曾祥芳：畜牧科技发展与创新需求

2023年7月23日，由中国畜牧兽医学会主办，中国农业大学动物科学技术学院协办，中国畜牧兽医学会期刊编辑学分会、《中国畜牧兽医杂志》有限公司承办的畜牧产业科技创新研讨会在北京顺利召开。23日，中国农业大学动物科学技术学院曾祥芳教授做了《畜牧科技发展与创新需求》报告。曾祥芳教授表示，在当前的畜牧产业形势下，降本增效、开源节流成为行业发展的主题，具体措施应从提高养殖效率、提高动物机体碳氮沉积效率、开发新型蛋白质饲料资源、精准营养与发展种养结合联合体5个方面开展。

从当前形势来看，国内畜禽生产成本大幅上升，比较优势明显下降。2014—2017年，我国小麦、稻谷、玉米的生产成本分别提高127%、149%和131%，分别是美国的1.5、1.5和2.4倍，从而导致国内外价格倒挂程度加深。三大主粮价格比国际价格高出70%左右，猪肉、牛肉高出1倍左右。生猪养殖饲料成本861元/头，是美国的4.5倍。原料奶生产成本3.3元/kg，新西兰、澳大利亚1.4~1.6元/kg，美国1.7~1.9元/kg，欧盟1.9~2.1元/kg。

此外，我国畜禽业还面临生产效率偏低及饲料资源短缺等问题。与养殖水平先进的国家相比，我国生产单位畜禽产品饲料用量多，猪多21%，肉牛多27%，肉禽多9%。饲用消费占我国粮食总消费量的48.2%，而饲料原料中有很大一部分需要从国外进口，尤其是蛋白类饲料资源。2022年我国进口大豆9 108万t，饲料用8 145万t，占比89.4%；2022年进口谷物5 597万t，饲料用4 547万t，占比81.5%；2022年大豆进口价格较2021年增长23.1%，谷物增长22.4%。大豆饲料资源匮乏成为限制畜牧产业发展的“卡脖子”问题，但全球范围内替代豆粕的存量植物蛋白资源非常有限。因此，需要通过一些科技创新举措来实现降本增效，开源节流，具体措施包括提高养殖效率、提高动物机体碳氮沉积效率、开发新型蛋白质饲料资源、精准营养与发展种养结合联合体5个方面。

一、提高养殖效率

2022年，我国出栏生猪6.99亿头，能繁母猪存栏量4 390万头，依此推算出每头母猪每年提供的上市猪在16头左右，每头母猪每年生产的仔猪数（PSY）在18~20头，养猪生产效率较低，与养猪发达国家存在较大差距。若PSY能到达丹麦的水平（30头），我国能繁母猪存栏量可降低2 000万头，对应可以节约2 400万t的饲料。

在养猪生产中，决定PSY的关键因素主要是母猪妊娠早期（胚胎着床期）胚胎死亡率高（约45%）、仔猪断奶前后腹泻率和死亡率高（分别达30%和15%）。在提高妊娠早期存活率方面，曾祥芳团队做了一系列的营养调控关键技术研究，发现母猪的氨基酸和脂肪酸代谢异常是造成高产母猪繁殖性能降低的重要原因，以及神经酸可作为快速诊断母猪繁殖性能降低的关键脂类生物标志物，发明了其快速检测技术，为快速诊断母猪繁殖性能提供了创新的方法和手段。另外，建立了能灵敏响应促卵泡激素和促黄体激素的猪卵巢颗粒细胞系，创建了调节猪早期胚胎发育的营养物质高通量筛选细胞模型，高效筛选到了提高早期胚胎存活的功能性物质，为快速筛选提高早期存活的高效功能性物质提供了创新的方法和手段。

在功能性物质方面，研究发现精氨酸通过激活PI3K/PKB/mTOR/NOS/NO通路，提高大鼠早期胚胎成活率，并且通过母猪大群实验证实了日粮中添加1%精氨酸可提高母猪的窝产活仔数，但是精氨酸在应用中也存在一定问题，如用量大、成本高（每头母猪增加48元的成本）、在体内半衰期短以及影响肠道赖氨酸和组氨酸的吸收等。后续发现，氮氨甲酰谷氨酸（NCG）能促进精氨酸家族氨基酸内源合成，显著改善早期胚胎发育，与精氨酸有相似的效果。近期研究发现，蛋氨酸对胚胎发育的重要性超越了甜菜碱、胆碱和叶酸。除了用于合成蛋白质，还有大部分的蛋氨酸作用于胚胎细胞的遗传物质。通过母猪饲养试验对蛋氨酸进行验证，发现蛋氨酸可有效改善母猪的繁殖性能。另外，团队对色氨酸进行了初探，发现色氨酸对卵母细胞成熟率有显著的促进作用，这提示色氨酸能够提高卵母细胞质量，可能在母猪后备阶段和断奶再发情阶段起到重要的作用。

除了在氨基酸方面进行研究外，团队在脂肪酸方面也进行了研究。如研究发现中短链脂肪酸对母猪繁殖性能有很好的改善效果，还可以降低母猪肠道和生殖道致病菌水平。

二、提高动物机体氮沉积效率

目前，我国猪和家禽对日粮碳氮的沉积效率较低（猪：碳40%，氮52%，家禽：碳35%，氮48%），这意味着饲喂动物的饲料中有接近一半的蛋白质被浪费。因此，需要从提高动物机体氮沉积率方向，来节约蛋白质资源。低蛋白日粮成为相当长时期内解决蛋白饲料资源短缺的非常重要的途径。

在低蛋白日粮中，提高日粮碳氮沉积效率的关键就是日粮碳氮源适配技术。众所周知，低蛋白日粮中加入了色氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸等氨基酸，这类氨基酸可以被肠道直接吸收转运，但饲料中的淀粉则需要酶水解成葡萄糖，进而合成蛋白质，氨基酸和葡萄糖在吸收转运上的时差影响了氮在肌肉蛋白质上的合成效率。通过日粮碳氮源适配技术可以提高低蛋白日粮中氨基酸和淀粉的协同性，提高氮的利用率。

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