我国饲用甜菜产业发展的对策与建议

2018-01-16丁广洲贾海伦张文彬陈丽

中国糖料 2018年2期

丁广洲，贾海伦，张文彬，陈丽 *

（1.黑龙江省甜菜工程技术研究中心，黑龙江哈尔滨150080；2.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室，黑龙江哈尔滨150080；3.中国农业科学院甜菜研究所/黑龙江大学农作物研究院，黑龙江哈尔滨150080）

近5年，我国年均牛奶产量约3664.38万吨，肉类产品产量为8513.48万吨，其中2015年肉类产品生产总量为8624.90万吨，比2014年降低了81.85万吨[1]，除了市场因素外，主要为饲料影响因素。新疆阿克苏地区2007—2008年曾出现严重的草畜失衡，2007年全地区饲草总量约448.98万吨，而牲畜实际需要583.14万吨，缺口达到134.16万吨，缺差率为23.01%；2008年全地区的饲草总量约为460.53万吨，牲畜实际需要饲草616.43万吨，尚缺155.9万吨，缺差率达25.29%[2]，这是目前为止新疆畜草失衡较为严重的年份之一。

随着养殖业的集约化发展，饲草供应问题是一个经常性的话题，特别是冬春季节，饲草短缺，饲料成分单一，曾一度成为制约我国北方畜牧业发展的瓶颈。如何发掘和利用适口性好、生物产量高，集约化生产潜能大的生物饲料，提高大牲畜饲料配比的科学性，以满足日益发展的畜牧业生产需要，是政府和科研部门不断思考和研究的课题。

饲用甜菜（Beta vulgaris L.var.crassa Joh.）是一种适口性好、营养丰富、生物产量高，消化率和喂养比都较好的一类高产饲料作物，饲用甜菜不但耐旱、耐瘠薄和耐轻度盐碱，研究中还发现，饲用甜菜营养生长期不存在光温敏感性。同时具有一定的生产适应性，生产技术简单易行，便于掌握。通常情况下饲用甜菜的生物产量可达90～135t/hm2。饲用甜菜的块根、叶片都可作为饲料饲喂，纤维含量低，较易于消化，干物质转化率一般都在90%左右，通常是玉米秸秆的3倍，既可混合青贮与苜蓿、玉米等饲料作物搭配，还可被加工成颗粒料[3-4]。饲用甜菜属低温长日照作物，不耐热但耐旱，适宜昼夜温差大的凉爽性气候，特别适合在我国的东北、华北和西北地区种植。研究证明，饲用甜菜植株中泛酸、叶酸和甜菜碱等物质含量丰富，而这些物质是畜禽代谢活动中不可缺少的生物活性物质。其中甜菜碱具有促进动物消化的生理功能，作为饲料添加剂已经在饲料工业上得到了广泛的应用[5]。在生产实践中，通常采用自然干燥和青贮两种方法来保存饲用甜菜的茎叶，青贮更能够有效地提高饲用甜菜茎叶的营养价值。发展饲用甜菜对于种植业结构的调整与优化、农业和农村经济效益的提升、畜牧养殖业的整体发展都具有重要意义。

1　饲用甜菜的国内外发展现状、存在的主要问题

1.1　饲用甜菜发展现状

1.1.1国外研究应用现状饲用甜菜用于饲养牲畜作牧草作物始于上个世纪中叶的欧洲[6-7]。最近几年，饲用甜菜的生产地区已扩大到其他温带地区，如澳大利亚和新西兰。由于较高的生物产量（年收获干物质>20 t/hm2），饲用甜菜已被作为竞争性冬季饲料的首选，特别是在集约化的乳制品生产领域[8-12]。饲用甜菜在丹麦、德国、荷兰等欧洲国家是畜牧业中普遍使用的饲料，在新西兰、德国、乌克兰等国家一直以饲用甜菜作为主系列牧草作物，养殖户以饲用甜菜饲喂牲畜取得了显著的经济效益。在新西兰的Balfour农场，950头奶牛的日粮都是饲用甜菜[13]。

饲用甜菜在养殖业饲料配比中主要起饲料的平衡供应作用，促进精饲料的吸收，增加奶牛产奶量及牛羊育肥的增重率等作用。国际上特别是欧盟国家，尤其重视多汁饲料与其它饲料的搭配与饲喂。据FAO的数据，被世界称为“奶桶之国”的荷兰，饲用甜菜已占多汁饲料的80%以上[14]。饲用甜菜的营养品质好、产量和经济效益高，与其他饲料和牧草资源的营养成分比较起来，其营养价值丰富，在饲料资源方面占有极强的优势。通过与苜蓿、青干草、干草粉、青干玉米、大麦草、碱草、羊胡子草等的营养成分比较，饲用甜菜叶的粗蛋白含量为20.30%，仅次于芨芨草；块根粗蛋白含量13.39%，仅次于干草粉、青干草和苜蓿[15]。在乌克兰，已经培育出块根粗蛋白含量超过15%的饲用甜菜品种，粗蛋白含量几乎与苜蓿草的相当。

饲用甜菜被作为牧草的首选还缘于甜菜碱。甜菜碱为甘氨酸的三甲基衍生物，天然存在于水生无脊椎动物和甜菜中，甜菜碱有利于提高家畜的生产性能。研究表明，来自饲用甜菜以及甜菜糖蜜和酒精糟液的天然态的甜菜碱，其水溶性约是盐酸甜菜碱的三倍，其可以两倍以上盐酸甜菜碱的速度溶于水。与天然态甜菜碱相比，盐酸甜菜碱的性能会大大减弱，主要体现为对畜类肠道屏障产生消极影响，降低细胞ATP含量以及显著降低跨膜电阻值[16]。而天然态甜菜碱在支持肠道结构、提高瘦肉率、改善胴体组成、降低维持体能需求量、增强抗热应激能力方面的优点异常突出[16]。生猪生产中采用天然态甜菜碱，既可提高猪的生产性能，又能降低生产成本，这些效能在母猪、仔猪和生长肥育猪的实践中都得到了证实。

最近几年新西兰农民将饲用甜菜作为一种放牧性的主要饲草，因为在国际上总认为直接放牧喂饲会使牲畜摄入非常低量的毒素。在南部，奥塔哥和南坎特伯雷，鹿农采用饲用甜菜放牧，不但缩短了鹿的生长周期，还大大提高了品质。饲用甜菜虽然在新西兰种植多年，但最近几年才成为奶牛冬季喂养日粮的重要组成部分。主要通过慢慢减少牧草/青贮饲料的比例，渐渐提高饲用甜菜的比例。并在14～21d内增加日粮中的饲用甜菜量。饲用甜菜的推广革新了肉牛生产，在南岛，5～6年间，饲用甜菜由不足500hm2发展到3万hm2。产量也越来越高，其中一些较大的牧场种植成本低至6～10美分/kg干物质，明显比35美分/kg的青贮饲料和32～35美分/kg的玉米要便宜得多[17]。

饲用甜菜的低成本源于机械化收获，被称之为饲用甜菜收获机“爷爷”的大型起收机，20t机器能够持有14t饲用甜菜，并一次收获6行。农场主可以把作物留在地上，并在需要喂牛时收获。每年种植大约10hm2的饲用甜菜，可以不断供应给奶牛，特别是在干旱季节。饲用甜菜的干物质产出率可达32t/hm2[13]。

1.1.2国内研究应用现状鉴于饲用甜菜的高生产性能，国内也开展了相关的研究。以往的研究表明，日粮中添加饲用甜菜的茎叶可提高奶牛的产奶量，增强肉牛和猪的育肥效果，经济效益十分明显[4]。柴长国等采用饲用甜菜饲喂中国荷斯坦泌乳奶牛，添加饲用甜菜青贮叶或鲜茎叶均能提高奶牛的产奶量和经济效益，以鲜茎叶的添加效果最好，试验组比对照组提高13.3%，效果明显优于青贮叶[15]。刘福原等采用饲用甜菜根茎替代荷斯坦奶牛常规日粮中的部分玉米青贮，并进行饲喂对比试验。结果表明，试验组每头奶牛日平均产奶量比对照组增加1.22 kg。试验结束时，对照组和试验组奶牛的乳脂率分别为3.57%和3.6%，乳蛋白率分别为2.92%（对照组）和3.26%（试验组）[18]。进一步说明饲用甜菜在奶牛养殖上具有较高的推广应用价值。

另有相关研究人员利用饲用甜菜对利木赞、夏洛莱杂一代青年牛进行育肥效果试验，试验组采用饲用甜菜加精料，对照组采用青贮玉米加精料，试验结果显示，试验组比对照组采食量每日每头减少0.5 kg，降低成本11.91%，料肉比明显低于对照组。另外，试验组平均日增重比对照组提高13.21%[19]。早在1993年，柴来智、郭福平等利用甜菜青贮叶替代7.6%的配合饲料饲喂60～70 kg育肥猪，虽然试验组与对照组具有相同的增重速度，但生产成本却大大降低[20]。

西北农林科技大学动物科技学院曾经进行过不同饲用甜菜品种块根及鲜叶产量评价研究，发现不同饲用甜菜品种均能适应本地区的生态条件，前期生长普遍良好，生长速度差异表现不明显，但是在块根膨大期差异表现比较突现。进口品种非尔德和海神公顷块根产量分别达到159t和138.75t；鲜叶产量达到31.84t和36.73t，均显著高于国内的相关饲用甜菜品种[21]。

青海省率先开展了德国FF10000饲用甜菜的引种和推广工作，在牛、猪、羊、鸡、兔的饲喂试验中都表现为喜食，利用率可达100%。德国FF10000饲用甜菜生长期长、产量高，非常适合在我国北方地区引种和推广，平均块根产量75t/hm2，单株块茎最高重量达10kg。采用饲用甜菜德国 FF10000喂饲育肥牛、肉牛时，为满足长肉和沉积脂肪的需要，必须补充和掺入适量干青草、谷物饲料（玉米、高粱等）和蛋白质饲料（豆饼、花生饼等），以提高育肥效果[22]。

我国自育了多个饲用甜菜品种：内饲5号、甜饲1号、甜饲2号、新甜饲1号、新甜饲2号、新甜饲4号和龙饲甜1号等[23-29]。如1995年育成的抗旱、耐盐碱性强的内饲5号，根产量60～75t/hm2，粗蛋白9.5%，粗纤维14.3%。通过在内蒙古呼盟地区喂饲奶牛，延长了产奶期，提高产奶率15%。一头黑白花奶牛，月补饲用甜菜6kg，泌乳量可增加lkg。2006年采用轮回选择技术方法选育而成的高生产力饲用甜菜中饲甜201，平均根产66.8t/hm2，粗纤维14.1%～15.6%，粗蛋白含量8.8%～12.2%，中抗甜菜褐斑病，耐根腐病和窖腐病，易于收获[5]。

1.2　我国饲用甜菜产业存在的问题

我国饲用甜菜发展还存在许多的局限性和问题：第一，饲用甜菜发展受地域性限制，饲用甜菜只适于在我国北方种植，又只能在当地完成生产、消化和喂饲利用，由于缺少专业化的组织，造成生产和使用脱节，效益降低；第二，饲用甜菜虽可做主料，但目前我国一般还只限于做配料、辅料，相关的喂饲试验研究亟待开展；第三，收获后的饲用甜菜不耐贮存，种植者必须在短期内销售掉，使用者必须在短期内进行加工，以防冻烂。因此饲用甜菜的青贮研究工作还有待于进一步加强；第四，由于饲用甜菜生物产量高，需水需肥量大，消耗地力，所以，不主张在贫瘠、耕作条件不好的土地上种植，最好进行4年以上轮作养地，以克服根腐等病害的危害，因此必须在意识上主动把饲用甜菜纳入种植业结构调整的轮作规划，实行粮饲种植结构的配比与优化；第五，饲用甜菜的高生物产量决定了高强度劳动作业量，基于其它作物的比较优势，饲用甜菜机械化作业的程度和水平还不高，因此难以形成竞争性优势；第六，可用于生产的产量高、质量好、饲用价值高且集抗病、耐贮存的优良品种少[30]，由于缺少可供选育的品种资源，且大多为多粒种，不适于机械化作业，所以现育的饲用甜菜品种与理想的推广应用前景还有一定的差距。

应首先通过开展与乌克兰等国家的交流与合作，进行饲用甜菜骨干亲本的引进和改良应用工作，是加强我国饲用甜菜产业发展的必由之路。

2　开展国际合作的意义及可行性—以乌克兰为例

饲用甜菜是一种高产的饲用作物，其产量较玉米等禾谷类作物还高。饲用甜菜的育种仅有100余年的历史，欧洲（DLF-TRIFOILUM）是饲用甜菜的育种中心，推广和应用也始于欧洲。以往的饲用甜菜品种均是基于本地品种的多倍体种子，应用面小，产业化慢。随着一系列技术的创新性应用以及针对特殊性状有目标地选育，饲用甜菜已由过去的多粒种过渡到现在的杂交单粒种，这些单粒种经过杂交、细胞核置换等，在性状上具有高产、抗病等多种优越特性。

乌克兰作为我们的友好邻邦，又是甜菜生产大国，饲用甜菜种质资源非常丰富，育成饲用甜菜品种较多，与我国北方的气候类型相似。1994年，我们从乌克兰引进了二倍体饲用甜菜品系材料 “乌引204”。“乌引204”品系的主要特点是：须根少，易收获，生物产量高，但高感甜菜根腐病和褐斑病，并且不耐贮藏[5]。为了将“乌引204”品系应用于生产，科研人员进行有针对性的育种改良。

改良过程中保持了“乌引204”品系的须根少，根易收获，生物产量高的优点，融入了父本高抗甜菜病害的性能，建立起新的优良品系，通过轮回选择，选育出了龙饲甜1号[5]。喂饲试验对奶牛日补10～15kg龙饲甜1号饲用甜菜，使奶牛的产奶量提高10%～30%，平均提高幅度15%左右。在肉牛育肥上应用，每头牛每天饲喂青干草8kg，配合饲用甜菜10kg、精料2kg，并加适当的盐和添加剂，育肥周期 80d，可实现日增重0.87kg[5]。

我国属非甜菜起源国，甜菜品种资源相对匮乏。国家甜菜种质资源库中饲用甜菜资源储备很少，所以与乌克兰等欧洲国家合作，通过外引材料，本土化孵育提升，尽快夯实饲用甜菜的育种基础不但意义重大而且切实可行。

⑴中乌政府间合作历史悠久，在农业投资与贸易、兽医与植物卫生、渔业、农业科技等领域的务实合作也有相当长的历史。借助中乌政府间合作委员会农业分委会第六次会议刚刚闭幕的契机，可以借势开展饲用甜菜产业领域的交流与合作：引进乌克兰具有欧洲血统的饲用甜菜骨干亲本材料，为我所用；聘请乌克兰饲用甜菜育种专家和栽培专家来我国进行交流和技术指导。

⑵中国农业科学院甜菜研究所（黑龙江大学农作物研究院）利用野生甜菜种B.maritima L.（滨海甜菜）、B.patula Air.（岔根甜菜）与糖用甜菜杂交，通过核代换和分离选择的方法，在杂交后代中分离筛选得到含有野生甜菜细胞质的雄性不育系，经多代改良，现已育成具有野生甜菜B.maritima L.细胞质的单粒种细胞质雄性不育系（M-CMS）和具有野生甜菜B.patula Ait.细胞质的单粒种细胞质雄性不育系（P-CMS）。M-CMS和PCMS是不同于Owen的S-CMS的新型细胞质雄性不育系[31-32]。采用具有自主知识产权的细胞质雄性不育系做杂交载体，与引进的乌克兰骨干亲本材料进行遗传改良，培育杂交组合，选育具有优异遗传资源的饲用甜菜遗传单粒品种，不但可以拓宽遗传基础还可提高饲用甜菜的遗传多样性。

⑶我国畜牧产业体量较大，覆盖的生态区域较广，近些年发展势头良好，但如何解决北方地区冬春季节的饲草供应问题一直是悬而未决的有争执的话题。北方地区的饲草供应首先要实施饲草的多元化种植，优化饲草种植结构，防止由于结构单一，因干旱等自然灾害所造成的饲草欠收所导致的饲草供应问题。饲用甜菜已经被列入中国栽培草种区划[33]，作为东北寒冷半湿润区的人工草地优良草种，但还应进一步拓宽研究试验领域，完全可以在河北的坝上地区、内蒙古半干旱区、西北伊犁河谷、阿克苏等地作为饲草作物进行试验和推广。如此，饲用甜菜可作为牧草产业的一个分支作物将不断开启与乌克兰的技术合作需求。

3　国内饲用甜菜产业发展的对策和建议

我国国内饲用甜菜的研究和开发起步较晚，饲用甜菜种质资源引进收集和品种选育等研究工作基础差、投入少，所以起步较慢、发展较缓。目前，我国自育的饲用甜菜品种大都属于系选品种或多粒杂交种，在生产上推广应用较少，而进口的饲用甜菜品种由于适应性和抗病性等问题，在生产上的推广应用也存在着很大障碍。所以，饲用甜菜产业的起步与发展应着重从以下几个方面切入。

3.1　开展我国饲用甜菜核心种质的构建及遗传基础的拓宽与改良工作

3.1.1建立核心种质目前我国的饲用甜菜种质资源全部是上个世纪引进的国外品种和材料，遗传本底数量较少，遗传基础狭窄，实难适应未来饲用甜菜产业的发展需要。当前，迫切需要建立我国饲用甜菜的核心种质，开展我国饲用甜菜种质资源遗传基础的拓宽与改良工作。

3.1.2开展遗传多样性分析与评价工作根据种质来源、生态类型、育种体系、遗传标记、农艺性状及多数据结合，进行种质资源的数据分组；开展核心种质的遗传多样性分析与评价工作，加快核心种质在饲用甜菜育种研究中的应用。充分发掘现有种质，选配亲本和拓宽育成品种遗传基础，发掘特殊优异基因资源。

3.1.3培育与改良发挥我国甜菜种质资源本土适应性好、抗病能力强的优势（尤其是耐根腐病、耐窖腐病），综合利用野生滨海甜菜、小碗花甜菜的抗逆性和抗病性以及外引甜菜遗传资源的丰产性能，改良引进材料的不良性状，提高我国饲用甜菜种质资源的生产能力和综合竞争力。

3.1.4重视开展国际合作业务从IDBB（the International Data Base for Beta）数据库上进行目标搜索，通过乌克兰与欧洲（DLF-TRIFOILUM）公司合作，根据国内种质资源的改良需求，引进野生甜菜种质资源和国外饲用甜菜育种骨干系，进一步提高国内饲用甜菜的丰产性，拓宽遗传基础。

3.1.5致力于选育单粒种利用自主知识产权的新型细胞质雄性不育系主攻培育遗传单粒饲用甜菜品种。利用甜菜新型细胞质雄性不育系P-CMS、M-CMS开展饲用甜菜遗传单粒种的生产和繁殖技术，进一步提高单粒率。

3.2　饲用甜菜产业发展要实行以机械化为先导的现代种植技术，根本为提高种植效益

饲用甜菜有三分之二部分的块根处于地上部，所以饲用甜菜的机械化起收较糖甜菜更为容易些。但由于饲用甜菜的高生物产量，又会给收获带来困难。饲用甜菜推广的最大障碍是与其它饲草以及粮食作物的比较经济效益，机械化播种和机械化起收无疑是提高饲用甜菜比较经济效益的关键。开发适应不同生态区域土壤的精播机、移栽机和收获机及其配套机械，是实现饲用甜菜产业化的基础和关键。

饲用甜菜现代化种植配套栽培技术包括：选地、耕整地、精准播种、高效除草、机械收获等多个关键环节，要想提高饲用甜菜的比较效益，就要对传统种植方式进行脱胎换骨式的高规格化升级，首先提高机械化作业的效率、降低生产成本、提高饲用甜菜的产量，进而提高比较效益[34]。按照现代化种植方式规范生产，切实让生产农户和喂饲农户达到双赢。这不但要求具备一定的种植规模、具备现代化种植技术水平，还要加强种植农户与喂饲农户的利益联结，通过提高机械化水平提高种植业者的收入，通过提高青贮加工工艺水平和科学喂饲水平来提高养殖业者的收入。

3.3　构建以饲用甜菜为主体的加工、配制、销售、贮运一体化的现代饲料工厂

在北方畜牧业养殖主区建立适于饲用甜菜种植的集加工、配制、销售、贮运一体化的现代饲料工厂。一方面，可建立规模化饲用甜菜种植农场，不仅保障加工原料，而且规模化生产降本增效；种植原料供应保障饲料的加工、配制，制作好的饲料成品，可随时销售给周边养殖场、散养户等；为防止供需矛盾问题（短缺或过剩），饲料需要者需预先与工厂签约，确定供应量、供应时间，签约者给予价格、免费送货等优惠。另一方面，可收购种植户饲用甜菜原料，仍是签约者优惠，或接受来料加工，收取合理费用。有加工、配制、销售、贮运一体化的现代饲料工厂作保障，不仅解决了种植、养殖户的后顾之忧，而且解决了养殖户制作、贮存饲料难的问题。

3.4　与多元饲草种植相结合，为轮作和应急作保障

2015年中央一号文件强调“加快发展草牧业，支持青贮玉米和苜蓿等饲草料种植，开展粮改饲和种养结合模式试点，促进粮食、经济作物、饲草料三元种植结构协调发展”。青贮玉米、苜蓿、苏丹草、甜高粱等其它饲草料，也是牲畜需要的主料，与饲用甜菜适量配比，改善饲料的营养成分、价值和性质。可以种植一定面积，不仅起到与饲用甜菜轮作倒茬的作用，而且万一由于极旱极涝年份致使饲用甜菜大幅度欠收，这些饲草就会起到应急的作用。

3.5　饲用甜菜要发展并形成产业急需建立基于多部门协同的饲用甜菜产业协同创新中心

饲用甜菜作为新型的多汁饲料作物具有较强的生命力和很好的发展前景，但必须是基于育种研发部门、农机研究部门、畜牧兽医管理机构、饲料开发和检测部门、畜牧生产企业等的深度融合与合作，通过协同创新，补齐单兵作战的短板，共同抚育产业发展。

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