科技在畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用

歐陽(yáng)艷 湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物化工學(xué)院 443000

許小成 朱德江 梅小偉 宜昌市畜牧獸醫(yī)局 443000

畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是指在不破壞自然資源與生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，依靠科技進(jìn)步，提高畜牧業(yè)的綜合生產(chǎn)能力，能夠持續(xù)滿足當(dāng)代人以及后代人對(duì)畜產(chǎn)品需求的發(fā)展。然而，當(dāng)前隨著畜牧業(yè)迅速發(fā)展，所面臨的環(huán)境污染、飼料來(lái)源不足、資源利用效率低下等問(wèn)題，日益明顯地成為阻礙畜牧業(yè)進(jìn)一步發(fā)展，的瓶頸。為此，當(dāng)前畜牧業(yè)發(fā)展必須經(jīng)由分散型、數(shù)量型、速度型向集約型、質(zhì)量效益型和可持續(xù)發(fā)展型轉(zhuǎn)變，建立畜牧業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，發(fā)展生態(tài)畜牧業(yè)，實(shí)現(xiàn)人、畜、自然和諧發(fā)展。

1 當(dāng)前畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的問(wèn)題

我國(guó)畜牧業(yè)在資源、效益、規(guī)模等方面與發(fā)達(dá)國(guó)家相比相對(duì)落后，要改變傳統(tǒng)的資源消耗和粗放經(jīng)營(yíng)模式，使宏觀資源的優(yōu)化配制向規(guī)?；图s化轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)可持續(xù)性發(fā)展，必須研究和解決現(xiàn)行畜牧業(yè)生產(chǎn)中存在的一系列問(wèn)題。

1.1 環(huán)境污染問(wèn)題

近年來(lái)我國(guó)規(guī)模化、工廠化養(yǎng)殖發(fā)展很快，工廠化養(yǎng)殖生產(chǎn)效率高，為滿足我國(guó)城鄉(xiāng)居民的肉蛋奶需求做出了貢獻(xiàn)。但是由于很多養(yǎng)殖場(chǎng)還處于集約化程度不高、養(yǎng)殖模式相對(duì)落后、生產(chǎn)成本高昂、生產(chǎn)效益低下的狀況，這些畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)往往缺乏良好的規(guī)劃，未能建立設(shè)施完善、凈化功能完備的排污凈化系統(tǒng)和完備的疫病防控體系，致使動(dòng)物糞便、污水等養(yǎng)殖廢棄物以及消毒劑、殺蟲(chóng)劑等殘余藥物給自然環(huán)境(如地下水、空氣等)造成了極大的污染。一般來(lái)說(shuō)，1 頭母豬1年的排泄量為4 噸，全國(guó)2012年僅母豬排泄物總量即達(dá)2.2 億噸。1 頭肥豬一生排泄量約1.1 噸，全國(guó)肥豬排泄總量為6.9億噸，總計(jì)為9.1 億噸（這不包括每年死亡1 億頭生豬的排泄物）。據(jù)國(guó)家環(huán)保局統(tǒng)計(jì)，我國(guó)工業(yè)固體廢物總量為6.5897 億噸?？梢?jiàn)僅養(yǎng)豬業(yè)一個(gè)行業(yè)的排泄量就超過(guò)了全國(guó)工業(yè)固體廢物的總量。而養(yǎng)豬業(yè)污染面最大的廢水尚未計(jì)算在內(nèi)，加上排出的二氧化碳，氮的污染，無(wú)不說(shuō)明養(yǎng)豬業(yè)對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境污染之嚴(yán)重。

1.2 公共安全問(wèn)題

獸醫(yī)公共衛(wèi)生是公共衛(wèi)生的重要組成部分，它不僅與人的健康直接相關(guān)，而且與畜產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力和農(nóng)民增收有著密切的關(guān)系。畜牧獸醫(yī)公共安全問(wèn)題主要來(lái)源于人畜共患病和食品安全問(wèn)題的威脅。一是人畜共患病的防治問(wèn)題。近年來(lái)，豬鏈球菌病、禽流感、藍(lán)耳病等動(dòng)物疫病襲擊了畜禽生產(chǎn)，嚴(yán)重影響了畜產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)損失慘重。大腸桿菌等病菌威脅也潛伏在整個(gè)畜牧生產(chǎn)一線，隨時(shí)都可能暴發(fā)。二是養(yǎng)殖場(chǎng)所疫病防控體系薄弱。由于養(yǎng)殖區(qū)域化程度不高，大部分養(yǎng)殖場(chǎng)零星分布且管理不規(guī)范，很多養(yǎng)殖場(chǎng)未能建立完善的疫病防控體系和預(yù)警機(jī)制。加上市場(chǎng)管理不規(guī)范、畜牧業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)監(jiān)督較弱，使人畜共患病的發(fā)生未能控制在萌芽階段而造成損失。三是畜產(chǎn)品的安全性成為重要的公共問(wèn)題。形成畜產(chǎn)品安全問(wèn)題主要在于兩個(gè)環(huán)節(jié)：第一個(gè)環(huán)節(jié)是在動(dòng)物飼養(yǎng)過(guò)程中人為加入藥物，如“瘦肉精”、獸醫(yī)藥品和不適當(dāng)?shù)奶砑铀幬锏?；第二個(gè)環(huán)節(jié)是在屠宰過(guò)程和加工環(huán)節(jié)人為地制假、以次充好、非正常處理等。如病死動(dòng)物用雙氧水或氫氧化鈉處理后食用，給肉注水、注藥等等。當(dāng)對(duì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)采取的措施不當(dāng)或控制手段不到位時(shí)，在市場(chǎng)利益驅(qū)動(dòng)下，動(dòng)物性食品就會(huì)引發(fā)公共問(wèn)題，甚至造成重大危機(jī)事件。

1.3 飼料資源稀缺問(wèn)題

從耕地資源看，我國(guó)人均耕地目前僅為1.19畝，相當(dāng)于世界平均水平的1/45；人均糧食產(chǎn)量只有400kg，僅僅達(dá)到溫飽有余的水平；目前我國(guó)的飼料用糧占糧食總量的1/3。如果再依靠糧食轉(zhuǎn)化畜產(chǎn)品，勢(shì)必加劇糧食壓力和人畜爭(zhēng)糧矛盾，飼料已成為畜牧業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

從飼草資源看，我國(guó)有草地資源60 億畝，居世界第二位。其中40 億畝位于北方海拔3000m 以上、年降雨量300mm 以下的干旱、半干旱地區(qū)，而且因超載過(guò)牧，人為破壞導(dǎo)致沙化堿化嚴(yán)重，生產(chǎn)能力低下。目前我國(guó)草地生長(zhǎng)能力僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家同類草地的1/10～1/20，20世紀(jì)90年代可利用草原的產(chǎn)草量比60年代下降了50%。四大牧區(qū)牧業(yè)總產(chǎn)值占全國(guó)牧業(yè)總產(chǎn)值的比重不足6%，肉類總產(chǎn)量不到全國(guó)肉類總產(chǎn)量的5%。由此可見(jiàn)，依靠草地發(fā)展畜牧業(yè)亦不容樂(lè)觀，過(guò)度利用草原必將致使草原沙化退化，以致難以恢復(fù)，對(duì)生態(tài)平衡造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。

1.4 畜禽品種資源問(wèn)題

我國(guó)畜禽品種資源豐富，是世界重要的畜禽遺傳資源寶庫(kù)。由于對(duì)一些地方品種資源認(rèn)識(shí)不足，同時(shí)采用引入代替或盲目雜交改良，致使我國(guó)部分地方品種群體數(shù)量下降。加上需要保護(hù)的地方品種多，而國(guó)家財(cái)力相對(duì)有限，故采取分級(jí)保護(hù)的辦法，結(jié)果地方財(cái)政無(wú)力做好保種工作，最終導(dǎo)致大量地方品種的滅絕或處于瀕危狀態(tài)?，F(xiàn)行品種資源開(kāi)發(fā)保護(hù)不夠，良種覆蓋面低的問(wèn)題必須解決。

2 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用新科學(xué)技術(shù)治理畜牧業(yè)環(huán)境污染

為了降低因發(fā)展畜牧業(yè)而導(dǎo)致的對(duì)環(huán)境的污染，可以采取提高飼料中蛋白質(zhì)、氨基酸的利用效率以間接減少氮的排出量；通過(guò)添加植酸酶等酶制劑提高磷的利用效率，以減少磷在水中的容積；通過(guò)除臭劑、生物制劑等減少對(duì)環(huán)境空氣的污染；運(yùn)用微生物工程技術(shù)處理畜禽糞便及污水對(duì)環(huán)境造成的污染等。如近幾年來(lái)流行的發(fā)酵床養(yǎng)豬模式，其原理就是在養(yǎng)豬圈舍內(nèi)利用一些高效有益微生物與墊料建造發(fā)酵床，豬將排泄物直接排在發(fā)酵床上，利用生豬的拱掘習(xí)性，加上人工輔助翻肥，使豬糞、尿和墊料充分混合，通過(guò)有益發(fā)酵微生物菌落的分解發(fā)酵,使豬糞、尿得到充分的分解和轉(zhuǎn)化?？傊F(xiàn)代生物工程技術(shù)在畜牧業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)有了很廣泛的運(yùn)用，其應(yīng)用范圍和領(lǐng)域?qū)㈦S著生物工程技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展而不斷深入。

2.2 應(yīng)用新科學(xué)技術(shù)防控獸醫(yī)公共衛(wèi)生

目前在預(yù)防畜禽疫病方面進(jìn)行深入研究的有兩大技術(shù)領(lǐng)域：一是細(xì)胞工程技術(shù)。包括雜交瘤技術(shù)、胚胎分割和移植技術(shù)等。前者已在疫病診斷方面發(fā)揮積極作用，利用這一技術(shù)可獲得抗某一特定抗原決定簇的純一抗體即單克隆抗體(簡(jiǎn)稱單抗)。單抗的出現(xiàn)使疫病的診斷水平上了一個(gè)新的臺(tái)階?；蚬こ碳夹g(shù)包括基因克隆、基因測(cè)序、基因擴(kuò)增、核酸雜交、反義核酸、基因缺失、基因重組和基因轉(zhuǎn)移等技術(shù)。二是基因工程技術(shù)，又稱分子生物學(xué)技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展為研制高質(zhì)、多效價(jià)疫苗開(kāi)辟了一條新的途徑。

生物技術(shù)在預(yù)防畜禽疫病中的應(yīng)用前景光明而廣闊。在疫病診斷方面除可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)定性診斷外，更重要的是應(yīng)用于疫病鑒別診斷，特別是強(qiáng)毒株感染與疫苗株接種的鑒別。隨著國(guó)際互利合作的不斷發(fā)展，畜禽及其產(chǎn)品的貿(mào)易量越來(lái)越大，為了嚴(yán)防疫病或變異強(qiáng)毒進(jìn)入國(guó)境，對(duì)強(qiáng)毒株與疫苗株進(jìn)行快速而準(zhǔn)確的鑒別，已顯得越來(lái)越重要。

2.3 應(yīng)用新技術(shù)開(kāi)發(fā)利用新的飼料資源

為了保證畜牧業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，可利用現(xiàn)代生物技術(shù)開(kāi)發(fā)和研究各種飼料。一是開(kāi)發(fā)代用飼料。充分利用農(nóng)副產(chǎn)品和部分工業(yè)廢棄物，經(jīng)過(guò)加工處理后開(kāi)發(fā)新的飼料和飼料來(lái)源，減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境的污染，它的發(fā)展將為工農(nóng)業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為高營(yíng)養(yǎng)的飼料資源帶來(lái)希望。二是發(fā)展微生物飼料。微生物飼料是將微生物菌體或其相應(yīng)物質(zhì)直接飼喂動(dòng)物，參與動(dòng)物胃腸道微生物群的生態(tài)平衡及維護(hù)胃腸道的正常功能，從而達(dá)到動(dòng)物保健及提高生產(chǎn)性能的目的。微生物飼料是當(dāng)今世界新蛋白質(zhì)飼料資源的發(fā)展方向，其不僅蛋白含量高，而且富含多種維生素。三是培育新的植物性飼料。如美國(guó)研究的籽粒莧用作飼料具有潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，日本正在培育的賴氨酸含量高的麥類，加拿大培育的低毒油菜新品種等，均可以大大提高飼養(yǎng)效率，降低飼料費(fèi)用，減少其他蛋白飼料的用量。四是探討浮游生物飼料。目前國(guó)內(nèi)外專家正在研究將浮游生物作為未來(lái)糧食和飼料的可能性，特別是種類繁多的藻類植物，蛋白質(zhì)含量高、繁殖速度快、產(chǎn)量高、成本低，是一種具有開(kāi)發(fā)前景的動(dòng)物飼料資源。五是研究新型飼料。如用木質(zhì)纖維生產(chǎn)飼料、從青綠飼料中榨取液體飼料、將牛骨粉做成飼料添加劑、用甲醇生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料。據(jù)報(bào)道，英國(guó)一位農(nóng)場(chǎng)主用從青綠飼料中榨取制作好的液汁發(fā)酵飼料飼喂奶牛，每天每頭奶?？啥喈a(chǎn)奶2L。日本一家公司將牛骨用特殊方法燒成牛骨灰制成飼料后，豬采食了添加牛骨粉的飼料后生長(zhǎng)速度可提高10%。

2.4 應(yīng)用新技術(shù)開(kāi)發(fā)新型畜禽品種

一是利用基因序列分析加快畜禽品種的選育。科學(xué)家利用基因工程通過(guò)一定方法把人工重組的外源DNA 導(dǎo)入性細(xì)胞或受體動(dòng)物胚胎細(xì)胞的基因組中，或把受體基因組中的一段DNA 切除，從而使受體動(dòng)物的遺傳信息發(fā)生人為改變，生產(chǎn)出帶有外源DNA 片段的動(dòng)物，并且這種改變能遺傳給后代。它打破了種的界限，使育種工作可以充分利用所有遺傳變異，有目的、有計(jì)劃和有預(yù)見(jiàn)地改變動(dòng)物遺傳物質(zhì)的組成，生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的動(dòng)物。且不受時(shí)間、性別、環(huán)境等因素的影響，大大加快了良種畜禽的培育進(jìn)程。二是利用胚胎生物技術(shù)加快良種的繁殖速度。胚胎工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，加速了良種畜禽繁殖速度，可在較短的時(shí)間內(nèi)獲得大量的可用于生產(chǎn)的良種胚胎，從而加速良種畜禽核心群的建立和良種畜禽的推廣，這對(duì)提高畜產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量具有重大的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值?，F(xiàn)已發(fā)展成熟的胚胎生物技術(shù)主要有體外授精、胚胎冷凍、胚胎分割、胚胎性別鑒定和控制、胚胎細(xì)胞核移植、胚胎融合，以及外源基因?qū)爰夹g(shù)等。三是利用分子克隆技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物的無(wú)性繁殖。克隆技術(shù)是通過(guò)無(wú)性繁殖后代的方式，使其后代具有與親代完全相同的遺傳性狀。這項(xiàng)技術(shù)于1997年由英國(guó)科學(xué)家最新通過(guò)克隆綿羊而成功實(shí)現(xiàn)。如果將這項(xiàng)技術(shù)在動(dòng)物繁殖上運(yùn)用，可以將世界上各種生產(chǎn)性能最好的動(dòng)物在短時(shí)間內(nèi)成批克隆出來(lái)，以替代生產(chǎn)性能差的動(dòng)物。通過(guò)控制胚胎性別還可克服牛胚胎移植中出現(xiàn)的異性孿生不育現(xiàn)象，以及排除伴性有害基因的危害。四是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)特異性動(dòng)物。基因工程研究最突出的技術(shù)進(jìn)步便是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物及其發(fā)展。在畜牧業(yè)中，利用轉(zhuǎn)基因手段可以達(dá)到改善動(dòng)物生產(chǎn)性能的目的。自Hammer 等獲得轉(zhuǎn)基因豬以后，轉(zhuǎn)基因技術(shù)已取得了很大成果。把生長(zhǎng)激素或促生長(zhǎng)因子基因?qū)爰倚蠡蚪M中，可以加快生長(zhǎng)速度，提高飼料報(bào)酬。1985年，科學(xué)家第一次將牛的生長(zhǎng)激素基因?qū)胴i的受精卵獲得成功，轉(zhuǎn)基因豬與同窩非轉(zhuǎn)基因豬比較，生長(zhǎng)速度和飼料利用率顯著提高，胴體脂肪率也明顯降低。表達(dá)牛生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因豬生長(zhǎng)速度比對(duì)照組快10%～15%，飼料報(bào)酬提高16%～18%，胴體中脂肪下降80%。