作者:成舸 李浩鸣 来源:中国科学报 发布时间:2012-12-31 12:50:14
选择字号:
生猪产业技术创新联盟引领中国畜禽养殖绿色未来

2011年,国家生猪产业技术创新战略联盟成员广州会议合影。


2012年印遇龙(中)向英国皇家学会院士Moughan博士介绍动物营养实验。

2008年10月,德国家畜生物学研究所教授、国际猪消化生理大会执行主席Souffrant博士参观中科院亚热带农业生态研究所。


2012年9月30日,中科院重要方向项目验收会议。


2013年即将由斯普林格出版的氨基酸营养学英文专著。


  
美国、加拿大专家参观联盟示范养殖基地。
 
■本报记者 成舸 李浩鸣
 
“瘦肉精中毒”、“激素速生鸡”……近年来,我国肉类食品安全风波频发,暴露出肉类生产行业在向规模化发展过程中因缺乏科学指导和不规范导致的安全隐患,并逐渐从肉食品加工延伸至了产业链的上游——养殖业。
 
我国是世界第一养猪大国,每年的生猪出栏量约占世界生猪出栏总量的50%。猪肉作为我国城乡居民主要的动物性蛋白质来源,占到了肉类消费总量的65%左右,尽管如此,仍难以满足人们日益增长的生活需要。
 
面对质量和产量的双重挑战,如何在开展规模化探索的同时,发展一条全产业链上的科学健康养殖之路,已成为实现中国畜禽养殖业现代化的首要任务。这不仅要靠政府监管和企业自律,更有赖于整个行业理念的更新、技术的进步和生产水平的提高。
 
国家生猪产业技术创新战略联盟,正是在上述背景下应运而生。
 
规模化养殖的破题之举
 
2009年,在我国畜禽养殖业现代化的历史上是一个至关重要的年份。
 
这一年初,中央出台一号文件,提出“加快发展畜牧水产规模化、标准化健康养殖”。 在随后不久举行的十一届全国人大二次会议上,温家宝总理在政府工作报告中把“推进畜牧水产规模化标准化健康养殖”作为该年农业农村工作的主要任务之一。这已是继2007年后“健康养殖”再度被写入中央一号文件。
 
所谓“健康养殖”,即是指根据养殖对象的生物学特性,运用生态学、营养学原理来指导生产,为养殖对象营造一个良好的、快速生长的生态环境,提供充足的全价营养饲料,使其在生长发育期间最大限度地减少疾病发生,使生产的食用商品无污染,个体健康,产品营养丰富,与天然鲜品相当,并对养殖环境无污染,实现养殖生态体系的平衡。
 
也是在这一年初,科技部、财政部、教育部、国资委、全国总工会与国家开发银行六部门联合下发《关于推动产业技术创新战略联盟构建的指导意见》,首次以文件形式明确要求推进“产业技术创新战略联盟”这一新的产学研合作模式,并鼓励国家重点行业开展试点。
 
此时,我国的生猪产业正面临一场深刻转折,过去以农村家庭为主体的散养模式逐渐退出市场,被以企业为主体的规模化养殖模式所取代。大中型集中养猪场开始出现,大大小小的肉制品加工企业更是如雨后春笋一般涌现,而在产业化发展最早、技术要求最高的饲料行业,不少具有生物技术背景的外资开始介入。就连网易CEO丁磊也在这一年初高调宣布进军养猪业,一时成为互联网上的大热门。
 
俗话说,外行看热闹,内行看门道。在令人眼花缭乱的新闻背后,置身其中的业内人士真正关心的是:面对养猪业的变革,我们究竟准备好了吗?
 
纵观彼时的养猪业,一面是原有养殖体系过于落后,一面是新问题层出不穷,规模化商业化养殖在有利于提量和监管的同时,也令可能存在的资源和安全风险进一步放大。不少企业开始意识到,光有规模是不够的,有规模缺规范、重产量轻质量的局面才是制约产业发展的症结所在。然而,由于企业自身的技术创新能力不足,靠单打独斗已越来越难以应付上述局面,只有依靠大联合、大协作才是根本出路。
 
在六部门联合文件的推动下,国内生猪产业迅速作出反应。2009年6月,来自国内生猪产业的12家知名企业、4所高校、3家科研机构在湖南长沙共同宣布,联合组建我国首个生猪产业新型产学研合作组织——“生猪产业技术创新战略联盟”(注:以下简称战略联盟)。
 
中国科学院亚热带农业生态研究所,既是该联盟的发起单位,也是该联盟的首任理事长单位。该研究所坐落在长沙市最东边,由于其地理位置偏僻,加之这里的研究人员一贯低调的工作作风,使得本地不少的士司机第一次载客来到这里时都会感到惊讶。但就是这样一家研究所,在我国的养猪业界却早已享有盛誉。1999年,我国第一个畜禽健康养殖研究中心就诞生在这里。
 
十年攻关奠定技术基础
 
从科学到技术,从技术到产业,从产业再到市场和消费者。历史已无数次证明了这一规律的科学性。如何让老百姓吃上够吃、好吃而且吃得放心的猪肉?针对这样一项菜篮子工程,中国科学院亚热带农业生态研究所已经历了十余年艰苦探索的历程。
 
在我国,长期以来的散养模式下,过去的养殖户多采用依据经验制定的以粗蛋白含量为主要指标的饲料,由于缺乏科学指导,这一方法成了日后规模化养殖模式下不少企业给生猪盲目添加饲料和饲料添加剂的根源之一。有不少人甚至以为,只要条件允许,给动物喂食的营养越多越好,长得越快个头越大越好,甚至使用激素以促进动物生长发育的恶性事件也偶有发生。
 
事实上,对营养素在动物体内消化、吸收和代谢规律及其调节机制认识不够,导致日粮营养素供给模式不科学,正是制约当前养殖水平提升的一个重要原因。
 
国际上通常用“理想蛋白质”模型来建立动物的氨基酸需要量体系,作为制订饲料配方时的重要参考。然而,由于科学家对营养物质在畜禽体内消化吸收和代谢转运的机理尚未完全探明,该蛋白质模型充其量只是一个理想模型,在应用中缺少实际意义。国际上至今仍在对该体系不断改进和完善。
 
从上世纪90年代开始,在中国科学院亚热带农业生态所研究员印遇龙带领下,该所畜禽健康养殖研究中心围绕猪体内的氨基酸代谢过程开展了长期而深入的研究。由于要处理的食糜样品多达2万斤,实验中每隔7天就要连续收集2天的回肠食糜,同时称重、烘干、磨碎,接着进行10多种营养成分的分析。在这样艰苦的条件下,研究人员从探索成分测定方法开始,经过五年多努力,共计完成了60多种饲料营养物质消化与吸收的测定项目,取得了几十万个科研数据,向国际机构Genbank提交了18个猪磷和氨基酸及有关的重要基因序列;发现了淀粉消化释放葡萄糖的速度是影响氨基酸吸收与代谢的关键因素,解释了动物糖代谢和蛋白质代谢间的内在联系。在此基础上,研究人员构建了一整套环境安全营养技术体系,为日后饲料厂和养殖场设计高效的饲料配方奠定了技术基础。
 
2005年12月6日,以李德发教授、刘筠院士、陈焕春院士为首的鉴定委员会在长沙对该项目科研成果进行了鉴定。鉴定委员会认为,该项目将营养物质的代谢调控研究从消化道组织层次提升到器官层次,从机体水平提高到分子水平,主要成果已处于国际前沿,其中氮、磷营养代谢的评定方法体系及其规律研究达到国际领先水平。美国营养学会在其会刊中对上述成果给予了专题评述,认为,“研究团队所建立的猪氮磷代谢研究方法和调控技术,为氮磷代谢调控技术与环境安全研究提供了理论依据,解决了猪营养学研究与应用中的许多重大技术难题。该成果也确立了中科院亚热带农业生态所作为国际知名动物营养研究与交流中心的地位”。
 
2005年开始,中心继蛋白质营养研究之后,将动物对能量的吸收纳入了研究视野,研究对象也从氨基酸扩展到了碳水化合物,开始全面研究营养和能量在猪体内的代谢转运机理及调控关键技术。 “我们的研究工作是连续的,只是进行了扩展,并且做得更加精细了。”印遇龙说。为了“扩展”和“精细”这四个字,这项新的系统研究一干就是7年。
 
战略联盟帮促产业转型
 
作为中国科学院唯一一个从事动物营养与环境安全研究的专业团队,畜禽健康养殖研究中心以满足国民需求、推进畜禽健康养殖和保护生态环境安全三重目标为己任。然而,在传统养殖方式占主要地位的中国,健康养殖的成果转化之路在起步时并不平坦。对于战略联盟这一新兴事物,虽然国家已明确其主要任务和基本原则,但具体组织模式和运行机制,并没有一例成功经验可循,只能先行先试,在实践中探索。
 
针对这一情况,畜禽健康养殖研究中心变被动为主动,积极与企业对接,通过联合攻关和技术转移等形式,为推进产学研深度合作开展了积极探索。特别是随着战略联盟的酝酿、筹备、建立和发展,其研究开发和成果推广的效率也不断得到提升。
 
2012年12月,经过七年协作攻关,“猪的碳水化合物与氨基酸营养调控关键技术研究及应用”成果通过了由湖南省科技厅组织的科技成果鉴定。以中国工程院院士张改平为首的专家委员会认为,该成果整体上达到同类研究的国际先进水平,其中在海洋寡糖、精氨酸和谷氨酸的营养机制研究方面居国际领先水平。
 
总结项目成功的经验,记者发现,产学研合作模式的不断深化是一个重要原因。据了解,该项目采用“133制”,即1个整体,3个阶段,3项内容,以“点”——研究所和高校,“线”——研究单位与公司企业,“面”——养殖场或农户为单元,按实验研究、试验示范和推广应用三个阶段,分营养代谢评定方法及其机制研究、调控机理研究、产品质量和环境安全研究三个部分进行。除中科院相关院所外,上海新农、江西双胞胎、北京伟嘉人、深圳比利美英伟等多家公司也合作参与其中,按课题负责制实行合同式管理。其中,试验和示范由研究所和企业共同负责,推广以公司为主体。
 
这一模式收到了良好的效果。不仅在功能性氨基酸、碳水化合物的营养生理功能研究上取得了重要突破,建立了高效、无公害的猪饲料配方参数和营养调控技术体系,还研制出了既可提高氨基酸的消化吸收,又能有效阻碍大肠杆菌在肠黏膜入侵的新型海洋寡糖添加剂,以及其他一系列无抗生素、无激素的仔猪饲料配方和营养调节剂,并在生产实际中得到了充分检验和应用。
 
随着战略联盟的建立,越来越多的国内骨干饲料企业慕名而至,双胞胎集团就是其中之一。这家成立于2003年、总部位于江西的我国乳猪料销量第一的企业,为提升产品品质,曾长期高薪聘请国外专家担任技术指导。在了解到中科院的成果后,该集团董事长鲍洪星表示,饲料行业未来的发展主流方向,一定是要把先进技术成果用于饲料技术生产中去,促进由粗蛋白体系向可利用氨基酸体系转化,并当即表达了强烈的合作愿望。不久后,该企业成为战略联盟的成员单位,并与中科院亚热带农业生态研究所合作建立了博士工作站。
 
冯泽猛、周笑梨、张军等都是来自中科院亚热带农业生态所的博士生,根据联盟成员企业提出的科研任务,他们分别前往双胞胎、比利美英伟、安佑、鑫广安等国内生猪产业龙头企业,协助后者开展产学研技术攻关,真正将实验室搬到了养殖场。到目前为止,由该中心与企业共同研发的绿色环保饲料和饲料添加剂技术和产品已在全国16个省市19家企业直接采用,累计帮助企业新增利润34.11亿元,新增税收13.7亿元,产生社会效益1285亿元。
 
鉴于与中科院亚热带农业生态所产学研合作的良好示范效果,战略联盟内的企业又陆续与联盟内的浙江大学、东北农业大学、南京农业大学、黑龙江农业科学院等一批农业高等院校和科研院所结对,转化技术成果,开展项目攻关,并共建了一批博士工作站。
 
2010年1月,组建半年后的战略联盟通过了科技部的技术性审核,标志着获得国家正式认可。此后,联盟规模不断扩大并步入正轨。2011年12月30日,战略联盟组建以来的首届工作会议在广州举行,联盟的目标被进一步明确为“最终形成优良种猪、安全饲料、高效防疫、清洁养殖、产品加工和高值化利用等安全优质猪肉产品生产技术创新体系。”2012年6月21日,国家生猪产业技术创新战略联盟理事会在湖南长沙正式成立,印遇龙被推举为首任理事长。从此,我国唯一一个覆盖生猪育种、饲料、养殖、加工、疾病和污染防控等环节的生猪全产业链技术创新战略联盟进入了实质性运转阶段。
 
据联盟副秘书长袁慧教授介绍,截至2012年底,国家生猪产业技术创新战略联盟成员单位数量已发展至124家,涵盖全国近30个省市自治区的相关科研院所、高校和企业,其中企业成员占到60%。
 
从源头提高猪肉安全性
 
提高猪肉品质、保障食品安全是一项极为复杂的社会系统工程,涉及生产、加工、流通、销售以及防控、监管、治理等诸多环节,可究竟什么才是源头?对畜禽而言,是饲料和养殖环节;对行业而言,则是从业人员素质和专业水平。
 
过去人们一般认为,母猪乳可以提供足量的氨基酸,以满足哺乳仔猪的生长需要。但近十多年年来的研究却表明并非如此。国外学者发现,经人工喂养母猪生下的仔猪,从生下到21天时,平均生长速度是每天约400克,相比单纯靠哺乳的仔猪提高了74%,表明当猪乳作为仔猪唯一的日粮蛋白来源时,哺乳仔猪并不能获得最佳的生长性能。这是一个重要信号,预示着在安全可控的前提下,仔猪生长具有明显的生物学潜能。然而此时,养殖业又遇到了新的问题。
 
据了解,在各种饲料中蛋白质含量最高的是鱼粉,其次是大豆。碳水化合物则主要来自玉米和小麦。前者主要补充蛋白质营养,后者主要补充能量。
 
记者从中科院亚热带农业生态所获得的一份研究报告显示,随着畜牧业的迅猛发展,我国优质饲料资源日益紧缺。不仅鱼粉和大豆的进口依存度现已高达70%以上,而且玉米和饲用小麦也需要大量进口,蛋白质和碳水化合物饲料资源紧缺已成为畜牧业可持续发展的主要限制因素。此外,由于缺乏优质饲料原料、人们对猪利用营养素的机制缺乏认识等原因,目前猪对饲粮中氮的利用率仅为24-54%,还有46-74%通过粪尿排到环境,不仅造成有限饲料资源的巨大浪费,还对生态环境造成了污染。
 
此外,长期以来,我国多数养殖企业都是通过在饲料中添加抗生素来增进牲畜的抗病能力,通过添加高铜高锌等重金属元素药物来刺激畜禽的生长,对畜禽和人体健康及生态环境均造成了威胁。在这种条件下,为了维持畜禽的健康又不得大量使用兽药,并通过注射各种疫苗和消毒药来防止传染病的传播,从而加剧了环境污染。另一风险是对瘦肉率的畸形追求,引致“瘦肉精中毒”事故多次发生。之所以如此,一个重要原因是因为生产者找不到成本低、效果优、无毒无污染的优质饲料添加剂。
 
农业部饲料工业中心副主任、中国农业大学教授谯仕彦认为,除强化安全监督等举措外,只有加强畜牧水产养殖领域的科学研究和技术开发,提高饲料资源利用率,开发饲用抗生素替代产品和技术,减少养殖成本,才能真正保障我国畜禽水产品的有效安全供给。而广东省农科院院长蒋宗勇则表示,只有通过改良品种和调整营养平衡才是提高瘦肉率的正道,通过调控动物营养的技术手段,合理提高瘦肉率是完全可行的,在这方面动物营养专家多年来已作了不懈的努力。
 
2012年11月,中国畜牧兽医学会动物营养学分会第九届会员代表大会暨第十一次动物营养学术研讨会,与国家生猪产业技术创新战略联盟第一届理事会第二次会议同期在湖南长沙举行,来自该联盟成员单位的关于绿色饲料添加剂替代抗生素方面的合作研究进展在研讨会上受到学者广泛关注,联合开发的高效优质无公害的新型氨基酸和碳水化合物制剂更是受到众多参会企业的青睐。
 
“加强人员的交流互动,为产业持续创新提供人才支撑”,是战略联盟的另一个主要任务。在2012年6月举行的理事会成立大会上,一场生猪优质健康养殖关键技术国际学术研讨会同期举行。中国畜牧兽医学会理事长、中国工程院院士陈焕春介绍了近年来猪场发生的几种新病及其预防措施的学术报告,来自英、美等国的学者也交流了世界上最新的动物营养学研究进展,吸引了战略联盟各成员单位代表的极大兴趣。
 
据了解,在中科院亚热带农业生态所的组织和推动下,生猪产业联盟不仅吸纳了一大批具有广泛代表性的理事单位,还依托联盟建立了专家委员会和专家顾问委员会,并定期举办国际学术会议,推动国内企业界的高级工程技术人员参与学术交流,培养后备人才。 另据了解,该战略联盟已着手在理事单位中设立生猪育种、健康养殖、生产技术、疫病防控、污染防治等13个技术指导中心和若干示范基地,以依托联盟骨干单位的优势,帮助整个行业完成转型,持续引领中国畜禽养殖产业的健康发展。
 
基础研究吸引国际关注
 
展望未来,全面建立现代生猪产业体系任重道远,战略联盟的使命才刚刚开始。作为战略联盟的理事长单位,中科院亚热带农业生态研究所开始思考下一个问题:5至10年后,仍然具有引领性的科技成果在哪里?答案是不言而喻的:持续开展前瞻性的基础研究——这正是前一个十年取得成功的最宝贵经验。
 
2008年,由印遇龙主编的《猪氨基酸营养与代谢》由科学出版社出版;2011年3月,《猪营养代谢与调控研究》由湖南科学技术出版社出版;2012年9月,中科院知识创新工程重要方向项目“动物重要氨基酸吸收转运的分子机制与营养调控机理”和“家畜安全生产产业化关键技术集成与转化”通过了中科院生物局组织的专家委员会的验收;涵盖上述项目及国家“973”计划和国家自然科学基金项目等在内的综合研究成果“碳水化合物与氨基酸营养调控关键技术在生猪养殖产业化中的应用”也即将通过验收。
 
中国学者的研究,逐渐吸引了国际同行的注意。2012年1月11日,中心课题组的一篇论文刚在《营养生物学杂志》在线发表没多久,就被总部设在加拿大的一家“Globe Medical Discovery”网站在首页推荐。这是一篇基础研究论文,探讨了L精氨酸通过刺激mTOR信号通路在猪滋养层细胞和蛋白质合成,促进猪胎盘细胞生长发育的机制。评论认为,这一发现有助于解释有益的精氨酸补充对改善哺乳动物胎儿生长发育的影响。
 
无独有偶。9个月后,丹麦的科学家也提出了类似的发现。该国奥胡斯大学的研究者们进行的一项旨在提高新生猪仔成活率的研究表明,在母猪饲料中添加生物活性氨基酸可能提高新生猪仔的存活率。丹麦曾是世界上最大的猪肉出口国,被公认为世界上养猪技术最先进的国家,1995年开始在全球率先禁用抗生素饲料,之后被各国纷纷仿效。这一次,在科学家试图寻找新的健康饲料的努力中,中国学者走在了世界前列。
 
有数据为证。2012年9月,中国科学院文献情报中心“世界科学前沿发展态势分析”课题组通过Web of Science数据库,对2007~2011年间农林科学领域研究论文中获得引用数最多的中国学者论文进行了排名,中科院畜禽健康养殖研究中心团队2007年发表于《英国营养学杂志》的一篇论文“氨基酸及免疫功能”被引高达207次,名列第一。该团队另一篇2008年发表于美国《营养学杂志》上文章被引达94次,排名第七。
 
美国《动物科学杂志》副主编Adeola这样评价道,“Yin等从组织器官水平和基因水平揭示了碳水化合物和酶制剂提高饲料氮/氨基酸利用率的机制,该研究阐释了氨基酸与碳水化合物代谢内在联系,是我们建立基于淀粉释放葡萄糖速度的理想蛋白体系理论的基础”。
 
问渠哪得清如许,为有源头活水来。可以说,正是因为有了这样一批在国际上具有前瞻性、引领性的基础科研成果,为生猪产业技术创新战略联盟这一机制源源不断输入新的生命力,中国畜禽养殖的绿色未来才真正具有长久希望。
 
《中国科学报》 (2012-12-31 第7版 观点)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 
SSI ļʱ
相关新闻 相关论文

图片新闻
太阳CNO聚变循环产生中微子 海底泥火山是这样产生的
量子纳米金刚石有助更早检测疾病 火星赤道 曾遇洪水
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐