我國飼料資源開發(fā)現(xiàn)狀及前景展望

創(chuàng)德任艷萍

一、我國飼料資源現(xiàn)狀：
　　我國是世界第一畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖大國，據(jù)農(nóng)業(yè)部畜牧業(yè)司預測，2006年全國肉類總產(chǎn)量達7980萬噸，禽蛋產(chǎn)量達2940萬噸，奶類產(chǎn)量3290萬噸，2006年全國畜牧業(yè)總產(chǎn)值超過1.4萬億元，占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的34%，與畜牧業(yè)相關的產(chǎn)業(yè)（包括飼料工業(yè)、獸藥業(yè)、畜產(chǎn)品加工業(yè)等）年總產(chǎn)值近萬億元人民幣。我國水產(chǎn)品年產(chǎn)量達5100萬噸（其中70%為養(yǎng)殖水產(chǎn)品），水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)年總產(chǎn)值達到幾千億元。因此畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及相關加工產(chǎn)業(yè)年GDP近3萬億元人民幣，已成為國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)部門。
　　按集約化養(yǎng)殖飼料轉(zhuǎn)化效率分別為5:1（肉），3:1（蛋）、1:3（奶）和2:1（養(yǎng)殖水產(chǎn)品）計算，全國年消耗精飼料為7980*5+2940*3+3290/3+5100*70%*2=5.7億噸，理論上相當于我國的糧食油脂類資源基本上用于養(yǎng)殖業(yè)，這也是美國人為什么說“中國的糧食養(yǎng)活不了中國人”的“理論基礎”。但由于我國傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)利用青綠飼料及秸稈、糟渣等飼養(yǎng)畜禽，消耗精飼料較少，如按三分之一扣除，我國年精飼料理論消耗達5.7*2/3=3.8億噸。按中國農(nóng)科院最新估計，我國原糧的36%被用于飼料，達年1.8億噸之多。其余糧食資源的加工副產(chǎn)品及下腳料達1.5億噸也用于養(yǎng)殖業(yè)，加上油料作物等加工副產(chǎn)品，我國每年有3億多噸的糧食及糧食加工副產(chǎn)品等精飼料用于畜牧及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，這也接近上述理論計算數(shù)據(jù)。雖然2006年全國工業(yè)飼料總產(chǎn)量達1.1億噸，產(chǎn)值達2908億元人民幣，但這仍只占到全國精飼料總消耗的三分之一。我國養(yǎng)殖業(yè)飼料成本占養(yǎng)殖業(yè)總生產(chǎn)成本的70%左右，因此對養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟效益影響很大。
　　作為世界第一人口大國、農(nóng)業(yè)大國，我國以世界7%的土地、養(yǎng)活著世界22%的人口，多年來我國糧食總產(chǎn)量維持在4.5-4.9億噸，人均糧食占有量為400千克左右，只有美國的1/3。但近年來，我國糧食總產(chǎn)連年下降，2003年已從1998年的5.1億噸下降到4.3億噸。因此我國糧食供需平衡十分脆弱，一方面?zhèn)€別年份我國糧食生產(chǎn)獲得豐收，五大糧食作物除大豆外，均在產(chǎn)地存在不同程度的賣糧難現(xiàn)象，造成國家糧食儲備壓力越來越大。另一方面，自20世紀80年代以來，隨著我國養(yǎng)殖業(yè)連續(xù)20多年以年平均9%以上的高速度增長，畜牧主產(chǎn)區(qū)的飼料資源短缺問題也將越來越嚴重。部分養(yǎng)殖及飼料企業(yè)盲目推行歐美玉米豆餅型日糧模式，造成我國豆粕、魚粉及玉米等優(yōu)質(zhì)飼料資源的短缺。從長遠來看，糧食問題仍然是我國不能掉以輕心的大事，這是由我國國情及糧情所決定的，一是我國近年人口自然增長率為10‰左右，每年凈增人口1200萬人左右。二是隨著人口的增長和經(jīng)濟建設的發(fā)展，各方面占用耕地越來越多，目前我國人均耕地約為1.2畝，不及世界平均水平的1/3，而且隨著西部退耕還林工程的發(fā)展，影響還會更大。三是我國糧食生產(chǎn)抗御自然災害的能力仍然比較低，每年在不同地域都發(fā)生不同程度的災害，糧食產(chǎn)量具有不穩(wěn)定性。四是隨著人口的不斷增多和人民生活水平的日益提高，社會對糧食的需求越來越多，我國雖然基本上告別了動物性食品數(shù)量短缺的歷史，現(xiàn)在人均動物性蛋白質(zhì)的攝入量達到了25克/日，接近世界平均水平，但仍只有發(fā)達國家的1/2-1/3，養(yǎng)殖業(yè)的高速發(fā)展，誓必消耗更多的糧食飼料資源。五是糧油精深加工及生物質(zhì)能源尤其是燃料乙醇加工業(yè)的高速發(fā)展，對糧油資源的消耗影響很大。美國雖然玉米年產(chǎn)量達2.5億噸，但目前已將20-25%的玉米用來生產(chǎn)燃料乙醇，玉米價格在近半年漲了70%，我國玉米主產(chǎn)省的吉林省目前玉米精深加工能力已達全省的年生產(chǎn)量。因此隨著各種形式的糧油精深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，勢必影響到飼料用糧的供給。
　　從近年進出口貿(mào)易來看，我國年進口魚粉100多萬噸，不僅國際市場供給有限，且價格暴漲，2006年更是從5000元/噸漲到了12000元/噸。我國大豆年產(chǎn)量僅有1500多萬噸，遠低于美國的8000萬噸/年，在十年前我們?nèi)詾槎诡悆舫隹趪赀M口已達3000萬噸之多。因為大量進口大豆產(chǎn)品，致使我國豆粕價格由1200元/噸漲到3200元/噸，且價格變化不定。與這些資源有關的其他原料及飼料添加劑價格也隨之變化較大。今后我國大豆消費對外依存度仍將繼續(xù)擴大，預計2010年大豆消費達5000萬噸，進口將超過3500萬噸，全國大豆進口量將占消費總量的70%左右。我國玉米年產(chǎn)量只有1.2億噸，本身就偏緊，且遠低于美國的產(chǎn)量，而近年來隨著各類玉米加工業(yè)的進一步發(fā)展，2006年南方地區(qū)玉米價格由1200元/噸攀升到1700元/噸，造成了全國糧食的“恐慌”。去年我國已成為了玉米凈進口國，預計近年玉米缺口在3000萬噸以上。
　　二、我國飼料資源開發(fā)現(xiàn)狀
　　能量飼料及蛋白質(zhì)飼料原料的價格和質(zhì)量變化不定是影響飼料和養(yǎng)殖行業(yè)發(fā)展的主要因素。我國飼料谷物資源短缺，能量飼料供應不足；蛋白質(zhì)飼料原料嚴重匱乏，蛋白質(zhì)飼料自給率低下；優(yōu)質(zhì)牧草資源有限，草原牧草還難以滿足牧區(qū)養(yǎng)殖需要。近年以來國的飼料生產(chǎn)成本居高不下，原料漲價使飼料生產(chǎn)企業(yè)處于虧損的邊緣、養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟效益難以保障，影響到了農(nóng)民的生計問題。我國在飼料資源開發(fā)方面存在的問題主要是：
　　1、潛在飼料資源數(shù)量嚴重不清，技術開發(fā)落后。主要是：自“七五”以來，我國一直未進行過全國性的統(tǒng)一飼料資源調(diào)查，現(xiàn)有飼料資源數(shù)據(jù)五花八門，由于來源不同往往口徑不一；由于近年來飼料原料及加工工藝技術的發(fā)展，相繼出現(xiàn)了采用發(fā)酵生物技術、干燥新技術開發(fā)新型飼料原料如玉米加工副產(chǎn)品、生物發(fā)酵飼料原料等，但這些原料的加工工藝不一，能源成本及營養(yǎng)價值也變化很大。
　　2、低質(zhì)餅粕資源開發(fā)利用不夠：①粗纖維含量高達14%以上，蛋白質(zhì)含量20%-40%不等，有效能值不到豆粕的70%，由于殘留皮殼，餅粕顏色發(fā)黑，嚴重影響其商品價值；②餅粕的蛋白質(zhì)（氨基酸）消化利用率低，只有30%-60%，均明顯低于魚粉及豆粕等優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料資源；③低質(zhì)餅粕中有毒有害物質(zhì)含量高。不僅嚴重影響畜禽生產(chǎn)性能，還會損害動物器官，影響動物的生長發(fā)育，甚至導致動物死亡。
　　3、能量飼料資源開發(fā)不足?，F(xiàn)年產(chǎn)玉米只有1.1億噸，而美國達到2.5億噸，雖然我國每年產(chǎn)2億多噸稻谷和1億多噸小麥，但多數(shù)情況下這兩種谷物的價格高于玉米，且其有效能值僅有玉米的75%-95%，另外我國每年有近一億噸的稻谷和小麥加工副產(chǎn)品。對谷物資源及其加工副產(chǎn)品的研究有待從傳統(tǒng)的消化代謝試驗，發(fā)展到研究其不同結(jié)構(gòu)碳水化合物（如非淀粉多糖）的消化代謝利用規(guī)律、合理加工利用上。另外，我國擁有豐富的薯類等塊根塊莖飼料資源，同時酒糟、醋渣、醬渣、果渣、豆渣、玉米漿等農(nóng)副產(chǎn)品（輕工副產(chǎn)品）的年產(chǎn)量達1億噸之多，但在飼料工業(yè)中的利用率不足10%，主要是因為傳統(tǒng)的加工工藝技術落后，投入產(chǎn)出比缺乏競爭力，產(chǎn)品能量轉(zhuǎn)化效率低等。
　　總的來說，動物生產(chǎn)的蛋白質(zhì)平均值相當于全部精飼料資源總蛋白質(zhì)的32%，按我國人均月攝入25克動物蛋白質(zhì)換算成畜禽精飼料蛋白質(zhì)計，13億人口一年需要3700萬噸蛋白，以豆粕（CP43%）計算相當于我國全年約需8600萬噸餅粕資源，但由于能量類精飼料能提供約10%粗蛋白，因此我國全年需餅粕等植物蛋白資源和動物蛋白飼料資源為6000萬噸以上，這主要由我國制油工業(yè)中的植物餅粕飼料資源提供。
　　世界大豆產(chǎn)品約為每年1.6億噸，而美國達8000萬噸，為世界第一，其次為巴西、阿根廷等國，這三國占世界總產(chǎn)量的80%。我國雖然近年大力促進大豆的種植，但年產(chǎn)量只有約1500萬噸，而且發(fā)展?jié)摿Σ焕硐搿ｋm然我國十年前對大豆、豆粕進口量不大，但近年大豆進口大增，甚至超過了國內(nèi)的產(chǎn)量，近年更是接近3000萬噸之多，引起了中美雙方政府的嚴重關注。實際上主要的原因是我國養(yǎng)殖業(yè)及飼料業(yè)對蛋白飼料資源需求大增，拉動了我國的大豆產(chǎn)品的進口猛增。雖然豆粕為優(yōu)質(zhì)蛋白飼料資源，但我國的傳統(tǒng)大豆制油工藝、尤其是小規(guī)模大豆油廠及壓榨油廠，不重視大豆餅粕質(zhì)量，幾乎不脫皮制油（美國幾乎99％脫皮制油），造成豆餅（粕）生熟不一，賴氨酸利用率變化大（70-95％），蛋白質(zhì)含量不到44％。通過國家“八五”及“九五”科技攻關，采用振動流化床烘干工藝進行大豆不同溫度、水分、時間烘干試驗，優(yōu)化出較佳的大豆快速烘干、爆腰、脫皮參數(shù)，建立大豆脫皮制油中試線，現(xiàn)已應用到日處理2000噸以上的大豆制油工藝中。新工藝生產(chǎn)的脫皮豆粕粗蛋白質(zhì)含量可達到49%以上，賴氨酸含量達2.96%以上、比普通豆粕高18—25%。同時在大豆制油脫溶工段，對浸出濕粕脫溶實行溶劑氣體氣流脫溶，保證殺滅尿素酶活性的同時，仍能保持較高的蛋白質(zhì)、氨基酸有效率。
　　我國每年約有1300萬噸的棉籽，資源量為全球第一，年產(chǎn)棉籽餅粕達600萬噸以上。我國每年有1400萬噸以上的油菜籽（含年進口約300萬噸），資源量為全球第一，年產(chǎn)菜籽餅粕達700萬噸。由于我國經(jīng)過近一個世紀建立起來的千萬家傳統(tǒng)制油工藝中，只重視出油率，忽視了餅粕蛋白質(zhì)量，造成棉、菜籽粕粗纖維含量高、蛋白質(zhì)含量低，有效能值低；其蛋白質(zhì)（氨基酸）消化利用率低，均明顯低于魚粉及豆粕等優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼料資源。而且尤其嚴重的是棉、菜籽粕中有毒有害物質(zhì)含量高，傳統(tǒng)制油工藝為了增加出油率常采用較長時間的高溫、高壓，使棉、菜籽餅粕蛋白質(zhì)（氨基酸）消化利用率嚴重下降，其賴氨酸回腸消化率只有40-60%，美國NRC（1984）標準也只有67%。因此在傳統(tǒng)上認為棉、菜籽餅粕為低質(zhì)蛋白飼料資源。西方國家在上個世紀六十年代即開始研究棉、菜籽粕脫毒，我國在“六五”及“七五”期間開始大規(guī)模研究棉、菜籽餅粕脫毒技術，由于是在制油工藝以后采取生物、物理、化學、水洗等方法，不僅脫毒效果不佳，而且成本太大，無法在飼料工業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)中應用。國家“八五”及“九五”科技攻關系統(tǒng)地進行蛋白質(zhì)飼料資源開發(fā)利用技術研究，改進傳統(tǒng)棉、菜籽制油工藝生產(chǎn)新型高效低毒油脂餅粕，為提高我國棉、菜籽餅粕的飼用效價開辟了新的途徑。其主要內(nèi)容是在日處理100噸左右棉、菜籽的傳統(tǒng)制油工藝中，研究棉、菜籽脫殼（皮）、仁殼分離工藝設備及棉、菜籽粕脫毒工藝設備的配套應用技術，調(diào)整制油溫度、壓力及浸出時間，保證在不影響傳統(tǒng)制油的出油率及油品質(zhì)量時，通過制油工藝生產(chǎn)的餅粕蛋白質(zhì)（氨基酸）含量高、消化利用率高，含有毒有害物質(zhì)少。
　　通過科技部“主要糧油及加工產(chǎn)品安全質(zhì)量標準”及國家農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化項目“改進制油工藝生產(chǎn)新型高效飼用菜籽粕中試”等課題研究，新型高效低毒菜籽粕質(zhì)量標準為：粗蛋白質(zhì)含量≥40-44%，賴氨酸利用率≥80%，粗纖維≤7%，粗灰份≤7%，噁唑烷硫酮（OZT）≤500ppm，異硫氰酸酯（ITC）≤100ppm，腈≤200ppm。通過國家質(zhì)監(jiān)局“飼用棉籽粕”國家標準的制定、國家級重點新產(chǎn)品（2003年）新型高效低毒棉籽粕產(chǎn)品質(zhì)量指標如下：粗蛋白質(zhì)含量≥50%，賴氨酸利用率≥80%，粗纖維≤7%，粗灰份≤7%，游離棉酚≤300ppm，賴氨酸≥2.45%。
　　與此同時，國家“十五”科技攻關中對飼用谷物資源開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化利用關鍵技術進行了深入研究，在對高油玉米、優(yōu)質(zhì)蛋白玉米、早秈稻及其加工產(chǎn)品的飼用價值和加工特性研究的基礎上，得到了多糖、非淀粉多糖及不同特性淀粉的營養(yǎng)參數(shù)，建立了飼料谷物資源的動態(tài)飼用模型，在早秈稻主產(chǎn)地應用“無魚粉無豆粕無玉米日糧”取得了較好的經(jīng)濟效益。
　　三、飼料資源開發(fā)前景展望
　　據(jù)專家預測，2030年我國人口將達到最高峰16億時，糧食的總需求量為7.43億噸，超過目前生產(chǎn)能力的50%.同時耕地面積進一步縮小，大約只有現(xiàn)在的80%.雖然有關專家指出，通過增加復種指數(shù)和利用科學技術提高單產(chǎn)，我國糧食產(chǎn)量在2030年可望達到7.1億噸，但這仍存有明顯變數(shù)。到2010年、2020年、2030年我國糧食原糧需求的38%、43%、50%將用作飼料?？梢哉f，21世紀中國的糧食問題，實際上是解決養(yǎng)殖業(yè)所需的飼料糧問題。
　　針對我國飼料資源嚴重短缺的現(xiàn)狀，通過調(diào)查我國飼料資源存量，集成我國常規(guī)能量、蛋白質(zhì)飼料資源替代技術和非常規(guī)飼料資源開發(fā)利用的關鍵技術成果，建立我國新型飼料資源開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化示范的技術體系，提高我國常規(guī)和非常規(guī)飼料資源的開發(fā)利用水平，增加飼料原料供給，以緩解我國飼料資源短缺是我們今后的主要工作任務。
　　高效技術的應用將為解決我國飼料資源短缺提供有力的幫助。利用微生物發(fā)酵工程和基因工程等生物技術手段，篩選脫除有毒有害物質(zhì)、提高NSP和蛋白質(zhì)消化利用率的單一或復合菌株，建立節(jié)能型發(fā)酵工藝和裝備，生產(chǎn)新型生物飼料。同時根據(jù)傳質(zhì)傳熱原理，應用機電一體化技術、節(jié)能技術（如不同能源形式）、通風技術等，開發(fā)高效節(jié)能的新飼料資源干燥技術，研制成套裝備，攻克各種資源干燥技術的應用難題。
　　我國的發(fā)酵工業(yè)已取得了長足的發(fā)展，微生物發(fā)酵及微生物發(fā)酵產(chǎn)物對大豆、棉籽及菜籽餅粕中的有毒有害物質(zhì)及抗營養(yǎng)因子的去除效果明顯，對蛋白質(zhì)大分子降解為小肽等的作用顯著，能提高蛋白質(zhì)及NSP類營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用率，達到節(jié)約飼料消耗的目的。通過新型發(fā)酵豆粕、棉粕及菜粕等產(chǎn)品開發(fā)，不僅能使餅粕中抗營養(yǎng)因子及有毒有害物質(zhì)進一步降低到一個最低的水平，而且能使餅粕總蛋白分子的肽鍵降解50%以上，這在開發(fā)小肽營養(yǎng)產(chǎn)品和功能性肽產(chǎn)品方面將有很大的潛力。另外應用生物技術如酶工程技術，可開發(fā)高蛋白質(zhì)含量的濃縮蛋白等系列產(chǎn)品如大豆、棉籽、菜籽濃縮蛋白（CP≥65%），這也將進一步擴大餅粕飼料產(chǎn)品的用途。
　　隨著我國糧油加工、輕工食品發(fā)酵等行業(yè)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了大量的加工副產(chǎn)品和發(fā)酵副產(chǎn)品，如玉米酒精粕（DDGS）、酒糟、醬渣、醋渣、果渣、味精渣、酵母蛋白等，這些資源的工業(yè)化利用，將產(chǎn)生大量的飼料原料，同時產(chǎn)生日趨嚴重的環(huán)境污染問題。紅薯淀粉廢渣是紅薯分離淀粉后的下腳料，約占鮮薯重量的75%，僅湖南省目前就有上百家紅薯淀粉加工企業(yè)。馬鈴薯是一種被廣泛使用的經(jīng)濟作物，世界上50%-70%的馬鈴薯被加工升值，發(fā)達國家高達80%。雖然我國目前加工比例不到5%，但北方地區(qū)每年有上百萬噸的鮮馬鈴薯渣。我國醬渣、醋渣資源量更大，但由于長期未解決含鹽量高等問題，工業(yè)利用率低。通過應用新型高效低成本微生物發(fā)酵技術及干燥技術，將能對糟渣類飼料資源的開發(fā)起到一定的促進作用。
　　對于大宗餅粕飼料資源，將進一步完善制油工藝過程中飼用效價的提高技術，比較研究脫皮（殼）熱榨、冷榨配套脫毒工藝的技術、經(jīng)濟優(yōu)勢，探討油籽直接浸出法、水酶法、水劑法取油新技術，并同時保護植物蛋白品質(zhì)。我國除有大宗油料資源大豆、油菜籽、花生、棉籽、葵花籽外，還有很多小品種油料資源，如油茶籽、沙棘、核桃、紫蘇、花椒籽、紅花、亞麻籽等。入世以來，我國大宗油料作物（除花生外）受到了巨大的沖擊。但對小品種油料而言，卻是一個極好的發(fā)展機遇，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國經(jīng)濟林總面積已達40995萬畝，油茶林面積則達到5400萬畝，近20年來，全國沙棘林總面積已達3000萬畝，1995年沙棘鮮果總產(chǎn)量約52萬噸。目前核桃栽培面積已達1300萬畝以上，產(chǎn)量約30萬噸左右，我國紅花播種面積每年在45萬-90萬畝，其中新疆是紅花的最大產(chǎn)區(qū)，紅花種植面積為25萬-40萬畝，產(chǎn)量為全國的80%左右。因此特種油料餅粕開發(fā)潛力也很大。我國也是世界上油桐和蓖麻品種最多、分布最廣、產(chǎn)量最多的國家。年產(chǎn)桐粕30余萬噸，主要產(chǎn)地分布在貴州、四川、廣西和湖南，占全國總產(chǎn)量的60％以上。因此提高特種油料餅粕資源飼用效價也有一定潛力。
　　我國有豐富的薯類資源，據(jù)統(tǒng)計，2005年我國紅薯種植面積為1.5億畝左右，年產(chǎn)量約1.8億噸，其中主要分布在湖南，湖北，四川，河南等中西部經(jīng)濟發(fā)展相對落后地區(qū)。我國作為世界上最大的馬鈴薯種植生產(chǎn)國，總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的20%左右，達6000萬噸，我國木薯年產(chǎn)550萬噸，而且在西部地區(qū)均有很大發(fā)展空間。在我國糧食谷物產(chǎn)量徘徊不前的今天，通過基因工程等生物育種技術，高產(chǎn)飼用谷物育種和栽培取得了長足的發(fā)展，飼料稻及飼料用高粱比普通雜交水稻、高粱的產(chǎn)量高20%以上，出糙率也高10%以上，作為能量飼料的成本下降10%，具備與玉米競爭的潛力，但這些谷物不宜作為食用。另外優(yōu)質(zhì)蛋白玉米（QMP）也在一些營養(yǎng)特性上具有較好的價格競爭力，因此開發(fā)利用高產(chǎn)飼料作物資源具有很大潛力。因此在進一步研究能量飼料中淀粉和NSP特性及生物利用率基礎上，有待開發(fā)出提高飼料有效能值及利用效率的新技術和新工藝，加快飼用玉米替代技術的產(chǎn)業(yè)化應用步伐。