刘 靖 张石蕊
随着人们生活水平的提高和对生活质量的重视,对肉、蛋、奶的需求日益增多。但从我国人均膳食中动物性蛋白摄取量与世界水平相比,仍然处于中等偏下的水平,仅相当于经济发达国家的1/8~1/5,据预测若争取达到20世纪的世界平均水平,按最佳养殖技术,我国饲料中的蛋白质资源量将缺口一半以上。
近年来,我国畜牧业的迅猛发展造成了国内常规饲料资源短缺、价格上扬以及假货泛滥的局面。由于蛋白质饲料的优劣决定饲料的品质和水平,是满足畜禽生长、发育营养需要的核心,也是配合饲料的核心部分,使上述问题尤为突出。又由于我国废弃的农工业副产品数量庞大以及蛋白质饲料品种的多样性和可选择性,开发与利用既能替代现有饲料品种、又能降低成本的新的蛋白质饲料资源不但有极其重要的意义,且有极大的可行性。
1 我国蛋白质饲料资源的利用现状与前景
蛋白质饲料在畜禽营养中具有特殊的重要作用,它和能量饲料是饲料的主体。过去,我国在饲料生产上只重视热量的供应,忽视了蛋白质的供应,致使饲料的营养供应不能平衡。由于蛋白质不能按比例供应,所供应的热量也不能被动物充分利用,造成我国畜牧业中的“料肉比”很高,成本也很高,从而使其发展受到了严重的影响。
1.1 从整体看,蛋白质饲料资源不足是主要的
我国是世界畜牧、水产养殖大国,随着我国养殖业连续多年的高速度增长,畜牧主产区的饲料资源短缺问题也将越来越严重。据联合国粮农组织(FAO)统计,在20世纪末,全球的蛋白质短缺量约为2 500万吨。目前,我国配合饲料年产量已达9 000余万吨,若按蛋白质平均含量16%计算,年需100%的蛋白质1 400多万吨。能量饲料中蛋白质一般含量8%左右,在全价饲料中一般占到65%,就是这样也只能满足蛋白质需求量的36%左右,还短缺900余万吨纯蛋白。众所周知,蛋白质饲料中蛋白质含量平均按40%计算,最终还缺2 250万吨蛋白质饲料。据计算,目前全国各种饼粕、血粉、饲料酵母、羽毛粉和国产鱼粉等总合起来也仅能满足70%~80%,余下的20%~30%必须依靠进口和国内资源进一步开发利用。
1.2 从局部看,蛋白质饲料资源的开发还有很多空白
1.2.1 大量动物性蛋白资源尚待开发
动物性蛋白资源主要是畜禽水产等加工过程中产生的副产物等。这部分副产品营养丰富,易消化吸收,是畜禽的优质蛋白质饲料。我国畜禽屠宰后的副产物资源十分丰富。据全国930个大中肉联厂估计,利用这些副产物每年至少生产血粉7.971万吨,蛋白胨粉3.775 8万吨,肉汁粉1.404 3万吨,饲料粉191.51吨,工业油23.326万吨,湿渣16.460万吨(还未包括大量小型肉联厂及加工厂)。如果将这些副产物全部利用起来作为蛋白质饲料,就可以节省粮食200多万吨。
1.2.2 大量的畜禽粪便没有作为饲料
我国养殖业的飞速发展,尤其向集约化、规模化方向发展,在为人类提供丰富的肉蛋类产品的同时,也产生了大量的粪便。粪中残留了大量未被利用的营养物质和在消化吸收过程中的代谢产物,还有很高的利用价值,用畜禽粪便加工成饲料,是开辟饲料资源的重要途径之一。可开发利用的有鸡粪、猪粪和牛粪等,数量十分可观。
1.2.3 用非蛋白质含氮物饲喂反刍动物未得到普遍推广
根据计算,一头500 kg活重的牛在满足维持的代谢能需要条件下其瘤胃可以合成菌体蛋白质170多克,占到维持所需蛋白质的53%。每天需要瘤胃可降解蛋白质405.6 g。在保证能量需要的条件下,可以利用140 g左右的尿素去代替相当于400多克的天然饲料蛋白质。照此计算,可以节约20%左右的天然饲料蛋白质去饲养猪、鸡等单胃动物。
1.2.4 探索微生物蛋白质饲料的工作还没有全面开展
微生物蛋白质的特点是:①蛋白质含量比一般植物高得多;②脂肪的性质和植物油相似;③含有丰富的氨基酸,特别是赖氨酸;④增殖速度相当快,现已发现可以利用的菌类约30多种。对于这种新的蛋白质资源,世界上许多国家都在进行研究。
我国拥有大量的石油烃、橘汁渣、废木料、稻壳和秸秆,为生产细菌蛋白质提供了充足的原料,只要能筛选出利用这些原料的细菌种类,可望在开辟细菌蛋白质资源方面迈出可喜的一步。
1.3 蛋白质使用不合理和浪费现象仍很严重
反刍动物可以用尿素代替的瘤胃可降解蛋白质却用价格昂贵的天然饲料蛋白质饲喂,造成了资源的浪费。另外,在牛日粮配合中瘤胃可降解蛋白质给量超过需要,而旁路蛋白质的数量则显得不够。在单胃动物的饲养中,全价配合饲料还没有全面推广,各种必需氨基酸、维生素及微量元素没有按照畜禽的实际需要去配合,不是过多堆砌,就是严重不足。
随着饲料工业和畜牧业的不断发展,饲料的产量逐年增加,而配合饲料强调营养全面,蛋白质又是其中的重要营养成分,故蛋白质的需求量也越来越多,其短缺的局面也日趋严重,蛋白质饲料原料的短缺已成为饲料工业发展的第一限制因子。据中国农业科学院饲料研究所的有关专家分析,到2010年和2020年,我国蛋白质饲料供需缺口分别为0.38亿吨和0.48亿吨。因此,单靠利用现有的常规植物蛋白饲料(包括饼粕、豆类及玉米面筋粉等)和动物蛋白饲料,已远不能满足配合饲料生产发展的需要。而在另一方面,又存在着有限的蛋白质饲料资源严重浪费的现象。以饼粕为例,据统计,我国每年约有1 300万吨的棉籽、1 400万吨以上的油菜籽,年产饼粕类产品约有1 300~1 500万吨,但其消化利用率低,只有30%~60%,从而造成资源的极大浪费。因此,合理开发利用蛋白质饲料资源已势在必行。
1.4 前景展望
我国的蛋白质饲料资源虽不丰富,但只要采取强有力的行政措施和技术措施,将现有的各类蛋白质饲料资源充分开发利用起来,避免过多的浪费,基本上能满足畜牧业发展的需要,前景还是十分乐观的。
我国目前经济林总面积已达40 995万亩,油茶林面积则达到5 400万亩,全国沙棘林总面积已达3 000万亩,核桃栽培面积已达万亩以上,产量约30万吨左右,我国红花播种面积每年在45~90万亩,加之其它蛋白质饲料资源,只要搞好开发工作,蛋白质饲料的匮乏问题还是可以得到解决的。但即使如此,也不能过于乐观,应及早研究各种开发途径,加强各类蛋白质饲料的生产,以保证有充足的蛋白质饲料的供应,促进饲料工业的不断发展。
2 制约蛋白质饲料资源开发利用的原因
2.1 缺乏统一领导,各部门不够协调, 致使蛋白质饲料资源的开发不能有效地开展
蛋白质饲料资源来源于农业、商业、外贸、供销、轻工、医药及农牧场、农户,其加工利用归口于各主管部门,资源分散,没有形成体系,互相争原料、争市场,饼粕外流严重。由于缺乏资金,所以,对蛋白质饲料资源的开发,困难较多,成效较小。
2.2 政策不完善,造成资源分散,影响科学加工利用
我国现行的榨油返饼政策,使大量饼粕分散在农民手中,不能科学利用。大部分农区仍用饼粕肥田;即使用做饲料,也是单一喂饲,造成极大浪费。
2.3 缺乏切实可行的技术政策和饼粕监测措施
榨油不能采用先进工艺,生产的饼粕质量低,又没有监测措施,限制了饼粕的科学利用。许多新工艺研究虽多次得到验证,但在推广应用上还存在很大问题,覆盖率也很小。其它榨油新工艺、“过腹还田” 、配合饲料等技术政策都不能切实实施。据调查,由于饼粕价格不合理,饲料监测制度不严,使70%以上的配合饲料都达不到营养标准,从而严重影响配合饲料的推广、普及,使蛋白质饲料也不能得到科学合理使用。
3 开发蛋白质饲料资源的对策
随着畜牧业的发展,我国豆粕、鱼粉等常规蛋白原料越来越显得紧张,价格也不断攀升。为了解决饲料蛋白缺乏,降低饲料成本,开发新的蛋白饲料原料迫在眉睫。为了保证饲料工业稳步发展,为发展畜牧业提供成本低、营养全面的配合饲料,我国的蛋白质饲料资源开发要紧紧抓住资源严重浪费这个核心问题,通过扩大资源来源和合理利用现有资源等途径,搞好蛋白质饲料的开发,可采取的对策有以下几点。
3.1 扩大植物性蛋白的来源
植物性蛋白质饲料包括油料饼粕类、豆科籽实类和淀粉工业副产品等,我国配合饲料中使用的主要是油料饼粕类饲料,植物性蛋白是我国蛋白质饲料的主要来源,具备种类多、来源广、价格便宜等优点。因此,除了加强对现有的植物蛋白饲料资源合理开发利用外,还要采取有力措施,扩大其来源。
3.1.1 培育优质蛋白源植物品种
培育低毒、高产、高蛋白质含量的棉花、菜籽品种,蛋白质含量高的玉米、大麦品种。
3.1.2 生产优质豆科草粉
优质豆科草粉的蛋白质含量一般都在14%以上,在饲料中加入优质豆科草粉,可节约一部分蛋白饲料。在此同时,还要发掘高蛋白质野生植物资源,如沙棘种子和紫穗槐等。沙棘种子蛋白质含量一般为26%左右,紫穗槐的蛋白质含量也高达22%以上。我国牧草资源十分丰富,是一种值得大力开发的、成本低的蛋白质饲料资源。
3.1.3 大力开发海洋植物资源
我国海洋植物资源极为丰富,海底生长着多种野生植物,其中产量较高的有海藻、海带草、海青菜、紫菜、海谷菜等。而海藻是海洋中分布最广的生物,从微小的单细胞生物到长达数十米的巨藻,种类繁多。世界海洋中的海藻类植物约一万多种。有绿藻门、褐藻门、蓝藻门、红藻门等11门,在这些藻体内含有丰富的海藻多糖、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质以及具有特出功能的生理活性物质,是提供食品、饲料和药物的原料库。用海洋植物作畜禽动物饲料的研究和应用始于上世纪50年代,我国至今尚未形成相应的海洋植物饲料加工业。
海洋植物营养丰富,含有多种生物活性物质,具有增强机体免疫力、促进生长等生物活性。栽培海洋植物可以改善生态环境,保护水生生物资源。因此,开发海洋植物饲料,促进畜牧业发展正日趋受到广泛重视。
3.1.4 从青绿牧草和树叶中提取叶蛋白
青绿牧草和树叶中含有丰富的蛋白质,从中提取的蛋白质产品称为叶蛋白(或称为绿色蛋白浓缩物)。目前,国际上都十分重视这项工作。叶蛋白产品的蛋白质含量一般为45%~60%,此外,还富含多种必需氨基酸。值得一提的是,生产叶蛋白的副产品——草饼和棕色液的利用价值也很高,草饼可作饲料饲喂家畜,营养价值和原来的牧草几乎没有什么差别,棕色液可直接作肥料,也可作培养液生产单细胞蛋白。
3.2 充分利用动物蛋白饲料资源
动物性蛋白原料营养价值高, 其中蛋白质、矿物质元素与维生素含量高, 糖含量低。含氨基酸种类较多,并有丰富的矿物质和维生素。动物源性饲料产品粗蛋白一般在50%~60%,且氨基酸组分比较平衡,价格相对鱼粉便宜,因而是畜禽重要的蛋白质饲料来源,在蛋白质饲料资源原本不足的条件下,动物源性饲料资源的开发和利用对节约我国蛋白质源具有非常重要的意义。
我国是动物蛋白饲料十分缺少的国家,国内每年只能生产少量鱼粉、血粉、肉骨粉等动物蛋白饲料,目前主要依靠从国外进口大量鱼粉来补充蛋白饲料的不足。其中秘鲁、智利等国家以沙丁鱼、鲱鱼、蓝背丁鱼为主要原料生产的鱼粉质量较好,而国内生产的鱼粉主要以鲲鱼等混杂鱼为主要原料,在山东、浙江两省产量较高,与国外鱼粉相比质量较差。因此,应采用新技术、新工艺,开辟动物蛋白饲料资源,努力增加动物蛋白饲料的生产。
3.2.1 充分利用海洋水产资源
我国沿海有大量再生的低等贝类和浮游生物,均可以用来生产动物性蛋白饲料。这是沿海地区解决动物蛋白质饲料的一种有效途径。
3.2.2 开发利用城市食品工业的下脚料
我国是畜禽生产大国,也是肉品消耗大国,每年因畜禽屠宰而生产的下脚料上千万吨,尤其是城市人口集中,消费量大,其食品工业的下脚料资源最为丰富。屠宰厂回收的各种畜禽鲜血;屠宰厂的各种畜禽下脚、肉屑、肉皮、肉渣、兔头、四肢,肉联厂不能食用的超期肉类;大型屠宰厂、肉联厂和市场上广泛收集的各种家禽鸡、鸭、鹅羽毛等,利用它们可生产出血粉、肉骨粉及膨化羽毛粉等优质动物蛋白饲料,同时也可减少城市环境污染。肠衣下脚料在提取肝素后,蛋白氮含量还很高(猪:47.32%,羊:66.84%),也是一种很有价值的动物蛋白饲料。
3.2.3 大力发展昆虫蛋白饲料的生产
昆虫是地球上种类最多且生物量巨大的生物,生物量超过其它所有动物(包括人类)生物量的10倍以上。目前,国内外学者发现,昆虫是最具开发潜力的动物蛋白饲料资源,大多数种类的昆虫,如蝇蛆、蝗虫、蚕、蛾、蜂、蚁等都可以作为畜禽的饲料应用而且有些昆虫食物转化率高、繁殖速度快、数量大、蛋白质含量较高,易于饲养。因此,开发昆虫用于饲料资源,对促进我国畜牧业及饲料工业的发展具有重要的意义。
3.3 发展单细胞蛋白饲料的生产
单细胞蛋白质是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白,实际上就是含蛋白质的干菌体,与豆粉相比,单细胞蛋白的蛋白质含量高出10%~20%,可利用的氮高出20%,在有蛋氨酸添加时可利用氮达95%以上。单细胞蛋白不仅含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素等畜禽所必需的营养物质,而且生产繁殖快,可利用多种农工业副产品或废弃物作为培养原料,在适宜的条件下,几十分钟到几小时就可繁殖一代,生产单细胞蛋白的原料广泛,方法简单,生产技术高,易于操作,便于推广,节粮省能,蛋白质含量高,不与粮食和牧草争地,不受气候的影响,而且单细胞蛋白产品的氨基酸种类齐全,维生素含量丰富,营养价值高。因此,单细胞蛋白是一种十分重要的动物蛋白饲料资源,发展单细胞蛋白的生产,将是开发我国蛋白质饲料资源的一条重要途径。
3.3.1 利用食品工业副产物生产单细胞蛋白
在食品工业中,酒精行业的废渣液,味精工业的废水,柠檬酸工业的废水,淀粉工业的粉渣和浸泡水,制糖工业的废丝、废渣,糖醛工业的残渣,均可用于生产酵母类单细胞蛋白,其产品的蛋白质含量一般为40%~58%,比大豆高33.3%~50%。试验证明,每千克酵母类单细胞蛋白可使奶牛多产奶6~7 kg,用含单细胞蛋白10%的饲料养鸡,产蛋量可提高21%~35%,每千克饲料酵母可增产30~40个鸡蛋或6~7 kg禽肉。
3.3.2 以工业产品和废水为原料生产单细胞蛋白
石油二次产品,如甲醇、醋酸、丙酸等,造纸厂的废水、废粉,经发酵和其它处理后,也可成为重要的单细胞蛋白饲料。
3.3.3 加强藻类蛋白资源的开发
藻类中可以作为蛋白饲料的主要有蓝藻类、小球藻等。蓝藻类蛋白质含量较高,一般都在50%左右,最引人注目的是螺旋藻,蛋白质含量高达71%,粗脂肪7.0%,而且繁殖力强,在20~25 ℃良好环境下,每小时能成倍增长,每亩每年可产干品75 kg以上,开发这类单细胞蛋白是十分有意义的。小球藻干体中含有50%的蛋白质,丰富的维生素和叶绿素,是一种优质的蛋白质饲料。因培养简便、投资少、见效快,也是一种值得开发的单细胞蛋白饲料资源。
3.3.4 加大利用微生物蛋白质资源
微生物蛋白质饲料是一种具有生物活性的蛋白质饲料,蛋白质为20%,能量12 MJ/kg。蛋白质和能量水平大致介于玉米和豆粕之间,且营养全面,除含有蛋白质、粗脂肪、钙、磷外,还含有大量的有益微生物和B族维生素。因此极易被动物体吸收利用,还可有效调节动物胃肠道的微生物区系,增强动物对疾病的抵抗力。
3.4 重视非蛋白氮饲料的生产利用
非蛋白氮是一种廉价而有效的蛋白源,是反刍动物十分重要的蛋白饲料。目前人们已对20多种非蛋白氮应用于反刍动物的饲用价值进行了试验,效果较好的是尿素和双缩脲。随着饲养业的不断发展,蛋白质饲料日趋缺乏,非蛋白氮的生产与利用已成为反刍家畜饲养业中缓解蛋白质饲料不足的主要措施之一。我国目前对非蛋白氮的利用才刚刚起步,但已有初步成效。
4 结语
蛋白质是动物生产必不可少的物质,蛋白质资源是饲料行业一个永恒的话题,由于畜牧业的迅速发展,蛋白质饲料的供求矛盾日益尖锐,因此解决蛋白质匮乏的问题不仅是我国同时也是世界所面临的现实难题。我国蛋白饲料严重短缺,但可供利用的资源潜力很大,关键是如何开发和利用。只有采取综合的技术措施,寻找新的蛋白质来源,才能缓和蛋白质饲料缺乏的矛盾。因此,大力开发蛋白质饲料资源对于推动我国饲料工业的发展具有重要意义。
参考文献
[1] 袁涛,张伟力,等.我国几种蛋白质饲料资源现状[J].江西饲料,2004(2):25-27
[2] 施安辉,单宝龙,贾朋辉,等.国内蛋白质饲料资源开发利用的现状及前景[J].饲料博览,2006(6):40-43.
[3] 李爱科, 郝淑红, 张晓林, 等. 我国饲料资源开发现状及前景展望[J].畜牧市场,2007(9):13-16
[4] 李殿珍.河南省蛋白质饲料资源的合理开发与有效利用[J].农牧研究,1992(6):41-46.
[5] 赵建明,何学军,魏金涛,等.玉米酒糟在猪饲料中的应用[J]. 饲料工业,2008,29(2):63-64.
[6] 刘刚,盖日中,等.海洋植物资源的开发与利用[J]. 饲料世界,2006(9):31-32.
[7] 张无敌,夏朝凤,等.一些蛋白饲料资源的开发评价[J].粮食与饲料工业,1998(4):22-23.
[8] 石学刚,王斯佳,等.动物性蛋白饲料原料开发及应用现状[J].中国畜牧杂志,2007,43(20):46-50.
[9] 马现永.正确认识和使用动物源性饲料[J].中国动物保健,2008, 8(114):74~75
[10] 许云贺,张莉力,李建国,等.主要动物性蛋白质饲料的选择与使用[J].黑龙江畜牧兽医,2008(6):54~57
[11] 杜文义.开发动物下脚料前景广阔[J].农家参谋,2004(9):24-25.
[12] 赵庆宇,胡兰,付亮亮,等.昆虫蛋白饲料的开发与利用[J].上海畜牧兽医通讯,2006(5):8~9
[13] 刘建静,杨曙明,等.单细胞蛋白质饲料的开发与利用[J].饲料广角,2007(7):36-38.
[14] 任静柏.单细胞蛋白饲料的开发与应用[J].现代畜牧兽医,2007(5):30-32.
[15] 刘立秋,田培育,等.单细胞蛋白饲料在畜牧业生产上的应用[J].黑龙江畜牧科技,1999(3):19-22.
[16] 曹发龙,钟莲,郝广芬,等.日粮中添加微生物蛋白质饲料促进仔猪生长的实验[J].中国畜牧兽医,2008,35(3):132-135.
[17] 贾佳.如何有效利用肉牛蛋白质饲料[J]. 农村养殖技术, 2008(11):12-15.
(编辑:崔成德,)
刘靖,湖南农业大学动物营养研究所,410128,湖南长沙。
张石蕊(通讯作者),单位及通讯地址同第一作者。
收稿日期:2009-01-15
|