畜禽营养与饲料加工
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绪论

学习目标

◎了解动物营养和饲料与饲养学在动物生产中的作用、地位及发展历史,便于养殖工作者有效掌握在畜牧业健康发展应采取的对策。

《畜禽营养与饲料加工》是畜牧兽医及相关专业的基础和技能训练课,是教导学生从一般知识和操作演练进入专业实践技能培养的桥梁。

一、动物营养在动物生产中的作用、地位与发展趋势

人类饲养动物的目的是为了获得肉、蛋、奶等动物性蛋白质和动物皮毛,而营养物质是动物维持生命、生长、繁殖、产蛋、泌乳等状态的物质基础。无论何种动物都需要从饲料中获得一定的营养物质作为生长、繁殖和生产产品的原料。动物营养学阐明营养物质的摄入与动物生命活动之间的关系,是应用动物生物化学、生物学、生理学、生物统计等手段,研究养分的生理作用、营养功能,养分的消化吸收,饲料的营养价值,以及动物营养需要的一门应用基础学科。它的任务在于研究各种养分的生理功能,在动物机体内的物理和化学变化过程,包括动物的摄食、消化、吸收和组织细胞的营养运转,及未经利用的养分和代谢物的排泄等。从而在此基础上确切掌握动物的营养需要量,以达到提高养分利用率和充分发挥动物潜在生产性能的目的。

近二三十年来,生物化学和仪器分析的发展,为营养学研究提供强有力的手段,研究项目的重点已由蛋白质、脂肪和矿物质,转向氨基酸、微量元素、维生素、酶、激素等。畜牧业发达的国家和地区,由于重视动物营养科学的研究,制定了各种动物营养需要标准,按照科学配方生产全价、高效和低耗的配合饲料。从而在很大程度上提高了饲料的利用效率,缩短了畜禽饲养周期,降低了饲料成本,特别是由于近期广泛深入地开展氨基酸、维生素和微量元素营养的研究,重视它们在日粮中的平衡作用,大量生产和使用各种添加剂,使饲料利用率提高到了一个新的水平。动物饲养学是研究动物营养原理在动物饲养实践中的应用,研究和阐明如何正确应用饲养标准和各种饲料的营养价值表,配置营养全价的日粮,以满足动物的各种营养需要。同时研究饲料的加工及饲喂技术,以充分发挥动物的生产性能和饲料的营养潜能。

二、畜牧、饲料与饲养学发展历史

“民以食为天”。人类通过生产劳动实践,逐步认识食物与生物体之间的关系,不断积累了膳食、营养、饲料等方面的丰富经验。正是这些宝贵的知识汇集和先行科学理论的借鉴,通过试验反复研究、验证、总结,为饲料与饲养学的诞生与发展奠定了基础。

在远古时期,人类长期过着穴居岩洞、茹毛饮血的生活,衣、食的来源以狩猎为主,兼采食植物果实为生。经过漫长的岁月,约在中石器向新石器时代过渡的14000~12000年前开始定居,由单纯狩猎转向驯化动物。到了新石器晚期,许多重要家畜等已先后被驯化。

人类驯化动物概况

我国是动物驯化、饲养最早的国家之一。自古有伏羲氏教民养六畜的传说。《易·系辞》中称,“古者包羲氏王天下……作结绳而为罟,以佃以渔”。从动物圈养到繁衍后代,捕、养、管的方法都向前跨进了一大步。

新石器晚期到殷商,是母系社会向父系社会的过渡时期,虽无文字记载,但从已发掘的墓葬陪葬坑中发现的兽骨与兽形陶俑判断,猪是当时的主要家畜,而且还发现大型圈栏设施,证明饲养管理条件已改善,养猪已具有一定规模。

商、周、春秋及青铜时代,甲骨文中已有稻、稷、黍、粟等作物和马、牛、羊、鸡、犬、豕、象七畜名字。甲骨文中及篆书中,都有豕的象形字。东汉许慎所著《说文解字》中释“困”谓“从豕在口中也”,像豕(猪)关在圈里;释“家”字谓“从宀,居也”,乃定居的象征,可见豕(猪)在家庭中的地位。商代已出现车舆,以车乘和战马数量显示经济与军事实力。

从战国到近代,延续两千余年。铁器用于农耕,发展谷物生产,同时把农耕与养畜密切结合起来。到后魏,贾思勰所著的《齐民要术》一书总结了中原地区劳动人民对牛、马、驴、骡、猪、羊、鸡、鸭、鹅、鱼等饲养管理、生产等宝贵经验。谈到“春夏草生,随时放牧,糟糠之属,当日别与;八九十月,放而不饲;所有糟糠则蓄待穷冬春初……”。清《三农纪》概括为“近山林者宜收橡栗之属,采嫩叶野蔬,煮以豢之;近湖水者宜收浮萍泽菜之属,煮以豢之;陆越平原宜用田一丘,原粪熟耕……”这些论述可誉为我国古代亦农亦牧、饲养管理技术直观认识经验的总结篇。

人类在长期的生产劳动中,很早就有了对食物、饲料营养价值和饲养效果的认识。古罗马时代的普利尼就认识到了“适时收割的干草,要比成熟时收割的好”,又提到“改进饲养才能获得良好家畜生产效益”。我国春秋战国时代孟子云:“数罟不入湾池,鱼鳖不可胜食也”。又说“鸡豚狗彘之畜,无失其时,七十者可以食肉矣”。认识到食而不能绝其源,明确了保护资源、扩大资源以利持续发展的重要性。《黄帝内经》所提到的“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”,不仅总结了满足营养需要的方法,还概括了各种营养物质的作用,已具备了多种食物配合、提高膳食营养的理念。对动物营养需要和满足均衡营养,提高饲养技术也有一定启迪。

中国古代劳动人民在饲料利用、动物饲养技术、畜产品加工等方面都处在世界领先地位。由于2000多年的封建统治,致使牧业长期处于副业地位,致使发展缓慢,产业革命以后与西方国家差距加大。

产业革命以后,18世纪中叶,法国化学家拉瓦锡(Lavoisier,1743~1794),在已发现的氧元素与氧化作用的基础上,建立了燃素说。认定了动物呼吸同样是化学反应,定量研究了动物呼吸产热,首创了动物热力学。为饲料营养与饲养学的发展奠定了理论基础。19世纪初德国科学家Thaer早在1809年提出以干草价衡量各种饲料相对营养价值的评定方法,由此延伸了饲料营养价值评定。从化学方法评定概略养分分析到饲料与动物体内代谢转化相联系的能量评定体系,以及之后的蛋白质质量评定,维生素及矿物质元素效价评定等,使人们深入了解了各种饲料营养特性,掌握了各种动物对饲料养分利用及其变化规律。还是被誉为饲料营养价值评定奠基人的Thaer倡导的制定饲喂定额的提议,启动了制定饲养标准的研究。约经300年时间才由粗到细,把已经研究清楚的营养素绝大部分包容到饲养标准之中,为按标准科学饲养奠定基础。

从18世纪以后到20世纪中叶,随着工业、农业(种植、养殖)的迅速发展,科学研究不断深化,饲料与饲养学经过近两个世纪才得以形成一个独立学科。

20世纪以来,是饲料与饲养学形成与发展时期。随着畜牧业迅速发展,专业分工细化,纯牧型大量减少,农牧结合型尚存。畜牧业逐渐向专业化、企业化转型,对科技的依赖性加大,进一步促进了科学研究的发展。从20世纪30年代起到20世纪中叶,基本确定了动物生存和生产所需营养物质及饲料营养饲用价值,而且对维生素、氨基酸、微量营养物质,以及对动物营养代谢规律和营养互作关系的研究都非常活跃,并取得突破性进展。在此期间还发现一些非营养性物质的适量添加有促进动物消化利用、助生长、抗疾病等效果,随之推动了饲料工业的发展。这个时期,人工合成维生素、氨基酸成功并投入生产。饲料与饲养科学理论有力地支持了饲料工业添加剂、配合饲料的进一步研制与开发。随着饲料与饲养学科研不断进展,饲养技术不断更新,饲料综合利用、营养调控、环境控制等技术在生产中不断应用,标志着饲料与饲养学科已经形成。

饲料与饲养学和动物营养学是紧密相连的姊妹学科(源于动物饲养学),今后将以不同角度,在各自学科研究领域协同并进,推动饲养业迅速发展。

三、饲料与饲养学在动物生产中的重要作用

生产力的发展,总是随着人们在生产劳动中不断积累宝贵经验,从直观的感性认识到理性认识过程,直至升华到理论,指导实践,推动生产力发展。

动物生产是人类借助动物将饲料中的营养物质转化为人们生活所需的乳、肉、蛋、毛、皮等优质营养食品及制品的过程。这种转化能力,不仅依靠动物本身所具备的遗传潜能和生理特性,而且与外界环境条件密不可分,诸如饲料、饲养、管理、保健和生存空间的温、湿、光、密度、气流环境息息相关。也就是表现型=基因型+环境。饲料与饲养学就是从这些方面提供理论上、方法上以及动物生产过程中各项技术的指导和服务,使动物生产转化潜能充分发挥出来。

20世纪以来,尤其近50年,动物生产迅猛发展,饲料与饲养科学研究不断深化,相关学科研究成果也不断涌现,先后应用到生产实践之中,促进动物生产水平不断提高。良种培育,为动物饲养推荐为数甚多的优良畜禽品种。饲料营养价值评定到饲养标准的制定越来越细化,反刍动物蛋白质体系标准的采用,为动物按标准饲养提供了科学依据。近年来,部分氨基酸大量生产,填补了植物性饲料蛋白质成分的亏缺(相对动物饲粮而言)。饲料养分生物效价的研究成果及饲料加工处理新技术等的应用,都在合理配制饲粮,提高饲料利用率方面取得了良好的效果。在生产过程中,人们对营养调控、饲养技术运用、管理方法和环境条件的改善等的研究,都在很大程度上提高了动物生产水平。

饲料工业的不断发展,促使工厂生产出种类繁多的添加剂,乃至全价高效配合饲料,为饲料营养调配,提高饲料报酬,开拓饲料资源,缓解饲料供需矛盾,起到积极促进作用。当然,也离不开饲料与饲养学理论的支持。

科学技术协调发展,必然促进动物生产水平大幅度提高。我国近50年,尤其是改革开放以来,动物养殖与日俱增,生产水平不断提高,成效非常显著。生猪增重1kg,耗料从原来的5~4kg,到现在仅需3.5~3kg,出栏活重达90kg以上,缩短至6个月龄以内。奶牛年产奶量从不足2000kg上升到5000kg以上。禽类生产,鸡的生产水平提高最快,蛋鸡年均产蛋达250枚,高产鸡群已达270枚以上。肉鸡从原来每增重1kg需耗料4~3.5kg,而今降至2kg以内;仔鸡体重达到2~2.2kg时,由原来需要7~8周,现今已缩短到6周以内。鸡的生产已基本达到国际先进水平。

我国的动物饲养业的发展和生产水平的提高,是党的农业政策落实的结果,是重视人才培养和大力发展科教事业所取得的成效。饲料工业的兴起也为之推波助澜。相信不会太久,我国动物生产水平定会跻身世界先进行列。

四、饲料与饲养学发展趋势

现代动物生产已进入以科学技术为指导的高效生产时期。动物生产正朝着专业化、集约化、工厂化深入发展。生产者对于投入产出比要求越来越高,对科技依赖程度越来越大,甚至对每一个生产环节和影响因素都迫切希望通过科技进步加以解决。

现代科学研究的发展趋势,正由局部到整体,由静态向动态,从宏观到微观,朝着更为精细,更为准确,不断完善深入的系统化方向迈进。

当前,国内外的研究,涉及动物饲养方方面面,但主要集中在以下方面:

第一,营养需要。随着饲料营养成分和营养参数的不断更新,从少数静态指标为主描述的饲料营养物质转化规律研究转向动态营养研究。今后的饲养标准应根据动物产品数量与质量及环境变化等因素,制定出符合动物生理特点的、能够预测生产性能的、切实起到按标准进行科学饲养的动态标准。数学模型化、计算机化已成为必然趋势。借助计算机可将动态营养需要量和饲料营养价值等资料及饲料配方软件制成光盘或通过网络,供饲养者和饲料工业应用。

第二,蛋白质、氨基酸和肽营养研究。饲料蛋白质、氨基酸营养一直是研究的重要课题。近来,理想蛋白质、氨基酸模式及可利用氨基酸概念已达到需要与供给统一。以可利用或可消化氨基酸为基础的理想蛋白质、氨基酸为模式的饲料配方较为理想。某些必需氨基酸的合成研究与生产将继续。已开始研究反刍动物采用瘤胃降解蛋白或小肠可吸收氨基酸蛋白质营养新体系。

另外,近来研究证明,蛋白质水解产物肽,尤其是小肽(二肽或三肽),可直接吸收,不仅可作为氨基酸供体,而且有促进激素、酶的分泌。活性肽还可参与免疫功能调节、细胞增生等特殊功能。

第三,饲料生物学价值评定。生物效价可较为准确地判定动物对养分的利用程度,可用于合理选用饲料,科学配制饲粮。饲料养分生物学效价的准确评定,具有很高的实用性。

第四,饲养管理技术。饲养管理伴随动物生产全过程。随着动物品种不断优化,高效生产不断发展,对饲养管理要求越来越高。随着科技成果不断深化、创新以及受客观诸因素制约,饲养管理技术也必须与之相适应。尤其我国地域辽阔,存在饲料资源丰缺有别,饲养规模大小不一,生产水平不尽相同,动物遗传性多样,生活习性存有差异。因此,提出了许多新的研究课题,如:采用什么样的饲养模式最为合适;采用哪些饲喂方式和方法,才能符合动物的特性;如何应用饲养标准,合理利用饲料资源,科学配制饲料又不造成浪费;针对不同生产目的和动物生理特点及生理阶段,进行营养调控和采食量调控,使营养按着人的意愿进行合理分流;为动物创造适宜环境,符合饲养卫生、动物保健、动物福利等管理措施。

第五,饲料资源开发。动物生产发展与饲料原料供需矛盾日益突出,千方百计开发饲料资源,已成为保障养殖业可持续发展至关重要的问题。

我国非传统饲料资源丰富,它包括植物、动物及畜产品加工副产品和下脚料,非传染病死亡畜禽尸体以及食品加工、酿造、制药等糟渣和废弃物,还有林业资源均可开发利用。但目前开发利用不到40%。主要受限于饲料加工业发展滞后,原料收集、运输、加工方法、设备与工艺都不能与之相适应。加大研发力度,生产出更多符合标准的饲料级产品具有很大潜力。

改善秸秆饲用价值,对反刍动物尤为重要。除常规处理方法外,还包括:充分利用反刍动物特有的消化特点,改善秸秆在瘤胃的发酵,调控微生物区系,提高消化率和利用率;以营养吸收及平衡理论,采取添补或调控方法,添补矿物微量元素,补充易消化氮源、碳源、可消化糖分等营养物质,增加微生物的繁殖数量并提高秸秆利用效率。

多渠道开发饲料资源。诸如利用现代生物技术培育高能、高蛋白(氨基酸)等饲料作物,研制促进消化吸收、调节营养平衡的有益微生物,研制开发增强免疫功能、酶制剂等新型饲料添加剂,利用矿物资源,开发微生物蛋白饲料,回收粮食深加工残渣,科学处理、循环利用再生饲料资源,等等,都是广开饲料来源的有效途径。

第六,生态畜牧业与饲料及畜产品安全生产。随着人们环保意识的增强,对健康高度重视,对“安全食品”十分关注。我国饲料工业,尤其原料加工业对环境造成的污染还是比较严重的。饲料添加剂和配合饲料中非法添加的有毒、有害物质(如禁用药物、激素等),不仅对动物有害,而且添加物在动物性食品中的残留会危及人体健康,给人们的安全构成威胁。人们以大自然的“绿色”呼吁“绿色饲料”“绿色食品”。当前主要的研究任务应尽快制定和完善相应标准,研究快速检测方法及完善法律、法规和监管体系。另外,还涉及进一步研究动物排泄物造成环境污染的处理方法。

第七,生产中的系统调控及其综合应用。动物生产过程是诸因素系统分别研究综合应用过程,它涉及动物特性和遗传潜能、饲料、营养环境、动物免疫与保健、饲养管理等,需要将各系统调控技术与生产要求结合起来,发挥整体效应,不断提高生产水平。

随着现代信息技术、计算机技术、生物技术、化学、生理、生物化学、微生物学、营养学、数学、物理、动物行为学等学科的发展,为饲料与饲养学研究工作在理论、实验方法、手段和仪器设备等方面都创造了有利条件,这将加速本学科的发展进程。今后的科研需要打破学科界线,交叉渗透,综合协同。这需要广大专业科技工作者钻研所涉及的自然科学和人文科学知识,通过不懈的努力来完成艰巨而光荣的任务。

事实证明,只有掌握动物的基本营养原理,按照科学方法生产饲料才能高效率地转化为产品并获得较高经济效益,这是饲料工业高质量、批量化生产发展的可靠保证。

知识拓展

我国未来饲料行业发展新趋势

1.产业政策调整,中小企业大量退市。

2.生产成本高企,利润空间受到挤压。

3.资本运作加速,社会资源更加集中。

4.养殖精细管理,专业化水平彰显企业竞争力。

5.饲料资源短缺,开发非常规饲料空间较大。

6.倡导节能减排,生产低碳环保饲料前景广阔。

7.生产形式变化,散装饲料将会实现快速发展。

8.重视食品安全,饲料产品被赋予新的内涵。

9.经营方式转变,延伸产业链分散市场风险。

10.买方市场到来,提供增值服务取胜行业终端。

参阅:http://www.meishichina.com/Health/Nutrition

想一想 练一练

我国当前饲料行业发展存在的问题有哪些?