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此前,四川省农业农村厅饲料兽药处牵头组织省饲料工业协会、省内高校和科研院所相关专家组成调研组,通过实地走访和座谈交流等方式,就饲用豆粕减量替代工作现状对省内不同规模饲料生产企业和生猪养殖企业开展了调研,总结了相关企业在饲用豆粕减量替代行动中的典型做法、成功案例和有益尝试,由此提炼出4个具有四川特色的减量替代模式,以助推饲用豆粕减量替代行动,为促进养殖业持续稳定和安全发展提供借鉴和参考。
调研组调研重点聚焦农业农村部豆粕减量替代技术应用典型案例企业——新希望六和股份有限公司、四川铁骑力士实业有限公司(以下简称铁骑力士),深入挖掘其两年多来的可行方法和成效。通过与四川农业大学动物营养研究所专家团队座谈,了解现代动物营养科技在豆粕减量替代中的机理机制和技术储备。同时,选择四川省旺达生物饲料股份有限公司、四川巨星企业集团有限公司、四川瑞玖鸿农业科技有限公司等饲料企业以及德康集团、绵阳明兴农业科技开发有限公司等生猪养殖企业,进一步了解豆粕减量替代的现实状况。
蛋白质资源开发行动被列为《四川省饲用豆粕减量替代三年行动方案》的首要任务。四川是农业大省,农产品及其加工副产物资源充足,利用其丰富的非粮饲料资源,通过物理、化学、生物等预处理手段,降低抗营养因子含量,创制新型饲料营养源,提升营养价值和饲用品质,实现畜禽日粮中豆粕减量替代。
扩展蛋白质饲料来源,缓解豆粕依赖
此次调研的多家公司都组织各自的技术研发精兵,发挥区域资源优势,创新技术处理手段,积极主动拓展蛋白质饲料来源。除了深入研究棉粕、菜粕、葵花粕等传统杂粕的精细化利用外,也探索了花椒叶、昆虫蛋白粉等新型蛋白原料的使用方法。
新希望集团针对非常规饲料原料的营养特性与抗营养因子种类,通过生物发酵、酶制剂添加和物理吸附降解等技术手段,消除质量安全风险因子和抗营养因子,改善了杂粕品质,杂粕蛋白降解率提高30%,纤维素的降解率超过50%,抗营养因子消除率80%,大大提高了杂粕的利用效率。
铁骑力士利用植物提取物、食品副产物、糟渣类和杂粕类等资源,采用酶解、发酵、菌酶协同等体外预处理方式,提高营养物质利用率。开发花椒叶为蛋白饲料新来源,花椒叶含粗蛋白16%,每年产量有10万余吨,发酵后可以替代豆粕生产蛋鸡饲料。
据统计,铁骑力士2023年累计使用各类发酵原料13249.7吨,生产发酵饲料62万吨,在降低饲料成本的同时,减少了玉米豆粕用量,饲料配方豆粕平均占比降至7.5%。
深挖能量饲料潜力,减少豆粕使用
麦类蛋白质含量高于玉米蛋白质含量,使用小麦、大麦部分或全部替代玉米降低动物日粮中豆粕等蛋白饲料原料的添加,也能达到豆粕减量替代的目的。铁骑力士在猪饲料中用小麦替代玉米,在25~75kg阶段猪饲料中豆粕使用量从14%下降到9%,在大于75kg阶段的猪饲料中豆粕使用量从9%下降到2%,在生产性能不变的前提下,大幅降低了豆粕使用量和饲料成本。各饲料企业在面包渣、方便面渣、酒糟等食品下脚料上也展开了相应的研究和利用,建立了相关的应用流程。
熟化多元日粮技术,助力豆粕减量
调研中各大集团公司都非常注重开发地源性饲料资源,研究了非常规蛋白原料的营养特性;应用体外仿生消化系统和动物消化代谢试验相结合的技术手段,进行了营养价值数据库的建设,建立了养殖动物各阶段的使用限量标准;采用生物发酵、酶解、吸附等技术手段,降低纤维、单宁、醇溶蛋白等抗营养因子以及霉菌毒素的含量,提高替代原料在配合饲料中的使用比例。结合区域特点,近年来主要开发和应用的非常规原料包括棉籽蛋白、棉粕、菜粕、花生粕、白酒糟、葵花粕、豌豆、玉米干酒精糟(DDGS)、玉米胚芽粕、小麦、大麦、面粉、高粱、米糠粕、谷氨酸渣等。
铁骑力士应用体外仿生消化系统和动物消化代谢试验相结合的技术手段,对杂粮杂粕进行营养价值参数评定,形成了自有饲料原料营养价值数据库,结合动物生产实际成绩,筛选确定杂粮杂粕饲料原料添加量及使用优先顺序;搭建杂粕类、糟渣类、植物提取副产物等发酵原料技术货架15个,为分公司利用地源性发酵原料提供了科学的数据支撑。
新希望集团应用湿化学法和近红外分析模型测定原料化学成分和营养参数,开展动物消化代谢和体外仿生消化联合试验,准确分析有效能值和可消化氨基酸含量,即时校正更新营养参数,全面检测原料中抗营养因子、霉菌毒素等安全指标,构建自主的饲料原料营养价值数据库;采用发酵、酶解、吸附等技术手段,降低杂粮杂粕的抗营养因子以及霉菌毒素的含量,提高替代原料在配合饲料中的使用比例。
蛋白质的营养价值主要取决于它所含有的氨基酸的种类、数量和比例等。依据蛋白质营养的本质和氨基酸营养平衡理论,在不影响动物生产性能和产品品质的条件下,根据畜禽不同生理阶段的营养需求,科学确定日粮适宜的蛋白质含量、净能水平和可消化氨基酸含量,通过添加饲用氨基酸及其类似物,优化蛋白源结构,降低日粮粗蛋白水平,减少豆粕等蛋白原料的使用量。
使用区间蛋白质标识,引导低蛋白日粮推广
2018年以来,中国饲料工业协会组织制定并陆续发布了《仔猪、生长育肥猪配合饲料》(T/CFIAS001—2018)、《蛋鸡、肉鸡配合饲料》(T/CFIAS001—2018)、《生猪低蛋白低豆粕多元化日粮生产技术规范》(T/CFIAS8001—2022)、《蛋鸡低蛋白低豆粕多元化日粮生产技术规范》(T/CFIAS8004—2023)等团体标准,国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会于2020年发布了《仔猪、生长育肥猪配合饲料》(GB/T5915—2020)、《产蛋鸡和肉鸡配合饲料》(GB/T5916—2020)国家标准,为推行低蛋白日粮提供了遵循。
粗蛋白是配合饲料、浓缩饲料和精料补充料等必须标识的指标,也是传统养殖户认识饲料质量高低的重要依据。粗蛋白的标识采取区间标注法,如体重50~75kg体重生长猪配合饲料粗蛋白含量为13.0%~15.0%。通过区间蛋白的标识,饲料企业可按相应的低蛋白日粮标准生产合格的饲料产品;引导用户把对饲料质量的关注点由粗蛋白转移到生产性能和群体效益;减少粗蛋白标识降低带来的市场推广压力。本次调研发现,大多数饲料企业已基本采用区间蛋白标识进行产品的配方设计、生产和推广,比传统标识方法可降低粗蛋白含量1~2个百分点。
优化氨基酸平衡技术,显著降低日粮蛋白质水平
调研的各企业都积极构建地源性原料的营养价值数据库,完善可消化氨基酸需要量模型,形成了适合自身产品结构的营养标准体系。在制定饲料配方时,根据动物营养需求额外补充限制性氨基酸(限制性氨基酸由以前的赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸4种扩大至异亮氨酸和缬氨酸等6种);最大限度平衡豆粕减量下多元日粮中的氨基酸,满足动物的必需氨基酸需求和氨基酸平衡比例。同时,充分考虑饲料中的矿物质、维生素等其他养分平衡,合理使用饲料添加剂,适当采取饲料原料预处理工艺,提高饲料营养物质消化率,确保畜禽维持正常生产性能。调研企业在不降低动物生产性能的前提下,运用氨基酸平衡日粮配制技术,生猪饲料粗蛋白水平降低1%~3%,蛋禽饲料粗蛋白水平降低了1%~2%,有效地减少了豆粕的使用量。
精准配方配制技术,高效利用日粮蛋白
新希望集团创新了饲料精准配方高效配制技术,开发了“鸿瞳”配方软件系统,通过数字化体系建立了自己的原料配方数据库,在数据库中包含了200多种非原粮类饲料原料和30多种非豆粕类蛋白质原料,参数指标涵盖5类320项,依托全集团近300台近红外监测仪器,对原料进行快速检测分析。通过体外仿生消化评价等技术,对数据库进行精准矫正,为非豆粕类原料的应用积累了基础数据。随着原料配方数据库的应用,在保持动物生产性能的前提下,生猪饲料粗蛋白水平降低了1.5%,蛋禽饲料粗蛋白水平降低了1%。铁骑力士采用体外仿生消化,对长贮存期的稻谷、大麦、小麦、玉米DDGS、菜粕、棉粕、葵花粕和米糠等非常规原料的营养价值开展评定与估测,制定非常规原料酶制剂应用方案。
新希望集团在构建原料配方数据库的基础上,创新性使用杂粕组合、非豆粕类蛋白原料组合,根据不同饲料原料加工特性和设备参数进行了工艺优化,提高饲料加工效率和产品质量,豆粕的用量降低了3%以上,豆粕减量取得了显著的成效。
饲用豆粕减量替代是应对外部供应不确定性的必要措施,也是促进养殖业高质量发展的重要任务。支持顶尖科学家领衔进行原创性、引领性科技攻关,努力突破关键核心技术难题,推动产学研深度合作,强化重大科技创新平台建设,是饲用豆粕减量替代工作圆满完成的重要保障。此次调研中可以看到四川饲料领域的“政、产、学、研、用”密切配合,围绕豆粕减量替代这一核心目标,以饲料粮减量替代工作专班为引领,组织开展豆粕减量替代技术攻关和集成示范,形成多方协同推广格局,让创新成果适时转化,推动四川省豆粕减量替代工作有序前行。
研发豆粕减量新技术,创新替代途径
在四川农业大学动物营养研究所与猪营养、禽营养和饲料3个团队进行交流,各团队围绕低蛋白、抗病营养和现代生物技术,在肉猪、种猪、肉鸭、蛋鸡等领域进行了豆粕减量替代技术研究。
抗病营养技术主要从两个方面开展研究,一是从营养与健康的角度,研究不同营养素的含量及不同组合,消减抗营养因子和霉菌毒素对动物健康产生的影响。二是从营养与疾病的角度,通过营养调控来增强动物抵抗力,从而达到降低发病率和死亡率的目的。
通过抗病营养技术的推广运用,使得畜禽的健康状况更好,对营养物质的消化利用率更高,从而达到降低料肉比、减少饲料消耗和减量替代的目的。
利用现代生物技术加快推进秸秆等农副产物以及酒糟、酱糟、果渣等食品加工副产物的高效利用技术研发和集成示范。针对不同的发酵底物,在菌种筛选、发酵过程控制、发酵质量检测等方面开展系统研究,通过发酵降低原料中的抗营养因子,增加发酵产物菌体蛋白,不仅可以降低豆粕使用量,而且生产的生物饲料适口性更好、品质更高。
绵阳明兴农业科技开发有限公司与四川农业大学动物营养研究所加强液态饲喂技术研发。液态料饲喂技术在扩大饲料原料来源、充分利用杂粮杂粕、非常规饲料原料发酵产物、降低饲料成本等方面具有显著优势。液态饲喂可增加饲料适口性,有利于动物采食、消化和吸收,有助于促进肠道健康,改善动物的健康状况,提高育肥猪的饲料利用率和生长性能;还能有效减少圈舍空气中的粉尘量,减少猪只呼吸道疾病的发病率。德康集团在合作的生猪养殖场试点示范了液态饲喂技术,与常规的干料饲喂相比,2023年在3个场6批次的液态饲喂试验中成活率提高了2%~4%、料重比降低了0.1~0.2。
减量替代制度化,推广成效显著
饲用豆粕减量替代行动开展以来,四川省饲料工业协会发挥行业协会的指导作用,组织形式多样的政策宣讲和技术培训,推介减量替代成功模式和典型案例,推动豆粕减量替代技术在全省范围内推广运用。行业主管部门组织工作专班,针对大中小型饲料企业和养殖场,加快技术方案的研究和比较,探索建立多元化饲料配方结构,引导饲料企业和养殖场运用科学有效的减量替代技术,切实降低玉米、豆粕使用量。
新希望集团编写《发酵饲料技术指导手册》,从商品菌种的选择、发酵过程控制、质量检测等对各分公司的发酵工艺进行规范,并于2019年开始向各分公司使用发酵产品提出每年增量考核,要求每年发酵产品的使用量较上一年度上涨10%。2023年新希望集团106家分公司将生物发酵线整合至饲料生产工段,年生产和使用发酵原料超过20万吨,生物环保饲料销量超过450万吨。据统计,2019—2022年新希望集团平均每年降低豆粕使用量1.9%,成效明显。
铁骑力士强化生物发酵饲料和原料营养价值评价,不定期组织新原料应用价值测评结果及应用方案分享,定期组织优秀应用案例分享,促进优秀的替代案例在全集团推广应用。从管理上建立了以减量替代为中心的绩效激励和拉通考评机制,年初确立玉米豆粕标准配方模型,根据季度减量替代成效,按比例对技术进行激励,调动了各分公司推进豆粕减量替代工作的积极性。
农业农村部发布《饲用豆粕减量替代三年行动方案》,明确了豆粕减量替代的目标和路径;四川结合本省实际,及时组织制定了《四川省饲用豆粕减量替代三年行动方案》,指导全省饲用豆粕减量替代行动有序稳步推进。四川省农业农村厅饲料兽药处组织成立饲料粮减量替代工作专班,积极推进饲料粮减量替代工作;省内相关企业主动作为、攻坚克难,从企业的实际情况出发创新了适宜的减量替代模式,为全省的减量替代行动做出了良好的示范引领作用。
猪禽多元化日粮应用模式
新希望集团注重地源性饲料资源的开发,广泛测定原料化学成分,准确分析有效能值、可消化氨基酸等营养参数,全面检测抗营养因子、霉菌毒素等安全指标,构建了数字化的原料数据库;开发了“鸿瞳”配方软件系统,饲料加工工艺参数精准化,饲料加工技术精细化,建立了猪禽多元化日粮应用模式,豆粕用量不断降低,减量替代效果显著。
杂粮杂粕精细加工利用模式
铁骑力士将体外仿生消化和动物消化代谢试验有机结合,建立了棉粕、菜粕、稻麦混合物、花椒叶、谷氨酸渣等数十种杂粮杂粕原料的营养数据库,强化生物技术手段,综合生产实践数据,构建发酵原料技术货架,确定配方中杂粮杂粕添加量,调整加工工艺,创建了杂粮杂粕精细加工利用模式,减量替代豆粕的同时又提高饲料适口性和营养物质消化率,经济效益和社会效益显著。
高蛋白原料替代模式
在豆粕减量替代示范企业的引领下,中小企业充分利用粗蛋白含量比玉米高的小麦替代玉米,在能量饲料原料使用中无形增加了饲料配方中的粗蛋白含量,节约豆粕;发掘叶蛋白、昆虫蛋白、藻类蛋白等新型蛋白饲料资源,形成了多种多样的豆粕减量替代技术方案。
液态饲喂减量模式
液态饲喂技术能有效提高生猪的饲料转化效率和养殖效益。四川省的生猪养殖企业通过液态饲喂进行了豆粕减量替代的模式探索。液态饲喂减量模式不仅能够前置化处理杂粮杂粕等非豆粕饲料原料、扩大饲料原料来源,也能优化处理全价饲料。提高了生猪生产性能,改善了猪群健康状况,同时降低劳动力投入。
此次调研涉及不同规模的饲料加工企业和生猪养殖企业,他们作为豆粕减量替代的参与者和具体执行者高度重视饲用豆粕的减量替代工作,结合企业自身情况积极探索豆粕减量替代方案和途径,从杂粮杂粕利用、低蛋白日粮氨基酸平衡技术、精准配方配制技术、饲料加工技术等角度,制定具体减量替代技术措施和推广激励机制,在豆粕减量替代工作中取得了较好的成效。据统计,2023年全省工业饲料中豆粕占比从去年的15.1%下降到13.4%,同比降低1.7个百分点,节约大豆约25万吨,饲用豆粕减量替代工作成效显著。
豆粕减量替代工作是贯彻国家粮食安全战略、缓解饲用粮资源紧张、促进养殖业降本增效等工作中的重要一环。目前集成创新的模式需要在实践中不断完善,随着相关研究深入也会赋能更多技术手段。今后的研究和工作方向应当聚焦饲用粮减量替代与生产力质效提升,通过集成精准营养需要、地源性饲料资源开发、高效饲料加工和精准饲喂等关键技术,构建全链条节粮降耗、增效降本技术体系。
作者单位:
李斌 钟志君 邓卉 倪青松 屈东 刘进远 邹成义 四川省畜牧科学研究院
晁娅梅 四川省饲料工业协会
余冰 四川农业大学动物营养研究所