我国饲料生产中豆粕减量替代技术探讨分析

李 星 ，杨 洁 ，2 ，李军国 ，2 ，薛 敏 ，李 俊 ，董颖超

1.中国农业科学院饲料研究所，北京 100081；

2.农业农村部动物产品质量安全饲料源性因子风险评估实验室，北京 100081

我国人口基数较大，随着人民生活水平的提高，对“肉蛋奶”畜产品的需求也越来越高，畜牧业迎来了更大的市场和光明的前景，应运而来的是饲料用粮量的不断攀升。2022 年我国畜牧养殖业饲料消耗量高达3.8 亿吨，饲料粮消费量占粮食总消费量的48%，比口粮消费量高15%（张婷等，2022），人畜争粮矛盾日益突出。豆粕作为主要的蛋白饲料原料，同年消费量高达6580 万吨，占饲料消耗总量的14.5%（李昱丞和丁蓉，2022）。然而，我国大豆产量较低，稳定在2000万吨左右，我国大豆年消费量超过1 亿吨，远不能满足需求。为满足饲用和食用需求，我国大量进口大豆，2022 年大豆进口9108 万吨，大豆年度进口量约占全球总量的60%（崔少彬等，2023），并且美国为最主要的进口国之一，成为中美贸易战中受制于人的关键因素，严重影响国家粮食安全。同时，由于国际关系、全球气候等影响，大豆原料供应不稳定，从而导致豆粕价格高涨，来源不定，2023 年上半年我国大部分地区豆粕价格突破5000 元/ 吨（张利静等，2023），严重影响着饲料供应链的稳定，冲击着畜牧业的经济效益。

推进豆粕减量替代工作对保障国家粮食安全、提高畜牧业经济效益、保护生态环境均有重要的现实意义。使用其他非常规蛋白源替代豆粕，降低豆粕在饲料中的添加量，可显著减少豆粕消费量和进口量。自2021 年农业农村部正式发布《饲料中玉米豆粕减量替代工作方案》以来，我国豆粕减量替代工作取得显著进展，豆粕年消费量从2020 年7178.2 万吨到2021 年7093.51万吨再到2022 年6580 万吨（新华社，2022），连续三年呈现降低趋势。到目前为止，豆粕在饲料中的占比已降到15%，相关数据显示，我国进一步推进豆粕减量替代，如果在此基础上再降低至10%，可减少约2000 万吨，则可释放出1100 公顷的耕地，大豆进口量可减少2500 万吨（郑爱荣等，2023），将大幅缓解人畜争粮矛盾和粮食进口压力。同时，应用非常规蛋白源替代豆粕可促进饲料原料多样化发展，既能发挥不同饲料原料的互补作用，又可以使饲料来源多源化，解决豆粕的“卡脖子”问题。推进豆粕减量替代工作有利于保护生态环境，与豆粕相比，一些非常规蛋白源有着更高的氨基酸消化率以及氮沉积率，从而减少畜牧养殖业甲烷、氮气等气体的排放量，减少饲料中粗蛋白质的含量，这有利于进一步减少畜禽养殖业的氮排放量，保护生态环境，构建绿色养殖体系，符合可持续发展战略。

1 非常规蛋白源替代豆粕

豆粕减量替代是在以玉米– 豆粕型为主的饲料结构基础上，使用其他非常规蛋白源部分或全部替代豆粕，以实现减少豆粕消费量的目的。目前，豆粕减量替代主要是使用非常规蛋白源替代豆粕，包括植物性蛋白源、动物性蛋白源以及单细胞蛋白等其他非粮蛋白源。

1.1 植物性蛋白源

植物性蛋白源具有产量较大、价格低廉等优点，是替代豆粕的最主要蛋白源。植物性蛋白饲料粗蛋白质含量相对较低，且氨基酸不平衡，营养组成差异较大，含有抗营养因子，在应用时要注意氨基酸的合理搭配补充，以及蛋白源在不同动物日粮中的合理用量，对于某些蛋白源需进行加热、脱毒等预处理再进行使用。目前，已经进入饲料行业的非常规植物性蛋白源主要有菜籽粕、棉籽粕、花生粕、DDGS、玉米蛋白粉、棕榈粕、芝麻粕、花椒粕、葵花籽粕等。

菜籽饼粕粗蛋白质含量为39.09%～42.47%，低于豆粕，蛋氨酸含量高，赖氨酸和精氨酸含量低，消化率较差，含有较高硫葡萄糖甙类化合物，可与棉籽粕进行合理搭配使用，平衡氨基酸组成（朱文优，2009）。普通棉籽饼粕蛋白含量略低于豆粕，为40% 左右，氨基酸组成不平衡，精氨酸含量高，赖氨酸含量低，含有游离棉酚和环丙烯脂肪酸等抗营养因子。花生粕粗蛋白质含量可达48%，略高于豆粕，氨基酸组成不平衡，精氨酸含量很高，缺乏蛋氨酸、赖氨酸和色氨酸，代谢能可达10.88 MJ/kg，是含能值最高的一类饼粕类原料，含有黄酮类、鞣质等活性物质，但极易受污染产生黄曲霉毒素（周佳慧等，2021）。DDGS 粗蛋白质含量一般为24%～28%，脂肪含量较高，为6%～11% ；由于经过发酵处理，DDGS 所含能量低于玉米，有效磷含量高。此外，发酵后的酒糟含有更丰富的B 族维生素、酵母菌体、维生素E 和未知促生长因子（Zhang 等，2018）。玉米蛋白粉粗蛋白质可达60% 以上，纤维含量低，易消化，但氨基酸组成不平衡，蛋氨酸和谷氨酸含量高，赖氨酸和色氨酸缺乏，色素含量高，主要是玉米黄质，是家禽产品良好的着色剂，并且玉米蛋白粉中不含有毒有害物质，是优质的蛋白质饲料。

经研究证明，这些非常规性植物性蛋白源经过一定处理后，可作为蛋白质饲料在动物日粮中适量添加替代豆粕，对动物的生长性能无显著的负面影响。倪海球等（2020）研究发现，膨化加工可显著降低棉籽粕中的游离棉酚含量，降低率高达77.88%，普通棉籽饼粕可替代30%～40%的豆粕，脱酚处理后的棉籽蛋白替代比例可达60%～80% ；Yadav 等（2022）研究发现，使用4%、8% 和12% 的双低菜籽粕替代豆粕添加到肉鸡日粮中对肉鸡的生产性能、肠道形态结构无显著影响；李莹等（2019）研究发现，在文昌鸡日粮中添加25% 的双低菜籽粕，未显著影响其生长性能和肉品质；Mu 等（2019）研究发现，添加6% 和12% 的棉籽粕替代豆粕于海兰褐蛋鸡日粮中，并未显著影响其生产性能和蛋品质；彭鹏等（2014）研究发现，在三黄鸡日粮中添加3%～8% 花生粕，对其各个生长阶段的生长性能均无显著影响；Pacheco（2014）研究发现，在饲粮中添加DDGS 可提高颗粒饲料耐久性，但添加量达到30%时可降低颗粒饲料质量，这说明过量添加DDGS 对饲料的制粒成型有负面影响。鲁春灵等（2021）研究发现，在1～21 日龄的肉鸡饲粮中添加13.05% 的DDGS 对颗粒饲料质量和肉鸡生产性能均无显著影响。程媛媛等（2009）研究发现，在罗氏沼虾日粮中添加5%、10% 的玉米蛋白粉替代鱼粉对罗氏沼虾的生长性能、氨基酸沉积率均无显著影响。

除此以外，棕榈粕、芝麻粕、花椒粕、葵花籽粕等非常规植物性蛋白源同样具有良好的营养特点和饲用价值，经过酶解、发酵、膨化等加工处理方式，降低物料中所含的抗营养因子及毒素等有毒有害物质，可继续提高这类蛋白质饲料的饲用价值，进而提供更多优质高效的豆粕替代蛋白源，进一步推进豆粕减量替代工作。

1.2 动物性蛋白源

动物性蛋白源蛋白质含量高，氨基酸组成平衡，吸收利用率高，粗纤维含量低，富含矿物质和维生素，有效磷含量高，且不含抗营养因子，是优质的蛋白质饲料原料。但由于动物性蛋白源生产工艺复杂，价格较高，易存在掺杂造假问题，还可能会携带有某些致病菌，所以可用来替代豆粕的动物性蛋白源并不多，主要有水解羽毛粉、虫粉、骨粉等。

水解羽毛粉是由家禽羽毛经过清洗、高温高压水解、干燥、粉碎等工艺制成的蛋白饲料，其粗蛋白质含量可达85%，氨基酸组成不平衡，缺乏赖氨酸、蛋氨酸，钙、磷含量同样较低。水解处理破坏了羽毛粉蛋白的二硫键，使蛋白质结构发生变化并发生局部水解，提高了蛋白质的消化利用率，同时也改善了适口性（Bureau 等，2000）。黑水虻幼虫粉粗蛋白质含量丰富，一般为35%～55%，氨基酸组成平衡，粗脂肪和粗灰分含量远高于豆粕，钙磷等矿物质含量丰富，不含抗营养因子，还含有几丁质、甲壳素等功能性物质。

龙定彪等（2011）在生长猪日粮中添加2%的水解羽毛粉等蛋白替代豆粕，结果表明试验组与对照组猪的生长性能无显著差异，且试验组降低了饲料成本。王殿纯等（2023）在肉鸡日粮中使用2% 的水解羽毛粉和1% 的玉米组合替代豆粕，结果表明该试验组粗蛋白质、赖氨酸及总氨基酸的代谢率显著上升。张放等（2018）研究结果表明，在生长猪日粮中添加25% 的黑水虻虫粉替代豆粕对其生长性能无显著影响。赵燕等（2021）研究表明，在肉鸡日粮中添加黑水虻幼虫干对其生长性能无影响，且可提高肌肉中粗蛋白质和氨基酸含量。Secci 等（2018）研究结果表明，使用黑水虻幼虫粉在蛋鸡日粮中全部替代豆粕，不影响蛋鸡的生长性能，且蛋黄色泽显著提高。

动物性蛋白饲料具有比豆粕更高的营养价值和饲用价值，且价格也远高于豆粕，所以主要应用于高品质饲料中，如水产饲料、乳猪料以及宠物饲料。在保证达标的饲料营养成分及较低的饲料成本的前提下，于日粮中添加部分动物性蛋白饲料可大量减少豆粕的消耗量，一定程度上提高饲料中蛋白质的消化利用率，改善动物生长性能。

1.3 非粮新型蛋白源

新型蛋白源饲料是指利用工业技术提取、浓缩、合成的非粮蛋白资源，具有营养价值丰富、吸收利用率高、不含有抗营养因子并且绿色环保等特点，是资源循环利用、符合可持续发展战略的新型蛋白原料，但生产工艺较为复杂，价格相对较高。目前主要的新型蛋白源有棉籽蛋白、乙醇梭菌蛋白、酵母蛋白、藻类蛋白、非蛋白氮饲料等。

棉籽蛋白是将棉籽进一步脱壳、脱绒，并经过低温萃取和脱酚处理制成的高含量蛋白饲料，其粗蛋白质含量可高达60%，精氨酸含量高，赖氨酸含量缺乏，并且抗营养因子含量极低。乙醇梭菌蛋白是以一氧化碳和氨水为原料，乙醇梭菌为发酵菌剂，经过发酵、浓缩、干燥而制成的新型蛋白源，粗蛋白质含量高于80%，氨基酸组成平衡，蛋白质消化利用率高，且不含有抗营养因子，饲用价值远高于豆粕。酵母蛋白及藻类蛋白主要是利用酵母、藻类等经过工业处理制成的新型蛋白饲料，粗蛋白质含量可达50%，且氨基酸组成平衡，含有丰富的B 族维生素，且含有未知促生长因子及核酸等功能性物质，具有较高的饲用价值。

相关研究已经证明非粮新型蛋白源饲料化应用的可行性。刘耕等（2014）在仔猪日粮中使用棉籽蛋白替代豆粕，比例分别为20%、40%、60%，结果显示各试验组与对照组仔猪的生长性能、血清指标均无显著差异，但替代量为60% 的试验组料重比显著升高。Qin 等（2016）研究表明，使用棉籽蛋白替代豆粕对生长育肥猪的生长性能、氮利用效率、肉品质均无显著影响，证明棉籽蛋白是理想的豆粕替代蛋白源。吴雨珊等（2021）研究表明，在肉鸡日粮中添加4% 乙醇梭菌蛋白可大幅提高肉鸡的生长性能、胸肌率、全净膛率等。林厦菁等（2023）研究结果同样证明乙醇梭菌蛋白替代豆粕对肉鸡的生长性能、免疫功能、抗氧化功能均有改善作用。何永聚等（2018）使用酿酒酵母培养物替代10% 的育肥猪全价配合饲料，结果发现添加酿酒酵母培养物可降低育肥猪的料重比，提高饲养利润。董力学等（2023）研究发现，使用小球藻作为草鱼饲料中的单一蛋白源对草鱼的生长性能无显著影响，且与豆粕、棉籽浓缩蛋白、乙醇梭菌蛋白相比，饲喂小球藻蛋白的鱼体表现出最高的肥满度。

非粮新型蛋白源的研发与应用可扩宽饲料来源，有效减少豆粕消耗量的同时缓解人畜争粮问题，而且符合绿色、环保的可持续发展战略，是发展现代化畜牧养殖业的必由之路。

2 低蛋白日粮

2.1 低蛋白日粮概述

低蛋白日粮是基于理想蛋白质概念，在畜禽原有的饲养标准上降低2%～4% 的粗蛋白质含量，并补充工业合成氨基酸来平衡氨基酸组成，满足畜禽对氨基酸的需要。低蛋白日粮直接地减少了蛋白饲料原料的添加量，提高了饲料中蛋白质的利用率，这不仅减少了豆粕这类蛋白质饲料的消耗量，降低了饲料成本，而且大量减少了畜禽养殖业中的氨气、甲烷、硫化氢等有害气体的排放量，对构建绿色养殖体系、保护生态环境有着积极作用。

2.2 低蛋白日粮的研究进展

目前，低蛋白日粮在反刍动物、单胃动物中均有应用研究。在反刍动物中，Brodrick 等（2009）研究结果表明，将奶牛日粮中粗蛋白质含量降低1.3%，对奶牛的采食量无显著影响；赵若含等（2019）分别使用粗蛋白质含量为15.42%、16.28%、17.08% 的全价配合饲料并配以适量过瘤胃氨基酸来饲喂奶牛，结果表明三组奶牛的生产性能均无显著差异，并且相较于粗蛋白质含量为17.08% 的试验组，其他两组奶牛的生产性能更高；Hynes 等（2016）研究结果表明，奶牛乳尿素氮排放量随日粮中粗蛋白质水平降低而降低；Arriola Apolo 等（2014）研究结果表明，使用低蛋白日粮饲喂奶牛可显著提高饲料中蛋白质的利用率，提高氮的沉积率。在单胃动物中，Torki 等（2015）研究表明，将蛋鸡日粮中粗蛋白质水平由16.5% 降低至12%，并使用氨基酸补充剂，蛋鸡仍能表现出较好的生产水平，并表现出较强的抗高温应激能力；任冰等（2012）研究结果表明，在理想氨基酸模式下，将蛋鸡日粮中粗蛋白质含量由17% 降至15%，未显著影响产蛋性能，而氮排放量则表现出下降趋势；陆艳凤和孙国波（2023）研究结果表明，使用粗蛋白质含量低于标准1.5% 并平衡氨基酸的全价日粮饲喂肉鸡，对其生长性能、血清指标均无显著影响，并可显著增大肌肉的剪切力，提升口感。田志梅等（2019）研究发现，仔猪日粮中粗蛋白质水平降低3% 时，可显著提高肠道内肠肽酶、葡萄糖酶等消化酶的数量，改善肠道健康状态，并减少粪便中氮的排放量；王东等（2020）研究发现，将育肥猪日粮中粗蛋白质水平由15.6% 降至14.6%，对猪的生长性能及肌间脂肪含量均无显著影响。

综上，低蛋白日粮在反刍动物、单胃动物中的应用都表现出了较好的效果。低蛋白日粮的重点在于蛋白质水平与氨基酸平衡，即要掌握畜禽的氨基酸需要量以及蛋白源的氨基酸组成，通过使用氨基酸补充剂，不断接近理想氨基酸模式，精准地满足不同动物在不同阶段对蛋白质和氨基酸的需要。同时低蛋白日粮也存在一些问题，最主要的问题是低蛋白日粮需要精准的理想氨基酸模式。氨基酸种类繁多，且功能复杂，不同动物的不同阶段对氨基酸的需求均有所不同，所以低蛋白日粮中除了补充赖氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸，一些非必需氨基酸也需要关注，避免因某种氨基酸缺乏所造成“木桶效应”，影响蛋白质的转化吸收效率。这就需要有更加完善的饲料原料数据库和更精准的动物氨基酸需要标准，同时配合科学的饲料配方及加工工艺，以及现代化精准养殖技术，综合提高低蛋白日粮的饲喂效果，从而将低蛋白日粮降低饲料成本、保护生态环境的作用效果最大化。

3 无豆粕日粮

3.1 无豆粕日粮概述

无豆粕日粮是指在全价配合饲料中不使用或尽少地使用豆粕，而改用其他蛋白饲料全部替代豆粕，主要分为以下三类：一是高蛋白高氨基酸的预混料，按比例配以玉米、麸皮等，不需额外添加豆粕即可配合成全价饲料，这类预混料的粗蛋白质含量一般高于40%，添加量为10% 左右，该类预混料不一定不含豆粕；二是小比例浓缩料，这类饲料的原理和用法与第一种相同，蛋白、能量等营养含量略低，添加比例较高，为10.1%～15% ；三是无豆粕全价配合饲料，这类饲料是使用杂粕类蛋白源完全替代豆粕，将全价饲料中的豆粕添加量降为0，但因豆粕替代蛋白源蛋白质含量、组成与豆粕有较大差异，且部分植物性蛋白源含有抗营养因子等，此类饲料目前应用较少，且多用于100～150 斤后的育肥猪。无豆粕日粮可最大化地降低豆粕的消费量及进口量，降低饲料成本，缓解进口压力，消除对美国大豆的依赖，保障国家粮食安全。

3.2 无豆粕日粮的研究进展

目前，关于无豆粕日粮的研究较少。张府等（2011）研究表明，与饲喂豆粕型日粮的蛋鸡相比，饲喂无豆粕日粮的蛋鸡产蛋性能及生长性能均无显著差异，仍能表现出较好的饲养效果，但需要说明的是，该试验中豆粕型日粮中豆粕添加量仅为10%，仍有棉籽粕、菜籽粕、蛋白粉等其他蛋白源，替代豆粕蛋白源也是使用了葵花饼、菌体蛋白、骨粉等多种蛋白源；李旭巧等（2023）用棉籽浓缩蛋白分别替代0、15%、30%、45%、75% 和100% 的豆粕饲喂草鱼，结果发现各组草鱼的生长性能均无显著差异。

无豆粕日粮虽可最大化地减少豆粕的消耗量，但在生产实践中却难以实践应用，最主要问题是豆粕替代蛋白源的选择。豆粕因其蛋白质含量高，氨基酸组成平衡，多年来一直作为饲料中最主要的蛋白质来源，所以难以有某种蛋白质饲料在保证价格低、产量高的前提下，又能满足营养上全部替代豆粕的需求，同时部分非常规蛋白源因适口性较差、含有抗营养因子、氨基酸组成不平衡等问题，在饲料中不能大量添加，《肉鸡低蛋白低豆粕多元化日粮推荐典型配方》中给出的肉鸡无豆粕日粮配方，是使用棉籽粕、菜籽粕、花生粕、DDGS 以及玉米蛋白粉等植物性蛋白源按照不同配比混合替代豆粕，可充分发挥不同蛋白源的互补作用。除蛋白源的选择问题，氨基酸平衡也是无豆粕日粮应用的主要问题。无豆粕日粮在一定程度上也是低蛋白日粮，不仅降低了日粮中粗蛋白质水平，同时使用了多种非常规蛋白源，其部分蛋白源氨基酸组成不平衡，且氨基酸的转化利用率较低，不能满足动物对蛋白质及氨基酸的需要。所以无豆粕日粮的配方必须要根据饲喂动物的饲养标准加以调整，配合氨基酸补充剂，以保证日粮的营养平衡。

4 小结

我国畜牧业发展迅速，单一的玉米– 豆粕型日粮结构已不能满足需求。将非粮资源饲料化，提高资源利用效率，促进饲料结构多元化发展，满足畜牧行业发展需求，符合可持续发展战略。豆粕替代、低蛋白日粮、无豆粕日粮的应用推广可进一步降本增效，缓解进口压力，保护生态环境，在应用过程中，需因地制宜地选择豆粕替代蛋白源，合理搭配使用，精准满足动物营养需求，从而实现豆粕减量替代的最终目标。