【聽(tīng)課筆記】薛樹(shù)媛研究員——內(nèi)蒙古區(qū)域性非常規(guī)飼料資源開(kāi)發(fā)與利用

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2024 年 7 月27-28日，第十七屆全國(guó)系統(tǒng)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨第八屆反芻動(dòng)物技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展研討會(huì)在呼和浩特成功召開(kāi)。

大會(huì)上內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院薛樹(shù)媛研究員受邀分享了“《內(nèi)蒙古區(qū)域性非常規(guī)飼料資源開(kāi)發(fā)與利用》”主題報(bào)告。

分享嘉賓簡(jiǎn)介：

薛樹(shù)媛  內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院畜牧研究所所長(zhǎng)  研究員
兼任中國(guó)畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)養(yǎng)羊?qū)W分會(huì)理事，全國(guó)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)指導(dǎo)委員會(huì)羊營(yíng)養(yǎng)分會(huì)委員，中國(guó)飼料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)理事，中國(guó)飼料工業(yè)協(xié)會(huì)粗飼料技術(shù)委員會(huì)委員，農(nóng)業(yè)部科教司玉米秸稈綜合利用特聘專家，內(nèi)蒙古“突出貢獻(xiàn)專家”，“新世紀(jì)321”第一層次人才，內(nèi)蒙古“草原英才”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人，內(nèi)蒙古飼料工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)。

主要研究方向?yàn)椴菔臣倚蠼】叼B(yǎng)殖，粗飼料加工調(diào)制及新飼料資源的開(kāi)發(fā)利用。

主持省級(jí)以上項(xiàng)目40余項(xiàng)，獲國(guó)家和自治區(qū)級(jí)各類獎(jiǎng)項(xiàng)8項(xiàng)，授權(quán)專利11項(xiàng)，參與肉羊品種培育2個(gè)，國(guó)家農(nóng)業(yè)主推技術(shù)2項(xiàng)，制定行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)18項(xiàng)，主編參編著作13部，國(guó)內(nèi)核心期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇。

一、內(nèi)蒙古飼料資源概述

1、內(nèi)蒙古自治區(qū)作為國(guó)家重要農(nóng)畜產(chǎn)品生產(chǎn)基地，是國(guó)家的糧倉(cāng)、肉庫(kù)、奶罐和絨都。全國(guó)每10斤牛肉就有1斤產(chǎn)自內(nèi)蒙古、每5斤羊肉就有1斤來(lái)自內(nèi)蒙古、每6杯牛奶有1杯多也產(chǎn)自內(nèi)蒙古、全國(guó)近一半的羊絨來(lái)自內(nèi)蒙古；糧食產(chǎn)量連續(xù)5年突破700億斤。

• 習(xí)近平總書記賦予的五大任務(wù)：“兩個(gè)屏障”、“兩個(gè)基地”、“一個(gè)橋頭堡”---內(nèi)蒙古的戰(zhàn)略定位，也是內(nèi)蒙古的重要職責(zé)使命；
  
• 堅(jiān)持以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導(dǎo)向；
  
  

2、飼料資源（feed resources）是指一切可用作家畜飼料的資源。指潛在的，待開(kāi)發(fā)利用的天然飼料資源。如各種天然動(dòng)、植物和礦物質(zhì)材料，經(jīng)人工培育產(chǎn)生可作飼料的動(dòng)、植物新品種，以及各種經(jīng)適當(dāng)加工、調(diào)制和處理后有望開(kāi)發(fā)作為飼料的加工業(yè)副產(chǎn)品和人類生活廢棄物等。

二、非常規(guī)飼料資源及開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

非常規(guī)飼料資源是一個(gè)相對(duì)的概念，是指在飼料配方中使用較少或?qū)ζ錉I(yíng)養(yǎng)特性和飼用價(jià)值了解較少的飼料原料，針對(duì)不同地域和畜（禽）種，其范圍也存在差異。非常規(guī)飼料原料主要來(lái)源于農(nóng)副產(chǎn)品和食品工業(yè)副產(chǎn)品。

1、非常規(guī)飼料資源種類

2、非常規(guī)飼料資源特點(diǎn)：

• 營(yíng)養(yǎng)成分變異大，養(yǎng)分消化率低；
• 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低，營(yíng)養(yǎng)成分不平衡；
• 含有抗?fàn)I養(yǎng)因子---游離棉酚，硫甙；
• 無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或者標(biāo)準(zhǔn)不能指導(dǎo)生產(chǎn)；
• 缺乏較為可靠的飼料數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)其飼用價(jià)值認(rèn)識(shí)不夠；
• 缺乏加工利用技術(shù)；
• 明顯的區(qū)域特點(diǎn)或者季節(jié)特點(diǎn)。
  
  

3、草食家畜---飼草料營(yíng)養(yǎng)成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值3.1 雜草類飼料營(yíng)養(yǎng)成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

3.2 常用糟渣類及特色青貯類飼料營(yíng)養(yǎng)成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

3.3 常用糠麩類飼料營(yíng)養(yǎng)成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

3.4 常用餅粕類飼料營(yíng)養(yǎng)成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

3.5 秸稈類飼料營(yíng)養(yǎng)成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

3.6 灌木和常用樹(shù)葉類飼料營(yíng)養(yǎng)成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

4、加工利用技術(shù)

包括物理處理、化學(xué)處理及生物學(xué)處理。

4.1 秸稈膨化發(fā)酵處理技術(shù)
膨化發(fā)酵技術(shù)流程圖：

優(yōu)點(diǎn)：（1）有利于瘤胃微生物和發(fā)酵菌制接觸與作用；（2）通過(guò)降解中間產(chǎn)物增加（單糖、小肽等增加），提高消化率。適合區(qū)域：適用于中、小型飼料加工企業(yè)、大型養(yǎng)殖場(chǎng)。

三、面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1、非常規(guī)飼料資源開(kāi)發(fā)利用機(jī)遇

2、非常規(guī)飼料資源生產(chǎn)、應(yīng)用存在的問(wèn)題
質(zhì)量不穩(wěn)定：因原料加工工藝、保存方式等不一致，所產(chǎn)生的農(nóng)副產(chǎn)品質(zhì)量不一致；

流通不穩(wěn)定：
1）受產(chǎn)量影響、商業(yè)價(jià)值和環(huán)保觀念，無(wú)法建立統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，期貨、現(xiàn)貨流通體系。
2）從加工企業(yè)應(yīng)用端、養(yǎng)殖主體終端，非常規(guī)飼料資源需求引導(dǎo)不足、利用不充分。
3）以中小型飼料加工廠、應(yīng)用主體為小型畜牧場(chǎng)，運(yùn)輸多為散裝，消化多為鮮飼，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈條短，應(yīng)用量小。4）規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)飼料原料要求嚴(yán)格，對(duì)現(xiàn)有水平非常規(guī)原料接納度不高。交易網(wǎng)絡(luò)不健全：開(kāi)發(fā)相應(yīng)平臺(tái)投入較大，參與主體規(guī)模小而散，行業(yè)屬于微利性質(zhì)，平臺(tái)付費(fèi)意愿不高。體系不健全：1）非常規(guī)飼料資源營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)與鑒定、加工、應(yīng)用各自為戰(zhàn)，未協(xié)同公關(guān)。
2）產(chǎn)業(yè)鏈延伸不充分，有些資源的加工停留初級(jí)階段。

四、面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

挑戰(zhàn)1：真菌和細(xì)菌衍生物的制備及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用？

• 木質(zhì)素、纖維素結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降解過(guò)程繁瑣，涉及不同的木質(zhì)素破碎機(jī)制和結(jié)構(gòu)排列。
• 目前正在探索將幾種熱化學(xué)/水熱技術(shù)與酶法生產(chǎn)相結(jié)合，以生產(chǎn)高附加值的木質(zhì)素化合物。
• 木質(zhì)素解聚對(duì)木質(zhì)素的利用至關(guān)重要，而這一過(guò)程是由自然進(jìn)化的微生物系統(tǒng)和微生物分泌的木質(zhì)素降解酶介導(dǎo)的。真菌和細(xì)菌是降解木質(zhì)素的高效微生物。
  

挑戰(zhàn)2：宿主有效微生物的篩選及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用？

挑戰(zhàn)3：體外模擬宿主降解纖維物質(zhì)的過(guò)程？瘤胃中的纖維桿菌降解纖維模式。

• 纖維芽孢桿菌將木質(zhì)纖維素降解酶聚集在菌體表面，將酶釋放到細(xì)胞外介質(zhì)的膜泡中，這種機(jī)制已被證明對(duì)難降解的纖維素分解效果極佳。
• 瘤胃中的微生物，已進(jìn)化出分解木糖、肽聚糖和果膠等復(fù)雜多糖的酶系統(tǒng)。
• 瘤胃因其降解機(jī)制的多樣性，以確保飼料中的每種成分都得到有效降解，這是宿主動(dòng)物獲取最大能量的關(guān)鍵。
  
  
  

挑戰(zhàn)4：反芻動(dòng)物對(duì)粗飼料來(lái)源的多糖寡糖的利用率？

真菌纖維素降解模型

外葡聚糖酶作用于鏈端生成可溶性糖，然后被真菌吸收。內(nèi)切葡聚糖酶和多糖單氧酶（PMOs）通過(guò)從無(wú)定形和結(jié)晶纖維素的內(nèi)部區(qū)域產(chǎn)生新的鏈端，增加纖維素對(duì)外切葡聚糖酶的可利用性。內(nèi)切葡聚糖酶和多糖單氧酶（PMOs）分別從無(wú)定形纖維素鏈和結(jié)晶纖維素鏈的內(nèi)部區(qū)域生成新的纖維素鏈末端，從而增加外切葡聚糖酶對(duì)纖維素的利用。

四、成功案例與經(jīng)驗(yàn)分享---案例1

秸稈飼料化加工利用關(guān)鍵技術(shù)---2022年自治區(qū)農(nóng)業(yè)主推技術(shù)，2022年，2023年連續(xù)兩年遴選全國(guó)農(nóng)業(yè)推技術(shù)；

“秸稈‘破壁—菌酶’聯(lián)合處理飼料化利用技術(shù)”入選2024年農(nóng)業(yè)重大引領(lǐng)性技術(shù)；

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1、稈資源生物學(xué)處理技術(shù)---發(fā)酵或酶解

優(yōu)點(diǎn)：

1）高溫高壓，殺菌滅菌；
2）瞬間的釋壓可使秸稈迅速軟化、細(xì)胞壁迅速分裂，有利于牲畜的咀嚼與消化；
3）膨化后利用專有復(fù)合菌+復(fù)合酶發(fā)酵：
①具有酸香味，改善適口性，一般提高采食量20-40%；

②產(chǎn)生大量的營(yíng)養(yǎng)性代謝產(chǎn)物，保護(hù)腸道，提高消化吸收率10-20%；

③優(yōu)化纖維素結(jié)構(gòu)，降低木質(zhì)素含量15-20%。

4）營(yíng)養(yǎng)全面，粗蛋白質(zhì)含量可達(dá)到20%，可以實(shí)現(xiàn)日糧中蛋白原料替代；
5）效果好，成本低，助力養(yǎng)殖場(chǎng)降本增效。

2、玉米秸稈不同酶處理后中間產(chǎn)物變化
玉米秸稈添加單一纖維素降解酶和復(fù)合酶組合（纖維素酶+木聚糖酶+葡聚糖酶）處理后進(jìn)行代謝組分析，玉米秸稈酶解后提高中間產(chǎn)物豐度，且提高中間產(chǎn)物氨基酸、碳水化合物和有機(jī)酸及其衍生物含量。

試驗(yàn)：玉米秸稈膨化破壁發(fā)酵飼料在肉羊生產(chǎn)中的應(yīng)用（興安盟•三陽(yáng)牧業(yè)，2019）

結(jié)果：

• 飼喂秸稈膨化發(fā)酵飼料后，極顯著提高羔羊的采食量和日增重；
• 秸稈膨化發(fā)酵后氮元素調(diào)制組的胴體重、肝臟重、大腸重和消化道總重比顯著高于其他兩組；
• 膨化秸稈微生物發(fā)酵飼料組瘤胃容積顯著増大，腸道發(fā)育優(yōu)于干秸稈組。
  
  

試驗(yàn)：玉米秸稈膨化發(fā)酵飼料對(duì)瘤胃發(fā)育及瘤胃微生物區(qū)系的影響（興安盟•三陽(yáng)牧業(yè)，2019）

瘤胃微生物多樣性：

• 秸稈膨化發(fā)酵飼料+氮調(diào)制＞ 秸稈膨化發(fā)酵飼料＞玉米秸稈
  
  

秸稈膨化處理可有效提高瘤胃內(nèi)微生物區(qū)系豐度和多樣性；瘤胃微生物豐度占比顯示，膨化秸稈飼料可有效降低瘤胃內(nèi)放線菌門和綠彎桿菌門等有害菌豐度，提高有益菌群豐度和瘤胃內(nèi)微生物多樣性。

3、秸稈飼料化加工利用關(guān)鍵技術(shù)

示范基地25處：黑龍江（訥河市、齊齊哈爾市）、吉林?。ü鲙X市、農(nóng)安縣、遼源市）、遼寧?。ㄉ蜿?yáng)市、朝陽(yáng)市）、新疆（喀什麥蓋提縣）和內(nèi)蒙古（興安盟、通遼市、呼倫貝爾市、赤峰市、錫盟、烏蘭察布、巴彥淖爾市、呼和浩特市等地）

技術(shù)覆蓋：肉羊300萬(wàn)只，肉牛70萬(wàn)頭。

4、檸條單寧降解工程菌的創(chuàng)制及其對(duì)檸條發(fā)酵效果
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，

1）發(fā)酵后添加空宿主組和添加工程菌組多酚含量顯著提高。發(fā)酵后空宿主組、工程菌組單寧含量顯著（P<0.05）低于對(duì)照組。2）發(fā)酵后空宿主組、工程菌組原花色素含量顯著（P<0.05）低于未發(fā)酵原料。
3）15%發(fā)酵檸條組育肥羊經(jīng)濟(jì)效益明顯高于對(duì)照組和20%發(fā)酵檸條組；
4）添加10%發(fā)酵檸條組育肥羊胴體重顯著高于對(duì)照組；添加20%發(fā)酵檸條組的眼肌面積顯著高于對(duì)照組和添加15%發(fā)酵檸條組；
5）添加10%發(fā)酵檸條組的腎部脂肪重、肝重和腎重顯著升高；
6）不同梯度檸條發(fā)酵飼料對(duì)育肥羊?qū)κ?、滴水損失率、剪切力、pH45min、ΔpH、亮度（L*）以及紅度（a*）和黃度（b*）值有顯著影響（P＜0.05）。

五、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與展望

延伸產(chǎn)業(yè)鏈條：依據(jù)非常規(guī)飼料資源特性采取相應(yīng)的加工利用措施，如針對(duì)含有活性功能成分的非常規(guī)資源采取深加工，發(fā)揮其相應(yīng)的作用，研發(fā)區(qū)域特色畜產(chǎn)品；構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系：“產(chǎn)-學(xué)-研”緊密聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)研發(fā)，尤其專用機(jī)械設(shè)備等；打造信息交易平臺(tái)：建立健全標(biāo)準(zhǔn)化操作技術(shù)規(guī)程、飼用價(jià)值評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)等，便于查閱的利用；加強(qiáng)技術(shù)普及率：通過(guò)公益講堂等形式擴(kuò)大技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)技術(shù)普及率，提高接受度。

產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)、區(qū)位優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

如：農(nóng)作物秸稈中缺乏果膠等易發(fā)酵碳水化合物和必需 AA（Met、Phe 和支鏈 AA），木質(zhì)素和二氧化硅含量高，消化率低，這將導(dǎo)致牛奶合成的前體供應(yīng)不足，并通過(guò)多種分子機(jī)制導(dǎo)致尿素氮產(chǎn)量增加。飼喂玉米秸稈或稻秸會(huì)改變信號(hào)傳導(dǎo)和代謝途徑，如 Phe 代謝、Tyr 代謝以及 Phe、Tyr 和 Try 生物合成，從而導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)吸收、合成代謝和產(chǎn)奶前體供應(yīng)減少。
下一步應(yīng)結(jié)合營(yíng)養(yǎng)調(diào)控（補(bǔ)充果膠、AA 和其他功能性飼料）和提高谷物秸稈消化率的預(yù)處理（纖維分解酶或蒸汽爆炸）,進(jìn)而提高秸稈在奶牛飼喂系統(tǒng)中的飼料轉(zhuǎn)化效率和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

六、總結(jié)

• 正確認(rèn)識(shí)非常規(guī)飼料資源，并需要科學(xué)的開(kāi)發(fā)利用；
• 有效利用非常規(guī)飼料資源，可替代常規(guī)飼料原料，解決畜牧業(yè)飼料短缺的難題降低養(yǎng)殖成本，減少資源浪費(fèi)。其中加工和預(yù)處理是實(shí)現(xiàn)高效利用的重要環(huán)節(jié);
• 合理開(kāi)發(fā)利用非常規(guī)飼料原料可以有效提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能和飼養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)效益；
• 踐行“大食物觀”，充分利用非常規(guī)飼料資源，減少糧食消耗，助力國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略。
  
  

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