德系西門塔爾牛育種體系研究報(bào)告

官久強(qiáng)

（四川省草原科學(xué)研究院，成都 625014）

2018年9月12日～11月20日，筆者作為中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部與德國(guó)農(nóng)業(yè)部聯(lián)合開展的“中德青年農(nóng)業(yè)實(shí)用人才培訓(xùn)項(xiàng)目”培訓(xùn)人員，去往德國(guó)巴伐利亞州的西門塔爾乳肉兼用牛德國(guó)寶牛育種中心（Besamungsverein Neustadt a.d. Aisch e. V.，BVN）進(jìn)行為期90天的短期培訓(xùn)學(xué)習(xí)。BVN年均銷售額達(dá)2000萬(wàn)歐元，是德國(guó)最大的德系西門塔爾（Fleckvieh）牛的育種中心。筆者將自己在德國(guó)學(xué)習(xí)到的乳肉兼用牛的育種經(jīng)驗(yàn)予以總結(jié)，并結(jié)合指導(dǎo)教師奧曼博士（Dr. Johannes Aumann）和米勒（Anna Maria Miller）女士的指導(dǎo)材料，以供國(guó)內(nèi)牛育種工作者借鑒。

1 德系西門塔爾牛的育種效果

德系西門塔爾牛是用瑞士西門塔爾牛與本地牛雜交后，再與英國(guó)愛(ài)爾夏牛和紅荷斯坦牛等進(jìn)行雜交選育，運(yùn)用定向選育和雜交育種逐步培育成的乳肉兼用型品種。在保持原有產(chǎn)肉性能的同時(shí)，顯著提升了其產(chǎn)奶性能。通過(guò)40余年的定向選育，德系西門塔爾牛的產(chǎn)奶量從平均4t增加到8t左右（圖1）。有會(huì)員農(nóng)戶全場(chǎng)的平均產(chǎn)奶量從1986年的7000kg增加到2017年的9500kg。西門塔爾牛作為一個(gè)優(yōu)良的乳肉兼用牛品種，得以在世界范圍推廣。與此同時(shí)，其產(chǎn)肉性能依然得以較好的保存，德系西門塔爾公牛的平均初生重40kg，公牛日增重1.3～1.5kg，成年體重達(dá)800kg。母牛日產(chǎn)奶量在30～50kg，300d平均產(chǎn)奶量在8000～12000kg。初產(chǎn)時(shí)間是26～27月齡，一般可以連續(xù)使用7～8年。

圖11970～2015年間德系西門塔爾牛的產(chǎn)奶量變化

2 組織框架

德系西門塔爾牛具有一個(gè)完整、高效的育種體系。巴伐利亞州主要有5家育種公司參與了該牛的育種工作，其牽頭單位是巴伐利亞州農(nóng)業(yè)部（LFL：Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft）。其宗旨是以服務(wù)農(nóng)民為主，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。全州約有12000個(gè)會(huì)員，他們成立了農(nóng)民聯(lián)合會(huì)（Association of dairy farmers），這些會(huì)員不僅僅是養(yǎng)殖戶，他們也參與了整個(gè)育種過(guò)程。全州建立了牛育種促進(jìn)聯(lián)合會(huì)（VFR：Cattle breeding promotion association），大部分的農(nóng)場(chǎng)都是他們的會(huì)員。此外這些農(nóng)場(chǎng)還參加了本地的人工授精協(xié)會(huì)和育種協(xié)會(huì)（8個(gè)），這些組織為農(nóng)戶提供育種的各項(xiàng)服務(wù)（圖2）。

圖2 德系西門塔爾牛育種體系

3 德系西門塔爾牛的育種規(guī)模和系統(tǒng)

德系西門塔爾牛的育種體系建立在整個(gè)巴伐利亞州的養(yǎng)殖群體上。該州大概有100萬(wàn)頭母牛，其中有詳細(xì)系譜記錄和產(chǎn)奶記錄并且參加了育種組織選育的有796000頭左右。根據(jù)其表型和系譜選擇1.3%的種母牛（10000頭），再根據(jù)其表型性狀選擇其中45%的母牛（4500頭）作為種母牛。據(jù)此推算，每年可產(chǎn)生4000頭以上的雄性小公牛進(jìn)入到育種體系中，其中約10%（400頭）能通過(guò)公牛測(cè)試過(guò)程，其中約20%（80頭）能通過(guò)種公牛驗(yàn)證，最終得到大約20頭最好的驗(yàn)證種公牛。這些嚴(yán)格的程序確保了大規(guī)模育種群體下，選育出最好的母牛和公牛進(jìn)行配種。

3.1 母牛群的育種系統(tǒng)

圖3 母牛兩步選育

母牛選育是在農(nóng)戶家中完成的，也是農(nóng)戶參與的重要環(huán)節(jié)。這里將母牛從整個(gè)育種體系中抽離出來(lái)分析，筆者認(rèn)為母牛選育主要分為兩步：第一步是由養(yǎng)殖戶和合作社開展的DHI和GZW測(cè)定數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為選育提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；第二步由育種公司針對(duì)其GZW（Gezamt zuchtwert:breeding value）和表型性狀確定用于配種的選育核心母代群（圖3）。

3.2 公牛群的育種系統(tǒng)

圖4 種公牛的四步選育法

公牛的選育則可以分為四步（圖4）：第一步是通過(guò)來(lái)自母牛的GZW評(píng)分和表型性狀記錄選擇性配種。母牛的表型數(shù)據(jù)包括產(chǎn)奶、產(chǎn)肉和適應(yīng)性等。從圖5中可以看出大約可以從64.7萬(wàn)頭母牛中選育出親本母牛1.2萬(wàn)頭，后代中按公牛一半的比例，能生產(chǎn)5000～7000頭公牛。這里的母牛選育主要通過(guò)其系譜和體型外貌判斷，同時(shí)其產(chǎn)奶和身體發(fā)育情況也是判斷標(biāo)準(zhǔn)之一，對(duì)其表型評(píng)分制定了一個(gè)詳細(xì)完善的打分表。BVN不僅僅在這個(gè)環(huán)節(jié)判斷母牛的產(chǎn)奶和發(fā)育水平，同時(shí)會(huì)根據(jù)其情況進(jìn)行公牛計(jì)劃配種。

第二步是通過(guò)小牛的表型性狀進(jìn)行選擇，對(duì)親本母牛通過(guò)乳房、肢蹄、體型、肌肉等指標(biāo)評(píng)定的后代進(jìn)行表型性狀判定。要求犢牛初生體重不能過(guò)低，體長(zhǎng)和體型要符合產(chǎn)奶牛的特征，腿要直，不能有彎曲或者殘疾。這些小牛在其親本母牛判定成功后，會(huì)獲得BVN給出的高于市場(chǎng)價(jià)格的一個(gè)牛只購(gòu)買協(xié)議（750歐元），而通常斷奶公犢牛的市場(chǎng)售價(jià)在400～600歐元。這個(gè)小牛會(huì)轉(zhuǎn)移到一個(gè)與BVN有合作關(guān)系的犢牛育肥場(chǎng)里進(jìn)行飼喂（一旦這頭小公牛通過(guò)測(cè)試，合作農(nóng)場(chǎng)可以獲得2000歐元），等待測(cè)試。飼喂時(shí)間一般是1年左右，期間BVN會(huì)對(duì)這些小牛進(jìn)行基因測(cè)試（芯片測(cè)試），通過(guò)測(cè)試的小牛，原農(nóng)場(chǎng)主還可以得到750歐元的補(bǔ)貼。此后，農(nóng)場(chǎng)主還可以選擇一次性獲得2000歐元；或者這頭牛生產(chǎn)的凍精銷售后以每支凍精提成0.5歐元的方式獲得銷售分成。所以一頭通過(guò)測(cè)試的種公牛，農(nóng)場(chǎng)主至少可以獲得3500歐元的收入，是一般犢牛銷售收入400歐元的9倍左右。這是BVN獲得種公牛的方式之一，其通過(guò)這種方式選育的公牛只有20～30頭，而BVN全年要購(gòu)買的公牛數(shù)量在120～140頭，其余公牛都來(lái)自于拍賣會(huì)。

第三步是犢牛的芯片測(cè)試環(huán)節(jié)。這個(gè)環(huán)節(jié)是對(duì)小牛進(jìn)行基因驗(yàn)證，通過(guò)與其性狀相關(guān)的基因位點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試（使用含54000個(gè)優(yōu)良性狀相關(guān)位點(diǎn)的芯片，價(jià)格50歐元/張），可以獲得約270頭左右的后備公牛。這些公牛也能用于整個(gè)德國(guó)牛只的配種工作，但是其配種比例與驗(yàn)證公牛相差懸殊。

第四步是公牛的后代測(cè)試。通過(guò)公牛配種后獲得的犢牛公?；蛘吣概＿M(jìn)行產(chǎn)肉性能或產(chǎn)奶性能的驗(yàn)證，以證明公牛的生產(chǎn)性能，通過(guò)測(cè)試的公牛稱為驗(yàn)證公牛。每年通過(guò)對(duì)270頭公牛進(jìn)行驗(yàn)證，大約能獲得20頭左右的驗(yàn)證公牛。這些牛的凍精大概占整個(gè)配種群的70%左右。

4 對(duì)德系西門塔爾牛育種體系成功原因的思考

4.1 現(xiàn)代化的養(yǎng)殖和管理水平是保障

高水平的家庭農(nóng)場(chǎng)是德國(guó)牛養(yǎng)殖業(yè)的主要形態(tài)。德國(guó)很少能見(jiàn)到大型的集約化牛只養(yǎng)殖公司，大多數(shù)的養(yǎng)殖場(chǎng)是以家庭農(nóng)場(chǎng)為單位的，但是每一戶都是一個(gè)完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，具有完成德系西門塔爾牛產(chǎn)奶生產(chǎn)所需的完善設(shè)施設(shè)備和管理水平。養(yǎng)殖農(nóng)場(chǎng)基本都是根據(jù)其擁有土地面積進(jìn)行養(yǎng)殖規(guī)劃，德國(guó)家庭牧場(chǎng)土地面積一般為100hm2左右，其養(yǎng)殖所需的所有設(shè)施、設(shè)備、牧草種植、牛只養(yǎng)殖規(guī)模都是在此基本數(shù)據(jù)上進(jìn)行規(guī)劃的。與我國(guó)農(nóng)村家庭農(nóng)場(chǎng)相似，開展種養(yǎng)工作的家庭組成大多為2～3人。而大多數(shù)的德系西門塔爾牛養(yǎng)殖戶都具有家庭承襲關(guān)系，家庭成員具有豐富的養(yǎng)殖經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)過(guò)中高級(jí)技術(shù)培訓(xùn)，這保證了德國(guó)牛只養(yǎng)殖的整體水平較高。

此外，養(yǎng)殖戶大都配備了完善的養(yǎng)殖設(shè)施、設(shè)備。除了用于牛只養(yǎng)殖的現(xiàn)代化的TMR投料系統(tǒng)、擠奶機(jī)（包括軟件分析系統(tǒng)）、青貯設(shè)施、播種機(jī)、收割機(jī)等，很多牛場(chǎng)引進(jìn)了全自動(dòng)擠奶機(jī)、自動(dòng)投料機(jī)器人、自動(dòng)清掃機(jī)器人等，規(guī)模較大、實(shí)力雄厚的農(nóng)場(chǎng)還引入了太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和沼氣發(fā)電系統(tǒng)。這些設(shè)施設(shè)備保證了在人力成本很高的德國(guó)，可以開展大規(guī)模的肉牛和奶牛養(yǎng)殖。

4.2 嚴(yán)格的系譜記錄和檔案是基礎(chǔ)

德國(guó)家庭農(nóng)場(chǎng)都具有很好的檔案管理系統(tǒng)，其擠奶機(jī)、投料系統(tǒng)、耳標(biāo)系統(tǒng)的數(shù)字化管理水平很高，可以獲得完整、真實(shí)的DHI數(shù)據(jù)和系譜數(shù)據(jù)，這為德國(guó)牛只育種提供了選育基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，協(xié)會(huì)和政府可以評(píng)估每頭牛的生產(chǎn)性能，并建立共享數(shù)據(jù)庫(kù)。

4.3 完善的育種組織架構(gòu)是關(guān)鍵

德國(guó)的育種組織架構(gòu)完善，政府管理部門、協(xié)會(huì)、農(nóng)戶相互協(xié)作，分工明確，建立了透明的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。德國(guó)農(nóng)戶大多參加了各種協(xié)會(huì)，協(xié)會(huì)為其提供技術(shù)指導(dǎo)、人工授精、胚胎移植等高技術(shù)服務(wù)，協(xié)會(huì)在發(fā)展壯大后也可形成大型公司，BVN公司通過(guò)為協(xié)會(huì)會(huì)員提供服務(wù)以及銷售產(chǎn)品獲得收益。政府管理部門組織公司和協(xié)會(huì)實(shí)施育種規(guī)劃，監(jiān)測(cè)DHI數(shù)據(jù)和系譜資料等實(shí)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理建設(shè)，對(duì)牛只開展芯片測(cè)試并實(shí)行網(wǎng)絡(luò)公開，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和公開性。在此基礎(chǔ)上，協(xié)會(huì)建立了拍賣系統(tǒng)，保證優(yōu)質(zhì)種牛拍出高價(jià)格。優(yōu)質(zhì)種牛的價(jià)格提升會(huì)進(jìn)一步促使農(nóng)戶積極參與到育種中來(lái)，培育出更加優(yōu)質(zhì)的種牛。進(jìn)而形成了一個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)。

5 對(duì)于構(gòu)建我國(guó)牦牛育種體系的思考

我國(guó)牦牛存欄量在1400萬(wàn)頭左右，僅四川省就有400萬(wàn)頭左右，具有豐富的地方遺傳資源和潛在的育種規(guī)模。而目前除了個(gè)別地區(qū)開展了地方遺傳資源的挖掘以外，其育種工作還很薄弱。基于對(duì)德系西門塔爾牛的的育種體系的學(xué)習(xí)和思考，筆者認(rèn)為我國(guó)應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來(lái)開展工作，促進(jìn)我國(guó)牦牛育種體系的建設(shè)。

5.1 進(jìn)一步提升藏區(qū)牦牛的養(yǎng)殖水平

我國(guó)牦牛的養(yǎng)殖現(xiàn)狀表明，營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題依然是牦牛養(yǎng)殖中的核心問(wèn)題。在目前高存欄的情況下很難實(shí)現(xiàn)牦牛營(yíng)養(yǎng)需求的全面解決。需要普及現(xiàn)代化的設(shè)施設(shè)備加快牦牛的出欄速度。同時(shí)，根據(jù)牧民的牧草面積，進(jìn)一步核算其適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)殖規(guī)模和種植規(guī)模，種養(yǎng)結(jié)合提升其養(yǎng)殖效益。加快科普教育將牧民以量定效的思維轉(zhuǎn)變到以質(zhì)定效，從數(shù)量型牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)提升到質(zhì)量型牧場(chǎng)經(jīng)濟(jì)上來(lái)。從而最終實(shí)現(xiàn)牦牛的營(yíng)養(yǎng)需求平衡與生態(tài)保護(hù)平衡相協(xié)調(diào)的健康可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)道路。

5.2 加快半農(nóng)半牧區(qū)和農(nóng)區(qū)的育種系統(tǒng)建設(shè)

牦牛目前未能開展有效的選育，其中一個(gè)重要原因是因?yàn)椴荒塬@得一個(gè)準(zhǔn)確的系譜資料，牧民僅通過(guò)感官評(píng)判留種，以及公牛的常年近交，導(dǎo)致了嚴(yán)重的群體退化現(xiàn)象。近幾年隨著半農(nóng)半牧區(qū)和農(nóng)區(qū)的育肥規(guī)模逐漸做大，很多公牛被轉(zhuǎn)移到飼養(yǎng)管理?xiàng)l件更好的半農(nóng)半牧區(qū)和農(nóng)區(qū)飼養(yǎng)，可以通過(guò)建立公牛鑒定群，建立公牛選育體系，進(jìn)而用于牧區(qū)雜交改良。

5.3 加快牦牛產(chǎn)業(yè)中的合作社（協(xié)會(huì)）建設(shè)

目前，牦牛產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展還主要單方面地依靠政府職能部門和科研工作的幫扶開展，建立的合作社（協(xié)會(huì)）由于沒(méi)有利益關(guān)系和服務(wù)職能而形同虛設(shè)。因此，有必要加強(qiáng)合作社（協(xié)會(huì)）的提升建設(shè)，進(jìn)而形成牧民與合作社的良性互動(dòng)?；诂F(xiàn)實(shí)需要，可以考慮建設(shè)人工授精協(xié)會(huì)、飼草種植加工協(xié)會(huì)等。通過(guò)促進(jìn)生產(chǎn)提升牧民的收益和協(xié)會(huì)的健康發(fā)展。