2019年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎飼草優(yōu)質(zhì)高效青貯關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

主要完成人：

楊富裕，玉 柱，張建國，徐春城，許慶方，劉忠寬，丁武蓉，徐智明，李存福，謝建將

主要完成單位：

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，蘭州大學(xué)，山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北省農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所，全國畜牧總站，四川高福記生物科技有限公司

提名單位：中國農(nóng)學(xué)會

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院教授楊富裕團隊牽頭的“飼草優(yōu)質(zhì)高效青貯關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項目獲2019年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。項目從國家草食畜牧業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略需求入手，圍繞飼草青貯過程中微生物和代謝產(chǎn)物演變規(guī)律、青貯菌劑、調(diào)制技術(shù)與工藝等開展基礎(chǔ)科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù)研究，建立了優(yōu)質(zhì)青貯調(diào)制技術(shù)體系，取得了系列創(chuàng)新性成果。

一、項目簡介

實施糧改飼、振興奶業(yè)、發(fā)展草牧業(yè)是國家農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和保障食物安全的重大戰(zhàn)略需求。優(yōu)質(zhì)青貯飼料是4億多頭牛羊等草食動物的主要粗飼料來源，是支撐糧改飼政策落地生根、全面提升奶業(yè)發(fā)展水平、實現(xiàn)草牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。

目前，我國青貯飼料年需求量近2億噸，缺口約1億噸。長期以來，我國青貯基礎(chǔ)研究薄弱、青貯調(diào)制工藝技術(shù)落后、區(qū)域技術(shù)需求差別大，導(dǎo)致青貯營養(yǎng)損失大、品質(zhì)不高和青貯飼料優(yōu)質(zhì)率低，嚴(yán)重制約了草食畜牧業(yè)高效發(fā)展。

2002年以來，項目圍繞青貯微生物和代謝產(chǎn)物演變規(guī)律、國產(chǎn)青貯菌劑開發(fā)、調(diào)制技術(shù)與工藝等方面開展系統(tǒng)研究，取得了系列創(chuàng)新性成果，極大地提升了我國青貯飼料生產(chǎn)水平，有效緩解了優(yōu)質(zhì)青貯飼料短缺局面，有力促進了奶業(yè)和草食畜牧業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

1.揭示了青貯過程中對發(fā)酵品質(zhì)和有氧穩(wěn)定性起決定作用的乳酸菌、梭菌、酵母等主要微生物演替規(guī)律、好氧變質(zhì)和蛋白質(zhì)降解機理，為優(yōu)質(zhì)青貯飼料調(diào)制提供了重要理論基礎(chǔ)。從微生物組學(xué)和代謝組學(xué)角度，系統(tǒng)揭示了青貯過程中促進發(fā)酵的乳酸菌、劣化品質(zhì)的梭菌、引起變質(zhì)的酵母等種群演替規(guī)律，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵產(chǎn)物中含有4-氨基丁酸等益生物質(zhì)和酚酸等抑菌物質(zhì)，明確了乳酸菌優(yōu)選方向；探明類谷糠乳桿菌通過產(chǎn)生十六烷酸等抑制青貯飼料有氧變質(zhì)機理；確定了Pichia kudriavzevii是導(dǎo)致飼草型發(fā)酵TMR好氧變質(zhì)的主要酵母；首次明確5種肽鏈外切酶和4種肽鏈內(nèi)切酶對蛋白質(zhì)降解的作用機制。

2.創(chuàng)建了以乳酸菌高效富集與定向優(yōu)選、快速產(chǎn)酸抑制梭菌和酵母等有害微生物及蛋白降解抑制等為核心的青貯發(fā)酵品質(zhì)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)體系，有效降低了營養(yǎng)損失。首次研發(fā)出青貯原料田間碳氮調(diào)控富集乳酸菌技術(shù)，數(shù)量增加100倍以上；從原料、青貯料、土壤、動物胃腸道和排泄物等分離的6000余乳酸菌株中優(yōu)選出快速產(chǎn)酸、抑制有氧變質(zhì)、促進高低溫發(fā)酵等登記菌株18株，為產(chǎn)品開發(fā)提供了材料；發(fā)明美拉德產(chǎn)物包埋乳酸菌技術(shù)，半年常溫存活率達50%以上；高水分苜蓿青貯添加植物乳桿菌L20JPL65，100%抑制梭菌發(fā)酵，降低氨態(tài)氮92%；玉米青貯添加類谷糠乳桿菌ZH1，酵母減少99%，有氧穩(wěn)定時間延長2倍以上。

3.研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的特色乳酸菌劑，制定了主推飼草青貯調(diào)制國家、行業(yè)等標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化了從原料到產(chǎn)品的青貯生產(chǎn)技術(shù)和工藝，有力支撐了草食畜牧業(yè)提質(zhì)增效。采用優(yōu)選的乳酸菌株開發(fā)出3種青貯菌劑，節(jié)約成本1/3～1/2，市場占有率20%以上；研究提出玉米、苜蓿等青貯原料和產(chǎn)品質(zhì)量分級參數(shù)；開發(fā)出含水量75%以上高水分苜蓿青貯和添加富含肉桂酸等果渣抑制蛋白降解新工藝，實現(xiàn)青貯成功率100%，蛋白降解率下降46%～55%；研制出專用飼草型發(fā)酵TMR產(chǎn)品，奶牛產(chǎn)奶量提高5%以上，肉羊日增重提高20%以上；以上成果在安徽、河北、甘肅、內(nèi)蒙古等地進行了規(guī)?；瘧?yīng)用。

項目獲專利20件（發(fā)明10件）；制訂國標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)15項；登記軟件著作權(quán)1件；獲批飼料添加劑許可證1個；開發(fā)青貯菌劑產(chǎn)品3個；登記菌株18株；發(fā)表論文231篇（SCI、EI論文66篇）；出版著作10部。部分成果獲神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎一等獎。

二、應(yīng)用情況

項目技術(shù)和產(chǎn)品成果在我國華北、西北、東北和南方地區(qū)等全國飼草主產(chǎn)區(qū)進行示范推廣，累計加工全株玉米、苜蓿、燕麥等優(yōu)質(zhì)青貯飼料2656萬噸，近3年產(chǎn)生了19.6億元的新增利潤，累計產(chǎn)值80億元。培養(yǎng)博士及碩士研究生46名，舉辦多元化飼草料生產(chǎn)技術(shù)體系培訓(xùn)班77次，培訓(xùn)人員達2.6萬人次。