陳建泉,博士,研究員,現(xiàn)任上海轉(zhuǎn)基因研究中心主任,上海杰隆生物工程股份有限公司副總經(jīng)理。
1994年本科畢業(yè)于揚州大學(xué)畜牧獸醫(yī)專業(yè),1997年碩士畢業(yè)于揚州大學(xué)動物遺傳育種學(xué)專業(yè); 2007年博士畢業(yè)于同濟大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè),2009年上海華東師范大學(xué)博士后。
自1997年工作至今,一直從事轉(zhuǎn)基因動物育種與制藥的研發(fā),研究方向主要為轉(zhuǎn)基因動物與克隆動物;目前還兼職公司神隆氏豬及神隆氏肉品的開發(fā)工作。主持國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項2項,主持上海市科委與農(nóng)委9項課題,參與了國家973、國家863、上海市科委與農(nóng)委等14項課題。取得了一些重要的科研成果:建立了轉(zhuǎn)基因小鼠制備技術(shù)、顯微注射法制備轉(zhuǎn)基因羊技術(shù)、體細胞克隆羊制備技術(shù)、基因打靶或基因轉(zhuǎn)染體細胞克隆羊制備技術(shù)等,獲得了乳腺高表達人溶菌酶等4種轉(zhuǎn)基因山羊;申請了20項相關(guān)發(fā)明專利(授權(quán)12項);共發(fā)表論文93篇,參與編寫著作1篇。其中SCI論文21篇;上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項目4項,獲上海市科技進步二等獎2項、上海市啟明星、優(yōu)秀學(xué)科帶頭人、日本實驗動物科學(xué)協(xié)會國際獎等。
各位同行,我代表我們團隊向大家匯報高效生態(tài)豬養(yǎng)殖模式的一些內(nèi)容。上海杰隆公司成立于1999年,是一家主要從事轉(zhuǎn)基因動物育種與制藥、動物源性蛋白與活性肽、微生物酵母、健康肉的高新技術(shù)企業(yè),國家“博士后科研工作站”,浦東新區(qū)首批企業(yè)技術(shù)開發(fā)機構(gòu),國家轉(zhuǎn)基因生物育種與新藥創(chuàng)制重大專項等項目承擔(dān)單位。
1 總的概況
1.1 豬是六畜之首,豬肉仍是世界消費最廣泛的紅肉
從表1中可以看出,世界豬肉的消費量是比較大的,占39 %,中國肉制品消費中,豬肉占64 %,這是一個很大的比值。豬肉人均消費量為歐盟最高,達到46.2 kg,中國為36.6 kg,中國的豬肉消費還有很大的發(fā)展空間。
1.2 世界養(yǎng)豬業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,規(guī)模化養(yǎng)殖比例提升
規(guī)?;c現(xiàn)代化養(yǎng)殖在國際上是一種趨勢。美國等養(yǎng)豬大國的豬場數(shù)目在減少,規(guī)?;B(yǎng)殖比例不斷提升,存欄量也呈現(xiàn)上升趨勢。
1.3 中國的養(yǎng)豬業(yè)長期快速持續(xù)發(fā)展
2010年以后,存欄母豬的規(guī)模在4 000~ 5 000頭,從下圖可以看出2013年全年生豬出欄71 557萬頭,年末生豬存欄47 411萬頭。2014年全年生豬出欄73 510萬頭,年末生豬存欄46 583萬頭,全年生豬出欄同比增長2.7 %,年末生豬存欄同比增長-1.7 %(圖1)。
1.4 中國的養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)效率緩慢提升
存欄變化率:2003~2014年,豬的存欄量呈現(xiàn)穩(wěn)步回升,11年間絕對量增加5 020萬頭,總增長率12.07 %。 出欄變化率:2003~2014年,豬的出欄量亦呈現(xiàn)穩(wěn)步增長,近10年間,生豬出欄絕對量增加17 802萬頭,增幅達31.96 %。 出欄率(出欄/存欄):從1.34增加到1.578,提高了17.76 %。
但每頭豬的產(chǎn)肉量變化很少。從2004年的75.78 kg到2014年的77.1 kg,10年間僅增加了1.35 kg,僅增加了1.78 %。
2 我國養(yǎng)豬業(yè)面臨的主要問題
2.1 生產(chǎn)效率低:產(chǎn)能和效率差異大
我國存欄母豬在4 000~5 000萬頭,年出欄在69 000萬頭,每頭母豬年出欄量在14頭左右。上海在中國算比較好的,每頭母豬年出欄量可以達到16~19頭,據(jù)報道丹麥每頭母豬年出欄量可以達到28~31頭,說明我們跟國外相比在產(chǎn)能和效率上還有很大差距。
2.2 養(yǎng)殖業(yè)資源有限,環(huán)境壓力大
我國是人口、養(yǎng)豬大國,每平方公里的人口、家畜(尤其是豬)的密度高于世界水平,局部地區(qū)環(huán)境承受嚴重過載。我國農(nóng)業(yè)污染排放主要來自于畜禽養(yǎng)殖業(yè),其COD、TN、TP排放量占農(nóng)業(yè)源污染物排放總量96 %、56 %、38 %,所占比例很大。每頭豬每年排放9.53 kg氮,7億頭豬每年氮排放量可以達到630萬t。根據(jù)歐盟與丹麥每公頃土地所允許的最大氮排放量,我們需要3 700萬公頃的土地來排放這些氮。
同樣,糞在相對區(qū)域內(nèi)的排放總量也很大。水泡糞,發(fā)酵后還田負載過高,發(fā)展生態(tài)型養(yǎng)豬,可持續(xù)循環(huán)的養(yǎng)豬模式將成為必然方向!
2.3 飼用抗生素濫用嚴重
全球每年消耗的抗生素總量中80 %~90 %被用在食用動物身上,且其中 80 %~90 %都只是為了提高飼料轉(zhuǎn)化率而作為飼料添加劑來使用!丹麥每生產(chǎn)1 kg豬肉,使用抗生素30 mg,美國300 mg,而中國超過1 000 mg。
抗生素的濫用必然產(chǎn)生耐藥性,長期使用抗生素使某些菌群突變?yōu)槟退幘?,?dǎo)致豬群體免疫力及生產(chǎn)性能下降??股貫E用還會導(dǎo)致藥物殘留嚴重,長期低劑量添加藥物會在畜產(chǎn)品殘留,進而影響到人。還可通過排泄物引起環(huán)境中藥物殘留,影響環(huán)境,導(dǎo)致惡性循環(huán)。
研制一種抗生素需要10年時間,但是產(chǎn)生一種耐藥菌可能只要2年,長此以往可能導(dǎo)致無藥可治的結(jié)局。
世界各國針對抗生素濫用問題實施了應(yīng)對措施。1986年,瑞典禁止在動物生產(chǎn)中使用任何抗生素生長促進劑。2006年,歐盟全面禁止使用抗生素作為生長促進劑。2013年,美國食品藥物管理局公布一份行業(yè)指導(dǎo)性文件,計劃從2014年起,用3年時間禁止在牲畜飼料中使用預(yù)防性抗生素,從而最大限度地避免食用畜禽產(chǎn)品的消費者出現(xiàn)對抗生素的抗藥性問題。
3 我國養(yǎng)豬業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇
3.1 全球化競爭,機遇與挑戰(zhàn)同在
全球化競爭趨勢不可避免!隨著WTO的不斷深化,國外的資源和生產(chǎn)優(yōu)勢不斷沖擊我國的養(yǎng)豬業(yè),我國養(yǎng)豬業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)。同時,國際化競爭也帶來了新技術(shù)、新理念!這必將引領(lǐng)中國養(yǎng)豬業(yè)的新一輪革新與發(fā)展。
3.2 中國經(jīng)濟快速發(fā)展,帶來了較大的市場機遇
國民經(jīng)濟發(fā)展,居民消費不斷增加。國內(nèi)豬肉的消費量也呈現(xiàn)逐年遞增趨勢,且豬肉消費總量超出國內(nèi)豬肉產(chǎn)量。據(jù)美國農(nóng)業(yè)部預(yù)計,2015年中國豬肉的消費量繼續(xù)上升為5 825萬t,產(chǎn)量上升為5 735萬t,出口量為30萬t,供應(yīng)缺口為120萬t。
生活水平日益提高,對安全和高品質(zhì)的豬肉需求也持續(xù)增加!豬肉和豬肉制品的多樣化將帶來持續(xù)的市場需求!中國人的鮮豬肉消費習(xí)慣,是一個近在咫尺的市場機遇!據(jù)統(tǒng)計,我國豬肉消費量占全世界消費量的50.2 %,國內(nèi)豬肉消費市場巨大。
4 發(fā)展趨勢
4.1 飼料和營養(yǎng)
應(yīng)該更注重飼料與營養(yǎng)的轉(zhuǎn)化效率,轉(zhuǎn)化效率提高,排放就會相對減少,生長效率提高。
4.2 飼養(yǎng)管理
新技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的集成與利用,如:自動人工哺乳技術(shù),微超排技術(shù),個性化的飼喂技術(shù)(飼喂工作站),疾病控(三點式飼養(yǎng)、全進全出)等。
4.3 規(guī)模和生態(tài)
中國生豬飼養(yǎng)規(guī)?;容^低,主要是散戶養(yǎng)殖,規(guī)?;潜厝悔厔荨4送?,發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖、維護資源的持續(xù)利用、保護環(huán)境、注重動物福利也是未來養(yǎng)豬業(yè)的關(guān)注重點。
4.4 品種、品質(zhì)
種豬引進很多,但是適合中國本土的品種很少,一定要育成適合中國的品種。同時要關(guān)注豬肉的品質(zhì)(營養(yǎng)價值高、口感好、健康安全)。
5 高效生態(tài)養(yǎng)殖主要內(nèi)容
5.1 提高母豬繁殖生產(chǎn)力
提高母豬繁殖生產(chǎn)力目前著眼于提高母豬的窩產(chǎn)仔數(shù),通過微超排處理,可使6~10胎齡母豬繼續(xù)保持良好的繁殖力,延遲淘汰1~2年,提高高胎齡存欄母豬的使用效率。通過微超排處理,可使窩產(chǎn)活仔數(shù)提高1~2頭,提高現(xiàn)有存欄母豬的產(chǎn)仔效率。
以下是我們的實驗結(jié)果,處理組A是經(jīng)微超排處理的6~10胎齡母豬,對照組1是6~10胎齡正常配種母豬,對照組2是2~4胎齡母豬正常配種。從我們的處理結(jié)果來看,處理組A的平均窩產(chǎn)仔數(shù)達到12.86頭,顯著高于對照組1的10.33頭,略高于對照組2的11.67頭。處理組與對照組間平均初生重沒有顯著差異。該實驗說明高胎齡豬可以達到2~4胎齡的高產(chǎn)數(shù)量且窩出生均重沒有顯著差異。
5.2 提高仔豬存活率
我們現(xiàn)在窩產(chǎn)仔豬數(shù)量還可以,但是仔豬死亡率很高,做的好的全程在15 %,做的不好的甚至能達到30 %。
5.2.1 提高哺乳仔豬成活率
跟國外相比國內(nèi)仔豬養(yǎng)殖死亡率太高,主要原因是奶水供應(yīng)不足。供應(yīng)不足有幾個原因:母豬缺奶;產(chǎn)仔數(shù)多于有效乳頭數(shù);病弱個體被群體排擠;早期斷奶。這些都可以通過提供充足的奶來解決,但這些奶怎么提供呢?我們設(shè)計了杰隆智能奶媽系統(tǒng),通過智能機器實現(xiàn)仔豬定時、定溫、定量自動哺乳,同時研發(fā)了杰隆功能性免疫營養(yǎng)奶粉,解決了仔豬奶水供應(yīng)不足,營養(yǎng)供給不足的問題。
5.2.2 提高保育仔豬成活率
為了增強仔豬免疫力,我們提出了GENON-3S方案:
第一階段:為機體提供外源性抗體,以提高機體被動免疫水平;
第二階段:以促進機體免疫器官的發(fā)育,提高機體主動免疫水平;
第三階段:以提高機體的消化吸收率及營養(yǎng)水平,提升機體的綜合抗病能力。
三階段分別飼喂合適的免疫營養(yǎng)成分,來改善豬的免疫力,增強仔豬的抗病力,進而提高仔豬成活率。
5.3 新的營養(yǎng)理念
新的營養(yǎng)理念包括強身健體,注重動物福利,提供安全肉品。
改善傳統(tǒng)的營養(yǎng),添加功能性蛋白(肽)或其他功能性添加劑等。如酵母葡聚糖酵、血紅素蛋白粉、益生菌、球蛋白肽、富硒酵母等都具有增強免疫功能。圖2顯示仔豬從出生到出欄,抗體的變化。從仔豬出生到斷奶期間仔豬體內(nèi)抗體主要來自母豬,也就是母源性抗體。母源性抗體水平在一周之內(nèi)維持較高水平,隨著時間的推移母源性抗體水平逐漸下降,到斷奶時的3~4周齡的時候母源抗體水平已經(jīng)比較低了。斷奶后仔豬會自己產(chǎn)生抗體來增加自身抵抗力。我們在GENON-3S方案第一階段添加外源抗體(血漿蛋白粉、卵黃抗體),使仔豬體內(nèi)抗體的總濃度保持在健康線水平以上,增強抵抗外界疾病的能力。第二階段繼續(xù)添加一些生物活性肽(水解珠蛋白粉),這些蛋白激發(fā)豬體免疫發(fā)育,提高主動免疫能力,自己產(chǎn)生較高水平的抗體。第三階段繼續(xù)添加活性蛋白等產(chǎn)品(血球蛋白粉、酵母硒、β-葡聚糖等),不僅可以加強營養(yǎng),同時具有免疫增強的作用。這樣從出生到出欄,整個過程仔豬體內(nèi)抗體水平一直保持在健康指數(shù)臨界線以上,仔豬抗病能力也維持在比較強的水平。
杜絕添加飼用抗菌藥物,尤其是抗生素,慎重使用治療用抗生素,嚴格遵守用藥休藥期。降低和禁止飼用抗生素的使用,利用相關(guān)替代產(chǎn)品,如益生菌、微生態(tài)制劑、益生元、有機酸、酶制劑等。
在現(xiàn)代化飼養(yǎng)工藝的基礎(chǔ)上,注重動物福利。通過增加運動,補充日糧粗纖維,提高腸道健康,提高抗病力。
5.4 廢棄物資源化利用
相對水泡糞、水沖糞等,干清糞是未來豬場污水、污糞處理的主流和趨勢;污水處理將是未來豬場污物處理的難點和重點。我們的解決措施是將豬糞、尿變成有機肥料,將有效降低氮磷殘留排放作為重要考量。降低氮磷可以從飼料的利用效率方面考慮,還可以通過轉(zhuǎn)基因手段提高氮磷的排放,降低對環(huán)境影響。
廢棄物資源化利用,將糞尿干濕分離,制作緩釋有機肥。通過干濕分離、優(yōu)勢菌群發(fā)酵、高溫發(fā)酵、杰隆凹晶材料標準化處理等過程制備凹晶緩釋有機肥。這個過程中的核心物質(zhì)凹晶材料是杰隆通過特殊工藝提純活化后加工成的新材料,在農(nóng)業(yè)上可用于制備凹晶緩釋有機肥,
在環(huán)保上可用作土壤重金屬修復(fù),在飼料上可用作新型飼用添加劑等。
5.5 MVR等技術(shù)應(yīng)用于減排
袋池沼氣發(fā)酵是一個比較好的處理污水的方法,但是存在土地配備、重金屬殘留等問題。而MVR高效蒸發(fā)系統(tǒng)可以實現(xiàn)污水的零排放!MVR高效蒸發(fā)系統(tǒng)是一個很好的系統(tǒng),把所有液體成分全部蒸發(fā)掉,留下有機質(zhì)或相對固體的東西。處理后出料濃度達80 %,足夠做有機肥的濃度。
5.6 豬場清潔能源的綜合利用
比如太陽能,把太陽能貯存起來,然后將這些能量進行轉(zhuǎn)換,應(yīng)用在空調(diào)、采暖、有機肥合成上,包括MVR蒸發(fā)系統(tǒng)也需要能量。它有一個蒸汽發(fā)生器,可以貯存熱能,能直接供應(yīng)豬場耗能。
6 杰隆高效生態(tài)養(yǎng)殖小結(jié)
3個核心技術(shù):①利用現(xiàn)代生物(如微超排)技術(shù)和工程智能仿生技術(shù),即人工豬奶粉/智能奶媽飼喂系統(tǒng)的研發(fā),提高每頭母豬的年產(chǎn)仔數(shù)和仔豬存活率。②以杰隆獨特的功能性免疫營養(yǎng)產(chǎn)品為基礎(chǔ),替代飼用抗生素,優(yōu)化飼料配方,進行規(guī)?;】叼B(yǎng)殖,提供優(yōu)質(zhì)安全的肉類產(chǎn)品。③利用MVR、光電清潔能源、凹晶材料緩釋等技術(shù),將豬糞尿資源化生產(chǎn)緩釋有機肥料,實現(xiàn)污染物零排放。
我們的技術(shù)目標是,母豬平均年產(chǎn)胎次2.5以上;母豬窩產(chǎn)仔數(shù)24頭;斷奶仔豬成活率95 %以上;全程仔豬成活率93 %以上。