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我國動(dòng)物營養(yǎng)發(fā)展趨勢有哪些？在不久前召開的2019年第十六屆中國畜牧飼料科技與經(jīng)濟(jì)高層論壇上，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長陳代文做了介紹。
四川農(nóng)業(yè)大學(xué)副校長陳代文
陳代文表示，現(xiàn)代動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)從20世紀(jì)開始到現(xiàn)在，無論國際還是國內(nèi)，已經(jīng)到了轉(zhuǎn)型升級的窗口期，要跳出畜牧看畜牧，視野更高一些。畜牧人一直在與動(dòng)物、微生物、甚至前沿植物等生物打交道，生物學(xué)基本規(guī)律就是我們畜牧學(xué)科的基礎(chǔ)理論，必須將生物理念與工程理念、智能理念、生態(tài)理念、飼料化學(xué)理念等融合，如果沒有理念的融合很難有突破性進(jìn)展。
越來越多的研究表明，動(dòng)物之間的基因相似性越來越大，給環(huán)境調(diào)控留下了巨大空間，最后的表型不完全取決于基因，是很多要素的綜合作用結(jié)果，營養(yǎng)也是這些要素的重要組成部分。從豬的情況來看，母體營養(yǎng)基本決定了后代的性狀，環(huán)境調(diào)控越來越重要。動(dòng)物體內(nèi)有10倍于人體生物細(xì)胞的原核生物，很復(fù)雜，在動(dòng)物基因組、微生物基因組、投入品結(jié)構(gòu)效應(yīng)等方面還有很多未知數(shù)。所以，畜牧養(yǎng)殖行業(yè)是一個(gè)最復(fù)雜的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，要研究的問題很多，困惑的問題很多，要實(shí)現(xiàn)健康、高效，必須開展綜合研究。
畜牧生產(chǎn)過程本質(zhì)上是營養(yǎng)轉(zhuǎn)化過程，我國動(dòng)物營養(yǎng)研究2000年以前跟著國際上學(xué)，屬于跟跑階段；2000年以后處于跟跑和并跑階段，我認(rèn)為現(xiàn)在處于并跑和部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)跑階段。再過一段時(shí)間，我國動(dòng)物營養(yǎng)研究引領(lǐng)世界是必然。因?yàn)橹袊闆r更復(fù)雜，問題和需求導(dǎo)向倒逼開展很多方面的思考和研究。我國巨大的成就體現(xiàn)在理論、技術(shù)和實(shí)踐方面，實(shí)踐方面推動(dòng)了飼料工業(yè)的產(chǎn)生和畜牧業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提升。
在理論上還有缺陷。首先，動(dòng)物營養(yǎng)以營養(yǎng)素為關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行研究和總結(jié)歸納，營養(yǎng)理論是營養(yǎng)素的理論，營養(yǎng)需要是營養(yǎng)素的需要，營養(yǎng)平衡是營養(yǎng)素的平衡。第二，注重兩頭，主要關(guān)注吃進(jìn)去多少，最后產(chǎn)多少體重或多少產(chǎn)品，對于養(yǎng)分在動(dòng)物體內(nèi)怎樣轉(zhuǎn)化的中間過程研究得少。第三，隨著腸道微生物的發(fā)展，越來越認(rèn)識到腸道微生物在整個(gè)動(dòng)物健康和生產(chǎn)中的重要性。第四，傳統(tǒng)營養(yǎng)學(xué)是在理想靜態(tài)狀況下研究營養(yǎng)理論與技術(shù)的，假設(shè)和實(shí)際之間脫節(jié)，表明現(xiàn)在的研究結(jié)論是不夠準(zhǔn)確的。第五，飼料作為動(dòng)物營養(yǎng)最重要的投入品，我們對其認(rèn)識是不充分的，僅僅知道常規(guī)養(yǎng)分和部分純養(yǎng)分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。飼料原料化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，配合式飼料是多種原料和多種添加劑融合在一起的，配合的理論基礎(chǔ)、原理原則不全清楚。碳水化合物是動(dòng)物營養(yǎng)里的重點(diǎn)和薄弱點(diǎn)，也是未來動(dòng)物營養(yǎng)熱點(diǎn)和關(guān)注的重點(diǎn)，如果這個(gè)內(nèi)容不突破，動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)很難突破。
技術(shù)方面的問題也突出。相同營養(yǎng)水平不同配方之間、同一個(gè)配方的不同個(gè)體、純合飼糧和實(shí)用飼糧直接的應(yīng)用效果差異非常大。供給的飼料和動(dòng)物自身消化系統(tǒng)不匹配，動(dòng)物要花很多精力甚至付出生理代價(jià)消耗飼料。遺傳潛力充分發(fā)揮的重要物質(zhì)基礎(chǔ)是養(yǎng)分，采食量是關(guān)鍵。但發(fā)揮潛力需要的采食量動(dòng)物是吃不下的，吃下去的利用率也低。按工業(yè)飼料總產(chǎn)量兩億噸測算，動(dòng)物不能消化的能量相當(dāng)于1600億度電，即1.6個(gè)三峽大壩每年的發(fā)電總量，這是巨大的資源浪費(fèi)。另外，如果飼料加工不當(dāng)，吃進(jìn)去后對動(dòng)物消化道可能還有傷害，容易產(chǎn)生繼發(fā)感染問題。
概況來說當(dāng)前的問題就是營養(yǎng)不平衡不充分，需要有中國特色動(dòng)物營養(yǎng)理論上的突破，形成有中國特色的飼料工業(yè)道路，不再走玉米豆粕型為主的原料依托國外公司的道路，雜糧雜粕或者特殊日糧結(jié)構(gòu)成為未來中國特色道路的主體，保障健康、高效、優(yōu)質(zhì)成為生產(chǎn)目標(biāo)。
陳代文表示，理論和技術(shù)上如何突破，有以下途徑。
第一，要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營養(yǎng)，供需平衡。精準(zhǔn)營養(yǎng)的內(nèi)涵包括供給營養(yǎng)素的種類和形式、營養(yǎng)水平、添加劑組合等，最終實(shí)現(xiàn)健康、高效、生態(tài)、優(yōu)質(zhì)目的。動(dòng)物營養(yǎng)是真核營養(yǎng)和原核營養(yǎng)的總和，分別研究動(dòng)物本身代謝、微生物代謝、動(dòng)物和微生物互作機(jī)制，就成為未來理論突破的重要研究領(lǐng)域。
宿主有三個(gè)方面需要強(qiáng)調(diào)：真核結(jié)構(gòu)是真核營養(yǎng)重要的生物學(xué)基礎(chǔ)，它的精細(xì)結(jié)構(gòu)和神經(jīng)液體調(diào)控機(jī)制以及酶促反應(yīng)是營養(yǎng)代謝的根本載體；營養(yǎng)代謝是一個(gè)整體組學(xué)概念，是多種要素組合，營養(yǎng)調(diào)節(jié)基因蛋白表達(dá)，基因蛋白多態(tài)型影響營養(yǎng)代謝和營養(yǎng)需要，營養(yǎng)代謝和營養(yǎng)需要的微觀標(biāo)識尚未建立；代謝過程中一些重要的樞紐物質(zhì)就是未來營養(yǎng)調(diào)控重要的靶點(diǎn)，或是產(chǎn)品研發(fā)的重要靶點(diǎn)。
微生物有三個(gè)方面需要高度重視：原核的平衡穩(wěn)恒和它對宿主本身消化生理的發(fā)育具有重要作用；腸道微生物的穩(wěn)恒對動(dòng)物健康機(jī)制構(gòu)成是重要要素，有微生物和沒有微生物，平衡的微生物和沒有平衡的微生物，對抗病機(jī)制是有區(qū)別的；腸道微生物代謝及其產(chǎn)物對體內(nèi)整體代謝起到非常重要的彌補(bǔ)、輔助或者調(diào)控作用。
宿主的三大方面和微生物的三大方面，構(gòu)成動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)理論研究的基礎(chǔ)。如果理論思路是這樣，營養(yǎng)需要就是宿主需要加微生物需要，目前研究只是一個(gè)籠統(tǒng)的總需要，沒有研究宿主要多少，微生物要多少，這是不夠精準(zhǔn)的重要原因?，F(xiàn)在對微生物知道的太少，還有很多路要走。
第二，動(dòng)物營養(yǎng)是個(gè)系統(tǒng)工程，需要有系統(tǒng)理念。在這個(gè)系統(tǒng)中，宿主子系統(tǒng)、微生物子系統(tǒng)、飼料或者養(yǎng)分子系統(tǒng)之間怎么協(xié)作、調(diào)控、產(chǎn)生量化關(guān)系等還需要研究。研究動(dòng)物營養(yǎng)需要還原法，更需要整體論，把所有還原以后的要素回歸到整體才能指導(dǎo)生產(chǎn)，對于細(xì)胞、基因、單一養(yǎng)分、單一添加劑的研究結(jié)果的解讀和使用都要非常小心，因?yàn)椴⒉淮砣?、整體。
第三，在生產(chǎn)層面，首要的問題是保障健康，營養(yǎng)抗病問題還需要深入研究。健康構(gòu)成的要素和機(jī)制非常清楚，是動(dòng)物體內(nèi)抗病機(jī)制和致病因素矛盾對立的結(jié)果，誰占優(yōu)勢，動(dòng)物就表現(xiàn)出什么樣的狀態(tài)。營養(yǎng)對各個(gè)要素之間是有密切關(guān)系的。營養(yǎng)通過保障腸道健康、干預(yù)致病因子作用、促進(jìn)免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能、修復(fù)受損組織細(xì)胞等四條途徑實(shí)現(xiàn)抗病，所以我提出營養(yǎng)抗病研究。目前，從非洲豬瘟對豬免疫功能影響的國際研究文獻(xiàn)來看，我們以前評估的營養(yǎng)對免疫力影響的所有要素幾乎全部覆蓋到了。如果把某種養(yǎng)分的供給量或供給模式做出調(diào)整，被病原微生物破壞的各個(gè)免疫環(huán)節(jié)也許會(huì)受到緩解，這是理論分析。從實(shí)踐分析，我們研究豬場注重營養(yǎng)措施，一直沒有發(fā)生非洲豬瘟的臨床癥狀。除了非洲豬瘟，其他主要涉及豬的病原微生物都進(jìn)行了營養(yǎng)模式研究，找到營養(yǎng)物質(zhì)的水平組合。營養(yǎng)抗病問題還需要深入探討研究。把動(dòng)物營養(yǎng)用到生產(chǎn)上一定要有系統(tǒng)理念，要有從母體到后代的時(shí)間空間一體觀、系統(tǒng)觀。
第四，產(chǎn)品品質(zhì)方面要有評估指標(biāo)。深入研究動(dòng)物發(fā)育，從胚胎開始到最后上市的生物學(xué)過程，每個(gè)環(huán)節(jié)投入什么樣的營養(yǎng)模式，發(fā)育就會(huì)受到什么樣的影響。營養(yǎng)調(diào)控肉質(zhì)是可行的。
第五，深入研究動(dòng)物利用飼料的機(jī)制，審視動(dòng)物飼料的理念和技術(shù)。動(dòng)物對飼料的利用是和微生物共同完成，分工協(xié)作。碳水化合物的營養(yǎng)十分特殊，要么作為能量驅(qū)動(dòng)代謝，要么作為脂肪沉積下來作為能量儲備，所以是未來動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)甚至生命科學(xué)必須突破的一個(gè)交叉領(lǐng)域，要形成像氨基酸平衡模式一樣的碳水化合物平衡模式。
第六，技術(shù)突破本質(zhì)是回到動(dòng)物的營養(yǎng)供求問題。一是未來飼料工業(yè)的主要職能就是創(chuàng)制營養(yǎng)源，改造營養(yǎng)源，不是把飼料原料拿來攪拌以后直接供給動(dòng)物。創(chuàng)制和改造營養(yǎng)源需要采用生物工程技術(shù)，必然帶動(dòng)飼料工業(yè)的設(shè)備和工藝革新。二是營養(yǎng)價(jià)值評級，傳統(tǒng)營養(yǎng)供給模式、消化吸收、組織代謝都不符合系統(tǒng)觀點(diǎn)，將來能否用組學(xué)的結(jié)果，用動(dòng)物最終的表現(xiàn)倒過來評估飼料營養(yǎng)價(jià)值或營養(yǎng)需求參數(shù)。三是飼料配方師要實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)平衡，傳統(tǒng)營養(yǎng)素平衡基礎(chǔ)上要把飼料當(dāng)中各個(gè)要素實(shí)現(xiàn)平衡。研究表明，真正實(shí)現(xiàn)了營養(yǎng)平衡，動(dòng)物可以不用抗生素。全價(jià)飼料要回到養(yǎng)殖端來實(shí)現(xiàn)。發(fā)酵是飼料加工需要的，也是當(dāng)前的主流，需要新設(shè)備。液體飼料也需要帶動(dòng)新設(shè)備。技術(shù)突破可以總結(jié)為3F技術(shù)（配方、發(fā)酵、液體），其中，最難的是配方。
動(dòng)物營養(yǎng)與飼料學(xué)發(fā)展前景廣闊，潛力巨大。總結(jié)起來就是：第一，要解開動(dòng)物營養(yǎng)的黑匣子，實(shí)現(xiàn)理論突破；第二，要發(fā)展系統(tǒng)營養(yǎng)生物學(xué)；第三，要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營養(yǎng)必須把握精準(zhǔn)的要素和靶點(diǎn)。未來的飼料工業(yè)和養(yǎng)殖主流模式會(huì)與現(xiàn)在有巨大區(qū)別。新時(shí)代，新格局，新發(fā)展，需要新理論、新技術(shù)、新設(shè)備和新工藝，最后產(chǎn)生新效果，如果所有都實(shí)現(xiàn)了，動(dòng)物的生產(chǎn)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)比現(xiàn)在大。
本報(bào)記者 崔麗