“面向未来中国猪业30 年发展行动”
——走访重点实验室:拜访张宏福研究员
2020-04-18本刊编辑甄梦莹
本刊编辑/甄梦莹
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所张宏福研究员
走访重点实验室活动旨在于对全国农业高校及重点实验室开展深入实际的调研工作,走进大学及科研院所重点实验室,拜访科学家,向他们阐述“面向未来中国猪业30 年发展行动”的重大意义,充分了解他们的科研动态及技术革新成果,邀请他们成为“面向未来中国猪业30 年发展行动”系列专著的主编作者对其成果进行总结,用于未来30 年猪业发展。
上期,本刊刊登了中国种猪信息网&《猪业科学》超级编辑部孙德林主编一行在中国农业科学院的走访内容。本期,我们继续探访中国农业科学院,并拜访中国农业科学院北京畜牧兽医研究所张宏福研究员。
张宏福,二级研究员,博士生导师,国务院津贴获得者、国家百千万计划人才、国家有突出贡献的中青年专家,也是2011年度国家科技进步二等奖第一完成人、国家重点研发计划“养殖环境对畜禽健康影响机制研究”(2016 ~2020)项目首席专家、国家支撑计划“畜禽健康养殖模式研究与示范”(2012 ~2016)项目首席专家及中国动物营养学会副理事长,他带领的团队获得农业农村部“全国科研杰出人才及动物营养与环境创新团队”、“中华神农优秀创新团队”等荣誉。
他同时担任中国农业科学院“家畜营养与调控”创新团队首席科学家、动物营养学国家重点实验室常务副主任、农业农村部动物营养与饲料学科群重点实验室主任、国家产业技术体系生产与环境研究室主任和岗位专家、中国饲料数据库情报网中心副主任、动物营养与饲料学科群主任、中国农科院北京畜牧兽医所动物饲养与标准化研究室主任、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所中共第二支部书记和中国农业科学院淮安饲料营养与健康养殖研究中心主任等职务。
张宏福研究员先后主持国家自然科学基金项目、国家科技(攻关)支撑计划项目、国家863 计划项目、国家重点研发计划项目等52 项。培养(含合作培养)硕士75 名、博士16 名,合作博士后15 名。发表论文307 篇,其中第一作者或通信作者发表SCI 文章34 篇,中文核心文章126 篇。
走访过程中,张宏福研究员首先向我们介绍了农业农村部动物营养与饲料学科群。农业农村部动物营养与饲料学科群是以农业农村部动物营养与饲料学综合性重点实验室为龙头,以10 个专业性(区域性)重点实验室和7 个企业重点实验室为骨干、9 个科学观测实验站为延伸的全国性重点实验室体系。学科群践行“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,以大力推进畜牧业供给侧结构性改革为主线,以绿色发展为导向,围绕畜禽水产养殖业、饲料业发展前沿的共性重大科技问题,针对国家畜禽水产养殖业面临的资源短缺、动物产品质量安全、养殖环境污染等重大产业科技需求,根据现代动物营养与饲料科学发展的现状与趋势,在动物营养代谢与调控、品质营养学、精准营养与健康低碳养殖、饲料安全、饲料养分生物学效价评定和数据库维护更新、饲料资源与新型饲料添加剂开发、草地及草业科学等7 个方向开展研究。目前,学科群已发展成为我国开展畜牧科技创新、培育科技创新成果、凝聚高水平科技人才、促进畜牧业科技国际交流与合作的重要平台。
张宏福研究员带领走访组一行参观重点实验室
组建团队开展“生猪绿色发展技术集成模式研究与示范”协同创新项目
走进实验室后,张宏福研究员重点向走访小组介绍了由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牵头,他担任具体负责人暨首席科学家的“生猪绿色发展技术集成模式研究与示范”协同创新项目。
“猪为六畜之首”、“猪粮安天下”,生猪产业是我国畜牧乃至农业的支柱产业。改革开放40 多年来,我国虽然在猪品种遗传改良、饲料营养、标准化规模化养殖、猪肉质量安全、养殖废弃物综合利用等方面取得了很大进步,但与发达国家相比,生产水平、疫病防控、资源环境、养殖工艺和设施、产品质量安全等方面还存在较大差距,生猪整体生产水平比发达国家低至少30%。行业人士对“养防结合、养重于防”、“少用药、慎用苗”的健康养殖理念理解及实施不到位,针对技术进行的贮备和应用不足;科研与产业结合同样不够紧密以各学科、专业为特点的单项、碎片化技术成果多,而生产急需的贯穿养殖系统全过程学科集成的成套技术模式发力不够等,都制约着我国养猪业的进一步发展。
为了充分发挥科技的创新引领作用,推动养猪业节本降耗、提质增效、转型升级及促进行业健康高效可持续发展,2017 年,中国农业科学院科技创新工程专门设立了“生猪绿色发展技术集成模式研究与示范”协同创新项目。该协同创新项目以支撑引领生猪养殖绿色发展为目标,以“动物健康、生产高效、产品优质安全、环境友好、生产过程标准化”为内涵,重点围绕绿色投入品、节本增效技术、生态循环模式、绿色标准规范为主攻方向,构建高效、安全、低碳、循环、智能、集成的生猪养殖绿色发展技术体系,推动相关科技创新方向和重点实现“三个转变”,即:从注重数量为主向数量质量效益并重转变,从注重生产功能为主向生产生态功能并重转变,从注重单要素生产率提高为主向全要素生产率提高为主转变,着力提升生猪养殖绿色发展的质量效益和竞争力。
2016 年起,中国农业科学院科技创新工程组织中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牵头开展该项目,张宏福研究员担任首席科学家,张宏福研究员根据项目工作目标、养猪产业重大科技需求及中国农业科学院团队科研成果积累、深入养猪生产一线了解实际状况,积极组织中国农业科学院饲料所、中国农业科学院上海兽医研究所、中国农业科学院哈尔滨兽医研究所 、中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所等16 个相关优势创新团队参与该项目生猪子任务,并精选西北农林科技大学动物科技学院、吉林农业大学动物科学技术学院、青岛农业大学动物科技学院、江西农业大学动物科技学院、天津农学院共5 所高校,河南省农业科学院畜牧兽医研究所、福建省农业科学院畜牧兽医研究所、浙江省农业科学院畜牧兽医研究所、广西壮族自治区畜牧研究所共5 家地方研究所共同参与项目。同时,张宏福研究员多次深入河南省驻马店市、山西大象集团、广东温氏、广西扬翔、广西农垦、安徽天邦、江苏华威、湖南九鼎、天津等省份及大型企业与行业主管部门进行对接,为项目实施进行深入调研,为精准部署扎实地开展了大量工作。
项目组在养猪企业进行交流
张宏福研究员带领的生猪任务协同团队围绕生猪新品种培育、饲养技术、饲料配制技术、疫病防控技术和养殖废弃物资源化处理技术等开展了一系列技术研发工作,经过几年科研攻关,张宏福研究员带领团队取得了涉及生猪全产业链中良种繁育绿色高效饲料、疾病防控与兽药疫苗减负、粪尿资源化利用、猪肉加工增值、养殖屠宰全程追溯、种养循环7 个环节中包括批次化生产模式、仔猪营养调控与饲料配制技术、单胃动物仿生消化系统测定猪饲料养分效价的创制与应用、猪碳水化合物营养调控及环境减排技术、饲用葡萄糖氧化酶替代抗生素技术、新型饲用广谱霉菌毒素降解酶创制技术、低蛋白饲粮在猪上的配制技术和应用、生猪主要疾病防治技术、细菌病的综合防控技术、猪口蹄疫疫苗免疫效果临床评价、猪伪狂犬病基因缺失活疫苗的研制与应用、猪瘟标记疫苗(rAdV-SFV-E2株)的创制、畜禽粪便堆肥通风和搅拌联合调控技术、猪场粪便污水处理技术、固体有机肥撒施机、生猪屠宰全程质控与预警信息化系统、生猪屠宰损耗控制技术研究与应用、生猪健康养殖与动物福利系统与控药技术和花生副产物在生猪养殖中的利用技术共19 项实用技术成果。以此19 项实用技术成果为依托,张宏福研究员领衔的生猪任务团队获得省市科技进步奖各1 项、成功申请了8 项专利、制定了3 项技术标准、开发了3项新产品、发表论文21 篇、著作1 部,极大地促进了我国绿色生猪产业的发展。
率先选取驻马店市作为项目技术核心示范基地
开展科研攻关的同时,为了对新成果、新技术进行推广示范,张宏福研究员组织团队开始在全国设立示范基地。河南是我国生猪养殖大省,也是我国生猪产业发展重点发展区,驻马店市是河南省生猪产业第一大市,也是全国生猪出栏量第一大市,2016 年出栏生猪超过800 万头,各种规模生产、组织模式齐头并进,种养结合粪污资源化利用模式创新发展快,企业积极性高,政府重视,拥有从养猪大市转变成养猪强市的技术需求。为此,张宏福研究员在全国率先选取驻马店市作为项目主推技术和集成技术的核心示范基地,打造项目示范亮点。
在驻马店市畜牧局领导及相关人士的支持下,张宏福研究员带领团队多次深入驻马店市多家生猪养殖企业进行调研,根据驻马店市当前的生猪业发展需要,将技术成果在驻马店市实际应用,作为项目重点示范基地。在项目技术强大的助力下,驻马店市示范猪场生猪产肉饲料报酬提高了10.1%、生长育肥猪饲料转化率达2.81 ∶1、能繁母猪PSY 提高1.5 ~2 头/胎、仔猪日粮蛋白水平降低3%、生长育肥猪日粮蛋白水平降低1.5%~2%、生长育肥猪增收20 ~30 元/头、饲料中抗生素使用量减少了50%~60%、兽药费用下降了15.5%、兽医用药疫苗节支了30 ~40 元/头、养猪场粪尿实现了资源化利用。
技术应用的同时,张宏福研究员团队同时开展了驻马店市“200 万头无抗生猪入沪工程”技术对接及服务,并协助驻马店市畜牧业协会年会组织技术培训。同时,张宏福研究员带队调研龙风山集团大型生猪基地建设,并考察了双汇集团(紧邻驻马店市)肉食品生产产业基地和农牧产业及驻马店61 km2食品产业园规划,了解该食品产业园食品质量检测中心建设技术需求等。为了将所有调研结果和项目所取得的成果进行进一步的推进,团队于2017 年11 月和2018 年9 月在驻马店举办了两场项目现场推进会,吸引了500 余位养猪界人士参与,现场推进会上举行了技术展示、猪肉品鉴、技术报告、研讨交流等内容,进一步对生猪绿色养殖技术进行了宣传推广,并推进了驻马店市无抗优质猪肉品牌的建立,效果显著。张宏福研究员带领团队将项目技术在驻马店市的成功落地,彰显了项目技术所具备的社会效益和经济效益,促进团队将驻马店市的集成示范模式在全国进行示范推广,为“十三五”在全国各区域的集成示范提供了支点。
在驻马店市成功示范的引领下,项目组同时根据“重点发展区”和“潜力增长区”原则、“不同饲养规模”原则及“不同生产水平”原则三大原则选择项目示范地点,先后在我国生猪重点发展区、约束发展区、潜力增长区和适度发展区建立了23 个示范基地,在生猪养殖示范基地进行了新成果、新技术推广示范工作,推动了该项目在全国重点发展区、约束发展区、潜力增长区和适度发展区分不同示范基地的示范应用,并与温氏、大北农、天邦等大型养猪集团进行技术层面的深度合作。
运用项目核心技术推动我国生猪产业发展
项目开展几年来取得了丰硕的科技成果,对新技术的应用也在不断地推动着我国绿色生猪产业的发展。2018 年下半年,非洲猪瘟传入我国,给我国生猪产业造成极其严重的威胁。我国是全球猪肉消费和生猪养殖第一大国,非洲猪瘟在我国的肆虐严重影响了我国食品与营养保障安全。当前,我国缺乏适合各地生产实际、成熟及配套的综合防控技术体系以及诊断技术标准规范和有效可靠的疫苗,这些给非洲猪瘟防控带来了极大的困难。保障市场供给、稳定生猪生产及科学复养需制订严密的生物安全措施以保障安全生产。因此,项目团队在中国农业科学院的高度重视下,针对新形势任务急需,加大生物安全防控、健康营养及三元母猪生产等开展针对性研发、应用。通过强化联合攻关,集成各学科、专业的技术成果,形成的成套技术模式让当前关于防控非洲猪瘟相关技术和产品的研发有了抓手。
2019 年4 月、9 月,项目组牵头分别在成都、浙江金华组织“非洲猪瘟形势下营养与饲料安全、生猪产业发展研讨会”,多位专家开展精彩学术分享。技术应用及推进过程中,项目组通过各种途径和形式深入相关企业普及和宣传非洲猪瘟的防控知识,建议相关企业强化全面排查,将非洲猪瘟疫情消灭在萌芽状态。项目组同时建议并指导生猪养殖场、屠宰场、病死猪无害化处理中心开展全面排查,做到“早发现、早报告、快反应、严处置”,对多地针对非洲猪瘟的防控工作起到了积极的推动作用。
推进会现场
张宏福研究员在推进会上介绍主推技术
推进会现场进行猪肉品鉴
组织非洲猪瘟下生猪产业发展论坛
通过“维护肠道健康与减少环境排放为核心的仔猪营养与饲料调控综合技术”示范及应用,解决了仔猪断奶应激严重,生长迟缓,腹泻率、死亡率高的问题,将21 ~65 日龄仔猪增重提高3.5 ~3.8 kg,腹泻率降低65%~80%,育成数增加1.1 ~1.3 头/窝,减少仔猪用药85%以上,重金属元素排放量减少75%。
通过低蛋白饲料配制技术示范及应用,主要解决了蛋白原料紧缺、蛋白过高造成仔猪腹泻及高氮排泄污染环境问题,将日粮粗蛋白水平降低了4%,生长和育肥阶段,在保障生长性能的前提下,从源头上减少了氮的摄入量,降低排出的粪尿氮。按照2017 年全国生产9 800 万吨猪饲料计算,降低4 个百分点日粮蛋白可节约相当于约900 万吨豆粕的蛋白质饲料。低蛋白日粮通过减少蛋白原料的用量,有效降低了饲料成本,有利于增加养殖效益。并且降低氮排放量,改善环境。1头猪从断奶至出栏大约有5 ~6 kg 的氮被排泄掉,按照2017 年出栏6.88 亿头生猪计算,降低1 个百分点日粮蛋白将减少10%的粪、尿氮排放量计算,降低4 个百分点日粮蛋白可以减少137.6 万~165.1 万吨的氮排放。
通过猪瘟嵌合载体疫苗技术解决了各疫苗防疫效果相互影响以及免疫猪和野毒感染猪无法区分的行业难题。该技术在黑龙江、北京和广东省进行了大量临床试验。试验结果证明该疫苗安全、有效,免疫后无任何副反应,可诱导高水平的猪瘟特异性抗体,能够抵抗猪瘟强毒的攻击。该疫苗对我国猪瘟的防控起到重要的作用,对我国猪瘟的净化提供了重要的技术支持。
项目组整合了农业环境与可持续发展研究所、南京农业机械化研究所、沼气科学研究所等几个所相关科研团队科研成果,通过沼气、沼液高效利用技术作为纽带,综合集成猪粪尿综合减排、沼液深度处理及利用、畜禽粪便堆肥通风和搅拌联合调控等先进技术以及固体有机肥撒施机等先进农用机械设备。通过实施沼气、沼液高效利用将粪污处理中心单台搅拌机的粪污处理效率提高30%以上,有机肥生产能耗降低40%以上,节能效果显著。同时有效解决了畜禽养殖冲洗废水水量大、浓度不高、升温困难、厌氧消化沼气生产效率低、沼液处理利用难度大、投资及运行费用昂贵等实际问题。目前已在全国15 个示范猪场粪污及其他畜禽粪污处理利用工程得到了较好的推广效果。
针对驻马店市当地花生为主要种植作物的特色,开发出“育肥猪花生粕专用预混料”,应用该预混料使用花生粕替代部分豆粕,实现了当地花生副产物的就地消化。同时可使每吨育肥猪饲料成本节约20 元,母猪料成本降低100 元。在100 万“无抗猪”中减少饲料中抗生素使用量30%~60%,减少疫苗免疫次数15%~30%,减少用药、用苗成本20%~50%;提高生猪产肉饲料报酬0.1 ~0.15 元;每头无抗猪增收100元以上等等。项目组同时在四川、辽宁等省打造绿色智慧养猪小镇并在四川铁骑力士集团、伟嘉集团等大型公司推行种养结合绿色发展模式。
中国农业科学院与四川铁骑力士集团组织院士工作站项目对接会
结语
张宏福研究员说,“科技创新成果要适应行业发展,才能转化为先进生产力。为此,农业科研提档升级要‘实’。农业科技创新要 ‘实’,就是要农业科研工作者更‘接地气’”。如何将科技成果社会化,更及时高效地转化为先进生产力,则需要科学家走出实验室,走进企业,到生产一线去找选题,做“接地气”“有用”的科研,将成果写在大地上,同时也在与企业结合过程中锻炼队伍,增加科研资源,夯实“顶天”的基础,促进前沿性基础性研究,增强团队科研内生动力,摆脱“四维”羁绊,推动发展创新。
张宏福研究员针对农业科技创新的理解和“面向未来中国猪业30 年发展行动”走访小组针对科学家们的采访初衷不谋而合,要深入、要扎实、要理解、要做实。目前,张宏福研究员已接受“面向未来中国猪业30 年发展行动”活动组邀请,正式成为《绿色养猪与健康》专著主编。据张宏福研究员介绍,《绿色养猪与健康》专著的主要内容为种猪绿色选育与高效繁殖体系营养调控与绿色健康养殖、猪场设计与环境安全、猪场疫病预防与净化、饲养管理模式与猪群健康、养殖废弃物资源化利用、数字化智能化养殖技术等,绿色养猪、前景无限,我们共同期待这本专著的成书吧。