小米tds检测笔 准么:饲料高效利用与低碳氮排放畜牧业

1关于低碳经济 1.1温室效应    19世纪末到20世纪末的100年中，全球年均温度上升了0.7 cC，气候变暖已是无可争辩的事实。英国环境学者马克·林纳斯指出，全球平均气温上升冲破3 qC这一关卡，就意味着全球变暖的趋势将彻底失控，人类再也无力介入地球气温的变化。如果上升幅度达到4℃的话，对于地球大部分地区来说都是灾难（见图1）。数十亿t被冰封在南北两极和西伯利亚的二氧化碳气体将释放出来，进入臭氧层，进而加快地球变暖的速度。北极将成一片汪洋，南极洲西部冰盖将与大陆脱离，全球的沿海地区再度被海水吞没。联合国气候变化专门小组联合主席伯特·米兹表示，要让全球气温升高的幅度控制在2～2.4℃之间，需将大气中温室气体的浓度稳定在445～490 mg/kg，全球二氧化碳排放必须在10年内开始下降，并在2050年下降到2000年的50%～85%。减排温室气体所剩的时间已经不多。
温室效应带来的后果：30年来全球最大的食物价格上涨；50年来全球最低的谷物存量；澳大利亚百年不遇的干旱；太平洋地区数十个岛国濒临消失；由于环境问题，未来数年还可能造成某些地区人畜共患病大流行、人口大迁移以及经济和政治的动荡。
1.2低碳经济背景
以全球变暖为主要特征的气候变化，已成为21世纪人类生存和发展面临的严峻挑战。全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，大气中二氧化碳浓度升高带来的全球气候变化已被确认为不争的事实。探索低碳发展道路，是人类社会应对气候变化的重要选择。对抗全球变暖，就要各国共同行动，要从根本上大幅削减二氧化碳等温室气体的排放，“低碳经济”的概念应运而生。
1.3何谓低碳经济
低碳经济最先由英国在2003年提出，是指以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。其实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP的问题，核心是能源技术和减排技术创新、产业结构和制度创新以及人类生存发展观念的根本性转变。低碳经济的内涵在于摈弃20世纪的传统增长模式，直接应用新世纪的创新技术与创新机制，通过低碳经济模式与低碳生活方式，实现可持续发展。
低碳经济概念一经提出，就得到全球各个国家的热烈响应，除英国外，欧盟、日本、美国、澳大利亚等世界主要发达国家和经济体基于各自的社会经济背景，以能源和气候变化为核心，制定相应的政策，通过不同模式向低碳未来迈进。表1列出了各国在2005年基础上，到2020年温室气体的减排目标，我国以降40%～45%的目标居各国降幅首位。
1.4低碳经济在中国
作为一个发展中的大国，中国的低碳发展之路，应该是一条立足于基本国情，并且符合世界发展趋势的渐进式道路。目标在于建设“资源节约型、环境友好型、低碳导向型社会”，重点是围绕提高能源效率和构建清洁的能源结构，开展制度创新、技术创新与管理创新。
1.5畜牧业与低碳
畜牧业生产对温室效应“贡献”巨大，各种温室气体排放量见表2。2008年我国畜牧生产情况及其污染物排泄量分别见表3和表4。肉食生产形成的CH4排放量占全球排放总量的51%，动物养殖业产生的320亿t C02当量，高于工业与能源行业综合影响。土地使用方面，将目前用于畜牧养殖业的土地归还给天然植被和森林，将可消除大气中26亿t C02当量的温室气体，相当于温室气体总量的4.2%。
2低碳氮排放饲料资源高效利用
2.1降低甲烷排放
减少反刍动物养殖的温室气体排放量措施主要包括：提高单产水平，减少养殖数量；调控日粮；调控瘤胃内CI---14的生成过程；降低反刍动物粪便的温室气体排放量。
反刍动物与甲烷生成见图2。瘤胃内甲烷生成菌利用氢、甲酸和乙酸等为底物经过一系列酶促反应后生产CH4，主要以暖气的形式排出体外，这对降低瘤胃内的氢分压起着重要作用。甲烷菌与其它微生物紧密联系，共同维持着瘤胃内微生态环境的稳定。
抑制甲烷产生的机制：①生物学调控，利用某种直接拟制产甲烷菌生长的物质，减少产甲烷菌的数量（见图3）；②减少瘤胃生成甲烷的底物氢气的生成量（见图4）；③通过特异性抑制甲烷菌合成甲烷途径中关键酶的活性而抑制甲烷的生成。如将蒽醌类物质(Anthraquinone，AQ)直接作用于甲烷菌，阻断电子传递链，并在电子传递和与细胞色素有关的ATP合成的偶联反应中起解偶联作用，从而阻止CH3-CoM被还原成甲烷（见图5）。
2.2猪低蛋白日粮的理论依据
理想蛋白质的概念：饲料氨基酸的组成与比例与动物所需要的氨基酸组成与比例能够恰好一致，此时，该蛋白质的质量最好，生物学价值最高，利用率为100%。理想蛋白质的实质：强调组成蛋白质的氨基酸绝对数量和氨基酸之间的比例。
猪低蛋白质日粮的实践意义在于：①节约饲料资源：我国是全世界蛋白质资源缺乏最严重的国家，将猪饲料中的粗蛋白(CP)降低3%，每年可节约至少相当于500万t豆粕的蛋白质饲料。②环保意义：猪日粮CP每降低1%，可将氮的排出量减少10%（见表5），这意味着对于一个万头猪场，每年可少向环境中排放近lOt氮，这个量相当于150t豆粕中的蛋白质含量。③改善猪舍环境：猪日粮CP每降低1%，猪舍氨气浓度可降低10%以上。④缓解对蛋白质原料的进口依赖，具经济战略意义。
2.3饲料添加剂及作用机理
饲料添加剂作为配合饲料的重要微量活性成分，起着完善配合饲料的营养、提高饲料利用率、促进生长发育、预防疾病、减少饲料养分损失及改善畜产品品质等重要作用。提高饲料利用率的添加剂主要通过改变消化酶活性来发挥作用，如添加植酸酶（见图6）。此外，饲料添加剂能够促进非常规饲料资源的开发利用，并且提高畜禽对营养成分的消化吸收，降低碳氮排放。
2.3.1  酶制剂
饲用酶制剂作用：①充分利用并节约饲料资源，增加各种非常规饲料资源的可利用性，并且提高现有常规饲料资源的可利用率，提高饲料转化效率；②减少畜禽排泄物中有机物、氮、磷等物质的含量，减少对土壤和水体的污染；③无任何毒副作用，为绿色饲料添加剂。
饲用酶制剂作用机理，包括4方面：补充或促进内源酶分泌；降低食糜黏度；破碎细胞壁；消除抗营养因子（见图7）。
2.3.2  化学益生素
化学益生菌不能被动物消化酶所分解而能进入到动物肠道后段的物质，能够被结肠的有益细菌选择性发酵利用，有利于肠道的微生态平衡。
2.3.3  益生素
益生素又称微生态制剂，是指由许多有益微生物及其代谢产物构成的可以直接饲喂动物的活菌制剂。一些微生物在发酵或代谢过程中会产生生长激素等生理活性物质，有助于食物消化和营养物质吸收，促进代谢。还可产生多种B族维生素、氨基酸、淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶类、生长刺激因子，从而提高饲料利用率。
益生素作用机理：产生抑菌物质；生物屏障作用；提高机体免疫机能；与病原菌竞争营养物质；提供营养物质。
2.3.4  中草药、植物提取剂
中草药、植物提取剂的作用：抗菌；抗病毒；免疫增强（多糖促进细胞因子的产生；促进淋巴细胞转化和增值；影响淋巴细胞数量和淋巴细胞比例；促进抗体生成）。
2.3.5  防霉防腐剂’
饲料防腐防霉剂是一类抑制霉菌繁殖、消灭真菌、防止饲料发霉变质的有机化合物。其作用机理：①破坏细胞结构：抑制微生物细胞壁形成，破坏细胞膜，破坏蛋白结构；②影响代谢作用：抑制酶的活力，抑制呼吸作用；③破坏核酸结构、影响微生物繁殖（见图8）。
2.3.6  酸化剂
酸化剂的作用机理：①使胃内pH值下降，提高胃蛋白酶的活性；②改善胃肠道微生物区系；③直接参与体内代谢，提高营养物质消化率；④促进矿物质和维生素的吸收；⑤改善日粮适口性，减慢胃排空速度，提高蛋白质在胃内的消化。
2.4饲料资源合理组合
日粮组合效应：不同饲料组成的日粮饲喂反刍动物时，日粮的表观消化率必定不等于各个饲料的表观消化率的加权值之和。其实质来自不同饲料的营养物质、非营养物质以及抗营养物质之间互作的整体效应。根据利用率或采食量等指标可分为正组合效应、负组合效应和零组合效应3种类型。
动物饲料组合效应的存在是对以往“可加性”饲养体系的挑战。建立最优动态日粮组合模式，可提高饲料利用率，降低碳氮排放，缓解畜牧业污染所带来的环境压力。充分激发正组合效应，最大限度的降低负组合效应是动物营养中具现实意义的研究。
2.5合理能蛋比
能量蛋白比=代谢能或净能(kJ/kg)/粗蛋白质(%)
能蛋比不仅能反映日粮中蛋白质的水平，还可以反映饲粮中能量与蛋白质的平衡程度。对于畜禽来说，在满足最低能量蛋白水平上都存在一个最佳的能量蛋白比例关系，以符合动物在不同生长阶段、生理状态以及不同的生存环境中的营养需要。
饲粮中的能量和蛋白质应保持适宜的比例，比例不当会影响营养物质利用效率并导致营养障碍。饲粮的能量及蛋白质保持合理的比例，能够保证能量利用率的提高和避免饲粮蛋白质的浪费。保持最佳能量蛋白比，相对传统的高消化能和高粗蛋白质水平饲料，可显著降低碳氮的排放。净能体系使动物能量需要与日粮能量值在同一基础上得以表达并与所含饲料组分无关，所以结合净能体系开展最佳净能能蛋白比的研究，对降低畜牧业碳氮排放意义重大。
3低碳氮排放畜牧业
从内涵上讲，“低排放畜牧业”与我国目前推行的“绿色经济”是一脉相承的，但“低排放畜牧业”可以更加明确地突出这样的畜牧业应该具有的特性，同时将“低碳”的理念融入其中，有利于公众对发展“低碳农业经济”和建设“低碳型社会”有更实际的认识和理解。
根据现代动物营养理论，通过营养平衡及饲料原料的合理组合配置（见图9和表6），从养殖的源头科学的实现畜禽粪便污染物的减排。
充分利用现有饲料资源，实现多种资源的优化组合配置，提升饲料资源的利用效率，同时加强新饲料资源，尤其是非粮型饲料资源的开发应用，高效实现饲料资源的“节流”和“开源”，突破瓶颈，是保证畜牧业快速发展的基本点。
李德发
（中国农业大学动物科学技术学院，北京  100193）
中国家禽2010.11