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我国生物饲料产业发展应用技术及研究进展

导读

1乳酸菌表达系统的特点

我国生物饲料标准仍需完善,尚不能满足产业发展的迫切需要。一是缺乏权威的产品标准、统一的检测方法标准。二是缺乏原辅料的质量标准,检测方法标准也不够全面。目前急需研究制定、完善具体产品标准、质量检测评价方法标准、术语和分类、标签标识标准。


1.1 与生物饲料相关的标准现状

1.1.1 微生物饲料添加剂标准亟待完善

生物饲料添加剂可以促进生长发育,提高动物生产性能,增强机体免疫力,维持肠道微生态平衡,提高饲料利用率等,因而在全国畜牧养殖业中应用推广发展迅速。但市场上微生物菌剂产品品种繁多、名称混乱、质量良莠不齐、部分产品功能功效夸大,导致市场上产品出现无序竞争。 

在国外,已发布生物饲料添加剂相关标准10项,专利达1427项。美国食药局(FDA)1989年公布了42种饲用微生物菌种名单。

我国微生物饲料添加剂标准国家标准有:《微生物饲料添加剂通用要求》(GB/T 23181-2008)、《饲料添加剂 低聚木糖》(GB/T 23747-2009)、《饲料中蜡样芽孢杆菌的检测》(GBT 26427-2010)、《饲用微生物制剂中枯草芽孢杆菌的检测》(GBT 26428-2010)等;行业标准有:《饲料微生物添加剂 地衣芽孢杆菌》(NY-T 1461-2007)、《饲料添加剂 产朊假丝酵母》(NYT 2131-2012)、《饲料添加剂 枯草芽孢杆菌》(NY/T 2131-2012)、《微生物饲料添加剂技术通则》(NY/T 1444-2007)等。


1.1.2 饲用酶制剂标准比较完善

在我国,饲用酶制剂标准相对比较完善,已发布的国家标准有:《饲用植酸酶活性的测定 分光光度计法》(GB/T 18634-2009)、《饲料添加剂木聚糖酶活力的测定 分光光度计法》(GBT 23874-2009)、《饲用纤维素酶活性的测定 滤纸法》(GBT 23881-2009)、《饲料添加剂酸性、中性蛋白酶活力的测定 分光光度计法》 (GB/T 28715-2012)等。行业标准有:《饲料用酶制剂通则》(NY/T 722-2003)、《饲料添加剂纤维素酶活力的测定》(NY/T 912-2004 )、《饲料添加剂β-葡聚糖酶活力的测定 分光光度计法》(NY/T 911-2004 )等;地方标准有《饲料添加剂 葡萄糖氧化酶的测定》(DB13/T 1444-2011)等。


1.1.3植物提取物饲料添加剂标准出台比较迫切

植物提取物饲料添加剂目前只有1项标准,国家标准有《天然植物饲料添加剂通则》(GB/T 19424-2003),更完善的标准相关部门正在制定当中。植物提取物饲料添加剂标准制定比较迫切。


1.1.4 发酵饲料标准急需增补

我国已有的发酵饲料相关的国家标准有:《酵母抽提物》(GB/T 23530-2009)、《饲料添加剂 饲用活性干酵母(酿酒酵母)》(GB/T 22547-2008);行业标准有:《饲料原料 发酵豆粕》(NY/T 2218-2012);轻工业标准有:《酵母β-葡聚糖》 (QB/T 4572-2013)、《饲料酵母》(QB/T 1940-1994)。相对于蕴量丰富的饲料资源种类,我国发酵饲料标准急需增补出台。

为此,由生物饲料开发国家工程研究中心发起成立的中国生物饲料产业创新战略联盟收集汇总了我国生物饲料部分国家标准和行业标准,为规范生物饲料行业的健康发展奠定了基础。


1.2生物饲料标准化实践与方法

1.2.1标准的层级

我国的标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四级。在全国范畴内统一技术要求,应当制定国家标准。对没有国家标准,而又需要在全国某个行业范围内统一的技术要求,可以制定行业标准。对没有国家标准和行业标准,而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的产品的安全、卫生要求,可以制定地方标准。

企业生产的产品没有国家标准、行业标准和地方标准的,应当制定相应的企业标准。对已有国家标准、行业标准或地方标准的,鼓励企业制定严于国家标准、行业标准或地方标准要求的企业标准。


1.2.2 国家标准的制定程序

国家标准的制定程序如下:标准立项→标准起草→征求意见→标准审查→批准发布→标准复审。

在标准体系上,逐步将现行强制性国家标准、行业标准和地方标准整合为强制性国家标准。在标准管理上,国务院各有关部门负责强制性国家标准项目提出、组织起草、征求意见、技术审查、组织实施和监督。在标准体系上,进一步优化推荐性国家标准、行业标准、地方标准体系结构,推动向政府职责范围内的公益类标准过渡,逐步缩减现有推荐性标准的数量和规模。

在标准范围上,合理界定各层级、各领域推荐性标准的制定范围,推荐性国家标准重点制定基础通用、与强制性国家标准配套的标准;推荐性行业标准重点制定本行业领域的重要产品、工程技术、服务和行业管理标准;推荐性地方标准可制定满足地方自然条件、民族风俗习惯的特殊技术要求。


1.2.3大力培育发展团体标准

在标准制定主体上,鼓励具备相应能力的学会、协会、商会、联合会等社会组织和产业技术联盟协调相关市场主体共同制定满足市场和创新需要的标准,供市场自愿选用,增加标准的有效供给。在标准管理上,对团体标准不设行政许可,由社会组织和产业技术联盟自主制定发布,通过市场竞争优胜劣汰。在工作推进上,选择市场化程度高、技术创新活跃、产品类标较多的领域,先行开展团体标准试点工作。

  

1.2.4 放开搞活企业标准

建立企业产品和服务标准自我声明公开和监督制度,逐步取消政府对企业产品标准的备案管理,落实企业标准化主体责任。

2地源性饲料助推生态循环健康养殖发展

目前,面对畜牧行业发展的共性问题,饲料行业“十三五”的发展方向包括降本增效、保障畜产品品质或安全、资源利用问题等。我国是饲料大国,但我国的饲料资源并不充足,目前需要大量进口大豆、大麦、高粱等。因此,低质饲料资源的高值化利用成为饲料行业发展的重要方面,因地制宜发展地源性饲料(拟定英文名:Eco-feedstuffs)应运而生。


2.1 地域性、季节性和经济性特点

目前地源性饲料的定义还处于商讨阶段,地源性饲料是指经过饲料化加工处理后可规模化饲用的地方性饲料资源的总称,具有特色的营养价值、不易加工处理、流通成本高、易变质、季节性强和有一定地理范围等特点。地源性饲料资源的开发和应用,可有效降低养殖成本,改善环境,改善肉蛋奶鱼品质,但其高效利用需要配套工程技术的集成和实施,合理利用可降低饲料成本,提高养殖经济效益、保护生态环境,实现生态循环养殖。

目前,我国发展地源性饲料的有利条件有:一是生物技术的发展,可以通过微生物发酵处理对低值农副产品进行高值化利用。二是对于部分区域,饲料的收、储、运仍然是明显的制约因素,这无形中提高了饲料成本。因此,充分利用当地特色的农副产品发展地源性饲料成为更好的选择。三是湿拌料或液体饲喂系统的普及,助推了地源性饲料的发展。传统的干粉饲喂设备不能直接用于液体饲喂,这就需要依靠饲喂装备和系统普及。四是实现发酵设备的小型化和便捷化,兼顾经济性和实用性。地源性饲料有助于推进发酵原料直达养殖终端的跨越发展,即在养殖终端直接实现原料发酵。而有组织的“公司+农户”的适度规模化发展的也将有益于地源性饲料推广和应用。


2.2 降本、增效、安全和环保的应用效果

发展地源性饲料有助于实现生态循环健康养殖,两者间的纽带是环境,在饲料产业和畜牧业转型期间,两者的核心均是资源利用价值最大化和环境保护效果最大化。

推动地源性饲料的效益主要体现为:一是提高资源利用效率和畜禽产品的质量,二是降低养殖成本和改善养殖环境。两者结合可有效促进碳元素和氮元素资源在“种植-养殖-种植”中的循环,具有较大的经济、社会和生态意义。

地源性饲料需要从收集、储运、配制、饲喂和废弃物处理全过程采用生物、营养和工程技术等实现其有效应用和推广,才能获得较好的经济、社会和环境效益。通过生物发酵配套技术,可有效解决地源性饲料保质难和饲喂难的瓶颈,提高地源饲料高值化利用率,创新性地构建养猪场配套工程技术和生产管理系统,形成地源饲料开发命运联合体,为养殖业提供一套科学的降本、增效、安全、环保、健康养殖综合解决方案,同时,生态循环养殖从饲料、饲喂和废弃物处理采用生物、营养和工程技术中获得最佳养殖效益和环境保护效果,并可在全国范围内复制推广。


2.3 关键技术集成应用

地源性饲料资源的开发和应用需要对一系列关键技术加以集成、示范和推广。围绕地源性饲料的开发,涉及到的应用关键集成技术主要包括五个方面:一是发酵菌种集成技术,针对不同来源的物料高效筛选出复合菌+酶的组合方案并完成小试;二是发酵设备和工艺集成技术,针对不同物料和养殖规模定制并固化发酵设备和工艺技术;三是发酵液体饲料配方及配制技术,以某一地源饲料为核心的饲料配方技术及多种不同含水物料混合技术;四是养殖场自动化液体及湿料饲喂系统技术,针对不同水分配合料在特定规模养殖场的自动化饲喂集成技术;五是畜禽粪污生物处理技术及病死畜禽无害化处理集成技术,最终实现种杨循环。构建生态循环健康养殖模式需要众多技术集成并有机整合,才可有效推动地源性饲料的发展,实现多重效益。

尽管对地源性饲料发展前景持乐观态度,但在实际应用过程中尚存在一些问题。第一,基础研究有待完善。饲料经发酵处理后,或采用液体料饲喂模式,原料营养学指标、配方技术等科研工作有待进一步调整和补充。第二,缺乏复合型人才。地源性饲料应用需要打通发酵工程、养殖设备、饲料和肥料等之间的间隔,打造专业团队。第三,市场混乱、技术标准不统一问题凸显。需要加强行业的监督和管理,促进产业标准化体系建设。第四,市场竞争激烈。地源性饲料交适合肉猪、肉牛和肉羊等育肥期动物,其主要是在有地源性资源的区域进行推广,但在一定程度上还是会和传统饲料企业产生市场竞争。


2.4 种养结合的生态循环健康养殖发展模式示范推广

在地源性饲料推动生态循环养殖发展过程中,首先需要技术体系的的支撑,要充分发挥国家工程中心的组织和牵头作用;其次需要养殖龙头企业整合资源,实现标准化、规模化养殖示范;第三需要通过地方政府的支持和引导,在当地形成具有地方特色的发展模式。

针对柑橘渣、红薯秧和新鲜酒渣等地源性饲料资源的开发利用,国内大型养殖企业、自动化饲喂设备制造知名企业、生物饲料开发国家工程研究中心和重庆市畜牧科学院就地源性饲料在养殖场的应用和推广技术已开始了战略合作,第一批合作示范点为北京、天津、重庆和新疆。

实现地源性饲料应用和推广模式,可降低造肉成本,改善肉质,通过发酵生产生物饲料就近应用,提升种植效益,减少其种植或加工业面源污染,实现“微生物-饲料-养殖-粪便-土壤-种植”的种养健康循环。根据地方作物种植情况和地方粮食和食品加工业情况,确定可以用于地源性饲料开发的资源种类、数量和区域,将有助于更精确地指导全国地源性饲料的开发和应用技术推广。

3生态循环典型模式分析

畜牧业现代化发展面临生态环保、循环养殖、重大动物疾病防控、动物食品质量安全等诸多热点难点问题的形势下,关注环保、关注食品安全将成为我国未来发展的基本国策,发展生态循环养殖,打造“生态循环养殖模式”有利于养殖过程中物质循环、能量转化和提高资源利用率,减少废弃物、污染物的产生,保护和改善生态环境。近年来,从循环养殖及智能饲喂模式、农牧废弃物无害化处理等方面,涌现了一系列生态循环典型模式,将为实现畜牧经济与生态环境的健康可持续发展,保障畜产品安全提供了可靠的保障。


3.1“渔光一体”循环智能养殖模式

某企业的“渔光一体”环保生态循环智能养殖模式,创新设计和研发了“渔光一体”池塘投饲捕捞区与光伏电站安装区和池塘循环养殖环保工程系统、“渔光一体”池塘智能养殖管理系统和高效环保养殖设备。有效融合了水产领域和太阳能领域的双重优势,改良了传统的渔光互补项目以光伏发电站为主,渔业养殖为辅的模式,有机融合应用了通威先进实用的水产养殖模式和技术,有效解决了一般渔光互补在养殖效益、养殖污染、养殖安全等方面的不足。


3.2 黑水虻多级生物转化模式

某企业的“黑水虻多级生物转化模式”,采用黑水虻种虫繁育虫卵技术、规模化生产转化畜禽废弃物技术,获得大量水

虻幼虫来作为动物饲料,虫粪肥作为优质有机肥应用于瓜果蔬菜等,实现养殖种植的生态循环发展。利用黑水虻处理粪便有操作简单、周期短、投资少、收益大、易于推广等优势。


3.3节能高效模式

“环保猪舍(场)及养殖模式”,运用低碳、环保、模块、装配、高效的猪场设计及建设理念,将种猪繁殖生产、仔猪保育、育肥及其为之配套的生物安全控制、生产后勤服务、环保综合处理等有机地融合在一起,使猪场外勤、隔离、内勤、生产、环保五个区域相互关联而又相互独立。余式专利猪舍(场)就是典型案例之一。


3.4环保型循环养殖模式

某企业的“高效生态循环养猪模式”,建成以发酵饲料厂、发酵床养殖场、生物有机肥加工厂为主导,以发展微生物技术,资源利用,治理农业污染和改善生态环境为重点,种、养、加工综合发展。利用棉花秸秆制作发酵床垫料,建造发酵床养殖场,将锯末、棉秆等变废为宝,添加微生物发酵后,作为猪舍垫料,将猪的粪尿完全分解,实现养猪零排放、无污染。

某企业的猪沼菜(果)种养结合循环模式,集成了以下工艺:(1)粪污处理工艺采用:高位隔离式发酵床;(2)消毒工艺:泡沫消毒;(3)病死猪采用高温生物降解机降解处理;(4)饲喂系统:稀料饲喂系统;(5)种养循环:种植高档经济果蔬。种养循环基地没有污染与废物,不外购肥料、饲料、燃料,以最少的投入生产出最多的产品。此模式省水、省人工,生产的有机肥可带来效益,废弃物处理成本低。


3.5 智能饲喂模式

某企业的“智能猪场饲喂模式”,采用母猪智能化精确饲喂系统、自动发情鉴定系统、仔猪智能化饲喂系统、育肥猪智能液态饲喂系统、自动清粪系统、自动空气净化消毒能量交换系统、整场DCS控制系统、粪污无害化处理等技术集成,通过规范化的“1+3”布局,环保材料组合式建造智慧猪场,实现猪场智能化、信息化管理,提高养猪生产效率。


3.6农牧废弃物无害化处理模式

某企业的农牧废弃物无害化处理与资源化利用模式,以先进的微生物技术为核心,以“分布式原位处理+产物回收利用”为纽带,将农副糟渣、屠宰下脚料等农牧废弃物转化为复合菌体蛋白培养物,将畜禽粪污、病害动物尸体等转化为微生物培养基、生物有机肥。

4小结

随着生物饲料的集成应用,其在解决饲料资源紧缺、畜产品安全、提高肉蛋奶风味品质以及提升环境治理方面发挥了重大作用,为后抗生素时代提供了理论知识和实践经验。生物饲料标准的规范化、系统化工作也亟待进行。标准化工作未来发展方向:一是整合精简强制性标准,二是优化完善推荐性标准,三是大力培育发展团体标准,四是放开搞活企业标准。

针对我国饲料资源不充足的现状,低质饲料资源的高值化利用成为饲料行业发展的重要方面,因地制宜发展地源性饲料,提高资源利用效率和畜禽产品的质量,同时能够降低养殖成本和改善养殖环境。地源性饲料应用技术集成,可以形成“种植-养殖-种植”循环,具有较大的经济、社会和生态效益。

注:本文由生物饲料开发国家工程研究中心(BFC)小编整理发布,如有任何建议或意见及投稿等,请您加小编微信(13260429991)交流互动。

责编:马维军;审阅:邓雪娟 博士

(来源:中国生物饲料研究进展与发展趋势(2016)
作者:蔡辉益,邓雪娟,于继英,刘世杰,蔡红英)
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