我國飼料資源開發現狀及前景展望

創德任艷萍

一、我國飼料資源現狀：
　　我國是世界第一畜牧、水產養殖大國，據農業部畜牧業司預測，2006年全國肉類總產量達7980萬噸，禽蛋產量達2940萬噸，奶類產量3290萬噸，2006年全國畜牧業總產值超過1.4萬億元，占農業總產值的34%，與畜牧業相關的產業（包括飼料工業、獸藥業、畜產品加工業等）年總產值近萬億元人民幣。我國水產品年產量達5100萬噸（其中70%為養殖水產品），水產養殖業年總產值達到幾千億元。因此畜牧水產養殖業及相關加工產業年GDP近3萬億元人民幣，已成為國民經濟的重要產業部門。
　　按集約化養殖飼料轉化效率分別為5:1（肉），3:1（蛋）、1:3（奶）和2:1（養殖水產品）計算，全國年消耗精飼料為7980*5+2940*3+3290/3+5100*70%*2=5.7億噸，理論上相當于我國的糧食油脂類資源基本上用于養殖業，這也是美國人為什么說“中國的糧食養活不了中國人”的“理論基礎”。但由于我國傳統養殖業利用青綠飼料及秸稈、糟渣等飼養畜禽，消耗精飼料較少，如按三分之一扣除，我國年精飼料理論消耗達5.7*2/3=3.8億噸。按中國農科院最新估計，我國原糧的36%被用于飼料，達年1.8億噸之多。其余糧食資源的加工副產品及下腳料達1.5億噸也用于養殖業，加上油料作物等加工副產品，我國每年有3億多噸的糧食及糧食加工副產品等精飼料用于畜牧及水產養殖業，這也接近上述理論計算數據。雖然2006年全國工業飼料總產量達1.1億噸，產值達2908億元人民幣，但這仍只占到全國精飼料總消耗的三分之一。我國養殖業飼料成本占養殖業總生產成本的70%左右，因此對養殖業經濟效益影響很大。
　　作為世界第一人口大國、農業大國，我國以世界7%的土地、養活著世界22%的人口，多年來我國糧食總產量維持在4.5-4.9億噸，人均糧食占有量為400千克左右，只有美國的1/3。但近年來，我國糧食總產連年下降，2003年已從1998年的5.1億噸下降到4.3億噸。因此我國糧食供需平衡十分脆弱，一方面個別年份我國糧食生產獲得豐收，五大糧食作物除大豆外，均在產地存在不同程度的賣糧難現象，造成國家糧食儲備壓力越來越大。另一方面，自20世紀80年代以來，隨著我國養殖業連續20多年以年平均9%以上的高速度增長，畜牧主產區的飼料資源短缺問題也將越來越嚴重。部分養殖及飼料企業盲目推行歐美玉米豆餅型日糧模式，造成我國豆粕、魚粉及玉米等優質飼料資源的短缺。從長遠來看，糧食問題仍然是我國不能掉以輕心的大事，這是由我國國情及糧情所決定的，一是我國近年人口自然增長率為10‰左右，每年凈增人口1200萬人左右。二是隨著人口的增長和經濟建設的發展，各方面占用耕地越來越多，目前我國人均耕地約為1.2畝，不及世界平均水平的1/3，而且隨著西部退耕還林工程的發展，影響還會更大。三是我國糧食生產抗御自然災害的能力仍然比較低，每年在不同地域都發生不同程度的災害，糧食產量具有不穩定性。四是隨著人口的不斷增多和人民生活水平的日益提高，社會對糧食的需求越來越多，我國雖然基本上告別了動物性食品數量短缺的歷史，現在人均動物性蛋白質的攝入量達到了25克/日，接近世界平均水平，但仍只有發達國家的1/2-1/3，養殖業的高速發展，誓必消耗更多的糧食飼料資源。五是糧油精深加工及生物質能源尤其是燃料乙醇加工業的高速發展，對糧油資源的消耗影響很大。美國雖然玉米年產量達2.5億噸，但目前已將20-25%的玉米用來生產燃料乙醇，玉米價格在近半年漲了70%，我國玉米主產省的吉林省目前玉米精深加工能力已達全省的年生產量。因此隨著各種形式的糧油精深加工產業的發展，勢必影響到飼料用糧的供給。
　　從近年進出口貿易來看，我國年進口魚粉100多萬噸，不僅國際市場供給有限，且價格暴漲，2006年更是從5000元/噸漲到了12000元/噸。我國大豆年產量僅有1500多萬噸，遠低于美國的8000萬噸/年，在十年前我們仍為豆類凈出口國，但近年進口已達3000萬噸之多。因為大量進口大豆產品，致使我國豆粕價格由1200元/噸漲到3200元/噸，且價格變化不定。與這些資源有關的其他原料及飼料添加劑價格也隨之變化較大。今后我國大豆消費對外依存度仍將繼續擴大，預計2010年大豆消費達5000萬噸，進口將超過3500萬噸，全國大豆進口量將占消費總量的70%左右。我國玉米年產量只有1.2億噸，本身就偏緊，且遠低于美國的產量，而近年來隨著各類玉米加工業的進一步發展，2006年南方地區玉米價格由1200元/噸攀升到1700元/噸，造成了全國糧食的“恐慌”。去年我國已成為了玉米凈進口國，預計近年玉米缺口在3000萬噸以上。
　　二、我國飼料資源開發現狀
　　能量飼料及蛋白質飼料原料的價格和質量變化不定是影響飼料和養殖行業發展的主要因素。我國飼料谷物資源短缺，能量飼料供應不足；蛋白質飼料原料嚴重匱乏，蛋白質飼料自給率低下；優質牧草資源有限，草原牧草還難以滿足牧區養殖需要。近年以來國的飼料生產成本居高不下，原料漲價使飼料生產企業處于虧損的邊緣、養殖業經濟效益難以保障，影響到了農民的生計問題。我國在飼料資源開發方面存在的問題主要是：
　　1、潛在飼料資源數量嚴重不清，技術開發落后。主要是：自“七五”以來，我國一直未進行過全國性的統一飼料資源調查，現有飼料資源數據五花八門，由于來源不同往往口徑不一；由于近年來飼料原料及加工工藝技術的發展，相繼出現了采用發酵生物技術、干燥新技術開發新型飼料原料如玉米加工副產品、生物發酵飼料原料等，但這些原料的加工工藝不一，能源成本及營養價值也變化很大。
　　2、低質餅粕資源開發利用不夠：①粗纖維含量高達14%以上，蛋白質含量20%-40%不等，有效能值不到豆粕的70%，由于殘留皮殼，餅粕顏色發黑，嚴重影響其商品價值；②餅粕的蛋白質（氨基酸）消化利用率低，只有30%-60%，均明顯低于魚粉及豆粕等優質蛋白質飼料資源；③低質餅粕中有毒有害物質含量高。不僅嚴重影響畜禽生產性能，還會損害動物器官，影響動物的生長發育，甚至導致動物死亡。
　　3、能量飼料資源開發不足。現年產玉米只有1.1億噸，而美國達到2.5億噸，雖然我國每年產2億多噸稻谷和1億多噸小麥，但多數情況下這兩種谷物的價格高于玉米，且其有效能值僅有玉米的75%-95%，另外我國每年有近一億噸的稻谷和小麥加工副產品。對谷物資源及其加工副產品的研究有待從傳統的消化代謝試驗，發展到研究其不同結構碳水化合物（如非淀粉多糖）的消化代謝利用規律、合理加工利用上。另外，我國擁有豐富的薯類等塊根塊莖飼料資源，同時酒糟、醋渣、醬渣、果渣、豆渣、玉米漿等農副產品（輕工副產品）的年產量達1億噸之多，但在飼料工業中的利用率不足10%，主要是因為傳統的加工工藝技術落后，投入產出比缺乏競爭力，產品能量轉化效率低等。
　　總的來說，動物生產的蛋白質平均值相當于全部精飼料資源總蛋白質的32%，按我國人均月攝入25克動物蛋白質換算成畜禽精飼料蛋白質計，13億人口一年需要3700萬噸蛋白，以豆粕（CP43%）計算相當于我國全年約需8600萬噸餅粕資源，但由于能量類精飼料能提供約10%粗蛋白，因此我國全年需餅粕等植物蛋白資源和動物蛋白飼料資源為6000萬噸以上，這主要由我國制油工業中的植物餅粕飼料資源提供。
　　世界大豆產品約為每年1.6億噸，而美國達8000萬噸，為世界第一，其次為巴西、阿根廷等國，這三國占世界總產量的80%。我國雖然近年大力促進大豆的種植，但年產量只有約1500萬噸，而且發展潛力不理想。雖然我國十年前對大豆、豆粕進口量不大，但近年大豆進口大增，甚至超過了國內的產量，近年更是接近3000萬噸之多，引起了中美雙方政府的嚴重關注。實際上主要的原因是我國養殖業及飼料業對蛋白飼料資源需求大增，拉動了我國的大豆產品的進口猛增。雖然豆粕為優質蛋白飼料資源，但我國的傳統大豆制油工藝、尤其是小規模大豆油廠及壓榨油廠，不重視大豆餅粕質量，幾乎不脫皮制油（美國幾乎99％脫皮制油），造成豆餅（粕）生熟不一，賴氨酸利用率變化大（70-95％），蛋白質含量不到44％。通過國家“八五”及“九五”科技攻關，采用振動流化床烘干工藝進行大豆不同溫度、水分、時間烘干試驗，優化出較佳的大豆快速烘干、爆腰、脫皮參數，建立大豆脫皮制油中試線，現已應用到日處理2000噸以上的大豆制油工藝中。新工藝生產的脫皮豆粕粗蛋白質含量可達到49%以上，賴氨酸含量達2.96%以上、比普通豆粕高18—25%。同時在大豆制油脫溶工段，對浸出濕粕脫溶實行溶劑氣體氣流脫溶，保證殺滅尿素酶活性的同時，仍能保持較高的蛋白質、氨基酸有效率。
　　我國每年約有1300萬噸的棉籽，資源量為全球第一，年產棉籽餅粕達600萬噸以上。我國每年有1400萬噸以上的油菜籽（含年進口約300萬噸），資源量為全球第一，年產菜籽餅粕達700萬噸。由于我國經過近一個世紀建立起來的千萬家傳統制油工藝中，只重視出油率，忽視了餅粕蛋白質量，造成棉、菜籽粕粗纖維含量高、蛋白質含量低，有效能值低；其蛋白質（氨基酸）消化利用率低，均明顯低于魚粉及豆粕等優質蛋白質飼料資源。而且尤其嚴重的是棉、菜籽粕中有毒有害物質含量高，傳統制油工藝為了增加出油率常采用較長時間的高溫、高壓，使棉、菜籽餅粕蛋白質（氨基酸）消化利用率嚴重下降，其賴氨酸回腸消化率只有40-60%，美國NRC（1984）標準也只有67%。因此在傳統上認為棉、菜籽餅粕為低質蛋白飼料資源。西方國家在上個世紀六十年代即開始研究棉、菜籽粕脫毒，我國在“六五”及“七五”期間開始大規模研究棉、菜籽餅粕脫毒技術，由于是在制油工藝以后采取生物、物理、化學、水洗等方法，不僅脫毒效果不佳，而且成本太大，無法在飼料工業及養殖業中應用。國家“八五”及“九五”科技攻關系統地進行蛋白質飼料資源開發利用技術研究，改進傳統棉、菜籽制油工藝生產新型高效低毒油脂餅粕，為提高我國棉、菜籽餅粕的飼用效價開辟了新的途徑。其主要內容是在日處理100噸左右棉、菜籽的傳統制油工藝中，研究棉、菜籽脫殼（皮）、仁殼分離工藝設備及棉、菜籽粕脫毒工藝設備的配套應用技術，調整制油溫度、壓力及浸出時間，保證在不影響傳統制油的出油率及油品質量時，通過制油工藝生產的餅粕蛋白質（氨基酸）含量高、消化利用率高，含有毒有害物質少。
　　通過科技部“主要糧油及加工產品安全質量標準”及國家農業成果轉化項目“改進制油工藝生產新型高效飼用菜籽粕中試”等課題研究，新型高效低毒菜籽粕質量標準為：粗蛋白質含量≥40-44%，賴氨酸利用率≥80%，粗纖維≤7%，粗灰份≤7%，噁唑烷硫酮（OZT）≤500ppm，異硫氰酸酯（ITC）≤100ppm，腈≤200ppm。通過國家質監局“飼用棉籽粕”國家標準的制定、國家級重點新產品（2003年）新型高效低毒棉籽粕產品質量指標如下：粗蛋白質含量≥50%，賴氨酸利用率≥80%，粗纖維≤7%，粗灰份≤7%，游離棉酚≤300ppm，賴氨酸≥2.45%。
　　與此同時，國家“十五”科技攻關中對飼用谷物資源開發及產業化利用關鍵技術進行了深入研究，在對高油玉米、優質蛋白玉米、早秈稻及其加工產品的飼用價值和加工特性研究的基礎上，得到了多糖、非淀粉多糖及不同特性淀粉的營養參數，建立了飼料谷物資源的動態飼用模型，在早秈稻主產地應用“無魚粉無豆粕無玉米日糧”取得了較好的經濟效益。
　　三、飼料資源開發前景展望
　　據專家預測，2030年我國人口將達到最高峰16億時，糧食的總需求量為7.43億噸，超過目前生產能力的50%.同時耕地面積進一步縮小，大約只有現在的80%.雖然有關專家指出，通過增加復種指數和利用科學技術提高單產，我國糧食產量在2030年可望達到7.1億噸，但這仍存有明顯變數。到2010年、2020年、2030年我國糧食原糧需求的38%、43%、50%將用作飼料。可以說，21世紀中國的糧食問題，實際上是解決養殖業所需的飼料糧問題。
　　針對我國飼料資源嚴重短缺的現狀，通過調查我國飼料資源存量，集成我國常規能量、蛋白質飼料資源替代技術和非常規飼料資源開發利用的關鍵技術成果，建立我國新型飼料資源開發與產業化示范的技術體系，提高我國常規和非常規飼料資源的開發利用水平，增加飼料原料供給，以緩解我國飼料資源短缺是我們今后的主要工作任務。
　　高效技術的應用將為解決我國飼料資源短缺提供有力的幫助。利用微生物發酵工程和基因工程等生物技術手段，篩選脫除有毒有害物質、提高NSP和蛋白質消化利用率的單一或復合菌株，建立節能型發酵工藝和裝備，生產新型生物飼料。同時根據傳質傳熱原理，應用機電一體化技術、節能技術（如不同能源形式）、通風技術等，開發高效節能的新飼料資源干燥技術，研制成套裝備，攻克各種資源干燥技術的應用難題。
　　我國的發酵工業已取得了長足的發展，微生物發酵及微生物發酵產物對大豆、棉籽及菜籽餅粕中的有毒有害物質及抗營養因子的去除效果明顯，對蛋白質大分子降解為小肽等的作用顯著，能提高蛋白質及NSP類營養物質的消化利用率，達到節約飼料消耗的目的。通過新型發酵豆粕、棉粕及菜粕等產品開發，不僅能使餅粕中抗營養因子及有毒有害物質進一步降低到一個最低的水平，而且能使餅粕總蛋白分子的肽鍵降解50%以上，這在開發小肽營養產品和功能性肽產品方面將有很大的潛力。另外應用生物技術如酶工程技術，可開發高蛋白質含量的濃縮蛋白等系列產品如大豆、棉籽、菜籽濃縮蛋白（CP≥65%），這也將進一步擴大餅粕飼料產品的用途。
　　隨著我國糧油加工、輕工食品發酵等行業的快速發展，出現了大量的加工副產品和發酵副產品，如玉米酒精粕（DDGS）、酒糟、醬渣、醋渣、果渣、味精渣、酵母蛋白等，這些資源的工業化利用，將產生大量的飼料原料，同時產生日趨嚴重的環境污染問題。紅薯淀粉廢渣是紅薯分離淀粉后的下腳料，約占鮮薯重量的75%，僅湖南省目前就有上百家紅薯淀粉加工企業。馬鈴薯是一種被廣泛使用的經濟作物，世界上50%-70%的馬鈴薯被加工升值，發達國家高達80%。雖然我國目前加工比例不到5%，但北方地區每年有上百萬噸的鮮馬鈴薯渣。我國醬渣、醋渣資源量更大，但由于長期未解決含鹽量高等問題，工業利用率低。通過應用新型高效低成本微生物發酵技術及干燥技術，將能對糟渣類飼料資源的開發起到一定的促進作用。
　　對于大宗餅粕飼料資源，將進一步完善制油工藝過程中飼用效價的提高技術，比較研究脫皮（殼）熱榨、冷榨配套脫毒工藝的技術、經濟優勢，探討油籽直接浸出法、水酶法、水劑法取油新技術，并同時保護植物蛋白品質。我國除有大宗油料資源大豆、油菜籽、花生、棉籽、葵花籽外，還有很多小品種油料資源，如油茶籽、沙棘、核桃、紫蘇、花椒籽、紅花、亞麻籽等。入世以來，我國大宗油料作物（除花生外）受到了巨大的沖擊。但對小品種油料而言，卻是一個極好的發展機遇，據不完全統計，目前我國經濟林總面積已達40995萬畝，油茶林面積則達到5400萬畝，近20年來，全國沙棘林總面積已達3000萬畝，1995年沙棘鮮果總產量約52萬噸。目前核桃栽培面積已達1300萬畝以上，產量約30萬噸左右，我國紅花播種面積每年在45萬-90萬畝，其中新疆是紅花的最大產區，紅花種植面積為25萬-40萬畝，產量為全國的80%左右。因此特種油料餅粕開發潛力也很大。我國也是世界上油桐和蓖麻品種最多、分布最廣、產量最多的國家。年產桐粕30余萬噸，主要產地分布在貴州、四川、廣西和湖南，占全國總產量的60％以上。因此提高特種油料餅粕資源飼用效價也有一定潛力。
　　我國有豐富的薯類資源，據統計，2005年我國紅薯種植面積為1.5億畝左右，年產量約1.8億噸，其中主要分布在湖南，湖北，四川，河南等中西部經濟發展相對落后地區。我國作為世界上最大的馬鈴薯種植生產國，總產量占世界總產量的20%左右，達6000萬噸，我國木薯年產550萬噸，而且在西部地區均有很大發展空間。在我國糧食谷物產量徘徊不前的今天，通過基因工程等生物育種技術，高產飼用谷物育種和栽培取得了長足的發展，飼料稻及飼料用高粱比普通雜交水稻、高粱的產量高20%以上，出糙率也高10%以上，作為能量飼料的成本下降10%，具備與玉米競爭的潛力，但這些谷物不宜作為食用。另外優質蛋白玉米（QMP）也在一些營養特性上具有較好的價格競爭力，因此開發利用高產飼料作物資源具有很大潛力。因此在進一步研究能量飼料中淀粉和NSP特性及生物利用率基礎上，有待開發出提高飼料有效能值及利用效率的新技術和新工藝，加快飼用玉米替代技術的產業化應用步伐。