐标是干物质损失，纵坐标是压实密度，结果显示随着压实密度升高，干物质损失直线下降。所以一定要把压窖做好。

3、用最少的塑料，实现最佳密封效果

一定要在保证青贮的最佳密封效果前提下，尽可能降低塑料使用量。如果使用后的青贮膜，能回收再用于其他塑料产品加工，则更好。因为塑料也是石油工业产品，价格昂贵，而且它本身也有碳足迹。对碳足迹的关注，使得生物塑料产品再次进入奶牛行业的视线，比如酪蛋白塑料、海藻塑料、聚乳酸塑料，它们是否可替代青贮覆盖膜还需探索，目前还没有成功的产品。

目前，青贮制作中常用Silostop青贮阻氧膜，具有高阻氧率（低的透氧率），良好的延展性和抗破损力，而且厚度最薄等特点。Silostop青贮阻氧膜的厚度只有45微米，市场上没有比它更薄的阻氧膜或者青贮膜，与传统塑料膜相比，它可减少60%的塑料使用量，另外，Silostop青贮阻氧膜使用EVOH来保证一流的阻氧效率，而且，Silostop青贮阻氧膜使用的EVOH浓度能满足国际塑料回收条件，回收后作为其他塑料产品的加工原料。

上图是上海的牧场使用Silostop的评估试验照片。目前国内大部分规模化牧场都在使用阻氧膜，比聚乙烯黑白膜阻氧密封效果好百倍以上。

上图总结的试验显示，普通聚乙烯塑料膜封窖的青贮干物质损失可达到19.5%，而使用Silostop阻氧膜的只有11.4%，仅干物质这一块就节省了8.1%。有氧稳定性方面，阻氧膜能从75小时提高到134小时，延长了59小时。所以，使用阻氧膜，干物质损失也更低，碳排放更低。

上图是我们在牧场实测的数据，结果显示使用Silostop阻氧膜后，淀粉少损失2个百分点以上，所以，Silostop阻氧膜保存的青贮玉米营养价值更高。在今年玉米青贮价格不断走高的情况下，减少青贮干物质损失所带来的收益更高，是牧场降低饲料青贮成本，提高牧场效益必须考虑的。

我们建议顶层使用Silostop阻氧膜，同时使用阻氧墙膜，最上面用可重复使用的材料，实现在极端天气下（如冰雹、野生动物损坏等）对窖顶的保护，然后用砂石袋来在四周及顶部压实。如果大家感兴趣，可以联系科立博公司。

4、取料管理

如果青贮取料面管理不好，取下的青贮料不能及时被利用、取料过程中破坏青贮堆压实结构、青贮取料后的截面不整齐等，都导致更多的青贮有氧发酵损失，如果用红外照相机来看这样的青贮取料后的截面，或者堆放在地上的青贮料，能很容易看出青贮有氧发酵升温的现象，升温越高，二氧化碳产生越多，干物质损失越大。所以，青贮取用管理一定要整齐干净。

四、降低青贮气体产生，不但是保证安全操作的需要，更重要的是青贮气体也是碳排放的一部分

最新研究显示，在青贮发酵过程中监测温室气体的浓度，也就是监测CO2、CH4、N2O气体，结果发现甲烷和一氧化二氮在前4天内达到峰值。从青贮管理的角度讲，青贮气体，尤其是氧氮化合物是有毒的，在青贮封窖后的前几天，如果鼓胀，最好不要安排人员在没有有毒气体防护的条件下排气，等大约一周以后，青贮发酵产气基本结束，再整理封窖的材料。另外，苜蓿青贮饲料中丁酸的形成也会导致甲烷的产生。

青贮原料中硝酸盐含量和青贮气体中氧氮化合物的形成有直接关系。

影响硝酸盐在青贮玉米存留量的因素

1.夏季干旱，收获前刚下了几天雨。

2.地里施的氮肥过多，尤其在无机氮肥、沼液喷施、前茬作物是苜蓿等情况下易出现。

3.高氮肥、低磷钾的不平衡施肥。

4.玉米生长时温度低，燕麦草生长时温度太高。

5.冰雹、霜冻、害虫等造成植株叶片大面积损坏。

6.植株根系喜因耕作、害虫、疾病、化学污染等损坏。

以上这些因素实际上就是植物吸收了大量氮素，但又不能及时通过光合作用将其转化成蛋白质，所以它就以硝酸盐的形式存在，当收储到窖里遇到氧气就分解成一氧化二氮等氧氮化合物。

降低收获的青贮原料中硝酸盐浓度的措施

1.种植时适量平衡施加氮肥。

2.控制作物病虫害。

3.减少或消灭杂草。

4.久旱后下雨，玉米吸收大量硝酸盐。在下雨前收获或在雨后等5-7天以上收获。

5.植株中累积的硝酸盐主要靠近根系的茎秆中，提高玉米割茬高度（30cm以上的留茬高度），能有效降低收获的青贮玉米中硝酸盐的浓度。

6.冰雹或霜冻损坏的作物，尽快收割，减少作物吸收并积累硝酸盐的时间。

做好饲喂管理，降低N2O的排放

有人研究了日粮中禾本科牧草和玉米青贮添加比例与N2O排放量的关系，结果显示使用的禾本科牧草/玉米青贮比例越高（也就是禾本科牧草青贮越多），N2O总排放量越高。另外，日粮蛋白质含量越高，每公斤产奶中N2O排放也越高，国外日粮中蛋白质14%，补充蛋氨酸维持氨基酸平衡；国内15-17%。所以，我们要做好饲喂管理，想办法降低N2O的排放。

五、充分发挥青贮饲料的产奶潜力

做好玉米青贮的籽粒破碎

玉米青贮籽实处理指数是指通过4.75mm筛的淀粉占总淀粉量的比例。指导性原则是玉米一定要破碎4瓣以上，破碎4瓣以上比例大于70%说明破碎良好，小于50%说明不及格。

上图可以看出，玉米籽实处理（衡量玉米粒破碎效果）系数越小，牛粪里的淀粉越高。从碳排放的角度分析，这就造成没有用于产奶，浪费在牛粪中的碳更多。通过提高青贮玉米中籽粒破碎效果，提高奶牛产奶量，降低粪中淀粉含量，降低碳排放。

研究显示，粪中淀粉含量降低1%，每天多产0.33公斤奶。很好的使用籽粒破碎技术，和揉搓青贮等技术，实现更好的籽粒破碎效果，提高青贮中淀粉在奶牛瘤胃中利用率，最终提高产奶效率，降低生产每公斤牛奶产生的碳排放。

青贮饲料的质量分析和合理配方

近年来，用于青贮饲料等粗饲料营养成分分析的近红外分析技术质量的提高和广泛应用， 为奶牛养殖饲养管理带来巨大的便利。

上图是玉米青贮和牧草分析时一些主要关注指标。当拿到粗饲料的分析 告时，需要注意指标排序的重要性。比如图中最上面几个指标必须看，而下面几个则重要性较低。

图中横坐标是不可消化物理有效纤维，纵坐标是干物质采食量，可以看到两者是非常明显的线性关系。物理有效不可消化NDF（peuNDF）太低，可能导致牛的健康问题，而peuNDF太高，采食量会有问题。所以，我们要结合peuNDF浓度找出平衡点。peuNDF在瘤胃里必须要通过咀嚼慢慢变小，最终流出瘤胃，进入小肠。所以，可以根据uNDF240调整青贮切割长度，对于不可消化的物理有效纤维含量高的作物，需要切得短一点，以降低其对采食量的影响。也就是说，uNDF240越高，切的越短越利于消化。

制作日粮配方时，AMTS配方软件是个很优秀的工具。AMTS利用康奈尔大学开发的CNCPS内核。CNCPS体系历经半个多世纪研究和开发，现在仍然一直在持续更新。NASEM2021与CPM、AMTS之间有显著的差别。我引用统计学家Box教授的名言：所有模型都是错误的，但有些模型是有用的。全世界70%以上的奶牛营养师以CNCPS为核心的AMTS等软件。NASEM2021有很多学术的总结，对大家的营养理论学习和提高会很有帮助，但在牧场生产一线是否实用，有待商榷和评估。

2018年CNCPS总结了牛奶产量与碳排放之间的关系，牛奶产量越高，碳排放足迹越低，这对牧场是一个好事情。为了减少牛奶生产过程中营养物质对环境的影响并提高营养物质使用的整体效率，AMTS等决策支持工具会很有用。AMTS可以作为现成工具来帮助营养学家、规划人员对于集约化饲养的牧场进行实时的场景评估。在精准饲养管理、评估日粮营养成分的肠道CO2和CH4排放中使用AMTS等工具，可以证明奶牛养殖行业具有自我评估能力以及修改能力，减少营养物质浪费和对环境的负面影响。

总结

总之，通过降低青贮作物种植的碳足迹，降低田间收获时干物质损失，降低青贮保存时干物质损失，实现最佳的青贮密封、最低塑料使用量，降低青贮气体产生，用好青贮饲料近红外分析技术、AMTS日粮配方软件等，充分发挥青贮饲料的产奶潜力，多产奶少排碳，奶牛养殖碳中和的目标完全可以实现。