【听课笔记】薛树媛研究员——内蒙古区域性非常规饲料资源开发与利用

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2024 年 7 月27-28日，第十七届全国系统动物营养学学术研讨会暨第八届反刍动物技术创新发展研讨会在呼和浩特成功召开。

大会上内蒙古自治区农牧业科学院薛树媛研究员受邀分享了“《内蒙古区域性非常规饲料资源开发与利用》”主题报告。

分享嘉宾简介：

薛树媛  内蒙古农牧业科学院畜牧研究所所长  研究员
兼任中国畜牧兽医学会养羊学分会理事，全国动物营养指导委员会羊营养分会委员，中国饲料产业技术创新战略联盟常务理事，中国饲料工业协会粗饲料技术委员会委员，农业部科教司玉米秸秆综合利用特聘专家，内蒙古“突出贡献专家”，“新世纪321”第一层次人才，内蒙古“草原英才”创新团队带头人，内蒙古饲料工业协会副会长。

主要研究方向为草食家畜健康养殖，粗饲料加工调制及新饲料资源的开发利用。

主持省级以上项目40余项，获国家和自治区级各类奖项8项，授权专利11项，参与肉羊品种培育2个，国家农业主推技术2项，制定行业和地方标准18项，主编参编著作13部，国内核心期刊发表学术论文60余篇。

一、内蒙古饲料资源概述

1、内蒙古自治区作为国家重要农畜产品生产基地，是国家的粮仓、肉库、奶罐和绒都。全国每10斤牛肉就有1斤产自内蒙古、每5斤羊肉就有1斤来自内蒙古、每6杯牛奶有1杯多也产自内蒙古、全国近一半的羊绒来自内蒙古；粮食产量连续5年突破700亿斤。

• 习近平总书记赋予的五大任务：“两个屏障”、“两个基地”、“一个桥头堡”---内蒙古的战略定位，也是内蒙古的重要职责使命；
  
• 坚持以生态优先、绿色发展为导向；
  
  

2、饲料资源（feed resources）是指一切可用作家畜饲料的资源。指潜在的，待开发利用的天然饲料资源。如各种天然动、植物和矿物质材料，经人工培育产生可作饲料的动、植物新品种，以及各种经适当加工、调制和处理后有望开发作为饲料的加工业副产品和人类生活废弃物等。

二、非常规饲料资源及开发利用现状

非常规饲料资源是一个相对的概念，是指在饲料配方中使用较少或对其营养特性和饲用价值了解较少的饲料原料，针对不同地域和畜（禽）种，其范围也存在差异。非常规饲料原料主要来源于农副产品和食品工业副产品。

1、非常规饲料资源种类

2、非常规饲料资源特点：

• 营养成分变异大，养分消化率低；
• 营养价值低，营养成分不平衡；
• 含有抗营养因子---游离棉酚，硫甙；
• 无相关标准或者标准不能指导生产；
• 缺乏较为可靠的饲料数据库，对其饲用价值认识不够；
• 缺乏加工利用技术；
• 明显的区域特点或者季节特点。
  
  

3、草食家畜---饲草料营养成分及营养价值3.1 杂草类饲料营养成分及营养价值

3.2 常用糟渣类及特色青贮类饲料营养成分及营养价值

3.3 常用糠麸类饲料营养成分及营养价值

3.4 常用饼粕类饲料营养成分及营养价值

3.5 秸秆类饲料营养成分及营养价值

3.6 灌木和常用树叶类饲料营养成分及营养价值

4、加工利用技术

包括物理处理、化学处理及生物学处理。

4.1 秸秆膨化发酵处理技术
膨化发酵技术流程图：

优点：（1）有利于瘤胃微生物和发酵菌制接触与作用；（2）通过降解中间产物增加（单糖、小肽等增加），提高消化率。适合区域：适用于中、小型饲料加工企业、大型养殖场。

三、面临的机遇与挑战

1、非常规饲料资源开发利用机遇

2、非常规饲料资源生产、应用存在的问题
质量不稳定：因原料加工工艺、保存方式等不一致，所产生的农副产品质量不一致；

流通不稳定：
1）受产量影响、商业价值和环保观念，无法建立统一的质量标准，期货、现货流通体系。
2）从加工企业应用端、养殖主体终端，非常规饲料资源需求引导不足、利用不充分。
3）以中小型饲料加工厂、应用主体为小型畜牧场，运输多为散装，消化多为鲜饲，导致产业链条短，应用量小。4）规模养殖场对饲料原料要求严格，对现有水平非常规原料接纳度不高。交易网络不健全：开发相应平台投入较大，参与主体规模小而散，行业属于微利性质，平台付费意愿不高。体系不健全：1）非常规饲料资源营养价值评价与鉴定、加工、应用各自为战，未协同公关。
2）产业链延伸不充分，有些资源的加工停留初级阶段。

四、面临的机遇与挑战

挑战1：真菌和细菌衍生物的制备及产业化应用？

• 木质素、纤维素结构复杂，降解过程繁琐，涉及不同的木质素破碎机制和结构排列。
• 目前正在探索将几种热化学/水热技术与酶法生产相结合，以生产高附加值的木质素化合物。
• 木质素解聚对木质素的利用至关重要，而这一过程是由自然进化的微生物系统和微生物分泌的木质素降解酶介导的。真菌和细菌是降解木质素的高效微生物。
  

挑战2：宿主有效微生物的筛选及产业化应用？

挑战3：体外模拟宿主降解纤维物质的过程？瘤胃中的纤维杆菌降解纤维模式。

• 纤维芽孢杆菌将木质纤维素降解酶聚集在菌体表面，将酶释放到细胞外介质的膜泡中，这种机制已被证明对难降解的纤维素分解效果极佳。
• 瘤胃中的微生物，已进化出分解木糖、肽聚糖和果胶等复杂多糖的酶系统。
• 瘤胃因其降解机制的多样性，以确保饲料中的每种成分都得到有效降解，这是宿主动物获取最大能量的关键。
  
  
  

挑战4：反刍动物对粗饲料来源的多糖寡糖的利用率？

真菌纤维素降解模型

外葡聚糖酶作用于链端生成可溶性糖，然后被真菌吸收。内切葡聚糖酶和多糖单氧酶（PMOs）通过从无定形和结晶纤维素的内部区域产生新的链端，增加纤维素对外切葡聚糖酶的可利用性。内切葡聚糖酶和多糖单氧酶（PMOs）分别从无定形纤维素链和结晶纤维素链的内部区域生成新的纤维素链末端，从而增加外切葡聚糖酶对纤维素的利用。

四、成功案例与经验分享---案例1

秸秆饲料化加工利用关键技术---2022年自治区农业主推技术，2022年，2023年连续两年遴选全国农业推技术；

“秸秆‘破壁—菌酶’联合处理饲料化利用技术”入选2024年农业重大引领性技术；

（相关报道：请点击图片）

1、秆资源生物学处理技术---发酵或酶解

优点：

1）高温高压，杀菌灭菌；
2）瞬间的释压可使秸秆迅速软化、细胞壁迅速分裂，有利于牲畜的咀嚼与消化；
3）膨化后利用专有复合菌+复合酶发酵：
①具有酸香味，改善适口性，一般提高采食量20-40%；

②产生大量的营养性代谢产物，保护肠道，提高消化吸收率10-20%；

③优化纤维素结构，降低木质素含量15-20%。

4）营养全面，粗蛋白质含量可达到20%，可以实现日粮中蛋白原料替代；
5）效果好，成本低，助力养殖场降本增效。

2、玉米秸秆不同酶处理后中间产物变化
玉米秸秆添加单一纤维素降解酶和复合酶组合（纤维素酶+木聚糖酶+葡聚糖酶）处理后进行代谢组分析，玉米秸秆酶解后提高中间产物丰度，且提高中间产物氨基酸、碳水化合物和有机酸及其衍生物含量。

试验：玉米秸秆膨化破壁发酵饲料在肉羊生产中的应用（兴安盟•三阳牧业，2019）

结果：

• 饲喂秸秆膨化发酵饲料后，极显著提高羔羊的采食量和日增重；
• 秸秆膨化发酵后氮元素调制组的胴体重、肝脏重、大肠重和消化道总重比显著高于其他两组；
• 膨化秸秆微生物发酵饲料组瘤胃容积显著増大，肠道发育优于干秸秆组。
  
  

试验：玉米秸秆膨化发酵饲料对瘤胃发育及瘤胃微生物区系的影响（兴安盟•三阳牧业，2019）

瘤胃微生物多样性：

• 秸秆膨化发酵饲料+氮调制＞ 秸秆膨化发酵饲料＞玉米秸秆
  
  

秸秆膨化处理可有效提高瘤胃内微生物区系丰度和多样性；瘤胃微生物丰度占比显示，膨化秸秆饲料可有效降低瘤胃内放线菌门和绿弯杆菌门等有害菌丰度，提高有益菌群丰度和瘤胃内微生物多样性。

3、秸秆饲料化加工利用关键技术

示范基地25处：黑龙江（讷河市、齐齐哈尔市）、吉林省（公主岭市、农安县、辽源市）、辽宁省（沈阳市、朝阳市）、新疆（喀什麦盖提县）和内蒙古（兴安盟、通辽市、呼伦贝尔市、赤峰市、锡盟、乌兰察布、巴彦淖尔市、呼和浩特市等地）

技术覆盖：肉羊300万只，肉牛70万头。

4、柠条单宁降解工程菌的创制及其对柠条发酵效果
从实验结果来看，

1）发酵后添加空宿主组和添加工程菌组多酚含量显著提高。发酵后空宿主组、工程菌组单宁含量显著（P<0.05）低于对照组。2）发酵后空宿主组、工程菌组原花色素含量显著（P<0.05）低于未发酵原料。
3）15%发酵柠条组育肥羊经济效益明显高于对照组和20%发酵柠条组；
4）添加10%发酵柠条组育肥羊胴体重显著高于对照组；添加20%发酵柠条组的眼肌面积显著高于对照组和添加15%发酵柠条组；
5）添加10%发酵柠条组的肾部脂肪重、肝重和肾重显著升高；
6）不同梯度柠条发酵饲料对育肥羊对失水率、滴水损失率、剪切力、pH45min、ΔpH、亮度（L*）以及红度（a*）和黄度（b*）值有显著影响（P＜0.05）。

五、未来发展趋势与展望

延伸产业链条：依据非常规饲料资源特性采取相应的加工利用措施，如针对含有活性功能成分的非常规资源采取深加工，发挥其相应的作用，研发区域特色畜产品；构建标准体系：“产-学-研”紧密联合开展技术研发，尤其专用机械设备等；打造信息交易平台：建立健全标准化操作技术规程、饲用价值评价数据库等，便于查阅的利用；加强技术普及率：通过公益讲堂等形式扩大技术培训，加强技术普及率，提高接受度。

产业优势、区位优势转变经济优势。

如：农作物秸秆中缺乏果胶等易发酵碳水化合物和必需 AA（Met、Phe 和支链 AA），木质素和二氧化硅含量高，消化率低，这将导致牛奶合成的前体供应不足，并通过多种分子机制导致尿素氮产量增加。饲喂玉米秸秆或稻秸会改变信号传导和代谢途径，如 Phe 代谢、Tyr 代谢以及 Phe、Tyr 和 Try 生物合成，从而导致营养吸收、合成代谢和产奶前体供应减少。
下一步应结合营养调控（补充果胶、AA 和其他功能性饲料）和提高谷物秸秆消化率的预处理（纤维分解酶或蒸汽爆炸）,进而提高秸秆在奶牛饲喂系统中的饲料转化效率和经济价值。

六、总结

• 正确认识非常规饲料资源，并需要科学的开发利用；
• 有效利用非常规饲料资源，可替代常规饲料原料，解决畜牧业饲料短缺的难题降低养殖成本，减少资源浪费。其中加工和预处理是实现高效利用的重要环节;
• 合理开发利用非常规饲料原料可以有效提高动物的生产性能和饲养的经济效益；
• 践行“大食物观”，充分利用非常规饲料资源，减少粮食消耗，助力国家粮食安全战略。
  
  

听课笔记由畜牧人晓红整理。