奶牛营养调控机理与高产关键技术攻关

1、计划类别 重大项目项目编号 哈 尔 滨 市 科 学 技 术 计 划 项 目申 请 报 告项目名称奶牛营养调控机理与高产关键技术攻关 申请单位 （盖章）单位代码单位地址 邮 编 负 责 人项目负责人 电 话 主管部门（盖章） 哈尔滨市科学技术局二00二年九月六日哈尔滨市科学技术计划项目简表项目名称（20个汉字）奶牛营养调控机理与高产关键技术攻关项目内容摘要（用途、性能、技术水平）本项目将针对制约我国奶牛发展的重大障碍因素，围绕营养调控与饲养管理等重要关键技术进行攻关。攻关内容主要包括：奶牛瘤胃发酵优化与定向调控技术、过瘤胃营养素调控技术；奶牛乳腺养分合成机制以及提高乳腺养分合成效率、改善牛奶品质

2、的营养调控技术；奶牛精料补充料及添加剂加工技术，开发新型安全饲料和饲料添加剂；高产奶牛全混合日粮（TMR）配制技术及生产工艺。通过本项目的实施，使犊牛和育成牛生长速度提高10%；奶牛产奶量提高6-12%；乳脂率提高6-10%；饲料效率提高6-10%；劳动生产率提高20-30%；饲料成本降低10%左右。总体上构建我国奶业科技创新体系与产业化生产模式，提升我国奶牛饲养科技创新能力，整体研究达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。项目申请单位概况职工总数1748 人技术人员数865 人中高级技术人员数621 人固定资产值原万元净万元流动资金万元上年总产值（当年价）万元上年销售收入万元上年利税总额万元

3、上年创外汇万美元开户银行帐号性质规模归属其它特征1全民所有制企业2集体所有制企业3民办企业4中外合资5大专院校6中直科研院所7省属科研院所8市属科研院所9其它 5 1大型企业2中型企业3小型企业4国家或部委重点院（校）所5地方重点院（校）所6其它51中直属2省属3市属4地、县属5其它上级主管部门名称：2由国家有关部门认定：1国家一级企业2国家二级企业3出口产品基地4国家重点实验室5国家重点检测中心6高新技术企业7其它7 一、项目研究开发的目的、意义牛奶营养丰富，富含氨基酸、脂肪酸、矿物盐、维生素、酶等多种营养素，是国际公认的“最完善的食品”。每500ml牛奶所含的营养物质，能满足人体每天50%

4、的动物蛋白质、30%的热能和5%的钙需要量。世界卫生组织把人均奶产品消费量作为衡量一个国家和地区人民生活水平的主要指标。日本战后实施的“一杯牛奶强大一个民族”的行动现已被许多国家所效仿。目前，我国奶产品的年人均占有量仅约7kg，大大低于100kg的世界平均水平，与欧洲319kg、澳州381kg的发展水平相距甚远，与发展中国家的近50kg也相差7倍多。我国奶牛现存栏480多万头，奶产品产值在农业总产值中比重仅为3%，在全国范围内出现了奶牛牛源供不应求、奶源普遍紧张的现象。而在发达国家的农业总产值中，奶业产值平均占到20%以上，其中英国达到40%。法国的国民经济总产值中，奶业的比重高达8%。而汽车

5、工业仅为6%。在国内肉、蛋市场消费趋于饱和的情况下，乳业存在广阔的市场前景，孕育着极大的产业潜力。据国家统计局的资料表明，2000年我国农民养猪头均获利80元，饲养蛋鸡仅有微利，而饲养奶牛头均获利3500元。目前我国从中央、地方到农户，三力合一，发展奶业积极性高涨，已将其作为发展畜牧业、调整农业结构，增加农民收入的主要措施。奶牛业成为新时期我国农业及农村经济新的增长点及支柱产业。国家实施了 “学生饮用奶计划”。黑龙江省也把“奶业振兴计划”作为农村经济振兴的切入点和首选项目。我国奶业起步较晚，其跨越性发展面临着许多技术因素的制约，主要是奶牛的单产水平和原料奶的质量低。目前我国成年奶牛的年平均产奶

6、量约为3500kg/头，远低于世界5500kg的水平；生产的原料奶在乳蛋白率、乳脂率等营养指标以及细菌含量、抗生素残留量的卫生安全指标方面，与国外先进水平尚有较大差距。优质饲料生产技术薄弱、奶牛饲料结构不合理是其中重要原因之一。国内关于奶牛饲养、营养及调控技术方面的研究甚少，大多技术是从国外照搬而来。由于品种、环境不同以及技术壁垒等原因导致我国奶牛饲养水平较低，奶牛集约化饲养程度不高，至今仍以农户分散养殖为主（占80%），因此急需对奶牛饲养重大关键技术进行攻关，并与产业化示范相结合，突破制约我国奶业发展的关键技术瓶颈，构筑我国奶业科技创新体系。饲料是饲养奶牛的物质基础，饲料问题不解决，发展奶牛

7、是不可能的。在加入WTO后中国乳业融入国际市场成必然趋势之际，我省实施“奶业振兴计划”明智壮举之时，对奶牛饲养、营养及调控技术进行系统攻关是迫切之举，才能使我省作为奶牛大省在国家畜牧业发展中发挥支柱和示范作用。二、国内外相关行业现状和发展趋势科学的营养调控、良好的饲养管理和有效的防病治病是影响奶牛业生产效率的三大因素，优质高产奶牛群最大生产潜力的发挥与之关系密切。饲料是奶牛的物质基础，占牛奶生产成本的70%，营养调控技术是提高饲料利用效率，降低奶牛养殖成本的关键。因此，美国、英国、澳大利亚、以色列等奶业发达国家十分重视奶牛营养研究与饲料高效利用技术开发。美国的奶牛饲养标准每5年更新一版，到20

8、01年已经出版7版，标准集成了研究成果，指导了奶牛生产。近年来又在奶牛小肠可吸收蛋白质需要量、理想氨基酸模型、饲料营养评价体系、瘤胃发酵调控等研究领域取得最新进展，并开发了阶段饲养、高产奶牛特殊饲养、犊牛培育、抗应激、饲料加工、全混合日粮饲养等新技术。这些新成果、新技术的应用极大地提高了奶牛饲养的效率。营养研究的深入为欧美发达国家奶牛配合饲料工业的发展提供技术支撑，奶牛配合饲料产量一般占到全国配合饲料总产量的30%以上，为奶牛业高产、高效和优质生产提供了强大的物质保障。以色列20世纪90年代推出了奶牛全混合日粮饲养技术体系，使全国奶牛的产奶量提高30%以上，以色列已经成为目前世界上奶牛单产最高

9、的国家。进入新世纪后，奶牛饲料安全保证技术成为奶牛饲养所关注的首要问题，也是保证牛奶安全无害的屏障。为了控制疯牛病传播，2001年欧盟已经全面禁止在奶牛饲料中使用骨粉和肉骨粉，开始建立饲料安全技术体系。韩国为了控制口蹄疫疾病，全面停止从国外进口青粗饲料。奶牛营养、饲料安全高效利用和饲养管理3个方面研究与技术的发展，已经成为发达国家奶业提高生产水平和劳动效率，始终处于世界领先地位的重要支撑。我国奶牛营养与饲料的研究与开发近20年来进步很快，在秸秆氨化技术及综合配套技术、奶牛综合养殖技术、奶牛添加剂（脲酶抑制剂）、反刍动物饲料营养价值评定方面等方面取得了部分成果。但这些成果远远不能满足奶业发展的需

10、要。目前我国使用的奶牛饲养标准制订80年代初期，仍然使用传统的可消化粗蛋白体系，在饲料营养价值评定方面，尚未涉及氨基酸、微量元素、维生素等关键养分。在奶牛饲料利用方面，资源利用不合理，加工调制技术储备不足。在我国配合饲料中，用于奶牛养殖的专用饲料很少，所占份额不足4%。绝大部分农区养牛户仍然是低水平粗放饲养，奶牛生产水平很低。奶牛科技发展滞后，导致生产效率很低，目前我国规模奶牛场人均饲养奶牛场人均饲养奶牛不超过20头，料奶比仅为1:2左右，奶牛的营养代谢病发病率居高不下，成年奶牛淘汰率偏高。此外我国对饲料安全利用技术研究不够，直接影响奶品安全的保障。三、研究（制）内容和方法、技术路线（工艺、流

11、程）及进度针对我国奶牛营养与饲料研究相对滞后、奶牛饲料工艺陈旧、饲料资源利用不合理等问题，拟开展奶牛营养调控与评价、饲养工艺和饲料加工等领域的研究，与产业化示范区建设结合，成果及时推广。主要内容如下：（一）奶牛瘤胃发酵优化与定向调控技术、过瘤胃营养素调控技术1、具体研究内容1）瘤胃pH控制技术。研究pH变动规律及其控制措施。2）外源微生物制剂与瘤胃微生物发酵。3）研制新型反刍动物专用外源酶制剂与酵母培养物，提高对瘤胃微生物发酵的调控效果。4）过瘤胃营养素调控技术。5）探讨过瘤胃氨基酸与过瘤胃脂肪复合生产技术。研究整粒大豆适宜的热处理条件。研制过瘤胃蛋白酶制剂。2、研究方法与技术路线1）瘤胃pH

12、控制技术pH是影响瘤胃纤维分解型微生物增殖与分解活性最主要的瘤胃内环境因素之一。不同的粗饲料具有不同的瘤胃pH缓冲能力。首先摸清秸秆、干草与青贮分别为主体粗料饲喂下，瘤胃pH的变动规律。其次、把握在精饲料的不同加工粒度（粗粉碎vs细粉碎）与饲喂形态（粉料 vs颗粒）下、pH变动幅度的差异。在此基础上、针对不同日粮类型，研制出复合的定量释放缓冲剂。 载体 Na2CO3-NaHCO3，MgO 包埋2）外源微生物制剂与瘤胃微生物发酵A、外源酶制剂：筛选出具有不同酶活特点的菌株（高纤维酶活性，低蛋白酶活性为其共性），分析其对瘤胃发酵的影响。利用有氧液态发酵技术生产反刍动物专用酶制剂。B、酵母培养物：筛

13、选酵母菌、将具有协同作用的酵母菌组合在一起混合发酵。发酵工艺采取液态有氧与后续固态厌氧发酵相结合的方法。3）过瘤胃营养素调控技术A、过瘤胃氨基酸与过瘤胃脂肪复合生产：采取后者对前者的包埋技术降低生产成本。B、整粒热处理大豆：以尿酶活性与尿素N释放速度为指标探讨整粒大豆适宜的热处理温度与时间。使其作为一种天然的过瘤胃蛋白与过瘤胃脂肪得以充分利用。C、过瘤胃蛋白酶制剂：利用包埋技术生产过瘤胃蛋白酶制剂，提高蛋白质的消化利用率。（二）奶牛乳腺养分合成机制以及提高乳腺养分合成效率、改善牛奶品质的营养调控技术1、具体研究内容1）利用基因工程技术结合同位素示踪技术，通过对奶牛乳腺腺泡和细小乳导管分泌上皮细

14、胞的相关酶RNA和DNA含量变化的分析，结合血清中相关酶和营养物质含量、乳中各种营养成分含量，研究乳蛋白、乳脂肪、乳糖合成的分子机制； 2）研究饲喂不同水平的各种营养物质对乳腺细胞中相关酶DNA、RNA含量的影响，对乳腺细胞中各种酶活性的影响，对乳中乳脂、乳蛋白和乳糖等营养成分合成效率的影响，发现提高乳腺乳蛋白、乳脂肪和乳糖合成效率的营养调控技术；3）研究不同碳水化合物来源（粗纤维、淀粉）和不同碳水化合物水平对瘤胃pH、乙酸、丙酸含量及比例、对乳腺中DNA含量的影响、对乳中乳脂、乳蛋白含量及组成影响，从而提高牛奶中营养物质含量；4）研究不同蛋白质来源（真蛋白、非蛋白氮）、不同蛋白质水平对瘤胃p

15、H、乙酸、丙酸含量及比例、过瘤胃蛋白数量、对乳腺中DNA含量的影响、对乳中营养物质合成效率、营养物质含量、组成的影响，从而提高牛奶中营养物质含量；5）研究不同脂肪形式、不同脂肪水平对瘤胃pH、乙酸、丙酸含量及比例、对乳腺中DNA含量的影响、对乳中营养物质合成效率、含量和脂肪酸组成，通过研究使乳中饱和脂肪酸含量降低，共轭亚油酸含量提高；研究不同饲料添加剂（营养性和非营养性）对瘤胃pH、乙酸、丙酸含量及比例，对乳脂和乳蛋白合成效率、含量及组成影响的研究，从而提高牛奶中乳脂含量和乳蛋白含量；6）通过以上研究，采用回归分析的方法，提出改善牛奶质量的关键营养调控技术一套，通过该技术的应用，可使乳脂饱和脂

16、肪酸含量降低5个百分点，共轭亚油酸含量提高2倍以上。2、研究方法与技术路线不同营养水平的饲料奶 牛生物工程技术同位素示踪技术瘘管技术乳腺上皮细胞DNA、RNA含量血清相关酶和营养物质含量乳中乳脂、乳蛋白和乳糖含量乳蛋白、乳脂肪、乳糖的分子机制通过生物工程技术结合同位素示踪技术，从分子水平阐明乳中各种营养物质的合成机制，同时对不同水平的粗蛋白、粗脂肪和碳水化合物对乳腺上皮细胞合成各种营养物质的效率进行研究。对不同水平和形式的粗蛋白、脂肪和碳水化合物对乳中乳蛋白、乳脂和乳糖含量的影响进行研究，通过回归分析的方法，得出改善牛奶质量的饲料调控技术。（三）奶牛精料补充料及添加剂加工技术，开发新型安全饲料

17、和饲料添加剂1、具体研究内容1）维生素预混料、矿物元素预混料2）缓释尿素3）功能型安全饲料添加剂：双乙酸钠、中草药、直接饲喂微生物、缓冲剂（氧化镁、碳酸氢钠）、脲酶抑制剂、青贮饲料添加剂（微生物）等。2、研究方法与技术路线1）维生素预混料：通过动物实验确定奶牛不同生理阶段，达到最佳生产性能时，维生的需要量。2）矿物元素预混料：通过动物实验确定奶牛不同生阶段，达到最佳生产性有时，各种矿物元素的需要量。3）缓释尿素：根据尿素的理化特性，采取包衣、糊化、络合、缩合、化学反应等技术，制成新产品，从而使尿素产品在瘤胃内释放氨的速度降低，使尿素氮得到充分的利用，避免出现氨中毒现象。4）高效降解木质纤维菌种

18、的筛选（四）代乳料及全混合日粮（TMR）配制技术及生产工艺 1、代乳料的研制与开发以黑龙江的特产大豆奶粉为主要原料，根据犊牛的生理特点，适当补加一些犊牛特殊需要的豆奶含量不足的营养物质。提供适合于我国国情的犊牛代乳料配方及调制技术。2、全混合日粮（TMR）配制技术及生产工艺TMR具有营养浓度高的特点，同时避免了高产奶牛因采食精料而导致酸中毒的现象。全混合日粮工艺技术包括（1）TMR中精料适宜的粉碎粒度；（2）TMR中干草的适宜的粉碎（揉碎）长度；（3）TMR中青贮和青饲料的适宜粉碎长度；（4）干TMR颗粒饲料的加工工艺，包括制粒的蒸汽加量、蒸汽温度、添加粘合剂的种类和添加量等；（5）研制和开发

19、湿TMR的混合机。进度安排：2003.1-2003.12 ·奶牛瘤胃发酵优化与定向调控技术、过瘤胃营养素调控技术·奶牛乳腺养分合成机制以及提高乳腺养分合成效率、改善牛奶品质的营养调控技术·奶牛精料补充料及添加剂加工技术，开发新型安全饲料和饲料添加剂·代乳料及全混合日粮（TMR）配制技术及工艺·技术总结、鉴定、示范、推广四、主要技术经济指标和预期市场前景及效益（一）预期目标和具体指标1、提出优化高产奶牛瘤胃发酵的调控技术1套，示范应用规模达到1000头以上，增加微生物蛋白质合成量15%以上，提高纤维消化率10%以上；2、开发奶牛专用的过瘤胃补充饲

20、料产品2-3种，获得产品生产许可证，年产量达到1万吨以上；3、提出改善牛奶质量的关键营养调控技术1套，使乳脂饱和脂肪酸含量降低5个百分点，共轭亚油酸含量提高2倍以上，示范应用规模达到1000头；4、提出奶牛全混合日粮饲喂技术及工艺1套，使犊牛和育成牛生长速度提高10%；产奶量提高6-12%；乳脂率提高6-10%；饲料效率提高6-10%；劳动生产率提高20-30%；饲料成本降低10%左右。5、开发奶牛专用安全饲料添加剂预混料2-3种，获得产品生产许可证，年产量达到1000吨以上；6、申请专利1-2项。通过本项目的实施和高质量、高水平的完成，将初步建立与我省畜牧大省地位相适应的、具有国际先进水平的

21、奶牛现代集约饲养关键技术体系，从根本上解决我国奶牛的高效生产饲养技术难题，实现由传统饲养技术向优质高效饲养技术的跨越式发展，全面提高奶牛生产水平。同时通过生产示范，有望加快我国奶业的产业化进展，使奶业成为新时期我国农业及农村经济发展新的增长点及支柱产业。（二）效益分析1、经济效益通过本课题的实施，取得一批重大关键技术突破，结合技术成果的示范应用和推广，大幅度提高奶牛生产水平10%以上，提高奶牛饲料转化效率15%以上，节约劳动力资源，使原料奶生产的成本降低20%。预期三年示范区应用1万头奶牛，奶牛奶产量从4500kg增加到6000kg以上，要比课题实施前平均每头增产1500kg奶，如按1.7元/

22、kg奶测算，2005年项目完成后，约新增年产奶量1500吨，则新增产值255万元；生产安全饲料添加剂23种，年产量1000吨以上，可获利税500万元；开发奶牛专用瘤胃补充饲料产品23种，年产量达1万吨，可获利税600万元；生产青贮饲料21万吨，产值3600万元，利税400万元。在辅射带动下，使我省及我国奶牛生产节本增效、提高单产和牛奶品质，预计可获经济效益24亿元。2、社会效益通过三年的工作开展，将在哈尔滨市、双城市、安达市、富裕市建立4个奶牛高产示范核心区。运用奶牛现代集约饲养关键综合技术，通过基地示范带动作用，将拉动我省乃至我国奶牛养殖业生产水平的整体提高。对我国尽快形成优质高效的奶牛业，

23、乃至对全国城市郊区、农区、牧区、半农半牧区奶牛业都具有重要的推广价值；对我国产业结构调整、增加农民收入、增加就业岗位都具有现实作用。3、环境效益课题在实施过程中将生产效益、生态效益和人类健康并重。根据以满足营养需要和防止环境污染为目标的营养观念改进奶牛饲养体系。通过减少奶牛废气物（粪、尿）中养分流失及氨、二氧化碳、硫化氢、甲烷等的排放和开发有效的废气物管理实践技术，将减少废气物处理对环境影响的担忧。（三）成果应用和产业化前景分析本课题是根据当前市场需要和奶牛优质高效生产科技发展需要提出的，其研制技术体现了创新性、前瞻性、综合性和可产业化应用的特点，在生产中具有良好的产业化应用前景。本课题完成后，通过技术成果的示范，可推动奶牛优质高效生产的快速稳定发展，实现牛奶品质、产量与生产效益同步提高，具有显著的经济、社会效益和良好的生态效益，对促进我国乳业的跨越式发展，全面提高其生产水平，开拓国内外市场具有重大的应用价值和广阔的应用前景。奶牛现代集约饲养关键技术研究与产业化开发所获得的单项或综合成果具有广泛的市场发展空间。中国是世界最大、最具潜力的乳品市场之一。加入世贸组织给国内乳品业带来了巨大的国际市场空间和全新的挑