未来饲料研发的方向——节约、环保、安全

本刊记者 王亚辉 李 娟

未来饲料研发的方向
——节约、环保、安全

本刊记者 王亚辉 李 娟

我国是世界畜牧业生产大国，2014年我国生猪出栏7.35亿头，家禽出栏100多亿羽。如此大的畜禽养殖规模对饲料的需求量自然也是巨大的；然而，我国又是蛋白质和能量饲料原料严重短缺的国家，这使得饲料原料的供需矛盾十分突出，原料的缺口只能依靠调剂库存和进口粮食来填补。但这又会带来两个问题：一是人畜争粮状况加剧。饲料产业高度依赖粮食资源，目前，我国饲料工业用粮消耗占粮食总量的2/3以上；畜禽与人争粮，无疑会危及老百姓的口粮供给。二是饲料原料的长期大量进口也不利于国家的粮食安全。据FAO统计，2014年，我国大豆进口量达到了7 140万吨，对外依存度高达85%；而自2010年起，我国玉米进口量也首次超过出口量，我国开始由玉米净出口国变为净进口国，海关数据显示，2013年、2014年我国玉米进口量分别为326万吨和260万吨。且在未来，饲料原料进口有持续增加的趋势。这就对我国的粮食安全提出了严峻的挑战，因为粮食具有战略物资属性，过多依赖进口必定会受制于人。那么在饲料资源趋紧的形势下，如何实现畜牧业的可持续发展，同时又能缓解人畜争粮的矛盾、减少对进口粮食的依赖性，这是摆在我们面前的一个重大课题。

除了上述的资源短缺这一数量问题外，我国饲料行业还面临着饲料利用效率不高、因配方不合理造成的畜禽营养素过剩并随粪尿等排泄物污染环境以及因饲料中大量添加抗生素对动物机体健康与畜产品安全带来威胁等诸多问题。

2015年8月29—30日，在由北京畜牧兽医学会主办的“第一届北京畜牧兽医工程科技高峰论坛”上，众多来自政府、高校、企业以及关注新饲料、新技术的业内人士围绕我国饲料行业存在的原料紧缺、因饲料造成的环境污染和动物产品安全等话题展开了热烈讨论。本刊记者结合大会报告和专家观点，从探索利用大宗非粮饲料以替代部分粮食饲料、精准配制日粮以提高饲料原料利用效率以及开发环保、安全型的饲料和饲料添加剂等方面，综述了我国饲料行业在数量和质量安全挑战下的发展方向。

利用非粮饲料 缓解人畜争粮矛盾

缓解常规饲料资源不足，需要“开源”，即多去开发一些非常规的饲料原料以替代玉米、豆粕等粮食饲料原料，而在这方面，我国是有自然资源禀赋的。据中国科学院亚热带农业生态研究所研究员、中国工程院院士印遇龙介绍，我国每年有4亿吨非粮饲料原料，如农林业加工副产物、中药及其加工残渣、食品加工副产品和屠宰加工厂下脚料等。在列入我国饲料原料目录的578种饲料原料中，绝大部分也是非粮饲料原料。这些原料来源广、种类多、总量大，且富含营养成分和生物活性物质，可以代替部分常规饲料原料，用以补充动物所需营养，降低饲料生产成本，具有很大开发空间。高效利用这些非粮饲料资源，是解决常规饲料资源严重短缺、缓解国家粮食安全的根本出路。但印遇龙同时指出，虽然有资源、功能和成本优势，但非粮饲料在开发过程中也存在不少问题，如资源种类和数量不清楚、成分复杂、营养价值评定不准确、加工技术落后等，这也制约了目前我国畜牧业对非粮饲料资源的开发利用进度。为突破上述瓶颈，不少科研人员及饲料企业展开了积极的探索。其中，由印遇龙主持承担的中国工程院咨询研究项目“大宗非粮型饲料资源高效利用战略研究”于2015年6月启动。该项目将深入剖析非粮饲料资源产业开发的制约因素和解决突破口，有望凝练出大宗非粮饲料资源产业开发的几个成熟可行的方案及其产业化前景。

精准配制饲料 提高原料利用效率

缓解常规饲料资源不足，还需要“节流”，即尽可能节约饲料，提高现有饲料原料的利用效率。这就需要科学、精准配制日粮，减少不必要的饲料浪费。中国农业大学教授、中国工程院院士李德发指出，饲料配制是否精准取决于饲料原料有效能值的测定是否可靠，而有效能值又受饲料原料及其有效养分的含量变异影响。因此若不能准确、快速获取饲料原料中的有效养分参数，饲料的精准配制、饲料原料资源的高效利用将无从谈起。李德发团队建立了玉米对猪有效能值的动态预测方程，饲料企业据此可在饲料配制现场即时估测出玉米贴近实际的能值，以做到精准配制饲料，从而节约了原料和生产成本。李德发列举了一组数据，全国有1亿多吨玉米用于饲料生产，如果每千克玉米节约100 kCal，每年可节约300万吨玉米，假设每吨玉米2 700元，每年便可节约81亿元。广西扬翔股份有限公司河南河北区总裁兼集团副总裁付双喜也表示，在目前饲料成本高企的情况下，精准饲料配制被越来越多的饲料和养殖企业关注。这不仅需要明确知道动物的营养要求，还要对饲料使用的各种原料有具体而精准的评估。他指出，饲料的精准配制不是一件容易的事情，有很多的因素要考虑。营养师在具有扎实的理论功底之后，还需要在实践中多做尝试和总结，才能配制出好的饲料。

▲印遇龙

▲朱伟云

▲汪以真

调整配方工艺 探索环保饲料

随着国家对畜禽养殖污染治理力度的不断加大，新型生态、环保饲料正成为研究热点。环保饲料的研制，从产品定位、科学配方和精准加工等角度出发，在满足动物生长发育要求的前提下，最大程度避免营养过剩，减少畜禽废弃物排放和环境污染，实现养殖和环保效益的双赢。不少专家指出，饲料被动物摄入后，各种营养成分不可能被完全消化吸收，没有被吸收的这部分营养素将随粪尿排出，其中的氮、磷和重金属元素，将对环境造成严重污染。南京农业大学动物科技学院教授朱伟云认为，氮排放污染问题是制约我国养猪业可持续发展的瓶颈。在当前我国养猪生产中，因日粮氮营养素供给模式不科学，造成蛋白质资源浪费和环境污染加重。她指出，采用低蛋白日粮是国内外养猪生产中提高氮营养素利用率的有效策略。当日粮中的所有必需氨基酸平衡时，降4～5个百分点的低蛋白日粮对日增重和料重比无影响，但可显著降低氮的摄入和排放量，提高氮素沉积。浙江大学动物科学学院教授汪以真指出，通过新型饲料添加剂及其健康营养技术可以改善畜禽健康、减少养分排放。他领导的课题组针对高剂量氧化锌（3 000 mg/kg）的应用带来的环境污染、细菌抗性与营养拮抗等问题，研制出了具有高比表面积与纳米粒径的新型特殊结构的氧化锌。在断奶仔猪上的应用研究表明，低剂量新型氧化锌（300 mg/kg）可以达到高剂量普通氧化锌相同的防腹泻、促生长效果，同时还可以显著降低锌排放的污染。

借助现代技术，研发安全饲料

▲姚斌

▲谯仕彦

▲肖传明

▲ Maurice P.Boland

随着人们对绿色、安全畜产品需求量的增大，健康养殖成为发展趋势。减少药物性添加剂的使用，开发一些高效、安全的抗生素替代产品是当今饲料业亟待解决的问题。目前国内对抗生素替代物和替代技术的研究聚焦于以酶制剂、酸化剂、益生菌、生物活性小分子多肽和寡糖等为代表的生物饲料以及中草药、海洋植物提取物等几类产品。这些产品的研发将借助现代生物技术及精细化工提取技术，未来的推广应用前景极其广阔。

其中就饲料酶制剂的研究来说，中国农业科学院饲料研究所研究员姚斌认为，饲料用酶是一类应用效果极为显著的新型绿色饲料添加剂，在显著提高饲料转化效率、降低氮磷等有机物排放的同时，可以减少抗生素类添加剂的使用，从而保障动物产品安全。他指出，饲料用酶的产业将围绕酶制剂特殊的性能要求和降低生产成本的方向发展，着重解决酶的分子生物学基础问题，突破酶的构效机制和高效表达机制。

就小分子多肽的研究来说，汪以真和中国农业大学动物科技学院教授谯仕彦均认为，抗菌肽是最有望实现替代抗生素的小肽类物质。汪以真透露，抗菌肽在动物体内更重要的作用可能不仅仅是抗菌，而是对肠道屏障功能的保护和较强的免疫作用。虽然我国在抗菌肽的分离鉴定、作用机制等方面开展了比较深入的研究，但存在的问题还很多。谯仕彦指出，如何克服抗菌肽在胃内易被降解的问题，提高抗菌肽的表达量以及评价其药物代谢动力学和环境安全性，还需要我们花大力气去研究解决。

就天然植物提取物的研究来说，北京康华远景科技有限公司董事长肖传明表示，中草药兼有营养性和药物性的双重作用，既能促进新陈代谢，又能杀菌抑菌、调节机体免疫功能。我国是药用植物资源大国，有丰富的中草药资源，有着几千年的中草药研究历史，大力开发中草药饲料添加剂，发挥其安全无抗药性、多功能性大有可为。而奥特奇欧洲研发总监Maurice P. Boland 博士指出通过营养调控而非使用抗菌素来促进动物健康和动物产品安全更加符合消费者的需求，饲料应该在保证动物摄入足够营养的同时还要有益于人体健康。因此可以研发一些对动物和人体有益的功能性饲料添加剂，如利用海藻中富含的二十二碳六烯酸（DHA），其是一种重要的ω-3多不饱和脂肪酸，可以提高儿童的认知和学习能力，还能降低成年人的心血管疾病，通过在畜禽日粮中添加海藻粉，可以成功用于生产富含DHA的肉蛋食品。