2018-03-28 16:24:02
隨著我國畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，傳統(tǒng)飼料的加工方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代畜牧業(yè)需求。針對農(nóng)牧民急需優(yōu)質(zhì)青貯飼料的現(xiàn)狀，中國科學(xué)院微生物研究所科研團(tuán)隊自主研發(fā)出“微青”系列青貯飼料專用復(fù)合微生物菌劑，成功打破了阻礙我國畜牧業(yè)發(fā)展的優(yōu)質(zhì)青貯飼料加工技術(shù)瓶頸，經(jīng)濟(jì)效益顯著
北京北四環(huán)外，中國科學(xué)院微生物研究所，研究員鐘瑾從實(shí)驗室角落里搬出一個玻璃罐子，小心擦拭著上面的灰塵。罐子里盛的是3年前他制備的青貯飼料，雖然罐子已微微泛黃，但罐子里的“寶貝”依舊新鮮如初。
讓鐘瑾的青貯飼料“青春永駐”的功臣是中科院微生物所自主研發(fā)的“微青”系列青貯飼料專用復(fù)合微生物菌劑。它緣何擁有如此神奇魅力？經(jīng)濟(jì)日報記者走訪了“微青”研發(fā)團(tuán)隊。
怪圈：“夏壯秋肥冬瘦春死”
青海冬季嚴(yán)寒漫長，牛羊過冬掉膘嚴(yán)重。由此，提供高質(zhì)量的青貯飼料至關(guān)重要，相關(guān)加工技術(shù)瓶頸亟待突破
圓臉上架副眼鏡，說起話來慢條斯理，55歲的陶勇是中科院微生物生理與代謝工程重點(diǎn)實(shí)驗室主任，也是“微青”研發(fā)團(tuán)隊的主要負(fù)責(zé)人之一。
“隨著我國畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)飼料的加工方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代畜牧業(yè)需求。”2010年，青海省科技廳廳長解源找到微生物所，提出希望：充分發(fā)揮微生物所在微生物學(xué)研究方面的優(yōu)勢，促進(jìn)當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展。
原來，青海冬季嚴(yán)寒漫長，因冬季缺草或牧民簡單貯存的草質(zhì)量較差，牛羊“果腹”的需求無法得到滿足，膘掉得厲害。一頭牛/羊一個冬天常常掉膘25%至30%，甚至50%，等到來年水草豐沛時，才能恢復(fù)體重。
但這與微生物有何關(guān)系？“青貯飼料，是以青綠植物、農(nóng)副產(chǎn)品、食物殘渣及其他植物材料為原料，在密封的青貯設(shè)施（青貯窖、青貯壕、青貯塔以及青貯袋等）中，經(jīng)過微生物（乳酸菌為主）發(fā)酵后，得到的多汁、耐貯、可供全年飼喂的飼料，整個發(fā)酵過程稱為青貯。”陶勇解釋。
到青海調(diào)研，陶勇發(fā)現(xiàn)，多數(shù)牧民都是夏天打回草后自然堆放晾干，但干草料營養(yǎng)損失嚴(yán)重，霉變損失也很大；有的牧民則是將收割后的青草打碎后直接丟進(jìn)窖里自然發(fā)酵，但這種傳統(tǒng)青貯飼料制作技術(shù)相對原始，主要利用飼草表面自然附著的少量乳酸菌進(jìn)行簡單發(fā)酵，因為青貯過程中雜菌多，且自然附著的乳酸菌多為異型，發(fā)酵能力弱，無法快速主導(dǎo)發(fā)酵進(jìn)程和減少營養(yǎng)物質(zhì)損失，導(dǎo)致青貯發(fā)酵品質(zhì)較差，家畜不愿采食。
如何打破牛羊養(yǎng)殖“夏壯秋肥冬瘦春死”的怪圈？答案是提供適口性好且能夠最大限度保存青鮮草營養(yǎng)物質(zhì)的青貯飼料。然而現(xiàn)實(shí)是，有些進(jìn)口的用于青貯飼料加工的微生物菌劑，平均下來一噸草大約需要幾十到一百多元，很多牧民只能“望而卻步”；有的菌劑則是用了沒有效果。優(yōu)質(zhì)青貯飼料加工的技術(shù)瓶頸已成為阻礙當(dāng)前我國畜牧業(yè)發(fā)展的一只“攔路虎”。
“要想牛羊冬季不掉膘，就得解決青貯飼料匱乏問題。雖然它既不是科技前沿，也不能帶來很大的個人收益，但關(guān)系著牧區(qū)農(nóng)民的生計。”不久，“青貯復(fù)合菌劑”研發(fā)團(tuán)隊正式成立：做工業(yè)微生物的陶勇研究員、做乳酸菌的鐘瑾研究員、菌種保藏中心主任周宇光研究員、做酶制劑的董志揚(yáng)研究員等，從此踏上了漫漫“長征路”。
挑戰(zhàn)：如何找到理想菌株
為找到營養(yǎng)價值高、味道好、成本低的專用復(fù)合微生物菌劑，科研團(tuán)隊篩選了上千株菌株，最終獲得針對不同類型飼草原料最有效的乳酸菌菌株
什么樣的微生物菌劑才能達(dá)到最好效果？起初，陶勇心里并不很清楚，他只知道研究目標(biāo)有兩個：一是青貯飼料采用了他們研發(fā)的菌劑后，營養(yǎng)價值要得以完好地保存，牛羊聞了后要喜歡吃；二是降低菌劑成本，提高牧民收入。
看似簡單的問題其實(shí)并不簡單。不同青貯原料在青貯不同階段，其微生物菌群特征、生理代謝特征及不同微生物間的相互作用都不一樣。目前，市場上售賣的一些微生物菌劑有的雖具有普適性，但因為缺乏針對性，其青貯效果或牛羊采食效果并不顯著。能不能研發(fā)出適應(yīng)不同種類青貯原料的青貯飼料專用復(fù)合微生物菌劑？研究者們決定摸著石頭過河。
能否找到理想菌株是他們遇到的第一個挑戰(zhàn)。乳酸菌是一類能利用可發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌通稱，包含42個屬、430多種。“我們要找到性質(zhì)優(yōu)良的乳酸菌，通過多重標(biāo)準(zhǔn)分離篩選。”鐘瑾等人為此幾乎跑遍了國內(nèi)所有重要的農(nóng)牧區(qū)，采集了幾十種飼草原料。此后，團(tuán)隊成員一頭扎進(jìn)實(shí)驗室，開始了夜以繼日的菌株分離篩選。
經(jīng)過兩年多緊張工作，青貯團(tuán)隊篩選了包括“土著”菌及實(shí)驗室分離保存的乳酸菌等菌株上千株，并在此基礎(chǔ)上復(fù)篩獲得候選功能菌株，進(jìn)一步獲得針對不同類型飼草原料最有效的乳酸菌菌株。其中，最早獲得的就是依據(jù)燕麥草的理化、微生物菌群及其所處環(huán)境等特點(diǎn)，研發(fā)出的微生物所青貯1號菌劑——微青1號。
青貯團(tuán)隊的成果很快在青海海南州、海北州等地迅速推廣。隨后推出的系列菌劑也很快在全株玉米、甜高粱、玉米秸稈等的青貯中得以應(yīng)用，并取得良好效果。但讓鐘瑾最難忘的一幕發(fā)生在內(nèi)蒙古多倫的一家牧場。
那是4年前，鐘瑾前往目的地準(zhǔn)備對新研發(fā)的菌劑效果采樣檢測。剛打開青貯包，將使用了菌劑制備好的青貯蒿草抖落在地，幾十米外，上百頭牛像得到命令一樣狂奔著沖向鐘瑾，那一瞬間，她有點(diǎn)嚇蒙了。接下來，牛兒們埋頭吃草的情景讓她恍然大悟，繼而開懷大笑。
原來，蒿草常常散發(fā)一種刺鼻氣味，牛羊多避而遠(yuǎn)之不肯采食，而添加了“微青”菌劑的蒿草青貯后，散發(fā)出淡淡的酸香及醇香，不僅適口性更好，顏色更翠綠，而且大大提高了青貯飼料的營養(yǎng)價值。
目標(biāo)：生產(chǎn)高質(zhì)量青貯菌劑
經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化菌劑配方，相關(guān)專用復(fù)合微生物菌劑成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著，讓牧場經(jīng)營者們直接體會到了科技帶來的力量
牛兒們的瘋狂“舉動”讓鐘瑾等人堅定了信心。“為中國生產(chǎn)高質(zhì)量的青貯菌劑！”青貯團(tuán)隊向新目標(biāo)再次發(fā)起進(jìn)攻：進(jìn)一步優(yōu)化菌劑配方，針對不同地區(qū)地理環(huán)境特點(diǎn)、不同類型的青貯原料，如全株玉米、甜高粱、苜蓿、玉米小麥秸稈等，推出“微青”系列青貯飼料專用復(fù)合微生物菌劑，并優(yōu)化相關(guān)生產(chǎn)工藝，將一噸飼草使用菌劑的成本降到10元甚至更低。
很快，喜訊傳來：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)系教授楊紅建告知，經(jīng)對比，在其他飼喂條件相同的情況下，與飼喂未添加菌劑的青貯全株玉米相比，添加“微青”菌劑青貯加工的全株玉米青貯飼料，可使一只肉羊增重11.8%，飼料轉(zhuǎn)化率提高13.4%，肉羊屠宰率和肉骨比也顯著提高。按照每只活羊售價10元/斤計算，一只肉羊半年可增加經(jīng)濟(jì)效益60多元。
不久，山西畜牧獸醫(yī)研究所再傳佳音：相比未添加菌劑制備的青貯飼料，采食“微青”菌劑制備獲得的優(yōu)質(zhì)青貯飼料，每頭奶牛產(chǎn)奶量每天平均增加1.2公斤，相當(dāng)于每頭牛每天直接增加經(jīng)濟(jì)效益3.28元。
苜蓿青貯的成功也給河北涿州等地的奶牛場帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。鐘瑾等人采用針對性的菌劑，結(jié)合適宜的加工工藝，獲得了適口性好、營養(yǎng)價值提高的優(yōu)質(zhì)青貯苜蓿。在牧場經(jīng)過配方調(diào)整替代苜蓿干草后，不僅每頭牛每天節(jié)約飼料成本4元錢，每頭牛每天產(chǎn)奶量的提高又帶來4元錢的收益，而更神奇的是，奶質(zhì)也得以提升，鮮乳收購價每公斤提高近兩毛錢，又帶來近7元的增收。優(yōu)質(zhì)的青貯苜蓿配合配方調(diào)整，直接給牧場帶來每頭牛每天近15元的效益，這讓牧場的經(jīng)營者們直接體會到了科技的力量。
“雖然青貯是個老技術(shù)，但我國沒有專門研究青貯菌劑的研究隊伍。沒有優(yōu)質(zhì)的青貯，牛羊冬季就沒有好口糧。”青貯團(tuán)隊與當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)戶、肉牛養(yǎng)殖場、奶牛養(yǎng)殖場等多家企業(yè)合作，在青海海南州、內(nèi)蒙古通遼、呼倫貝爾等多地開展現(xiàn)場培訓(xùn)會，指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶或企業(yè)規(guī)范青貯制作流程，為更多基層用戶提供相關(guān)科技支撐服務(wù)。
“把論文成果體現(xiàn)在農(nóng)牧民的笑臉上，帶動貧困地區(qū)脫貧致富。”目前，“微青”菌劑已在青海、內(nèi)蒙古、河北等12個省、自治區(qū)的玉米、甜高粱、燕麥、天然牧草及玉米秸稈等不同飼草原料上應(yīng)用示范達(dá)幾十萬余噸。“我國甘蔗尾葉年產(chǎn)量約2600多萬噸，大量尾葉被廢置或燃燒，不僅造成環(huán)境污染，還造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)。”眼下，鐘瑾等人瞄準(zhǔn)甘蔗的主產(chǎn)地廣西，準(zhǔn)備大干一場。
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