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生物饲料是利用某些特殊的有益功能微生物与饲料及辅料混合发酵,经干燥或制粒等特殊工艺加工而成的含活性益生菌的安全、无污染、无药物残留的优质饲料。包括常规饲料原料生产的生物饲料,非常规饲料原料生产的生物饲料和生物肽饲料。生物饲料作为一种新型饲料, 在21世纪的作用已越来越引起饲料科技工作者的重视,因此21世纪生物饲料将有广阔的前景。
食品安全在人们的生活中越来越重要,它关系到人们的吃穿住行。安全高效的畜牧业发展在我国目前显得尤为重要,特别是三聚氰胺等一系列食品安全事件的发生,更坚定了我国政府把食品安全和发展绿色农牧业提高到了战略的高度,生物饲料正是国家食品安全战略中涉及的重要内容。在国家生物农业发展规划中,生物饲料的发展是优先发展主题。
发展生物饲料不仅是畜牧业发展和食品安全的保障,而且能大大提高畜牧业的经济效益。生物饲料可以替代抗生素,切断经过食物链乱用抗生素、激素等对人类健康的危害。过去几十年里,动物养殖过分依赖抗生素等药物,产生了诸多问题。动物饲用抗生素后引起耐药菌株扩散,对动物、人和环境生态造成严重危害,并引起动物菌群失调, 抑制动物的免疫力,继发二次感染,导致畜产品药物残留,影响人类健康。一些饲料加工企业和养殖户为了追求商业利润,大量使用激素、违禁药品,如瘦肉精和其它药物添加剂,这些物质残留在畜产品内,经食物链进人人体,也会导致一系列疾病如儿童早熟,成人肥胖。由于饲料中长期使用抗生素、超量添加重金属、砷制剂导致畜禽粪尿中含有相应物质,排放到农田、河流,导致生态污染也日益严重。我国农业部对广东、广西、浙江、福建、湖南、江苏、上海、河南等8个省、市、区500多家饲料生产经营及养殖企业的调查结果表明,违禁药品检出率依然高达198%。这些问题已经危及到人类的安全,食物的安全和农牧业的持续发展。因此,从饲料加工和动物饲养环节,严格控制畜产品的品质和食品安全是21世纪我国畜牧业亟需解决的重大问题。
生物饲料的发展促进人畜争粮矛盾问题的解决。据有关方面估计全世界每年约有纤维素资源1000亿吨,我国约有50亿吨,这些农作物秸秆大多数用作燃料和肥料,即使作为饲料的极少部分也多采用传统的直接饲喂的方法,消化利用率极低。若将秸秆、谷壳进行微生物处理,则可大大提高饲料的转化率和动物机体的消化吸收率。我国农业废弃物的干物质总量超过6亿吨,如果能利用其中20%作饲料,就可节省1000亿吨粮食,相当于我国“九五”计划提出的粮食增产500亿千克指标的1倍。据专家预测,2030年我国人口将达到最高峰16亿时,粮食的总需求量为7.43亿吨,超过目前生产能力的50%,同时耕地面积进一步缩小,大约只有现在的80%。到2010年、2020年、2030年我国粮食原粮需求的38%、43%、50%将用作饲料。针对我国饲料资源严重短缺的现状,建立新型饲料资源开发与产业化示范的技术体系,提高我国常规和非常规饲料资源的开发利用水平,增加饲料原料供给,以缓解我国饲料资源短缺,是我们今后的主要工作任务。利用微生物发酵工程和基因工程等生物技术手段,筛选脱除有毒有害物质、提高蛋白质消化利用率的单一或复合菌株,建立节能型发酵工艺和装备,从而生产新型生物饲料。
今后生物饲料的发展仍是我国乃至全球饲料发展的重点,目前全球饲料产量已超过6亿吨。发达国家的饲料业已进入稳定发展时期,但发展中国家今后仍将比较快速的发展,全球饲料业仍将保持2%~3%的增长速度,这将带动生物饲料的快速发展。根据我国饲料工业的发展规划,2010年全国配合饲料生产能力需达到1.4亿吨,配合饲料产量1亿吨,浓缩饲料1000万吨,预混合饲料500万吨,饲料添加剂基本实现国产化,而我国饲料工业整体水平还达不到90年代末国际水平。
非常规饲料资源是指在传统的动物饲养中未作为主要饲料使用过以及(或)家畜家禽商品饲粮中一般不用的饲料。非常规饲料资源面广、种类多、量大,而且一般没有进行科学的、大规模的开发利用。在这个意义上,非常规饲料资源中有些可以称得上是有开发前途和利用价值的“新型饲料”。在我国,非常规饲料资源主要指作物、树木和家畜家禽生产过程的废弃物以及人们消费食品的加工下脚料等。
随着畜牧业生产的发展,常规饲料越来越满足不了畜牧业生产发展的需要,开发利用非常规饲料资源就成为解决饲料短缺的重要措施。对于家畜来说,非常规饲料资源(NCFR)是既有能量又有蛋白质的重要饲料来源(在2000年分别占到代谢能和粗蛋白产量的36%和26%),几乎与主要的农作物同样重要,后者在2000 年的贡献是将近42%的能量和39%的蛋白质产量。研究表明,以质量分数为45%的平茹菌糠代替等量的麸皮进行生长猪比较试验,结果菌糠组平均日增重504g,比麸皮组提高了1403%;又有试验用木薯制取淀粉后的渣渍转化的菌体蛋白饲料配以其他料饲喂猪、鸡,增重效果、饲料转化率接近于蛋白质含量为14 %~15 %的配合饲料;糖颗粒是玉米生产葡萄糖时的副产品,可代部分玉米等能量饲料,内蒙古赤峰地区的一些饲料厂在蛋鸡产蛋高峰料中添加量为13.5%,在肉仔鸡4 ~6 周龄料中添加量为12%,并用土霉素渣和酶化血球蛋白粉等非常规原料,养殖户反映效果良好,市场需求量大。因此,从我国的实际出发,加大对非常规饲料资源的开发、利用、研究将是畜牧业可持续发展的有效途径之一。
对非常规生物饲料的研究主要是体现在以下两个方面:
一些学者或企业以农作物秸秆通过微生物发酵制成了鱼用发酵饲料, 并结合施肥和水质控制管理进行罗非鱼、鲢鱼等鱼类的养殖。结果表明,饵料系数为4,养殖效果良好,投入与产出比为1∶1.8。还有一些学者利用解氰、脱脂、脱酚、解碳、解磷和降解纤维素的多元菌株与谷壳、秸秆类农业废弃物和其它饲料配合发酵,生产秸秆发酵饲料,也能在不同程度上提高秸秆饲料的转化率,从而达到促进消化和生长的目的。这类饲料最大的特点是能量和蛋白不足,较适于母猪和节粮型畜牧业。此外,也有人把农作物秸秆(如麦秆、稻草、玉米秆、花生壳等) 生产成为鱼生物饲料;另一方面,利用农副加工废弃物开发的生物饲料即利用酒糟、豆渣、糖渣等以及水产加工废弃物等与其它原料配合,经微生物发酵加工而成的饲料。这些非常规饲料添加到畜禽日粮中,起到节约常规饲料,促进畜牧业生产的作用。非常规饲料资源面广、样多、量大,而且一般没有进行科学的、大规模的开发利用。在这个意义上,非常规饲料资源中有些可以称得上是有开发前途和利用价值的“新型饲料”。 非常规饲料资源对于家畜来说,是既有能量又有蛋白质的重要饲料来源,几乎与主要的农作物同样重要。美国、加拿大、英国、法国、印度等都开展了以淀粉渣为原料采用曲霉和酵母联合生产菌体蛋白的研究;J.N.Nigam研究用菠萝罐头厂的废液为原料,利用产朊假丝酵母(Candida utilis)NRRL-Y900去除该废液中90%一95%的COD(化学需氧量)的同时,得到微生物蛋白; M.Ibrahim Rajoka用双氮纤维单细胞菌(celluomonas biazotea)发酵耐盐多年生的杂草来生产微生物蛋白并对其最佳发酵条件进行研究;法国利用黑曲霉将次等香蕉转化为高蛋白质动物饲料,经过48小时固态发酵后,产品蛋白质的含量可达20%,比原料提高了7倍;德国采用镰刀菌进行固态发酵甜菜渣,可获得粗蛋白含量为24%的蛋白饲料等等。
内蒙古地区是我国最重要的草原畜牧业基地,有草地8888万公顷,其中可利用草场面积6818万公顷,占全国草场总面积的四分之一,且有非常丰富的非常规饲料资源,资源面广、种类多、量大,而且一般没有进行科学的、大规模的开发利用。内蒙古得天独厚的天然草原构成了我国畜产品生产巨大的优势资源,大力推进内蒙古非常规生物饲料发展,提高生产水平,对推动农牧业产业结构的调整、增加农牧民收入、促进经济可持续发展、推动新农村新牧区建设和生态建设具有重要意义。
参考文献
[1] 瞿明仁, 凌宝明, 卢德勋, 周作红. 灌注寡糖对生长绵羊瘤胃发酵功能的影响. 畜牧兽医学报, 2006(8): 779 - 784.
[2] 凌宝明, 瞿明仁, 卢德勋, 刘光斌. 利用体外法研究功能性寡糖对生长绵羊瘤胃发酵功能的影响. 动物营养学报, 2007 (2):129 - 134.
[3] Rina S, Desh D , Amaksh K. A movel pentasacchad ride f rom immunistimulate , oligosaccharide fraction of buffalo milk. B iochimica et B op hysica A cta, 1999 1428 (2 - 3) :433 - 445.
[4] Spring P. Understanding the development of the avid an gast rointestinal micro flora : an essential key for the developing competitive exclusion product s. In: Lyons T P, J acque K A. eds. B iotechnolog y in the f eed indust ry : p roceedings of A l tech’s 13th annual s ymposi um. Nottingham University Press , 1997.313 - 324.
[5] 岳文斌, 车向荣, 臧建军, 吕文平. 甘露寡糖对断奶仔猪肠道主要菌群和免疫机能的影响. 山西农业大学学报, 2002 , (2) : 97 - 101.
[6] YuB. W.J.Huang,and W.S.RChiou.. Bioavailability of iron from amino aeid ecomplex in weanling Pigs.Animal Feed Science and Technology.. 2000, 86:39一52.
[7] Wang M Q , Guilbert L J , Li J , Wu Y Q , Pang P, Basu T K, Shan J J . A proprietary ext ract f rom North American ginseng ( Panax quinquefolium) end hances IL22 and IFN2γ productions in murine spleen cells induced by Con2A. International Immunop2 harmacology , 2004. 4 (2) : 311-315.
[8] 瞿明仁, 卢德勋. 功能性寡糖的作用及其在反刍动物生产中的应用. 中国奶牛, 2005 (1): 32-34.
[9] 瞿明仁. 寡糖研究进展. 中国饲料, 2004 (1):10-12.
[10] 邵凯,卢德勋,冯宗慈.对绵羊瘤胃发酵和免疫力的影响.中国畜牧杂志,2000,36(l):13.
[11] 孙德成,王守清. 微量元素氨基酸鳌合物对产蛋鸡生产性能的影响.中国饲料,1995,(1): 14-15.
食品安全在人们的生活中越来越重要,它关系到人们的吃穿住行。安全高效的畜牧业发展在我国目前显得尤为重要,特别是三聚氰胺等一系列食品安全事件的发生,更坚定了我国政府把食品安全和发展绿色农牧业提高到了战略的高度,生物饲料正是国家食品安全战略中涉及的重要内容。在国家生物农业发展规划中,生物饲料的发展是优先发展主题。
发展生物饲料不仅是畜牧业发展和食品安全的保障,而且能大大提高畜牧业的经济效益。生物饲料可以替代抗生素,切断经过食物链乱用抗生素、激素等对人类健康的危害。过去几十年里,动物养殖过分依赖抗生素等药物,产生了诸多问题。动物饲用抗生素后引起耐药菌株扩散,对动物、人和环境生态造成严重危害,并引起动物菌群失调, 抑制动物的免疫力,继发二次感染,导致畜产品药物残留,影响人类健康。一些饲料加工企业和养殖户为了追求商业利润,大量使用激素、违禁药品,如瘦肉精和其它药物添加剂,这些物质残留在畜产品内,经食物链进人人体,也会导致一系列疾病如儿童早熟,成人肥胖。由于饲料中长期使用抗生素、超量添加重金属、砷制剂导致畜禽粪尿中含有相应物质,排放到农田、河流,导致生态污染也日益严重。我国农业部对广东、广西、浙江、福建、湖南、江苏、上海、河南等8个省、市、区500多家饲料生产经营及养殖企业的调查结果表明,违禁药品检出率依然高达198%。这些问题已经危及到人类的安全,食物的安全和农牧业的持续发展。因此,从饲料加工和动物饲养环节,严格控制畜产品的品质和食品安全是21世纪我国畜牧业亟需解决的重大问题。
生物饲料的发展促进人畜争粮矛盾问题的解决。据有关方面估计全世界每年约有纤维素资源1000亿吨,我国约有50亿吨,这些农作物秸秆大多数用作燃料和肥料,即使作为饲料的极少部分也多采用传统的直接饲喂的方法,消化利用率极低。若将秸秆、谷壳进行微生物处理,则可大大提高饲料的转化率和动物机体的消化吸收率。我国农业废弃物的干物质总量超过6亿吨,如果能利用其中20%作饲料,就可节省1000亿吨粮食,相当于我国“九五”计划提出的粮食增产500亿千克指标的1倍。据专家预测,2030年我国人口将达到最高峰16亿时,粮食的总需求量为7.43亿吨,超过目前生产能力的50%,同时耕地面积进一步缩小,大约只有现在的80%。到2010年、2020年、2030年我国粮食原粮需求的38%、43%、50%将用作饲料。针对我国饲料资源严重短缺的现状,建立新型饲料资源开发与产业化示范的技术体系,提高我国常规和非常规饲料资源的开发利用水平,增加饲料原料供给,以缓解我国饲料资源短缺,是我们今后的主要工作任务。利用微生物发酵工程和基因工程等生物技术手段,筛选脱除有毒有害物质、提高蛋白质消化利用率的单一或复合菌株,建立节能型发酵工艺和装备,从而生产新型生物饲料。
今后生物饲料的发展仍是我国乃至全球饲料发展的重点,目前全球饲料产量已超过6亿吨。发达国家的饲料业已进入稳定发展时期,但发展中国家今后仍将比较快速的发展,全球饲料业仍将保持2%~3%的增长速度,这将带动生物饲料的快速发展。根据我国饲料工业的发展规划,2010年全国配合饲料生产能力需达到1.4亿吨,配合饲料产量1亿吨,浓缩饲料1000万吨,预混合饲料500万吨,饲料添加剂基本实现国产化,而我国饲料工业整体水平还达不到90年代末国际水平。
非常规饲料资源是指在传统的动物饲养中未作为主要饲料使用过以及(或)家畜家禽商品饲粮中一般不用的饲料。非常规饲料资源面广、种类多、量大,而且一般没有进行科学的、大规模的开发利用。在这个意义上,非常规饲料资源中有些可以称得上是有开发前途和利用价值的“新型饲料”。在我国,非常规饲料资源主要指作物、树木和家畜家禽生产过程的废弃物以及人们消费食品的加工下脚料等。
随着畜牧业生产的发展,常规饲料越来越满足不了畜牧业生产发展的需要,开发利用非常规饲料资源就成为解决饲料短缺的重要措施。对于家畜来说,非常规饲料资源(NCFR)是既有能量又有蛋白质的重要饲料来源(在2000年分别占到代谢能和粗蛋白产量的36%和26%),几乎与主要的农作物同样重要,后者在2000 年的贡献是将近42%的能量和39%的蛋白质产量。研究表明,以质量分数为45%的平茹菌糠代替等量的麸皮进行生长猪比较试验,结果菌糠组平均日增重504g,比麸皮组提高了1403%;又有试验用木薯制取淀粉后的渣渍转化的菌体蛋白饲料配以其他料饲喂猪、鸡,增重效果、饲料转化率接近于蛋白质含量为14 %~15 %的配合饲料;糖颗粒是玉米生产葡萄糖时的副产品,可代部分玉米等能量饲料,内蒙古赤峰地区的一些饲料厂在蛋鸡产蛋高峰料中添加量为13.5%,在肉仔鸡4 ~6 周龄料中添加量为12%,并用土霉素渣和酶化血球蛋白粉等非常规原料,养殖户反映效果良好,市场需求量大。因此,从我国的实际出发,加大对非常规饲料资源的开发、利用、研究将是畜牧业可持续发展的有效途径之一。
对非常规生物饲料的研究主要是体现在以下两个方面:
一些学者或企业以农作物秸秆通过微生物发酵制成了鱼用发酵饲料, 并结合施肥和水质控制管理进行罗非鱼、鲢鱼等鱼类的养殖。结果表明,饵料系数为4,养殖效果良好,投入与产出比为1∶1.8。还有一些学者利用解氰、脱脂、脱酚、解碳、解磷和降解纤维素的多元菌株与谷壳、秸秆类农业废弃物和其它饲料配合发酵,生产秸秆发酵饲料,也能在不同程度上提高秸秆饲料的转化率,从而达到促进消化和生长的目的。这类饲料最大的特点是能量和蛋白不足,较适于母猪和节粮型畜牧业。此外,也有人把农作物秸秆(如麦秆、稻草、玉米秆、花生壳等) 生产成为鱼生物饲料;另一方面,利用农副加工废弃物开发的生物饲料即利用酒糟、豆渣、糖渣等以及水产加工废弃物等与其它原料配合,经微生物发酵加工而成的饲料。这些非常规饲料添加到畜禽日粮中,起到节约常规饲料,促进畜牧业生产的作用。非常规饲料资源面广、样多、量大,而且一般没有进行科学的、大规模的开发利用。在这个意义上,非常规饲料资源中有些可以称得上是有开发前途和利用价值的“新型饲料”。 非常规饲料资源对于家畜来说,是既有能量又有蛋白质的重要饲料来源,几乎与主要的农作物同样重要。美国、加拿大、英国、法国、印度等都开展了以淀粉渣为原料采用曲霉和酵母联合生产菌体蛋白的研究;J.N.Nigam研究用菠萝罐头厂的废液为原料,利用产朊假丝酵母(Candida utilis)NRRL-Y900去除该废液中90%一95%的COD(化学需氧量)的同时,得到微生物蛋白; M.Ibrahim Rajoka用双氮纤维单细胞菌(celluomonas biazotea)发酵耐盐多年生的杂草来生产微生物蛋白并对其最佳发酵条件进行研究;法国利用黑曲霉将次等香蕉转化为高蛋白质动物饲料,经过48小时固态发酵后,产品蛋白质的含量可达20%,比原料提高了7倍;德国采用镰刀菌进行固态发酵甜菜渣,可获得粗蛋白含量为24%的蛋白饲料等等。
内蒙古地区是我国最重要的草原畜牧业基地,有草地8888万公顷,其中可利用草场面积6818万公顷,占全国草场总面积的四分之一,且有非常丰富的非常规饲料资源,资源面广、种类多、量大,而且一般没有进行科学的、大规模的开发利用。内蒙古得天独厚的天然草原构成了我国畜产品生产巨大的优势资源,大力推进内蒙古非常规生物饲料发展,提高生产水平,对推动农牧业产业结构的调整、增加农牧民收入、促进经济可持续发展、推动新农村新牧区建设和生态建设具有重要意义。
参考文献
[1] 瞿明仁, 凌宝明, 卢德勋, 周作红. 灌注寡糖对生长绵羊瘤胃发酵功能的影响. 畜牧兽医学报, 2006(8): 779 - 784.
[2] 凌宝明, 瞿明仁, 卢德勋, 刘光斌. 利用体外法研究功能性寡糖对生长绵羊瘤胃发酵功能的影响. 动物营养学报, 2007 (2):129 - 134.
[3] Rina S, Desh D , Amaksh K. A movel pentasacchad ride f rom immunistimulate , oligosaccharide fraction of buffalo milk. B iochimica et B op hysica A cta, 1999 1428 (2 - 3) :433 - 445.
[4] Spring P. Understanding the development of the avid an gast rointestinal micro flora : an essential key for the developing competitive exclusion product s. In: Lyons T P, J acque K A. eds. B iotechnolog y in the f eed indust ry : p roceedings of A l tech’s 13th annual s ymposi um. Nottingham University Press , 1997.313 - 324.
[5] 岳文斌, 车向荣, 臧建军, 吕文平. 甘露寡糖对断奶仔猪肠道主要菌群和免疫机能的影响. 山西农业大学学报, 2002 , (2) : 97 - 101.
[6] YuB. W.J.Huang,and W.S.RChiou.. Bioavailability of iron from amino aeid ecomplex in weanling Pigs.Animal Feed Science and Technology.. 2000, 86:39一52.
[7] Wang M Q , Guilbert L J , Li J , Wu Y Q , Pang P, Basu T K, Shan J J . A proprietary ext ract f rom North American ginseng ( Panax quinquefolium) end hances IL22 and IFN2γ productions in murine spleen cells induced by Con2A. International Immunop2 harmacology , 2004. 4 (2) : 311-315.
[8] 瞿明仁, 卢德勋. 功能性寡糖的作用及其在反刍动物生产中的应用. 中国奶牛, 2005 (1): 32-34.
[9] 瞿明仁. 寡糖研究进展. 中国饲料, 2004 (1):10-12.
[10] 邵凯,卢德勋,冯宗慈.对绵羊瘤胃发酵和免疫力的影响.中国畜牧杂志,2000,36(l):13.
[11] 孙德成,王守清. 微量元素氨基酸鳌合物对产蛋鸡生产性能的影响.中国饲料,1995,(1): 14-15.