【聽課筆記】薛樹媛研究員——內蒙古區域性非常規飼料資源開發與利用

畜牧人小李

2024 年 7 月27-28日，第十七屆全國系統動物營養學學術研討會暨第八屆反芻動物技術創新發展研討會在呼和浩特成功召開。

大會上內蒙古自治區農牧業科學院薛樹媛研究員受邀分享了“《內蒙古區域性非常規飼料資源開發與利用》”主題報告。

分享嘉賓簡介：

薛樹媛  內蒙古農牧業科學院畜牧研究所所長  研究員
兼任中國畜牧獸醫學會養羊學分會理事，全國動物營養指導委員會羊營養分會委員，中國飼料產業技術創新戰略聯盟常務理事，中國飼料工業協會粗飼料技術委員會委員，農業部科教司玉米秸稈綜合利用特聘專家，內蒙古“突出貢獻專家”，“新世紀321”第一層次人才，內蒙古“草原英才”創新團隊帶頭人，內蒙古飼料工業協會副會長。

主要研究方向為草食家畜健康養殖，粗飼料加工調制及新飼料資源的開發利用。

主持省級以上項目40余項，獲國家和自治區級各類獎項8項，授權專利11項，參與肉羊品種培育2個，國家農業主推技術2項，制定行業和地方標準18項，主編參編著作13部，國內核心期刊發表學術論文60余篇。

一、內蒙古飼料資源概述

1、內蒙古自治區作為國家重要農畜產品生產基地，是國家的糧倉、肉庫、奶罐和絨都。全國每10斤牛肉就有1斤產自內蒙古、每5斤羊肉就有1斤來自內蒙古、每6杯牛奶有1杯多也產自內蒙古、全國近一半的羊絨來自內蒙古；糧食產量連續5年突破700億斤。

• 習近平總書記賦予的五大任務：“兩個屏障”、“兩個基地”、“一個橋頭堡”---內蒙古的戰略定位，也是內蒙古的重要職責使命；
  
• 堅持以生態優先、綠色發展為導向；
  
  

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，待開發利用的天然飼料資源。如各種天然動、植物和礦物質材料，經人工培育產生可作飼料的動、植物新品種，以及各種經適當加工、調制和處理后有望開發作為飼料的加工業副產品和人類生活廢棄物等。

二、非常規飼料資源及開發利用現狀

非常規飼料資源是一個相對的概念，是指在飼料配方中使用較少或對其營養特性和飼用價值了解較少的飼料原料，針對不同地域和畜（禽）種，其范圍也存在差異。非常規飼料原料主要來源于農副產品和食品工業副產品。

1、非常規飼料資源種類

2、非常規飼料資源特點：

• 營養成分變異大，養分消化率低；
• 營養價值低，營養成分不平衡；
• 含有抗營養因子---游離棉酚，硫甙；
• 無相關標準或者標準不能指導生產；
• 缺乏較為可靠的飼料數據庫，對其飼用價值認識不夠；
• 缺乏加工利用技術；
• 明顯的區域特點或者季節特點。
  
  

3、草食家畜---飼草料營養成分及營養價值3.1 雜草類飼料營養成分及營養價值

3.2 常用糟渣類及特色青貯類飼料營養成分及營養價值

3.3 常用糠麩類飼料營養成分及營養價值

3.4 常用餅粕類飼料營養成分及營養價值

3.5 秸稈類飼料營養成分及營養價值

3.6 灌木和常用樹葉類飼料營養成分及營養價值

4、加工利用技術

包括物理處理、化學處理及生物學處理。

4.1 秸稈膨化發酵處理技術
膨化發酵技術流程圖：

優點：（1）有利于瘤胃微生物和發酵菌制接觸與作用；（2）通過降解中間產物增加（單糖、小肽等增加），提高消化率。適合區域：適用于中、小型飼料加工企業、大型養殖場。

三、面臨的機遇與挑戰

1、非常規飼料資源開發利用機遇

2、非常規飼料資源生產、應用存在的問題
質量不穩定：因原料加工工藝、保存方式等不一致，所產生的農副產品質量不一致；

流通不穩定：
1）受產量影響、商業價值和環保觀念，無法建立統一的質量標準，期貨、現貨流通體系。
2）從加工企業應用端、養殖主體終端，非常規飼料資源需求引導不足、利用不充分。
3）以中小型飼料加工廠、應用主體為小型畜牧場，運輸多為散裝，消化多為鮮飼，導致產業鏈條短，應用量小。4）規模養殖場對飼料原料要求嚴格，對現有水平非常規原料接納度不高。交易網絡不健全：開發相應平臺投入較大，參與主體規模小而散，行業屬于微利性質，平臺付費意愿不高。體系不健全：1）非常規飼料資源營養價值評價與鑒定、加工、應用各自為戰，未協同公關。
2）產業鏈延伸不充分，有些資源的加工停留初級階段。

四、面臨的機遇與挑戰

挑戰1：真菌和細菌衍生物的制備及產業化應用？

• 木質素、纖維素結構復雜，降解過程繁瑣，涉及不同的木質素破碎機制和結構排列。
• 目前正在探索將幾種熱化學/水熱技術與酶法生產相結合，以生產高附加值的木質素化合物。
• 木質素解聚對木質素的利用至關重要，而這一過程是由自然進化的微生物系統和微生物分泌的木質素降解酶介導的。真菌和細菌是降解木質素的高效微生物。
  

挑戰2：宿主有效微生物的篩選及產業化應用？

挑戰3：體外模擬宿主降解纖維物質的過程？瘤胃中的纖維桿菌降解纖維模式。

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

挑戰4：反芻動物對粗飼料來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。內切葡聚糖酶和多糖單氧酶（PMOs）通過從無定形和結晶纖維素的內部區域產生新的鏈端，增加纖維素對外切葡聚糖酶的可利用性。內切葡聚糖酶和多糖單氧酶（PMOs）分別從無定形纖維素鏈和結晶纖維素鏈的內部區域生成新的纖維素鏈末端，從而增加外切葡聚糖酶對纖維素的利用。

四、成功案例與經驗分享---案例1

秸稈飼料化加工利用關鍵技術---2022年自治區農業主推技術，2022年，2023年連續兩年遴選全國農業推技術；

“秸稈‘破壁—菌酶’聯合處理飼料化利用技術”入選2024年農業重大引領性技術；

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1、稈資源生物學處理技術---發酵或酶解

優點：

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

②產生大量的營養性代謝產物，保護腸道，提高消化吸收率10-20%；

③優化纖維素結構，降低木質素含量15-20%。

4）營養全面，粗蛋白質含量可達到20%，可以實現日糧中蛋白原料替代；
5）效果好，成本低，助力養殖場降本增效。

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

試驗：玉米秸稈膨化破壁發酵飼料在肉羊生產中的應用（興安盟•三陽牧業，2019）

結果：

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

試驗：玉米秸稈膨化發酵飼料對瘤胃發育及瘤胃微生物區系的影響（興安盟•三陽牧業，2019）

瘤胃微生物多樣性：

• 秸稈膨化發酵飼料+氮調制＞ 秸稈膨化發酵飼料＞玉米秸稈
  
  

秸稈膨化處理可有效提高瘤胃內微生物區系豐度和多樣性；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微生物多樣性。

3、秸稈飼料化加工利用關鍵技術

示范基地25處：黑龍江（訥河市、齊齊哈爾市）、吉林省（公主嶺市、農安縣、遼源市）、遼寧省（沈陽市、朝陽市）、新疆（喀什麥蓋提縣）和內蒙古（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）

技術覆蓋：肉羊300萬只，肉牛70萬頭。

4、檸條單寧降解工程菌的創制及其對檸條發酵效果
從實驗結果來看，

1）發酵后添加空宿主組和添加工程菌組多酚含量顯著提高。發酵后空宿主組、工程菌組單寧含量顯著（P<0.05）低于對照組。2）發酵后空宿主組、工程菌組原花色素含量顯著（P<0.05）低于未發酵原料。
3）15%發酵檸條組育肥羊經濟效益明顯高于對照組和20%發酵檸條組；
4）添加10%發酵檸條組育肥羊胴體重顯著高于對照組；添加20%發酵檸條組的眼肌面積顯著高于對照組和添加15%發酵檸條組；
5）添加10%發酵檸條組的腎部脂肪重、肝重和腎重顯著升高；
6）不同梯度檸條發酵飼料對育肥羊對失水率、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、未來發展趨勢與展望

延伸產業鏈條：依據非常規飼料資源特性采取相應的加工利用措施，如針對含有活性功能成分的非常規資源采取深加工，發揮其相應的作用，研發區域特色畜產品；構建標準體系：“產-學-研”緊密聯合開展技術研發，尤其專用機械設備等；打造信息交易平臺：建立健全標準化操作技術規程、飼用價值評價數據庫等，便于查閱的利用；加強技術普及率：通過公益講堂等形式擴大技術培訓，加強技術普及率，提高接受度。

產業優勢、區位優勢轉變經濟優勢。

如：農作物秸稈中缺乏果膠等易發酵碳水化合物和必需 AA（Met、Phe 和支鏈 AA），木質素和二氧化硅含量高，消化率低，這將導致牛奶合成的前體供應不足，并通過多種分子機制導致尿素氮產量增加。飼喂玉米秸稈或稻秸會改變信號傳導和代謝途徑，如 Phe 代謝、Tyr 代謝以及 Phe、Tyr 和 Try 生物合成，從而導致營養吸收、合成代謝和產奶前體供應減少。
下一步應結合營養調控（補充果膠、AA 和其他功能性飼料）和提高谷物秸稈消化率的預處理（纖維分解酶或蒸汽爆炸）,進而提高秸稈在奶牛飼喂系統中的飼料轉化效率和經濟價值。

六、總結

• 正確認識非常規飼料資源，并需要科學的開發利用；
• 有效利用非常規飼料資源，可替代常規飼料原料，解決畜牧業飼料短缺的難題降低養殖成本，減少資源浪費。其中加工和預處理是實現高效利用的重要環節;
• 合理開發利用非常規飼料原料可以有效提高動物的生產性能和飼養的經濟效益；
• 踐行“大食物觀”，充分利用非常規飼料資源，減少糧食消耗，助力國家糧食安全戰略。
  
  

聽課筆記由畜牧人曉紅整理。