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中国梦
中国梦,畜牧梦,我们未来不是梦!
从动物营养学发展趋势看饲料科技创新思路
2014第十一届中国畜牧饲料科技与经济高层论坛暨中国饲料经济委员会第十一届学术交流大会于2014年12月7日中午在江西南昌前湖迎宾馆拉下帷幕。
本次会议围绕新常态下饲料行业的发展进行了热烈的讨论,并出现了众多的精彩报告,其中在12月7日上午召开的“技术创新论坛”(中国农牧首席CTO俱乐部开放论坛):
畜牧饲料关键技术的创新与综合驱动力上,四川农业大学副校长、国家生猪产业体系岗位科学家陈代文教授的“从动物营养学发展趋势看饲料科技创新思路”报告值得仔细阅读或聆听。
现根据会议记录,将陈校长的报告全文整理如下:
各位同行、各位高人、各位牛人,大家好!
我们这个论坛叫技术论坛,技术创新,如何创新?
尤其是在技术上,我们真的思考的太少,作为企业家尤其是在座的都是大企业家,在创新上做了很多的工作;我们作为教书匠,很多方面还只是局限于具体的事务性工作上,对宏观的东西真的思考得太少。
所以今天给大家作这种交流,真是勉为其难。
组委会蔡博士希望我在这里做一个抛砖引玉,其实真正的精彩在后面。
技术要创新非常难,如果没有理论的突破,技术的创新谈何容易。
中国科技走了几十年,现在的经费达到了如此高的惊人程度,但是我们有几项技术算得上是世界上的创新呢?
!
我们的沉淀不够,我们的聚焦不够,我们的创新的思路和方法还不够。
所以在饲料方面,我的理解是饲料技术要创新,必须仰瞻起所在的所依托的理论基础——动物营养学的进步,没有这个进步,饲料技术是无法创新的。
那么,动物营养学要有新的进步,技术要有进步必须要以批判的眼光来认识现在,必须要以继承的胸怀来拓展我们的思路,更必须要以更清晰的认识来理清我们的聚焦。
我想给大家做这样一个汇报,从动物营养的发展趋看饲料科技的创新思路。
这完成是个人的浅见,完全是自己在教育、科研中个人的一些工作积累和一些反思、思考,仅仅是一个抛砖引玉。
涉及到三个方面。
1认识现状
认识现在就是批判现在,没有批判就没有创新。
如对现在已经如此满意,我们就没有心思去创新了。
动物营养学就是这么一个简单的科学,从技术层面上去解决动物吃什么、吃多少、怎么吃的问题。
有了动物营养学及其进步,不等于就形成了技术,这中间有一个转化过程。
从营养科学的进步到我们饲料工业技术的创新这中间还有一个环节——即就是我们所说的孵化和转化环节。
传统的动物营养学走过了这么多年,甚至可以堪称为200多年的历史,到今天我们认为取得了突出的成绩,表现在理论上、技术上以及在实践上最后支撑了我们的饲料工业和畜牧产业,但是,仅仅依靠传统的这些成就,中国的饲料企业已经起到了一个平台——技术趋于停止,产品很难提升:
你知道的我也知道,你不知道的可能我也不知道。
大家拼的就是营销,看谁有办法把用户拉到自己的团伙中。
因为买你的产品和买他的产品可能差不多,就看我们的关系是否更近,我们的利益关系怎样建立。
所以,在技术上的创新成为一个关键。
而传统营养学我的认识是有四个方面的不足:
第一是我们只是知道投入和产出,对中间的代谢还是不怎么清楚,如同是一个黑匣子。
我们所有营养学的技术,包括消化代谢、平衡和周转,都是建立在这么一个黑盒子基础上的。
第二是我们传统营养学只关注营养素,如营养理论是能量营养、蛋白质营养、氨基酸营养;我们的营养需要也只是能量需要、蛋白质需要、氨基酸需要,矿物质需要;我们的营养平衡也是能量平衡、蛋白质平衡、氨基酸平衡、矿物质平衡。
都是在营养素这个层面。
第三是传统营养学是一个静态的、局部或片面的科学,它是建立在一定的假设的基础之上。
这种假设是有条件的,如果这些条件不成立,这些假设就会打折扣。
事实上在现代的实际生产条件下,很多的实际情况与我们做理论研究的条件有如此大的差异,所以现在的数据都是概约数据,参数可高一点也可低一点,谁都没有说清楚到底需要量是多少。
第四是传统营养学还有一个重要的忽略,即忽略了聚集在动物体内的那些数量庞大的微生物。
所以,我经常说这是猪吗?
这是猪但也不是猪,因为作为猪本身的细胞只有这么多(1011-12),而聚集在猪体内的原核细胞,其数量超过了猪本身细胞(1012-13)的10倍,所以猪是一个真核细胞和原核细胞长期进化共居的共聚体,所以说它是猪也不是猪。
我们是人吗?
我们是人也不是人,所以它是一个共聚体。
如果我们只关注猪,那么很多问题就可能很难解决。
所以用传统营养学指导下的饲料技术会有很大的偏差:
配方相同,但效果不一样;同一配方为同一群体所用,个体差异很大。
就把我们人吃了都会长肥长胖的东西拿给猪吃,猪不一定喜欢。
所以纯全日粮与实用日粮的饮用价值不一样。
这就是传统营养学的问题。
所以,我们迫切需要在动物营养的一系关键环节取得突破,这就是我对传统营养学的批判或认识。
2传统动物营养学
在传统营养学基础上,我们如何去创新,当然理论不能谈创新,理论要进步,要更加地结实。
未来营养学一定是一个纵向深入横向拓展。
纵向的深入就是要从宏观、群体到个体,横向就是要从单项向交叉,相互制约、相互影响。
有几个观点抛出来供大家讨论:
第一是关于营养学的内涵。
按照刚才的理解,动物营养学=真核营养+原核营养。
因为动物是一个真核与原核的共聚体。
我们提供的营养体既要满足动物的需要,又要满足微生物的需要。
否则健康问题也好,生产性能问题也好,很难发挥。
2.1营养学的内涵
2.1.1关于真核营养
刚才已说投入产出是清楚的,其中的关键是那个黑盒子。
养分在那儿到底怎么转化?
转化效率有多高?
这可能是黑盒子的所在地。
如何才能解开黑匣子,显然需要依靠现代的综合技术。
这黑匣子本身就是营养代谢。
所以在营养代谢和调控的研究方面,首先是搞清楚我们很多体内体外的数据是不能互换的。
要解读体外数据,必须非常谨慎。
整体作为一个高等生命,神经体液,尤其是内分泌的调控是我们的共选机制,在这一基础上我们组织器官结构的完整,以及细胞里边若干区域的定位是我们养分代谢的场所和生理代谢的结构基础。
一个细胞,包括细胞的骨架如果出了问题,那么那个代谢就要出问题。
有了这些基础,我们才能谈得上从整体深入到组织,深入到细胞,深入到分子。
随后才谈得上这基因是编码基因、非编码基因。
所以营养代谢才能逐步地深入。
在微观的层面上我们不是研究一个养分和一个基因的关系。
而且要形成组的概念,组的理念。
营养是一个组,是一个GROUP。
我们研究的对象就是若干互相作用的组,它们之间显然存在互作关系的。
所以,从这个方面来讲,我们现在的分子方面,营养、代谢的黑匣子再深入一步,到底在什么地方?
不是我们现在所认识到的搞清楚一个基因就解决了问题,这中间还存在很复杂的问题。
人类基因组分析早就结束,但是人类的重大疾病到现在仍无法攻克,还有很多未知。
2.2.2关于原核营养
我们认为,动物营养学新的机制和靶点可能在原核。
微生物的功能我们还未搞清楚,但是威胁人类健康的那些重大疾病不能说与微生物一点关系都没有。
肠道微生物我们的理解是因为经过了20亿年的进化,说明微生物的这种稳定菌群及其代谢模式、代谢产物就是动物遗传的组成部分,所以动物的遗传不仅仅一自身的基因组的遗传。
第二微生物很可能借助着营养和表型之间重要的信号,如何把这一部分去深入地研究成为了我们未来动物营养的一个突破口。
黑匣子在什么地方?
现在看来,营养和动物的所有生产以及健康之间,它是一个三者互作的规律,这三者互作就是营养、宿主和微生物的互作。
没有这种互作就谈不上动物的健康,谈不上生产。
所以涉及到微生物的营养模式问题,而微生物的营养模式又涉及到动物本身的营养,肠道前面全部用完了后面就没有了,全面不用后面就多了,这中间就存在一个互作关系。
第二个方面,怎么样同时满足宿主和微生物的营养需要,这就需要关注另一个层面——我们供给的东西——营养要素,这不仅仅是营养素——能量、蛋白质等,营养要求是构成营养整体的组成部分。
至少包括以下几个方面:
一是营养素,即我们大家所熟知的能量、蛋白、维生素等,二是这些东西从哪儿来——营养源,这很关键。
第三是我们添加的任务物质不能认为是添加剂,就是整个机体的组成部分;最后都是营养要素的水平问题。
所以营养源多种多样,同样的配方,营养水平相同,来源不同效果完全不同。
营养源的本质差异在哪里?
在于养分的结构和存在方式。
它们会影响消化道中影响属于动物那部分的消化吸收,即宿主的满足程度。
动物消化吸收后剩下的部分就是给微生物留下的,决定着微生物的营养满足程度。
所以,营养源本质上是如何合理地宿主和微生物的营养需要。
那么黑匣子我认为在第一个方面。
2.2关于早期营养
川农大在母猪营养方面做了大量的工作,从这些母猪营养到仔猪,到最后的肥猪全程研究,最后进行总结,我们有个思考——早期营养的重要性。
动物的表现=基因+环境,营养是一个环境,但是营养也不是环境,营养也影响基因,也会影响表观遗传,所以我们提出一个基本的想法,不能说是一个理论,也不能说是一个学术,至少有这么一个机制,即动物的健康和生长、初生决定一生,生下来决定了后面,而初生是取决于胚胎,胚胎是取决于母体营养。
母体营养通过胎儿营养和子宫内环境这二种渠道影响着遗传和表观遗传,影响着母体微生物菌群;我始终抓住宿主和微生物这二条线。
同样就影响初生猪的组织发育和微生物定植又是宿主和母体微生物,最终决定着后面——一生。
所以,我认为生下来的斥决定着一切,而生下来又取决于前面。
因此黑匣子在哪里?
黑匣子可能在母体和胚胎期间。
于此我们再做了大量的研究,如在肉质方面我们已经搞清楚,生下来时肉质怎么样,最后育肥后肉质就怎么样,有一点变化,但那很小,要很大变化是很难的。
要使生下来时就打好良好的基础,必须从母体开始。
2.3关于营养抗病的问题
现在养殖面临的最大问题是动物健康问题。
这种健康问题有多种思路和多种措施综合来解决,不是谁高谁重要。
从我们的角度是如何做好预防,做好保健,这是我们重要的任务。
营养抗病我认为是一个科学的命题,不仅我们这样地提,最近医学界也很明确地提出了营养抗病这个概念。
医学与我们没有交流,也没有关系,所以应该说生命科学殊途同归。
有二个重要的渠道,一个是免疫系统的发育和功能问题,二是组织细胞的周转和更新以及修复的问题。
损伤以后要修复,这必须要靠营养物质。
由于我们就构建了这么一个抗体营养的理论框架:
我们研究营养的要素——四大要素,对决定健康的三大要素,如整体免疫是决定健康的,肠道健康和抗病基因异常的差异。
还有影响健康的,即破坏健康的,一是应激,二是霉菌毒素,还有是病原菌——大量的传染性病原菌。
研究营养与这二大因素的关系,希望能够找到一些规律。
我们在这方面做了一些工作,由于时间原因,就不在这儿介绍了。
尤其感到比较欣慰的是,在营养与特异性疾病关系上,营养不可忽视。
这中间有待研究的问题非常多,我们还在进一步研究。
2.4微营养
昨天我们在成都召开了一个微营养研讨会。
这个词很时髦,实际是micronutritient。
这中间我们要认识到,微营养有二个功能,一个是作为战斗员,去执行这些生产功能;第二个是作为指挥员,去调节这些生命活动和调节生产过程。
我们现在认识到了它的执行功能,而其调节功能的认识还有很大的差距。
微营养的调节功能,尤其是与生命活动有关的那些从健康到生产,从生产到产品品质一系列生理过程中发挥着重要的作用。
这里特别需要关注的一些部分的氨基酸、部分的微生素、部分矿物元素,目前是我们关注的重点。
2.5关于系统营养
有些前面的这些认识,营养学是一个系统工程,不是个别单一一个养分的问题。
这里涉及到,我认为作为系统必然会有它的子系统,有子系统必然会有它的成员。
相互之间也独立,也制约,那才叫系统。
所以,至少可以构建二个大的系统,一个是动物内的系统。
动物内的二个系统,一是真核细胞,另一是原核细胞。
第二个是饲料系统。
饲料系统也有三个类别,一是养分,一个是养分的来源,第三个是添加物。
这里面有很多个这二大系统,或用红色表示的三大系统:
真核、原核和饲料,因为营养的基础是饲料,营养的对象是真核和原核细胞,所以这三大系统是可以独立的。
三大系统之间显然是相互制约和相互影响。
这就是系统营养的基本结构。
有了这个结构后,研究方法必须是组学技术,尤其需要强调的是宏观层面上的营养组学,所有的养分不是单一的,它是一个所有组合技术问题。
那么我就提出一个概念问题——营养结构。
从发展领域上,现在有很多新的领域:
我这里构建了一个系统营养学的研究内容与目标:
营养、宿主和微生物,始终抓住这三者的互作。
在组学上,这三者互作影响,无论是动物,无论是微生物都是在这个组学上,整个在遗传物质的表达上发挥作用。
所涉及到的技术当然是现在的生物技术。
这里面核心的问题就是biomarkers。
找到一个怎样的标识来评估整个互作的成效,目的是真正实现营养的预测预报和精准营养的目标。
3.4关于营养状况的评估
营养状况和营养价值的评估我想最终能否走到这一步,当我们把所有东西都搞清楚以后,直接从动物的排泄物或体液中,或者是从血液中采样,检测里边的这些代谢产物——这里边一定有标志物,然后倒过来去验证我们供给的营养合适不合适,供给的饲料是否能被充分利用。
所以,活体的检测就像人的体检一样要上升到这一点。
3.5关于营养源的问题
营养源我们希望用现代生物技术来改造——发酵工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程和微生物工程,成为生物蛋白质饲料、生物高能饲料、生物饲料添加剂;否则的话我们还是去买玉米,买豆粕。
即使长期用玉米、用豆粕也是达不到最大生产潜力发挥的目的。
当然,我们的营养改造也包括了我们现在的基本加工——粉碎、制料、膨化、浸泡、熟化。
3.6关于营养调控技术
营养调控真的是电简单、最有效、最快速和最安全的措施,而调控的目标则取决于我们对生产追求的目标:
可以是生长、可以是健康,也可以是畜产品品质。
那么,我们有了这些,我们以后的饲料可以以这些功能来命名,如免疫增强料、疫苗增效料、搞应激料、抗腹泻料、抗代谢疾病料、肠道保健料、攻胎料、催乳料、品质改良料、无抗饲料,等等;而不是用生长阶段来命名饲料。
最后,我想说一点,技术说得再热闹,技术仅仅是企业发展的一个方面。
企业要发展,需要有许多的支撑条件。
如果思想不到位,人才不足,资金根本没有,谈何创新。
所以,这些才是我们企业核心竞争力的组成部分。
核心竞争力体现在产品中,检验的是市场。
,最后我看见的是这些东西。
因此,企业的转型、升级本质上是决定要生产什么、生产多少和怎么生产的问题,那就是产品定位、产能定能和产业模式。
加强企业的内部建设极其重要,我们看见的一个企业是他的前台,他的产品,他的服务团队。
其实支撑的是他的后台,即是他的思想,他的管理。
所以,技术有时候也重要,重要得不得了;有时候一钱不值。
我们的目标是做懂市场的技术员、有技术的科学家、懂管理的思想家、有思想的管理员。
当然要做到这一点是非常难的,因为这些不是一个人、不是一生能做到的,那是世世代代干实事才能做到的。
我就抛砖引玉地说了这么多。
谢谢!
主持人刘作华:
谢谢陈校长!
陈校长是我们动物营养学会的副会长,也是我们动物饲料经济委员会的副理事长,他对我们这个行业的了解,他的学生也在我们这个行业做出了突出的贡献。
因时间有限,他只是简单了把动物营养学存在的局限性、未来以及跟我们饲料技术创新的关系,我们未来饲料技术的创新,提出了很好的思考。
这些演讲将对我们在座各位有很好的启迪和示范作用。
主持人:
刘作华
嘉宾:
双胞胎集团的王勇飞技术总监、安佑集团总裁洪平、四川农业大学副校长陈代文、浙江大学教授汪以真、中国农科院北京饲料所所长齐广海研究员。
刘作华:
中国饲料畜牧行业出现了一个非常不好的拐点——首次出现了亏损,在这种转型期间,我们畜牧行业和饲料行业如何突破?
我们需要高瞻,需要专家来指点。
问1:
2014年畜牧与饲料行业最关注的技术创新是什么?
问2:
未来我们行业的技术创新应该一直关注的是什么?
安佑洪平:
刚才大家在说抗病营养,我们把抗病营养移到安佑来讲就是健康养猪。
今天小猪的死亡率都很高,只有健康的猪才能长肉,才能改善死亡率。
这是安佑在2014年所做的一个板块。
另外一个板块是我们一直在推崇环保饲料,经过我们的努力,很多地方的客户都能接受这一概念,对他个人、对整个土地、对整个社会都是有帮助的。
2015年安佑计划推出一个云端养猪的概念。
主持人:
2014年最认同的饲料技术创新是什么?
陈代文:
先谈谈自己的体现吧。
两个方面一是畜牧业,另一是饲料工业。
2014年畜牧业整个板块有很多的进步,很多的贡献。
但我的理解,最大的进步是第一在我们的养猪模式等进一步优化。
规模化或适度规模的程度在不断地提升,龙头企业在逐步形成。
养殖资源的配置,尤其是养猪资源和饲料资源、市场资源的配置更加趋于合理。
也就是说哪儿有资源、哪儿有市场,我们养猪就到那儿去做。
第二是更加重视科技,遗传育种、环保、管理经济、营养。
从饲料工业来讲,我的理解或认同也有二个方面突出的进步:
一是产品的专业化更加突出,突出质量、突出精深方面,体现在很多企业生产一个产品或一类产品。
二是从营养角度来讲,进步最突破的是在微营养方面。
大家花很多精力,非常高地重视微量养分这些添加剂和添加物的功效和作用。
因此,微营养的应用在2014年达到了很高的水平。
齐广海:
从13年起大家关注环保问题,还有养殖模式的改变会带来许多自动化设备的使用,来解决劳动力的问题。
这方面我们需要更多的技术创新,而且它会在将来很长的时间内对我们行业产生非常重大的影响。
汪以真:
畜牧科技培养待创新,畜牧与饲料科技这一块,未来的五年,乃至十年、二十年,的创新,我们更应该人才培养的创新,只有人才能有一切,没有人什么都为零。
陈代文:
15年在畜牧养殖方面,一是养殖现在规模有了,必须要解决设施化、自动化和智能化,以提高设施化的水平,进一步把养殖的环境搞好。
因此,搞设施设备的15年后将会有很好的市场。
二是营养,整个养殖最最要抓的是动物健康问题。
现在在养殖方面提出养重于防,防重于治,那么要养好,要防好,营养一定要搞好。
以前的养殖场,兽药、药物占了其投入的很大比重。
未来通过营养或功能性饲料,来提高抵抗力,减少发病,可能是养殖业的一个重要需求。
如抗生素替代技术,抗生素替代品的提法可能不一定正确,但整个一套不用抗生素的成套技术,在畜牧业上一定有更大的需求。
在饲料工业和动物营养上的预期,我的想法也是二个方面:
一是最最重要的是饲料源的开发。
饲料源的开发和改造也就是简单地说生物饲料,放开一点地说是如何把饲料源通过开发、改造提高地方饲料资源和农副产物的利用程度,并保障它的安全。
这是一个重要的需求。
因此,生物饲料在15年后会有重大的进展,因为不解决原料的问题,饲料厂是活不出来的。
二是在营养的精细化方面会更加关注。
也就是说现在的配方不是盲目地照抄某一标准,而是结合产品的功能和目标上进行一些调整。
原料解决了,还有一个重要的参数问题,所以大家对参数迫切需要,现在一些企业已经急切需求很多原料的一些参数,所以希望跟高校和科研单位合作,来建立这些参数。
所以,营养源及其营养价值参数是我们营养饲料工业首先要解决的问题。
主持人:
2015年准备玩什么
洪平:
家庭农场的思路是你一定要想办法能把它规模化,这是最基本的思路,否则你就不要去做它。
规模化后,饲料如何处理?
粪便如何处理?
这一定是自动化,那么做设备的就有了机会。
除这些以外,包括我们怎么让他(指家庭农场经营者)以最快的速度掌握整个管理技术。
那么你不得不通过网络、智能化来进行养殖,我们也是抱着这一思维,在2015年开通有关自动化、有关智能化技术,怎么来推动。
这是我们公司的一项重要工作。
养猪技术也要以最快的速度能把成绩提上来,搞标准化、规模化,这些东西都也一样需要通过网络,对安佑来说15年最大的事是针对安佑的云端,需要把智能化解决,需要最快地把对养猪人的教育和支持最快程度的传授。
这是15年安佑的最大工作。
双胞胎集团王勇飞:
对2015年的技术创新方面重点投入,三句话:
一是“吃到碗里的、听到锅里,看到田里的”,这是我们公司一贯坚持的原则;二是具体地如何做,第一个还是围绕市场需求,因为中国的养殖规模、养殖方式和养殖需求这几年变化很大。
因此,我们只有适应和做好引导。
第二个现在整个全球的信息,尤其象这一轮小麦、大麦、DDGs、高粱以及其他原料,我们采用全球采购、全球研发,中国市场。
三是未来的技术创新光靠一个人或一个团队是无法做到的,他是一个系统工程,因此我们有一重要的举措是整合资源。
主持人:
对2015年饲料行业的展望
汪以真:
一句话,我们认认真真地搞畜牧,实实在在地做饲料。
把我国的畜牧和饲料业建成一个环保、生态,真正国际上的畜牧强国,饲料强国。
陈代文:
畜牧梦,中国梦,爱畜牧,干饲料,我们的未来不是梦
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