飼料之王如何突破高蛋白瓶頸—新聞—科學網

2020-12-01 科學網

 

 科研人員在田間進行玉米人工授粉。生物所供圖

「玉米是保障糧食安全的重要作物。如何確保玉米自給率在90%以上，意義重大。」近日，中國農業科學院（以下簡稱農科院）黨組書記張合成在該院聯合攻關重大科研任務「高蛋白玉米新品種培育」啟動會上指出，玉米聯結著種植業和畜牧業，影響著糧食和畜禽產品的高產和優質。

該科研任務首席專家張春義告訴《中國科學報》，玉米是動物飼料的主要組成原料，其營養品質直接影響畜禽產品產量和質量，是畜牧業發展水平的重要關鍵因素。

然而，目前我國飼料專用玉米新品種缺乏、支撐畜牧養殖業發展能力不足。為此，中國農科院生物技術研究所聯合相關團隊，圍繞高蛋白玉米新品種培育合力攻關。這對提高飼料營養品質，降低飼料中豆粕使用，提升我國種業國際競爭力，推動我國飼料業和畜牧養殖業健康發展具有重要意義。

飼料之王的軟肋

玉米是飼料之王。2019年，我國玉米產量達到2.61億噸，其中近70%的玉米用於畜禽飼料加工，其餘用於工業原料加工、食用消費和種用等。

在普通飼料中，蛋白需要達到11%~18%才能滿足畜禽的營養需求。因此，儘管畜禽精飼料中50%以上為玉米，但由於其蛋白質含量僅為8.5%左右，所以必須在飼料中添加蛋白質含量高的豆粕等進行蛋白補充。

而我國大豆等飼料蛋白嚴重依賴於進口。張春義說，從2019年飼料蛋白進口數據來看，大豆進口8800多萬噸，每噸大豆金額均在3000元以上。此外還有豆粕、豆餅以及苜蓿進口，主要用於滿足我國飼料工業、畜牧養殖業的需要。

農科院北京畜牧醫學研究所研究員卜登攀說，當前，我國畜牧業可持續發展過程中面臨著飼料資源短缺，尤其是蛋白質飼料資源短缺的重大需求。

根據一些國際研究，在動物型蛋白需求增大的背景下，從畜產品每生產單位蛋白質所需的土地面積來看，奶牛養殖被公認為最節糧、最經濟和最高效的畜牧業。

我國奶牛養殖規模化程度在不斷提升，單產水平也由2014年的全國平均單產約5噸半上升到2019年底的約8噸。「因此，奶牛養殖業對優質畜草料的需求是非常大的。」卜登攀說。

「實際上，玉米在飼料中不僅依靠澱粉提供能量，也提供一部分蛋白質，蛋白質也能提供約10%的能量。」卜登攀說，普通玉米有40%~45%為籽粒，剩餘部分為秸稈。如果玉米全株可飼用，既能提供蛋白質和能量，還能提供纖維素，維持奶牛健康。「將來是解決優質飼草不足的主要方面，也可以支撐奶牛養殖的重要發展。」

高蛋白玉米的開發是降低豆粕等傳統蛋白質飼料用量的有效手段。

因此，「這個任務是以滿足動物生長的營養需求為出發點，以培育高蛋白玉米新品種為技術核心，構建包括種質資源篩選創製到飼料配方研製在內的一個完整技術創新鏈。目的就是要提高我國飼料蛋白的供給能力，針對不同情況實現全部或者是部分的玉米蛋白替代，從而促進我國的畜牧養殖業能夠健康快速發展。」張春義說。

據農科院飼料研究所刁其玉介紹，如果玉米蛋白水平從8.5%提高到12%，奶牛日糧可以降低30%豆粕用量，肉羊日糧可降低50%豆粕用量。這對保證我國畜牧業安全發展具有重要意義。

而卜登攀估計，如果玉米蛋白質含量從8%提升到12%，全株青貯玉米的評價指數能夠提高1.26%，這對牛奶質量是一個很大的提升。

蛋白質含量的目標

在這樣一個總體思路指導下，該科研任務確立了兩類攻關目標。

張春義介紹，在突破性品種方面，第一代產品的蛋白含量有望達到12%左右，再經過兩年努力，有望提高到13%左右。

在關鍵性技術方面，要形成針對不同玉米主產區、品種的標準化、規範化的高效豐產栽培模式；要提出低豆粕或無豆粕的日糧配置方案，從而有效實現蛋白替代。

張春義強調，有三個重要關鍵問題需要加以解決：要建立高效精準高蛋白飼料專用玉米的分子設計育種技術體系，創製優良的骨幹自交系並培育新型雜交種；要明確蛋白營養品質提升與環境因素、資源效率的協同機制，並建立起針對我國玉米主產區的豐產栽培標準化技術體系；要建立高蛋白飼料專用玉米動物營養評價技術體系，並開發反芻動物或者單胃動物的新型飼料配方及飼餵技術。

因此，針對資源篩選創製、遺傳育種、高效栽培、動物營養評價以及新型飼料配方研製五個技術環節，分別有五支創新團隊開展聯合攻關。

「我們有信心完成上述的既定任務，主要是基於已經具有的前期工作進展。」張春義團隊在海南南繁基地長期研究玉米功能基因組和優異種質資源創製。

目前，他們已經選育出一些蛋白水平到12%左右的新組合，篩選創製出幾十份蛋白含量達13%~17%的玉米種質材料，開發出一系列可用於精準育種的分子標記。同時，他們在全國玉米主產區建立了150多個試驗示範點，綜合開展玉米高產、資源高效利用及機械籽粒機收的系統性工作。在動物飼料配方研製方面也有較好的基礎，已經配置了可以節省豆粕使用的新飼料配方及飼餵技術。

 

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