科技在畜牧业可持续发展中的应用

欧阳艳 湖北三峡职业技术学院生物化工学院 443000

许小成 朱德江 梅小伟 宜昌市畜牧兽医局 443000

畜牧业的可持续发展，是指在不破坏自然资源与生态环境的基础上，依靠科技进步，提高畜牧业的综合生产能力，能够持续满足当代人以及后代人对畜产品需求的发展。然而，当前随着畜牧业迅速发展，所面临的环境污染、饲料来源不足、资源利用效率低下等问题，日益明显地成为阻碍畜牧业进一步发展，的瓶颈。为此，当前畜牧业发展必须经由分散型、数量型、速度型向集约型、质量效益型和可持续发展型转变，建立畜牧业循环经济体系，发展生态畜牧业，实现人、畜、自然和谐发展。

1 当前畜牧业可持续发展中亟待解决的问题

我国畜牧业在资源、效益、规模等方面与发达国家相比相对落后，要改变传统的资源消耗和粗放经营模式，使宏观资源的优化配制向规模化和集约化转变，实现畜牧业可持续性发展，必须研究和解决现行畜牧业生产中存在的一系列问题。

1.1 环境污染问题

近年来我国规模化、工厂化养殖发展很快，工厂化养殖生产效率高，为满足我国城乡居民的肉蛋奶需求做出了贡献。但是由于很多养殖场还处于集约化程度不高、养殖模式相对落后、生产成本高昂、生产效益低下的状况，这些畜禽养殖场往往缺乏良好的规划，未能建立设施完善、净化功能完备的排污净化系统和完备的疫病防控体系，致使动物粪便、污水等养殖废弃物以及消毒剂、杀虫剂等残余药物给自然环境(如地下水、空气等)造成了极大的污染。一般来说，1 头母猪1年的排泄量为4 吨，全国2012年仅母猪排泄物总量即达2.2 亿吨。1 头肥猪一生排泄量约1.1 吨，全国肥猪排泄总量为6.9亿吨，总计为9.1 亿吨（这不包括每年死亡1 亿头生猪的排泄物）。据国家环保局统计，我国工业固体废物总量为6.5897 亿吨。可见仅养猪业一个行业的排泄量就超过了全国工业固体废物的总量。而养猪业污染面最大的废水尚未计算在内，加上排出的二氧化碳，氮的污染，无不说明养猪业对现实环境污染之严重。

1.2 公共安全问题

兽医公共卫生是公共卫生的重要组成部分，它不仅与人的健康直接相关，而且与畜产品的竞争力和农民增收有着密切的关系。畜牧兽医公共安全问题主要来源于人畜共患病和食品安全问题的威胁。一是人畜共患病的防治问题。近年来，猪链球菌病、禽流感、蓝耳病等动物疫病袭击了畜禽生产，严重影响了畜产品质量，经济损失惨重。大肠杆菌等病菌威胁也潜伏在整个畜牧生产一线，随时都可能暴发。二是养殖场所疫病防控体系薄弱。由于养殖区域化程度不高，大部分养殖场零星分布且管理不规范，很多养殖场未能建立完善的疫病防控体系和预警机制。加上市场管理不规范、畜牧业生产各环节监督较弱，使人畜共患病的发生未能控制在萌芽阶段而造成损失。三是畜产品的安全性成为重要的公共问题。形成畜产品安全问题主要在于两个环节：第一个环节是在动物饲养过程中人为加入药物，如“瘦肉精”、兽医药品和不适当的添加药物等；第二个环节是在屠宰过程和加工环节人为地制假、以次充好、非正常处理等。如病死动物用双氧水或氢氧化钠处理后食用，给肉注水、注药等等。当对这两个环节采取的措施不当或控制手段不到位时，在市场利益驱动下，动物性食品就会引发公共问题，甚至造成重大危机事件。

1.3 饲料资源稀缺问题

从耕地资源看，我国人均耕地目前仅为1.19亩，相当于世界平均水平的1/45；人均粮食产量只有400kg，仅仅达到温饱有余的水平；目前我国的饲料用粮占粮食总量的1/3。如果再依靠粮食转化畜产品，势必加剧粮食压力和人畜争粮矛盾，饲料已成为畜牧业发展的瓶颈问题。

从饲草资源看，我国有草地资源60 亿亩，居世界第二位。其中40 亿亩位于北方海拔3000m 以上、年降雨量300mm 以下的干旱、半干旱地区，而且因超载过牧，人为破坏导致沙化碱化严重，生产能力低下。目前我国草地生长能力仅相当于发达国家同类草地的1/10～1/20，20世纪90年代可利用草原的产草量比60年代下降了50%。四大牧区牧业总产值占全国牧业总产值的比重不足6%，肉类总产量不到全国肉类总产量的5%。由此可见，依靠草地发展畜牧业亦不容乐观，过度利用草原必将致使草原沙化退化，以致难以恢复，对生态平衡造成不可逆转的影响。

1.4 畜禽品种资源问题

我国畜禽品种资源丰富，是世界重要的畜禽遗传资源宝库。由于对一些地方品种资源认识不足，同时采用引入代替或盲目杂交改良，致使我国部分地方品种群体数量下降。加上需要保护的地方品种多，而国家财力相对有限，故采取分级保护的办法，结果地方财政无力做好保种工作，最终导致大量地方品种的灭绝或处于濒危状态。现行品种资源开发保护不够，良种覆盖面低的问题必须解决。

2 现代科学技术在畜牧业可持续发展中的应用

2.1 应用新科学技术治理畜牧业环境污染

为了降低因发展畜牧业而导致的对环境的污染，可以采取提高饲料中蛋白质、氨基酸的利用效率以间接减少氮的排出量；通过添加植酸酶等酶制剂提高磷的利用效率，以减少磷在水中的容积；通过除臭剂、生物制剂等减少对环境空气的污染；运用微生物工程技术处理畜禽粪便及污水对环境造成的污染等。如近几年来流行的发酵床养猪模式，其原理就是在养猪圈舍内利用一些高效有益微生物与垫料建造发酵床，猪将排泄物直接排在发酵床上，利用生猪的拱掘习性，加上人工辅助翻肥，使猪粪、尿和垫料充分混合，通过有益发酵微生物菌落的分解发酵,使猪粪、尿得到充分的分解和转化。总之，现代生物工程技术在畜牧业生产中已经有了很广泛的运用，其应用范围和领域将随着生物工程技术的进一步发展而不断深入。

2.2 应用新科学技术防控兽医公共卫生

目前在预防畜禽疫病方面进行深入研究的有两大技术领域：一是细胞工程技术。包括杂交瘤技术、胚胎分割和移植技术等。前者已在疫病诊断方面发挥积极作用，利用这一技术可获得抗某一特定抗原决定簇的纯一抗体即单克隆抗体(简称单抗)。单抗的出现使疫病的诊断水平上了一个新的台阶。基因工程技术包括基因克隆、基因测序、基因扩增、核酸杂交、反义核酸、基因缺失、基因重组和基因转移等技术。二是基因工程技术，又称分子生物学技术。该技术的发展为研制高质、多效价疫苗开辟了一条新的途径。

生物技术在预防畜禽疫病中的应用前景光明而广阔。在疫病诊断方面除可应用于实验室和现场定性诊断外，更重要的是应用于疫病鉴别诊断，特别是强毒株感染与疫苗株接种的鉴别。随着国际互利合作的不断发展，畜禽及其产品的贸易量越来越大，为了严防疫病或变异强毒进入国境，对强毒株与疫苗株进行快速而准确的鉴别，已显得越来越重要。

2.3 应用新技术开发利用新的饲料资源

为了保证畜牧业的持续健康发展，可利用现代生物技术开发和研究各种饲料。一是开发代用饲料。充分利用农副产品和部分工业废弃物，经过加工处理后开发新的饲料和饲料来源，减少废弃物对环境的污染，它的发展将为工农业废弃物转化为高营养的饲料资源带来希望。二是发展微生物饲料。微生物饲料是将微生物菌体或其相应物质直接饲喂动物，参与动物胃肠道微生物群的生态平衡及维护胃肠道的正常功能，从而达到动物保健及提高生产性能的目的。微生物饲料是当今世界新蛋白质饲料资源的发展方向，其不仅蛋白含量高，而且富含多种维生素。三是培育新的植物性饲料。如美国研究的籽粒苋用作饲料具有潜在的经济价值，日本正在培育的赖氨酸含量高的麦类，加拿大培育的低毒油菜新品种等，均可以大大提高饲养效率，降低饲料费用，减少其他蛋白饲料的用量。四是探讨浮游生物饲料。目前国内外专家正在研究将浮游生物作为未来粮食和饲料的可能性，特别是种类繁多的藻类植物，蛋白质含量高、繁殖速度快、产量高、成本低，是一种具有开发前景的动物饲料资源。五是研究新型饲料。如用木质纤维生产饲料、从青绿饲料中榨取液体饲料、将牛骨粉做成饲料添加剂、用甲醇生产单细胞蛋白饲料。据报道，英国一位农场主用从青绿饲料中榨取制作好的液汁发酵饲料饲喂奶牛，每天每头奶牛可多产奶2L。日本一家公司将牛骨用特殊方法烧成牛骨灰制成饲料后，猪采食了添加牛骨粉的饲料后生长速度可提高10%。

2.4 应用新技术开发新型畜禽品种

一是利用基因序列分析加快畜禽品种的选育。科学家利用基因工程通过一定方法把人工重组的外源DNA 导入性细胞或受体动物胚胎细胞的基因组中，或把受体基因组中的一段DNA 切除，从而使受体动物的遗传信息发生人为改变，生产出带有外源DNA 片段的动物，并且这种改变能遗传给后代。它打破了种的界限，使育种工作可以充分利用所有遗传变异，有目的、有计划和有预见地改变动物遗传物质的组成，生产出品质优良的动物。且不受时间、性别、环境等因素的影响，大大加快了良种畜禽的培育进程。二是利用胚胎生物技术加快良种的繁殖速度。胚胎工程技术的发展和应用，加速了良种畜禽繁殖速度，可在较短的时间内获得大量的可用于生产的良种胚胎，从而加速良种畜禽核心群的建立和良种畜禽的推广，这对提高畜产品产量和质量具有重大的理论意义和经济价值。现已发展成熟的胚胎生物技术主要有体外授精、胚胎冷冻、胚胎分割、胚胎性别鉴定和控制、胚胎细胞核移植、胚胎融合，以及外源基因导入技术等。三是利用分子克隆技术进行动物的无性繁殖。克隆技术是通过无性繁殖后代的方式，使其后代具有与亲代完全相同的遗传性状。这项技术于1997年由英国科学家最新通过克隆绵羊而成功实现。如果将这项技术在动物繁殖上运用，可以将世界上各种生产性能最好的动物在短时间内成批克隆出来，以替代生产性能差的动物。通过控制胚胎性别还可克服牛胚胎移植中出现的异性孪生不育现象，以及排除伴性有害基因的危害。四是利用转基因技术生产特异性动物。基因工程研究最突出的技术进步便是转基因动物及其发展。在畜牧业中，利用转基因手段可以达到改善动物生产性能的目的。自Hammer 等获得转基因猪以后，转基因技术已取得了很大成果。把生长激素或促生长因子基因导入家畜基因组中，可以加快生长速度，提高饲料报酬。1985年，科学家第一次将牛的生长激素基因导入猪的受精卵获得成功，转基因猪与同窝非转基因猪比较，生长速度和饲料利用率显著提高，胴体脂肪率也明显降低。表达牛生长激素的转基因猪生长速度比对照组快10%～15%，饲料报酬提高16%～18%，胴体中脂肪下降80%。