饲料资源挖掘与高效利用

讲者：单安山，东北农业大学

一、中国饲料业（畜牧业）的成就与挑战

1、中国饲料业（畜牧业）的成就。饲料业（及畜牧业）稳步发展，2022年中国饲料产量达到3.02亿吨，其产值达到1.31万亿元。肉、蛋、奶产量分别达到9227万吨、3456万吨、3932万吨，畜牧业总产值达到4.07万亿。

2、中国粮食产量与缺口（进口）。中国粮食产量逐年提升，年产量达到6.86亿吨（2022），为饲料业的快速发展提供了物质基础。

随着畜牧业的发展及人民生活水平的提高，我国对粮食的需求也在不断增加，年需求总量约为8.33亿吨（其中养殖业饲料用粮占一半以上），仍有1.47亿吨的粮食缺口依赖进口，其中大豆进口0.91亿吨，其他粮食进口0.56亿吨。如此庞大的进口数量给国家粮食安全埋下巨大隐患。

3、国际形势对我国粮食、饲料及畜牧业的冲击。例如中美贸易战、俄乌冲突（2022），俄乌冲突导致世界粮食价格不断突破历史高位。

4、国家战略需求。粮食是人民生活必需品，是国家战略物资，粮食安全问题已经上升为国家战略考量。习近平总书记近几年在多种场合反复强调粮食安全问题。

二、饲料资源开发

非常规饲料资源

中国粮食总需求的一半以上是满足养殖业的需要。所以，中国粮食安全问题的主体是解决养殖业饲料用粮供给安全问题。如何解决饲料用粮短缺问题？依赖进口绝非国家长久之计。

挖掘利用非粮型饲料资源是解决我国饲料资源短缺问题的重要途径。目前我国未被利用的农副产品资源量高达23亿吨，其中农作物秸秆占比34%、树叶类加工副产物占比30%、尾菜占比9%。

1、尾菜饲料资源的研发

1.1 尾菜资源

我国是蔬菜生产大国，2022年我国蔬菜产量达7.91亿吨，占全球产量约60%，中国人口占世界总人口不到20%，不可能消费60%的蔬菜，也就是说我国蔬菜生产目前是过剩状态。加之在收获、加工、储运过程中的损失，超过50%的蔬菜未被人们食用而浪费。

1.2 尾菜对环境的污染

在蔬菜收获的季节会集中产生大量的尾菜，如果处置不当会迅速腐烂，滋生有害病原微生物，污染土壤、地表水和空气。随着人们对生活质量要求的不断提高，对环保意识也在不断增强。据统计，国家对生态环境污染治理的投资每年超过1万亿元。

1.3 尾菜主要去处

目前，蔬菜废弃物的有效处理方法主要是用于制作肥料直接还田。但我国面临的迫切问题不是缺乏肥料，而是饲料资源短缺。因此将尾菜饲料化处理更具现实意义，既可解决我国饲料资源短缺问题，缓解粮食进口压力，又可解决尾菜处置不当导致的环境污染。

1.4 尾菜的营养价值

任何菜类都含有营养成分，但新鲜蔬菜因含水量较高，其营养成分含量相对较低。如果去除水分，按干物质计算，其营养物质含量可与中等常规能量或蛋白饲料媲美。虽然其中粗纤维含量较高，但主要是可消化多糖类成分，其消化率较高。由此，尾菜用作饲料是有营养基础的。

2、尾菜饲用的障碍

2.1 在高温下极易腐烂变质

在高温下极易腐烂变质，特别是在高温季节，蔬菜采摘后很快腐烂变质而不能饲用。据有关数据显示，白菜尾菜在室温下（25℃）3天内开始腐败，并且随着温度的增加，腐败速度加快。此外，水分越高，其中的肠杆菌等有害微生物生长越旺盛。随着尾菜堆放时间的延长，其营养品质也逐渐下降，可溶性糖和淀粉含量逐渐下降。

2.2 烘干脱水成本高

尾菜中的高水分含量是影响尾菜饲料化的关键因素。使用萎蔫等自然晒干方式，又受到场地和气候环境的影响极大，很不现实。如果用机器烘干则非常费电，增加成本，不合算，不可行。据有关数据显示，将1kg含有80%水分的尾菜转化为风干饲料会消耗12.8-46.0MJ的能量并排放出200g的二氧化碳，每生产1吨风干尾菜饲料成本约为6983.4元，成本效益比高达3.96。因此，采用机械烘干性价比极低。

2.3 机械脱水产生废液

采用机械设备搓揉、挤压、甩脱进行脱水，成本增加较少，但会产生废液污染。

2.4 抗营养因子及毒物问题

有些尾菜含有抗营养因子和毒素，会对动物产生不利的影响，需要经过处理，消除尾菜原料中的抗营养因子和毒素。

3、尾菜青贮饲料发酵技术

3.1 尾菜与干物料勾兑青贮饲料发酵体系的构建

我们选择了我国最常见，种植分布较广的大白菜尾菜进行了研究。大白菜尾菜水分高，在发酵过程中易形成渗出液，且蛋白质降解严重，难以直接制作优质青贮饲料。为解决该问题，我们分别利用小麦麸、米糠等干物料与大白菜尾菜进行混合，使水分降到适合制作青贮水平，进行厌氧发酵试验研究。

研究发现：通过添加小麦麸、米糠勾兑（尾菜：干物料约为2：1），使尾菜青贮发酵体系水分维持在65%时发酵效果最佳，且无渗出废液产生。

3.2 白菜尾菜-米糠-糖源青贮饲料发酵技术

为了解决白菜尾菜-米糠发酵体系中由于可溶性碳水化合物含量低，发酵强度低，蛋白质降解问题。我们在白菜尾菜-米糠发酵体系中进行了添加不同糖源的试验研究。结果表明，添加不同糖源均提高了乙酸产量，但是只有葡萄糖和蔗糖促进了pH值下降，并且蔗糖还减少了蛋白质降解。

微生物群落的结果表明，添加蔗糖通过减少布氏乳杆菌、埃系氏肠杆菌、类消化乳杆菌丰度，增加短乳杆菌和斯比氏乳杆菌丰度，避免蛋白质降解，改善发酵品质。

3.3 白菜尾菜-米糠-乙酸盐类青贮饲料发酵技术

为了解决大白菜尾菜-米糠发酵体系中高脂肪水平易使梭菌发酵等问题。采用添加具有抗菌剂及抗氧化双重功能的乙酸及乙酸盐（双乙酸钠、脱氢乙酸钠）进一步优化大白菜尾菜-米糠发酵体系，主要结果如下：

添加0.2%鲜重的乙酸及乙酸盐可以使粗蛋白质损失降低，有害菌群减少，游离氨基酸含量增加，并且降低饱和脂肪酸含量。

添加脱氢乙酸钠可以延长有氧保存时间，在发酵期间促进清酒乳杆菌、植物乳杆菌等有益微生物生长。

在有氧暴露期间促进短乳杆菌，同时使肠杆菌、酵母菌保持在一个极低的水平。

3.4 白菜尾菜-麦麸-柠檬酸青贮饲料发酵技术

前面的试验研究发现，添加干物料小麦麸虽然激活了利用氮微生物的活性，但降低了体系的酸发酵速度。柠檬酸作为一种三元羧酸，不仅可以被乳酸菌作为电子受体提高有机酸产量，还可以抑制有害微生物，表现出与青贮发酵的功能相容性。

因此，我们采用不同浓度（0.45、0.78、1.11%DM）的柠檬酸进一步优化大白菜尾菜-小麦麸发酵体系。

研究发现，添加量为1.11%DM时，柠檬酸可通过优化菌群结构，提高乙酸产量，降低pH，缓解蛋白质降解，提高酸性发酵效率，并提高发酵后的有氧稳定性，改善了尾菜青贮饲料的品质及保质期

3.5 温度对尾菜青贮饲料发酵体系的影响

考虑到不同季节带来的温度变化及影响，我们研究了温度对已建立白菜-麦麸发酵体系的影响。

在添加柠檬酸（1.11%DM）尾菜发酵体系，设定了低温（15℃）、常温（25℃）、高温（35℃）的发酵条件，测定已建立发酵体系的发酵效果。

结果表明，在低温（15℃）和高温（35℃）下，添加柠檬酸可以明显提高有氧稳定性，保持尾菜体系酸发酵效果。

但在常温（25℃）下，添加柠檬酸提高了有氧暴露期芽孢菌属和接合酵母属的相对丰度，从而加速发酵体系蛋白质的氧化腐败，不利于体系酸性发酵条件的形成。

3.6 添加乳酸菌防止常温有氧腐

为解决在常温（25℃）下，添加柠檬酸会使白菜尾菜-麦麸青贮发酵体系中因蛋白分解而加速有氧腐败问题，我们研究了添加异型发酵乳酸菌（希氏乳杆菌及布氏乳杆菌）的作用。

结果表明，添加联合添加布氏乳杆菌和希氏乳杆菌可以提高乳酸、乙酸含量，降低丙酸水平，减少有氧暴露期间酵母的生长，提高有氧稳定性。

微生物群落的结果表明，联合添加柠檬酸、布氏乳杆菌和希氏乳杆菌会使布氏乳杆菌和希氏乳杆菌替代天然发酵菌群，并且降低肠杆菌科和液化沙雷氏菌等有害微生物的相对丰度。

3.7 南瓜秧叶-糖蜜-甲酸青贮饲料发酵技术

南瓜秧叶类尾菜中水分相对较少，没有液体渗出，就没有添加干物料勾兑而直接制作青贮饲料。但因蛋白质含量较高，其本身的缓冲能力较强，使尾菜青贮体系的酸化过程放缓。为解决该问题，我们在南瓜叶发酵体系中添加了2%糖蜜、0.2%甲酸。试验表明，添加糖蜜、甲酸显著提高了乳酸含量，降低发酵体系pH值，减少了丁酸、丙酸和氨态氮含量。

添加糖蜜、甲酸会使其尾菜体系中蛋白质水解生成多肽而非氨态氮，仍然保留其营养价值，减少发酵体系中干物质的损失。进一步研究发现，添加糖蜜和甲酸因使乳杆菌属在前期快速生成优势菌群，提高了南瓜秧尾菜青贮饲料的发酵效率。

3.8 尾菜青贮发酵饲料在断奶仔猪生产上的应用

在断奶仔猪日粮中添加20%的大白菜尾菜发酵饲料（大白菜-小麦麸-柠檬酸-乳酸菌）。研究尾菜发酵饲料断奶仔猪的生长性能、养分消化率、肠道发育及微生物群落的影响。同时评价其安全性，研究其对猪的健康状态的影响。

目前的结果表明，在断奶仔猪日粮中添加尾菜发酵饲料，对断奶仔猪的生长性能、机体代谢能力、肝脏功能、肾脏功能和免疫能力均无负面影响。其他试验指标正在测定中。

三、饲料耗损控制

1、饲料（粮食）的损失

中国粮食总需求的一半以上是满足养殖业的需要，要解决中国粮食安全问题不能长期依赖进口，我们需要开源，也需节流，控制现有粮食资源（饲料原料）的损失。据测算，中国粮食产后综合损失率为15.28%。以2022年的粮食产量计算，粮食损失量为1.05亿吨。

饲料（粮食）受霉菌及其毒素的污染。据联合国粮农组织报告，全世界大约25%的谷物受到霉菌毒素的污染，每年由于霉菌毒素污染造成数千亿美元损失。我国近五年饲料及饲料原料中霉菌毒素的阳性检出率＞80%，受霉菌毒素污染情况较为普遍。

中国东北地区饲料原料与饲料中霉菌毒素污染情况调查。结果显示：全部样品中，6种毒素的检出率均为100%，其中玉米赤霉烯酮的污染情况最为严重，平均含量为505.85µg/㎏，超过限量标准，超标率达50.86%；其次为呕吐毒素、伏马毒素和黄曲霉毒素B1，超标率分别为37.07%、19.83%和2.59%。

2、霉菌毒素的危害

霉菌毒素是霉菌产生的有毒的次级代谢产物，主要有黄曲霉毒素(AF)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、脱氧雪腐镰刀菌醇/呕吐毒素(DON)、T-2毒素(T-2)、伏马菌素(FUM)、赭曲霉毒素(OT)等。霉菌毒素通过饲料进入动物体内，引起动物的急性或慢性中毒，损害机体的肝脏、肾脏、神经组织、生殖系统及皮肤组织等，造成畜禽生长性能严重下降甚至死亡。

3、霉菌毒素的防控技术

创制多种霉菌毒素消脱技术，构建“体外防霉、肠道脱毒、机体解毒”三道防线，消除霉菌毒素对“肠道-脏器-机体”多重危害，实现霉菌污染饲料的安全利用。第一道防线（体外杀灭——防霉）防霉剂，创制改性矿物质、萘酚类活性物质、霉菌毒素降解酶等，对禾谷镰刀菌体外清除率达99%，也可以在体内继续发挥作用；第二道防线（肠道保护——排毒）肠道屏障保护剂，筛选获猪源枯草芽孢杆菌等霉菌毒素降解菌（降解率>98%），利用鼠李糖乳杆菌、N-乙酰半胱氨酸等保护猪肠道，增加毒素排出；第三道防线（肝肾等机体解毒——解毒）机体解毒剂，研发双氢青蒿素、紫檀芪、姜黄素、白藜芦醇等核受体激动剂，激活靶器官解毒功能。

四、饲料高效利用

影响饲料利用效率的因素。提高饲料利用效率意义重大，对节约饲料、资源利用、粮食安全、环境保护等关系密切。任重而道远。我国畜禽对饲料的消化利用效率不高，饲料中氮的消化率仅在66%左右，而发达国家已经超过80%。影响饲料利用效率的因素很多，包括动物种质遗传因素、饲料来源、饲料处理技术、饲料配合配制技术、饲养方式、环境因素等等。

1、饲料原料预消化技术

饲料原料预消化技术是根据不同原料的具体特性模拟动物的消化过程，进行特定前消化处理的新型饲料加工工艺。饲料原料预消化技术可缓解畜禽的消化压力，提高饲料的利用效率，进而改善畜禽的生长性能，减少饲料原料的浪费。

2.1 优化饲料配方设计（1）

科学、合理的饲料配方能够最大程度保证饲料的利用率，减少不必要的浪费。随着畜牧业的不断发展，饲料配方设计的理念有所变化，所考虑因素的广度和深度也在不断增加。根据饲料原料的精确有效营养成分配置；根据不同个体或同一个体的不同生长阶段（细致）和生理特性配置；根据除营养物质全面、平衡外，还考虑来源、状态、相互关系等因素配置；根据生产性能、饲料成本、产品需求、保护环境等多因素综合考虑配置。

2.2 优化饲料配方设计（2）

饲料配合最低成本线性模型与最大效益非线性模型，2020’s-最大效益（利润）非线性模型？

2.3 优化饲料配方设计（3）

饲料配合最大效益数学模型。

设饲料质量(以增重/饲料为代表)为X，饲料价格(元/kg)为Y，如果饲料的价格与饲料的质量之间为等比例对应关系，则Y/X为恒数Z，Z的概念是单位增重所耗饲料的价值(元/kg)。出栏动物重量为G(kg)，市场价格V(元/kg)，如暂不考虑综合费用(人工、水电、固定资产折旧、营销费用、财务费用等)，养殖利润:P=GV-GZ=G(V-Z)，当V=Z时，盈亏平衡点；当V>Z时，盈利区；当V<Z时，亏损区。

如考虑综合费用，综合费用一般占饲料费用1/3，则养殖利润：P=GV-GZ-1/3GZ=G(V-4/3Z)，当V=4/3Z时，盈亏平衡点；当V>4/3Z时，盈利区；当V<4/3Z时，亏损区。

在盈亏平衡点(V=4/3Z)，采用优质优价饲料使猪增加的体重取得的效益与消耗饲料的投入正好相抵，所以此时选择何种饲料，对经营效果没有影响。

在盈利区(V>4/3Z)，选择优质优价饲料,因增加体重带来的收益大于消耗饲料投入，所以，此时选择优质优价饲料会带来更好的效益。

在亏损区(V<4/3Z)，选择优质饲料，因增加体重带来的收益不能抵消所耗饲料的投入，结果是增重越大，亏损越大。所以，在亏损区，应选择低质低价饲料。

3、饲料添加剂的合理使用

营养性添加剂（必需氨基酸、微量元素等）具有营养平衡作用，提高饲料利用效率；

代谢调控添加剂（酶制剂、益生菌等）改善动物代谢功能，提高饲料利用效率；药物添加剂（中草药、植物精油、抗菌肽等）增强动物抗病能力，提高饲料利用效率。

4、饲料精细化加工与生产

饲料生产的精细化程度对于饲料品质至关重要，而饲料品质与饲料利用效率息息相关。

饲料生产往往关注原料分析和评估、饲料营养水平的设定以及配方设计，而忽略饲料制造环节对于质量控制的重要意义。饲料原料的品质把控。应做好生产过程的残留管理，生产环节中的不均匀风险的控制，生产设备的和生产过程的精细化程度，产品质量稳定，参数的正反向监控。

五、营养精准供给

1、低蛋白日粮技术研究

近二十年来，我国大豆进口增加了十倍左右（1041万吨/2000年：10032万吨/2020年），而畜产品只增加了半倍（6125万吨肉类/2020年：9227万吨肉类/2022）。显然，我们因高蛋白标准而浪费了不少蛋白资源，也污染了环境。

低蛋白日粮技术：日粮粗蛋白质水平按畜禽营养需要推荐标准降低2%～4%，适当添加氨基酸达到理想氨基酸平衡，从而提高蛋白质利用率。如果畜禽日粮粗蛋白水平降低2%，整个日粮折算豆粕约为5%，即每吨日粮少加50kg豆粕。每年中国生产3亿吨商品饲料，如果都采用低蛋白日粮，我国每年会少进口1500万吨豆粕，约占从美国进口大豆的50%。

六、结语与展望

饲料资源开发与高效利用，是国家粮食安全的战略需要。我们既要做好挖掘饲料资源的“加法”，又要避免饲料损耗的“减法”，还要做好饲料高效利用的“乘法”，缓解粮食进口压力，保障国家粮食战略安全，实现粮食自给自足的目标。

深度挖掘非粮型饲料资源，提高现有饲料资源的利用效率，为畜牧业可持续发展提供物质基础和技术支撑。这项任务是个系统工程，需要做好顶层设计，联合攻关。“非粮型饲料资源开发利用”项目已纳入国家“十四五”重点研发计划，相信经过大家的共同努力会取得理想的结果。

关于李曼中国养猪大会-会前论坛3：饲料管理论坛

2023年10月20-22日，第十二届李曼中国养猪大会在风景秀丽的十三朝古都——西安举行，作为全国乃至全球高水平、高影响力的猪业盛会，为参会代表及参会企业提供了一个探讨养猪行业前沿技术和最新科技成果的平台，受到来自中国乃至世界养猪行业同仁的高度关注，为推动我国养猪事业的发展产生重要的积极作用。

第十二届李曼中国养猪大会会前论坛-饲料管理论坛在西安国际会展中心会议楼二楼203会议室盛大举行。本场会议由中国农业大学刘岭与派普斯通吴方舟共同主持。

供稿：贺姣 猪场动力网

审校：陈芳洲

来源：李曼养猪大会

责任编辑：王恩慧