■ 吳信 翟振亞 萬丹 印遇龍＊＊

1.中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所/中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)過程重點實驗室/畜禽養(yǎng)殖污染控制與資源化技術國家工程實驗室 長沙 410125

2.江西省科學院生物資源研究所/江西省功能性飼料添加劑工程實驗室 南昌 330096

0 引言

畜牧業(yè)是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要組成部分。改革開放以來，畜牧業(yè)取得了快速發(fā)展,主要畜產(chǎn)品產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一，畜牧業(yè)的不斷發(fā)展使我國肉類人均占有量超過了世界平均水平，禽蛋人均占有量達到發(fā)達國家水平。肉蛋奶的供應關乎百姓“菜籃子”安全，肉蛋奶的持續(xù)供應直接影響著人民的幸福感、經(jīng)濟發(fā)展和國家的長治久安。畜牧業(yè)不斷擴大的規(guī)模和持續(xù)增強的綜合生產(chǎn)能力，在保障國家糧食與食品安全、繁榮農(nóng)村經(jīng)濟、促進農(nóng)牧民增收等方面發(fā)揮了重要作用。隨著我國經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定增長，居民收入水平不斷提升，消費能力不斷增強，畜產(chǎn)品的需求規(guī)模快速增長，從而推動了我國畜牧業(yè)總產(chǎn)值持續(xù)上升?，F(xiàn)階段我國畜牧業(yè)已經(jīng)形成較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈和較為充足的供應能力，成為與種植業(yè)并列的兩大農(nóng)業(yè)支柱之一。因此加快畜牧業(yè)發(fā)展是國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的必然要求，是推進農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟結構戰(zhàn)略性調整的重要措施，也是加快建設現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、促進農(nóng)民增收的重要途徑。因此，支持并推動畜牧業(yè)的持續(xù)高質量發(fā)展是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施過程中的重中之重。在此前提下，我國財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部及江西省政府設立了國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系資助項目和江西省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高層次人才項目，對非蛋白飼料原料開發(fā)、種養(yǎng)結合體系的建立等畜牧業(yè)轉型升級的舉措進行研究和探索。本文總結了此兩項課題的部分研究和調研成果，對我國和江西省農(nóng)業(yè)轉型升級提供借鑒和參考。自2016年起，我國的生豬出欄量、豬肉產(chǎn)量、禽蛋產(chǎn)量已穩(wěn)居世界第一、禽肉產(chǎn)量世界第二、牛奶產(chǎn)量世界第三。但畜牧業(yè)扔存在產(chǎn)業(yè)發(fā)展質量不高、產(chǎn)品質量和安全性問題仍然存在、資源和環(huán)境約束日趨嚴峻、支持保障體系不健全、抵御各種風險能力偏弱等突出問題。中國現(xiàn)有土地面積居世界第3 位，但我國人均耕地約為世界人均耕地的1/4，這導致了畜禽與人爭地、爭糧、爭藥的局面客觀存在，導致畜牧業(yè)過度依賴進口谷物、谷物制品以及干草，威脅著我國的糧食安全[1]。同時，不斷擴大的養(yǎng)殖規(guī)模與低水平的種養(yǎng)結合水平，使糞污成為空氣、土壤和水源的重要污染源[2]。十九大報告指出，中國特色社會主義進入新時代，我國社會主要矛盾已經(jīng)轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾，新時代如何實施畜禽產(chǎn)業(yè)轉型升級創(chuàng)新工程，將有利于引領我國畜禽產(chǎn)業(yè)轉型，適應畜禽養(yǎng)殖新形勢和推動供給側改革，對滿足人民不斷提高的優(yōu)質動物蛋白產(chǎn)品需求、對美好生活的向往具有重大而深遠的戰(zhàn)略意義。

1 畜牧業(yè)高質量發(fā)展目標導向

隨著我國畜牧業(yè)快速發(fā)展，面臨著飼料資源短缺和動物疫情形勢嚴峻等問題；土地資源利用的限制，使種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)脫節(jié)，種養(yǎng)失衡，導致養(yǎng)殖廢棄物處理日趨艱難。部分地區(qū)政府出臺了一系列“禁養(yǎng)”、“限養(yǎng)”措施，影響了畜牧業(yè)的可持續(xù)和區(qū)域協(xié)調發(fā)展。針對以上問題，國務院頒布了《中共中央國務院關于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》和《國務院辦公廳關于加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》，對提升農(nóng)業(yè)發(fā)展質量、加強農(nóng)村突出環(huán)境問題整治等問題提出了明確要求[3]。2020年9月，國務院辦公廳印發(fā)的《關于促進畜牧業(yè)高質量發(fā)展的意見》指出，畜牧業(yè)整體競爭力穩(wěn)步提高，綠色發(fā)展水平顯著提高，畜禽產(chǎn)品供應安全保障能力大幅提升。文件同時明確了我國豬肉、牛羊肉和奶源自給率分別要保持在95%、85%和70%以上的目標，實現(xiàn)禽肉和禽蛋實現(xiàn)基本自給。到2025年，畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；屎托笄菁S污綜合利用率分別達到70%和80%以上，到2030年分別達到75%和85%以上[4]。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展技術導則（2018-2030年）》對飼料的發(fā)展方向指出應重點研發(fā)發(fā)酵飼料應用技術、促生長藥物飼料添加劑替代技術、飼料原料多元化綜合利用技術、非常規(guī)飼料原料提質增效技術等[5]。國務院印發(fā)的《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018－2022年）》也提出要大力開拓飼料資源，實施“林-飼-畜（禽）”一體化發(fā)展戰(zhàn)略[6]。逐步改變我國畜牧業(yè)的發(fā)展模式結構，推動種植-養(yǎng)殖有機結合的高質量生產(chǎn)模式，因地制宜開發(fā)具有地方特色的飼料資源，是改善我國飼料原料對外依存度過高、環(huán)境污染、人畜爭奪資源等問題的關鍵舉措。

2 畜牧業(yè)高質量發(fā)展的瓶頸問題

阻礙我國畜牧業(yè)高質量發(fā)展的瓶頸問題主要體現(xiàn)在飼料資源短缺（如玉米和豆粕等飼料原料高度依賴進口）、種養(yǎng)脫節(jié)、廢棄物資源化利用度不高、養(yǎng)殖規(guī)模化和智能化水平偏低等方面：

2.1 飼用資源短缺

在世界性蛋白質資源缺乏日趨嚴重的形勢下，蛋白質飼料原料不足的問題將在未來較長時間內成為限制我國飼料工業(yè)發(fā)展的最重要因素。我國畜牧業(yè)年均直接或間接消費谷物1.6 億噸左右，約占我國谷物總產(chǎn)量的1/3。這意味著1/3 的糧田用于生產(chǎn)飼料谷物，另約有14%的耕地種植飼料作物，共計將近40%的耕地用于飼料生產(chǎn)。安全、營養(yǎng)和可持續(xù)的食品和飼料原料資源的供給面臨巨大挑戰(zhàn)，也是限制養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，關乎我國飼料和糧食安全戰(zhàn)略。以2017年數(shù)據(jù)為例，中國大豆產(chǎn)量1528萬噸，進口量9552.6萬噸，進口占比高達86%；除大豆外，我國還進口油菜籽作為大豆的油料和飼料補充來源；2018/2019年度進口油菜籽466 萬噸[7]。隨著畜牧業(yè)的不斷發(fā)展，我國飼料原料的生產(chǎn)與需求的缺口進一步擴大，海關數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，我國2020年累計進口大豆升至1.03 億噸。我國2020年全年進口玉米1130 萬噸，相比于2019年增長135.91%。習近平總書記強調，“中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手上”。 保障飼料量的供給，成為保障糧食安全的重要工作之一[8]。

2.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力布局與資源不匹配，致種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展相互脫節(jié)

我國畜牧業(yè)規(guī)模增長迅速，但是多數(shù)養(yǎng)殖場設計不合理、規(guī)?；降?，區(qū)域布局不合理，過度集中。且由于種植業(yè)發(fā)展過程中，伴隨著化肥產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，使農(nóng)田對于有機肥料的需求量大幅下降。由于飼料中無機微量元素不合理的使用，帶來的銅、鋅、鈣、磷、鎂、鐵、錳等每年的環(huán)境排放量超過10 萬噸，已對土壤、水體等生態(tài)環(huán)境構成威脅，此外存在于飼料中的有毒重金屬鎘、鉛等是另一大安全隱患。對部分城市集約化養(yǎng)殖場的畜禽糞便取樣調查表明，豬糞中Cu、Zn 的超標率分別達59.84%和95.08%[9]。以上兩點原因是大量畜禽糞便無法得到合理的利用，出現(xiàn)嚴重的種養(yǎng)脫節(jié)的重要原因。在種植業(yè)中，頻繁的收割、化肥的使用和糞便有機肥用量減少，導致土壤質量下降、微量元素比例失調，土壤微量元素隱形缺乏等問題[10]。因此，從源頭控制畜禽養(yǎng)殖環(huán)境安全、促進生態(tài)循環(huán)平衡將成為畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)面臨的現(xiàn)實問題。

2.3 畜禽廢棄物資源化利用還存在諸多問題尚未解決

畜禽廢棄物資源化利用過程中存在諸多問題是解決種養(yǎng)脫節(jié)和環(huán)境污染問題的瓶頸。截至2021年，我國畜牧業(yè)仍為弱質產(chǎn)業(yè)，糞便污水治理過程中存在工藝及技術系統(tǒng)化考慮不足、運行費用偏高，不能因地制宜地優(yōu)化和改進治理工藝、制定治理模式等問題；同時部分地區(qū)還存在片面追求達標排放或還田利用現(xiàn)象。這些因素阻礙了的畜禽廢棄物治理工程的高效運行。結合我國畜牧業(yè)實際，從源頭到末端綜合控制畜禽養(yǎng)殖環(huán)境將成為畜牧業(yè)面臨的現(xiàn)實問題。因此，建立綠色清潔養(yǎng)殖模式，最大限度地削減污染物排放，提高本地畜禽廢棄物資源化利用率，是畜牧業(yè)轉型和可持續(xù)發(fā)展的重大需求[11]。

2.4 養(yǎng)殖和加工設備的智能化、機械化程度需要提高

截至2021年9月，我國養(yǎng)殖業(yè)存在設施設備落后，自動化、信息化和智能化程度低，自主創(chuàng)新嚴重不足等問題。需加快推進養(yǎng)殖和加工設備的智能化信息化生豬養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)庫平臺和人才隊伍建設[12]。飼料生產(chǎn)方面，我國的飼料大型飼料企業(yè)高度依賴如Brill、BEST‐MIX 等美國和歐洲的配方軟件及配套數(shù)據(jù)庫，每年的授權費用達百萬至千萬元不等。另一方面，小企業(yè)由于缺少標準化、智能化的飼料原料數(shù)據(jù)庫，及其依賴于經(jīng)驗。這都給我國飼料行業(yè)的健康發(fā)展帶來了隱患。養(yǎng)殖過程中，養(yǎng)殖場通常存在“輕設備、重經(jīng)驗”的情況，畜禽發(fā)情、配種、分娩、糞污清理等高度依賴于養(yǎng)殖場的管理水平及飼養(yǎng)員的經(jīng)驗和飼養(yǎng)水平[13]。這為促進養(yǎng)殖模式的轉型升級、提高生產(chǎn)效率和減少疫病傳播增加了重重困難。推動生物傳感器、糞污處理、空氣交換和畜禽轉運等硬件設備的研制和國產(chǎn)化，有助于提高我國畜禽的整體飼養(yǎng)管理水平，提高生產(chǎn)效率。

3 畜牧業(yè)高質量發(fā)展關鍵舉措

為了發(fā)揮新興生物技術和工業(yè)工程技術在畜牧業(yè)轉型發(fā)展中的重要作用，要在政策法規(guī)、管理、資金以及學科建設與人才培養(yǎng)等方面進行統(tǒng)籌規(guī)劃。

（1）飼用資源開發(fā)關鍵技術。挖掘新的蛋白源和提高現(xiàn)有蛋白質資源的利用率，是緩解我國蛋白質資源短缺的有效途徑。這對未來營養(yǎng)資源供給方式和功能提出了新的要求。合成生物學是農(nóng)業(yè)持續(xù)增長的關鍵和未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。雖然合成生物學還處于早期研究階段，但最近十年，該領域取得了非常顯著的研究進展。采用合成生物學技術，創(chuàng)建適用于飼料工業(yè)資源化利用的細胞工廠，將可再生低值原料轉化為動物可以高效利用的重要營養(yǎng)組分、功能性營養(yǎng)添加劑和營養(yǎng)化學品是解決飼料工業(yè)領域所面臨問題的重要途徑[14]。此外，因地制宜，充分利用并開發(fā)各省、市、自治區(qū)的本地特色飼用植物資源，開發(fā)新型的是緩解飼料原料資源短缺的另一條有效途徑。

（2）構建源頭減排的微量元素為主線的種養(yǎng)結合的綠色高效優(yōu)質養(yǎng)殖體系，推廣生態(tài)種養(yǎng)有機結合養(yǎng)殖模式。推動畜牧業(yè)轉變發(fā)展方式，促進畜牧業(yè)綠色發(fā)展，首先就是要解決好畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用問題[15]。推動種植-養(yǎng)殖土地規(guī)劃與審批模式改革，建立區(qū)域糞污土地承載力測算及生態(tài)風險評價技術體系，集成養(yǎng)殖區(qū)域土地承載力評價與種養(yǎng)生態(tài)耦合技術，制定畜禽養(yǎng)殖規(guī)模與配套種植土地的相關規(guī)定，研發(fā)含有低于特點的新型飼料原料的日糧配方，研發(fā)區(qū)域糞污資源化利用生態(tài)功能提升技術，構建不同環(huán)境區(qū)“種–養(yǎng)–肥沼/加工”多元化生態(tài)耦合模式。優(yōu)化生態(tài)養(yǎng)殖和種養(yǎng)結合生產(chǎn)模式，有利于保持生態(tài)平衡，提供有機肥料，緩解集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖帶來的環(huán)境問題，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[16]。政府政策支持符合條件的縣（市、區(qū)、旗）整縣推進畜禽糞污資源化利用，鼓勵液體糞肥機械化施用微量元素平衡糞肥[17]。制定具體的決策支持系統(tǒng)和參與性研究、可能的途徑和對綜合作物畜牧系統(tǒng)的政策鼓勵措施，以期構思出適合當?shù)氐淖魑?養(yǎng)殖一體化方案[18-19]。

圖1 畜牧業(yè)高質量發(fā)展舉措

（3）構建養(yǎng)殖廢棄物原位減控與高效處置系統(tǒng)工程，實現(xiàn)養(yǎng)殖源頭減排。畜禽對飼料中營養(yǎng)素和礦物元素消化利用率低是規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染環(huán)境的重要原因之一。在生物發(fā)酵飼料、低蛋白氨基酸平衡日糧、有機礦物元素的研發(fā)、安全高效利用、產(chǎn)品特色飼料資源高效低能耗加工、有毒有害物質高效去除技術和環(huán)境減排技術等技術領域取得突破，是構建精準化高效營養(yǎng)技術體系和實現(xiàn)畜牧業(yè)可持續(xù)循環(huán)發(fā)展的重要途經(jīng)。通過改變微量元素的添加形式，增加其吸收利用率，有助于減少飼料中的添加量以及對環(huán)境的排放，從而降低飼用礦物元素引起的生態(tài)環(huán)境污染和破壞。近些年來，采用氨基酸微量元素替代無機微量元素是主要的“減量增效”策略。例如氨基酸銅或堿式氯化銅替代硫酸銅，氨基酸鋅或堿式氯化鋅代替氧化鋅或硫酸鋅，氨基酸螯合鐵代替無機鐵等。研究表明，日糧中微量元素的添加量與糞便中排出量呈正相關。與無機微量元素相比，添加相同劑量有機形式的微量元素，可增加吸收率，減少糞便中的排出[20]。例如，日糧中用較少的有機形式的鋅代替無機鋅既滿足了肉雞和蛋的營養(yǎng)需求，又降低了礦物質對環(huán)境的影響[21]。本團隊研究發(fā)現(xiàn)，使用氨基酸金屬螯合物能顯著提高畜禽對微量養(yǎng)分的消化吸收率[22]。肉雞日糧中50～75 mg/kg 羥基蛋氨酸螯合錳可有效替代100 mg/kg硫酸錳[23]。使用有機鐵飼喂哺乳仔豬，與無機鐵相比，仔豬體重、日增重，血紅蛋白和血液紅細胞數(shù)含量等指標均顯著增加，有機鐵促進了鐵的吸收與利用，降低排糞量和糞中排鐵量[24]。在滿足生豬養(yǎng)殖營養(yǎng)需要量的情況下，如何科學合理的使用飼料中的微量元素，從而降低養(yǎng)殖業(yè)中微量元素的排放，是研究亟待解決的問題[25]。

（4）提升現(xiàn)代畜牧業(yè)設施裝備水平與智能化管理，運用自動控制、物聯(lián)網(wǎng)、信息、基因、生物等方面的技術，結合我國飼料生產(chǎn)與畜牧業(yè)的發(fā)展特色以及從業(yè)人員的專業(yè)水平，研發(fā)適合我國國情的軟件和硬件，推動國產(chǎn)產(chǎn)品的市場占有率，降低軟硬件價格，從而提升現(xiàn)代畜牧業(yè)設施裝備水平與智能化管理水平，為生豬精細化飼養(yǎng)、新品種培育、養(yǎng)殖過程優(yōu)化、污染控制和屠宰加工提供新的技術手段，提升現(xiàn)代畜牧業(yè)設施裝備水平與智能化管理水平，實現(xiàn)供需動態(tài)監(jiān)控及全產(chǎn)業(yè)鏈溯源，建設智能化信息化生豬養(yǎng)殖大數(shù)據(jù)庫平臺。

4 小結與展望

促進畜牧業(yè)高質量發(fā)展是進一步優(yōu)化農(nóng)業(yè)結構、增加農(nóng)民收入、促進鄉(xiāng)村振興的必要舉措[25]?；谛竽翗I(yè)轉型發(fā)展，利用功能性微量元素等綠色飼料產(chǎn)品和構建高效糞污處理和微量元素平衡種養(yǎng)結合生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)模式，是農(nóng)民脫貧致富和鄉(xiāng)村振興的必經(jīng)之路，將促進畜牧業(yè)關鍵技術創(chuàng)新、生態(tài)循環(huán)模式創(chuàng)建、典型示范引領，也是能夠發(fā)揮畜牧業(yè)在農(nóng)業(yè)中的生態(tài)調控功能的體現(xiàn)，將顯著提升科技對畜牧業(yè)質量效益競爭力在農(nóng)村生態(tài)環(huán)境改善中的功能支撐，引領鄉(xiāng)村全面振興和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。