張宏福 研究員 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所

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加強(qiáng)環(huán)境生理研究應(yīng)用，推進(jìn)畜禽健康養(yǎng)殖技術(shù)升級(jí)

張宏福 研究員 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所

博士生導(dǎo)師，研究員，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所科技創(chuàng)新一級(jí)崗位，動(dòng)物飼養(yǎng)與標(biāo)準(zhǔn)化室主任，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任。中國(guó)飼料工業(yè)協(xié)會(huì)理事，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、常務(wù)副秘書長(zhǎng)，國(guó)家飼料工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員，國(guó)家認(rèn)監(jiān)委GAP高級(jí)審核員，浙江大學(xué)、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，《動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)》編委、編輯部副主任。

1 畜牧產(chǎn)業(yè)思考

1.1 我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的新態(tài)勢(shì)

十八屆四中全會(huì)提出了四個(gè)全面：全面改革開放；十八屆五中全會(huì)提出了五大理念：創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享。從國(guó)家大的文件和方針可以看出，我國(guó)總的趨勢(shì)是融入國(guó)際。整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)面臨兩種資源和兩個(gè)市場(chǎng)基點(diǎn)。十八大以后汪洋副總理關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)明確提出兩個(gè)確保：谷物基本自給和口糧絕對(duì)安全。

1.2 我國(guó)畜牧產(chǎn)業(yè)態(tài)勢(shì)

1.2.1 成本高 人力、能源、土地成本高。

1.2.2 資源短缺 2015年進(jìn)口大豆8，175萬(wàn)t+玉米472萬(wàn)t+玉米替代品5，000 萬(wàn)t=1.3億t。2015年國(guó)內(nèi)糧食總產(chǎn)量是6.2億t，從絕對(duì)數(shù)字來(lái)講，1.3億t 與6.2億t相比就是20%，大家要知道生產(chǎn)1t大豆需要生產(chǎn)5t玉米的土地，從土地資源的需求來(lái)講，按進(jìn)口量計(jì)算，如果將1t大豆估算成5t玉米，進(jìn)口量已經(jīng)達(dá)到40%，這是相當(dāng)大的數(shù)量。

1.2.3 環(huán)境壓力大 畜禽糞污30億t是很大的問題。

1.2.4 畜產(chǎn)品質(zhì)量安全隱患嚴(yán)重 畜產(chǎn)品抗生素的濫用非常普遍。

1.3 我國(guó)畜牧養(yǎng)殖環(huán)節(jié)態(tài)勢(shì)

1.3.1 養(yǎng)殖效率低 奶牛、豬、肉雞、蛋雞等，整個(gè)養(yǎng)殖效率、生產(chǎn)效率與發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大差距，其中很重要的方面是養(yǎng)殖工藝落后、自動(dòng)化水平低。

1.3.2 工藝落后、自動(dòng)化水平低

1.3.3 對(duì)疫病誠(chéng)惶誠(chéng)恐

過度用藥、過度用苗，最后的結(jié)果是畜禽健康水平差、生產(chǎn)效率低、畜產(chǎn)品質(zhì)量差，產(chǎn)品的衛(wèi)生安全風(fēng)險(xiǎn)大。

1.3.3.1 抗生素的副作用 ①對(duì)環(huán)境微生物產(chǎn)生抗藥性；②抗生素對(duì)動(dòng)物自身免疫力有抑制作用。在畜牧生產(chǎn)過程中，養(yǎng)殖場(chǎng)大量使用抗生素、消毒劑等，造成畜禽中毒，很多疾病是由畜禽中毒自身免疫力下降造成的。盡管這幾年行業(yè)在理念上基本形成共識(shí)，但是要化作行動(dòng)、落實(shí)到生產(chǎn)中還有很大的差距。

1.3.3.2 正確評(píng)價(jià)疫苗作用 疫苗也有很多的副作用，很多情況下用疫苗是一把雙刃劍。劉秀梵院士發(fā)表的一篇文章指出，疫苗生產(chǎn)企業(yè)從20世紀(jì)90年代末的28家發(fā)展到現(xiàn)在100多家，疫苗的品種、數(shù)量、質(zhì)量都大幅增加和提升。但疫病數(shù)量卻仍然不斷增加。除預(yù)防人類天花的牛痘疫苗和牛瘟疫苗外，絕大多數(shù)疫苗都不能產(chǎn)生不感染的免疫力，而只能產(chǎn)生保護(hù)不發(fā)生臨床疾病的免疫力。疫苗免疫前動(dòng)物群體已感染強(qiáng)毒，疫苗接種往往會(huì)激發(fā)疾病的發(fā)生或流行——最后一根稻草。

我國(guó)的防御思想和防御理念基本上是從20世紀(jì)80年代形成的，大家越來(lái)越認(rèn)識(shí)到這種理念與國(guó)際上主流的思想理念和技術(shù)核心是不一樣的，國(guó)際上主要用撲殺、凈化，我國(guó)主要采取疫苗免疫。1.3.3.3 疫苗產(chǎn)生的免疫力的局限性 有的病原體變異很快，疫苗的研制研發(fā)、生產(chǎn)更新的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上病毒的變異。如H5N1禽流感、藍(lán)耳病等。

有些病原體的遺傳型、血清型和保護(hù)型很復(fù)雜，我們認(rèn)識(shí)到的只是冰山的一角。如雞傳染性支氣管炎病毒、禽流感病毒（盡管已知有16種H和9種N組合）。實(shí)際上對(duì)于地球上的微生物，利用所有的科學(xué)技術(shù)能夠分離鑒定的不到10%，還有90%是什么還不清楚。

有些疫苗病毒有殘余毒力，如傳染性氏囊病疫苗毒本身可引起免疫抑制。有的疫苗毒可引起臨床或亞臨床疾病，有的可與流行毒發(fā)生重組，使流行株的遺傳型、血清型和保護(hù)型更加復(fù)雜。

藍(lán)耳病高強(qiáng)度免疫會(huì)加劇病毒在豬場(chǎng)的不穩(wěn)定，造成循環(huán)傳播；目前臨床發(fā)病中發(fā)現(xiàn)很多由疫苗病毒株引起。

1.4 病從哪里來(lái)？

到底是別的豬場(chǎng)傳進(jìn)來(lái)的？還是微生物環(huán)境、物理環(huán)境的變化養(yǎng)出來(lái)的？還是我們打疫苗自己“種”出來(lái)的？我們要很好地思考這些問題。

1.4.1 瑞典養(yǎng)豬業(yè) 對(duì)于無(wú)抗生產(chǎn)，瑞典起步最早。瑞典1980年開始認(rèn)識(shí)到抗生素的危害，1986年全面禁用抗生素，當(dāng)時(shí)瑞典的養(yǎng)豬生產(chǎn)成本比其他歐洲國(guó)家要高，但是從1986年開始，經(jīng)過16年的堅(jiān)持，瑞典的豬的生產(chǎn)水平普遍高于其他國(guó)家，而且瑞典的豬肉在歐洲和全球還形成了品牌?，F(xiàn)在有人提出，雖然飼料當(dāng)中抗生素少，但是治療的抗生素增加了，但是目前為止沒有發(fā)現(xiàn)真正的證據(jù)證明此觀點(diǎn)。

1.4.2 丹麥養(yǎng)豬業(yè) 丹麥與瑞典相比，無(wú)抗飼養(yǎng)要晚將近10年。丹麥從1995年至今，先后出臺(tái)越來(lái)越嚴(yán)格的動(dòng)物使用抗生素禁令，讓動(dòng)物逐步遠(yuǎn)離抗生素。2000年，丹麥政府下令，所有動(dòng)物，不論大小，一律禁用一切抗生素飼料。

無(wú)抗飼養(yǎng)是大勢(shì)所趨，但是從實(shí)際出發(fā)，無(wú)抗飼養(yǎng)也不能一步登天。我們還是應(yīng)該從抗生素殘留到無(wú)抗飼料的配制，再到整個(gè)飼養(yǎng)過程的無(wú)抗飼養(yǎng)，踏踏實(shí)實(shí)地走。

“揚(yáng)湯止沸，勿如釜底抽薪”：養(yǎng)殖場(chǎng)總依靠打針、吃藥，防止動(dòng)物發(fā)病，把病治好。實(shí)際上無(wú)益于揚(yáng)湯止沸，與其這樣，不如釜底抽薪，維護(hù)動(dòng)物自身免疫健康。

2 維護(hù)畜禽自身健康從舒適環(huán)境入手

2.1 豬飼養(yǎng)是個(gè)系統(tǒng)工程（見圖1）

圖1 豬飼養(yǎng)系統(tǒng)工程圖

2.1.1 畜禽舍環(huán)境因子 物理因子：溫?zé)岘h(huán)境因子、光照、噪聲、PM、空間、欄舍；化學(xué)因子：O2、NH3、H2S、CO2、CH4等；生物因子：舍內(nèi)微生物；情感因子：畜群結(jié)構(gòu)、人等；飼料、水、獸藥、疫苗。

2.1.2 環(huán)境溫度畜禽免疫力 夏季高溫高濕多發(fā)腸道細(xì)菌疾病，冬季寒冷及低濕多發(fā)呼吸道病毒??；微生物對(duì)環(huán)境具有感知能力，能夠根據(jù)環(huán)境溫度改變自身的致病力；溫度、濕度、風(fēng)速是不可分割的三元組成部分，互相互作。

2.1.3 環(huán)境氨氣影響畜禽免疫力 環(huán)境中的有害氣體損傷畜禽呼吸道黏膜屏障的微結(jié)構(gòu)，增加對(duì)呼吸道疾病的易感性。環(huán)境中的有害氣體直接會(huì)影響動(dòng)物的免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和免疫力。通常認(rèn)為，氨氣在20ppm水平以下不會(huì)對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)速度產(chǎn)生影響，但是會(huì)嚴(yán)重地影響繁殖性能和免疫性能。同時(shí)，氨氣是PM2.5的重要前驅(qū)物，所以畜禽舍內(nèi)的環(huán)境當(dāng)中，溫度的參數(shù)、有害氣體的參數(shù)到底限制是多少？可能不是一個(gè)數(shù)，而是一組數(shù)。而且對(duì)不同生產(chǎn)目的和生理階段的需求是不一樣的，但是這些數(shù)在國(guó)際、國(guó)內(nèi)都非常缺乏。

2.1.4 環(huán)境粉塵（PM） 畜禽場(chǎng)中PM成分復(fù)雜：攜帶著重金屬元素、揮發(fā)性的有機(jī)化合物、NO3、SO4、氨氣、硫化氫、內(nèi)毒素、抗生素、過敏原、病毒等物質(zhì)。PM能直接作用于呼吸道黏膜屏障，降低黏膜抗菌肽防御素2和防御素3的表達(dá)，局部解除對(duì)病原微生物生長(zhǎng)的抑制作用。PM2.5對(duì)畜禽的危害是非常大的，但是這方面的研究還很不系統(tǒng)。

環(huán)境因子非常復(fù)雜；畜禽生長(zhǎng)、繁殖、免疫健康的環(huán)境需求及限值迥異；環(huán)境與動(dòng)物的關(guān)系解析遠(yuǎn)未清晰，同時(shí)環(huán)境研究非常難，因?yàn)橐锌煽丨h(huán)境、可控參數(shù)，這樣的環(huán)境條件非常少?，F(xiàn)在規(guī)?；B(yǎng)豬場(chǎng)環(huán)境水平是提高了，但是要進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)，就無(wú)法操作。同時(shí)國(guó)內(nèi)環(huán)境生理的研究邊緣化，包括各個(gè)大學(xué)的學(xué)科設(shè)置、人才隊(duì)伍等。

3 環(huán)境生理與調(diào)控研究選題思考

3.1 舒適環(huán)境如何實(shí)現(xiàn)？

3.1.1 了解畜禽對(duì)環(huán)境的需求，以及環(huán)境參數(shù)變化對(duì)健康或者繁殖對(duì)生長(zhǎng)變化的閾值臨界點(diǎn)。

3.1.2 研究工藝、設(shè)施、設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)滿足這些需求。

3.1.3 生產(chǎn)上進(jìn)行推廣應(yīng)用。目前，大多數(shù)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)設(shè)計(jì)沒有參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有專業(yè)化的設(shè)計(jì)工程師。

3.2 環(huán)境生理與調(diào)控研究的重點(diǎn)、難點(diǎn)

對(duì)畜禽環(huán)境生理進(jìn)行精確研究、準(zhǔn)確定位參數(shù)；溫度、濕度、通風(fēng)、光照、CO、NO2、O3、SO2、NH3、H2S、PM10、PM2.5模型等；高通量技術(shù)手段尋找綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)；采用薈萃分析（meta analysis）整合交互作用的研究成果，建立畜禽舍環(huán)境參數(shù)藕合優(yōu)化調(diào)控方法；分析營(yíng)養(yǎng)-環(huán)境-源生物學(xué)-畜禽健康的機(jī)制；工藝的實(shí)現(xiàn)等。

3.3 “十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)

3.3.1 “畜禽重大疫病防控與高效安全養(yǎng)殖”&“畜禽健康高效養(yǎng)殖綜合技術(shù)研發(fā)” 包括疫病防控、凈化與根除；養(yǎng)殖設(shè)施、工藝及配套技術(shù)；糞污減排及資源化利用。3.3.2 研究分三個(gè)層次 基礎(chǔ)；關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備；集成示范。

（編輯楊營(yíng)整理）