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关注生态环境建设开创健康养殖新纪元

来源:人民网 时间:2009-12-08 00:00:00

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  从“向科学进军”到“科学技术是第一生产力”,从“科教兴国”到“建设创新型国家”,新中国成立60年来,中国科技事业在艰难中起步,在改革中前行,在创新中发展,一步步走出了一条具有中国特色的科技强国之路。中国科学院知识创新工程实施以来,重大科技创新成果层出不穷,中科院知识创新队伍日益壮大。

  中国科学院亚热带农业生态研究所自进入知识创新工程以来,在亚热带生态系统格局与系统研究、畜牧健康养殖与畜牧系统调控、作物逆境分子生态学机理及品种选育这三个主要的学科方向方面形成了自己的特色和优势;在喀斯特生态环境保护与合理利用、区域生态农业领域及洞庭湖湿地的保护等方面取得了一系列研究成果,该所建成了三个生态站,其中有两个已进入了国家生态网络系统。

  其中,畜牧健康养殖与畜牧系统调控是该所重要的学科方向之一,并形成了自身的特色和优势。该所建立的畜牧健康养殖研究中心作为中科院唯一一所从事动物营养与环境安全工程技术的科研机构,在动物营养、微生态学与农牧结合的生态工程领域开展了一系列创新研究,开发出具有国际领先水平的猪饲料养分转化与有效氨基酸利用技术,并成功推广应用,为解决农业养殖环境污染问题、保证畜禽类食品安全作出了突出贡献。

  中国第一个畜禽健康养殖研究中心

  “现代生态学研究已经进入到微观分子层面的分子生态学,要将宏观系统与微观手段结合起来,很高兴你们不仅发展了传统生态学,同时也引入分子生态的研究,而且有了很好的工作。”2007年,中国科学院院长路甬祥在视察中科院亚热带农业生态研究所时,对畜禽健康养殖中心的工作给予了高度评价,同时也进一步强调了发展生态农业与健康养殖的重要性。

  我国是世界第一养猪大国,每年生猪出栏量约占世界生猪出栏总量的50%。猪肉作为我国城乡居民主要的动物性蛋白质来源,占到了肉类消费总量的65%左右,对保障社会稳定和提高人民生活水平具有不容忽视的作用。尽管我国养猪数量及猪肉产量位居世界第一,但猪肉产量仍不能满足人们的生活需要。究其原因,主要是在生猪品种改良、防疫技术服务、科学使用饲料等方面存在亟待解决的问题。另外,随着人们健康消费意识的觉醒,“激素滥用”、“色素添加投喂”、“瘦肉精中毒”等风波也让许多人对畜禽产品望而生畏,我国的畜牧养殖业一度陷入了低谷。面对着产量不足与质量堪忧的双重压力,探索并发展一条科学的健康养殖之路,提高畜牧业的综合生产能力,成为实现中国畜牧业产业化与现代化的首要任务。

  健康养殖,是指根据养殖对象的生物学特性,运用生态学、营养学原理来指导生产,为养殖对象营造一个良好的、快速生长的生态环境,提供充足的全价营养饲料,使其在生长发育期间最大限度地减少疾病发生,使生产的食用商品无污染,个体健康,产品营养丰富,与天然鲜品相当,并对养殖环境无污染,实现养殖生态体系的平衡。进入21世纪后,健康养殖逐渐成为我国畜牧科学研究的重要方向之一,受到了党和国家领导人的高度重视。2007年,中央提出“要积极推广健康养殖模式,改变传统养殖方法”;《国务院关于促进畜牧业持续健康发展的意见》指出,畜牧业是现代农业产业体系的重要组成部分。温家宝总理在十一届全国人大二次会议上的政府工作报告中,把“推进畜牧水产规模化标准化健康养殖”作为2009年农业农村工作的主要任务之一。由此可见,大力发展畜牧业和健康养殖,对坚持科学发展观,实现可持续发展,促进农业结构优化升级,增加农民收入,改善人们膳食结构,提高国民体质等具有重要意义。

  经过10多年的积累和论证,1999年,我国第一个畜禽健康养殖研究中心——“中国科学院亚热带农业生态研究所畜禽健康养殖研究中心”正式成立,成为国际上最早开展畜禽健康养殖研究的专业机构之一。历经了10年的创新求索,如今的亚热带农业生态研究所畜禽健康养殖研究中心已步入了一个崭新的发展时期,在科研创新等方面取得了累累硕果。仅1996年至2008年期间,该所的科研成果就获得了7个省级以上的奖励,其中国家科技进步奖3项,省级一等奖3项;拥有可开发专利15项,共发表论文460余篇,其中包含了在Amino Acids, Journal of Nutrition和Journal of Animal Science等行业权威杂志上发表的SCI论文110多篇;主编或参编了《现代生物技术与畜牧业》、《猪氨基酸营养与代谢》、Mathematical Modelling Farm Animal Nutrition、Recent Progress in MedicinalPlants、Progress in Functional Amino Acids and Carbohydrates for Animal Production等中英文专著8本;形成了一套成熟的环境安全营养技术体系,研制出5个系列的绿色环保饲料和饲料添加剂产品;先后主办了四届饲料添加剂、动物营养与健康国际学术研讨会等国际国内重要学术会议,受到了国内外同行的极大关注与高度评价。

  2006年,美国营养学会在其会刊中专门对中国科学院亚热带农业生态研究所畜禽健康养殖研究中心研究团队及其成果给予了专题评述,认为“以印遇龙博士为首的研究团队所建立的猪氮磷代谢研究方法和调控技术,为氮磷代谢调控技术与环境安全研究提供了理论依据,解决了猪营养学研究与应用中的许多重大技术难题。这一研究成果也确定了中科院亚热带农业生态所作为国际知名动物营养研究与交流中心的地位”。

  从源头解决畜禽产品安全问题

  科技成果转化是科研创新的最终目标,也是一道世界性的难题。在传统养殖方式占主要地位的中国,健康养殖的成果转化更是困难重重。一方面,我国农业科技力量主要集中在科研机构和大学,企业创新能力十分薄弱,难以实现技术创新;另一方面,受传统养殖方式、公众认知水平和市场竞争机制等因素的制约,科研院所的创新成果大多被束之高阁,大规模商业化应用得不到保障。针对这一情况,畜禽健康养殖研究中心在瞄准国家和社会需要的同时,变被动为主动,积极与企业对接,通过科研院所和企业联合攻关的形式,积极推进了畜牧研究成果的产业化进程。

  “生猪产业技术创新战略联盟”是亚热带农业生态研究所畜禽健康养殖研究中心实现科技成果转化的重要平台之一。依托亚热带农业生态研究所作为理事长单位,该联盟联合了国内生猪产业知名企业12家、高校4所、科研机构3家,通过科研技术创新和资源优化整合,着力推进生猪产业化经营,全面构建了现代生猪产业体系,提升了行业综合生产能力和质量效益,增强并实现了生猪产业的可持续发展能力,全面构建了现代生猪产业体系。到目前为止,由该中心与企业共同研发的绿色环保饲料和饲料添加剂,已形成省(部)认定高新技术产品、中国饲料行业信得过产品等名优产品15个,培育出3家高新技术企业、无公害场地认证企业,培育出无公害认证产品3个。其技术和产品已推广应用到国内大部分省、市和东南亚各国,仅生猪氮磷减排技术的推广,累计新增产值97.6亿元,新增利润11.5亿元,产生社会效益33.8亿元。

  “技术是实打实的,如果满足不了农业的需求,解决不了实际问题,提高不了效益,那么这样的科研就是没有意义的。”中科院亚热带农业生态研究所畜禽健康养殖研究中心的研究从实际出发,中心主任印遇龙博士认为,肉食品安全问题是目前制约我国畜牧业发展的主要因素。

  一直以来,我国绝大多数养殖企业都是通过在配合饲料中添加抗生素来增进牲畜的抗病能力,通过添加高铜高锌等重金属元素药物来刺激牲畜的生长。这种方法很容易造成动物产品中药物和金属元素残留严重超标,不仅威胁着人们的身体健康和生命安全,而且还严重危害了生态环境。此外,在这种被严重污染的生态环境条件下从事养殖,生产者、管理者就不得不大量使用兽药来维持畜禽的健康,不得不用各种疫苗和消毒药来防止传染病的传播。这种“饮鸩止渴”的简单化处理模式,导致了养殖生产过程的恶性循环,生态环境进一步恶化。近几年来,我国接连续发生多起因食用含瘦肉精的猪肉而导致的群体中毒事件,就是典型的例证。

  为了从根本上杜绝畜禽产品饲养中抗生素和重金属药物饲料添加剂对人们和环境产生的危害,畜牧健康养殖研究中心的科研团队历经三年多时间,通过对上万头猪进行研究,终于研发出了能够在大幅度提升仔猪的生长速度和抗病能力的同时,没有抗生素和重金属残留的新型饲料添加剂——精氨酸生素(AAA)。

  精氨酸生素的开发应用,并不是一个偶然。研究表明,精氨酸是一种功能性氨基酸,在人体医疗保健方面具有重要的医用价值。精氨酸对成人来说虽然不是必需氨基酸,但在某些情况如机体发育不成熟或在严重应激条件下,若缺少机体便不能维持正氮平衡与正常的生理功能。病人若缺乏精氨酸会导致血氨过高,甚至昏迷;婴儿若先天性缺乏尿素循环的某些酶,精氨酸对其也是必需的,体内精氨酸合成不足则不能维持其正常的生长与发育。精氨酸转化生成的NO被科学家誉为“神奇分子”。精氨酸能够促进肌肉蛋白质合成、增强免疫力,并且在细胞分裂、伤口复原和激素分泌等各种生理过程中,扮演着重要角色,在医疗、保健行业得到了广泛的应用。凭借着敏锐的科研创新意识,印遇龙等发现,国外最初研究精氨酸是为了促进胎儿发育与提高胎儿存活率,而这一点与仔猪存活研究不谋而合。如果将精氨酸引入到养殖业,不仅有助于提升仔猪存的活率,提高仔猪的出生重量。在研究中同时发现,应用精氨酸能够生产出瘦肉率高且食用安全的畜禽类产品。精氨酸则可以成为某些饲料添加剂的完美替代品。然而,目前精氨酸的生产技术还只掌握在日本、德国等少数国家手中,其市场价格十分昂贵,因此研制出一种价格低廉的精氨酸替代物就成为畜禽健康养殖中心的重要攻关任务。经过五年多的努力,印遇龙等与中国科学院海外杰出青年学者Texas A&M University 伍国耀教授合作,通过各种技术攻关,成功合成了价格仅为精氨酸1/10的新型功能性氨基酸促进剂——精氨酸生素(AAA)。研究表明,在进入猪的体内后,精氨酸生素会有效促进猪体内的精氨酸合成,进而使猪“能吃、快长、腹泻少”。通过国内外多年的实验和对几万头猪的试用效果对比,该成果可母猪产仔数增加10%~25%,仔猪日增重提高15%~30%,饲料利用率提高10%~15%,腹泻率下降25%~35%,并且没有抗生素和重金属残留。#p#分页标题#e#

  畜牧养殖生态创新团队迅速形成

  早在1986年,中国科学院亚热带农业生态研究所就已开展了畜禽健康养殖的研究,并培养了一支在亚热带区域集约型养猪业产品健康与环境安全、农牧复合系统草食家畜营养生理调控与健康养殖等方面具有较高业务水平的人才队伍。一直以来,该团队在我国畜禽健康养殖的饲料营养工程领域孜孜不倦地探索,主持和参加了多项国家重大课题,从理论层面和技术层面上推动了我国畜牧健康养殖研究的发展。

  2002年,以中国科学院知识创新工程为契机,亚热带农业生态研究所畜禽健康养殖研究中心锐意进取、大胆革新,以“养猪业健康养殖标准和草食畜牧业关键养殖技术”为主要研究方向,应用现代分子生物学、生物化学和生理学的研究方法与手段,在分子水平上开展了集约化条件下的畜牧业生产体系中动物生态营养调控技术以及对环境的影响研究,研发出一系列一的流科研成果。与此同时,该中心坚持贯彻“以科研任务培养人”的思想,不断完善学科结构,培养了一批动物营养、分子营养、食品营养学领域的一流人才。

  畜牧健康养殖研究中心主任印遇龙博士是中国科学院动物营养与饲料添加剂研究领域的杰出人才。作为畜禽健康养殖研究领域的佼佼者,在上世纪八九十年代里,他多次被公派到德国、英国、美国、加拿大等国家的知名大学和研究机构留学深造和开展合作研究。上世纪末本世纪初,中国科学院为赶超世界科技水平,在全国率先实施知识创新工程,经国务院批准中国科学院实施了“百人计划”人才战略,面向世界招聘优秀人才。正在美国、加拿大等地工作的他毅然放弃了国外优厚的报酬和舒适的工作条件,积极应聘并成为了中国科学院的“百人计划”入选者,再次回到了亚热带农业生态研究所,从此担起了振兴我国饲料工业、推动我国健康养殖业发展的重任。进入该所以来,印遇龙先后主持和参加了国家“863”计划、国家科技攻关、国家“973”计划、院重大创新方向、院“百人计划”、国家自然科学基金、中科院海外杰出学者基金、国际合作等多项研究任务;发表论文300多篇,出版专著2部;获得国家发明和实用新型专利8项,省、部、国家级科技进步奖共10项。

  在科研过程中,印遇龙研究员不计个人的得失,把他的一切都献给了他所热爱的科学事业。在猪瘘管手术中,按照实验要求,每隔7天就要连续收集2天的回肠食糜。在这2天中每隔半小时要掏一次回肠中的食糜,同时称重、烘干、磨碎,接着进行10多种营养成分的分析。有时瘘管会被阻塞,这时印遇龙就会带头用嘴去吸,用手去掏,实验所需要的2万斤粪便几乎都是这样用手掏嘴吸,从回肠、肛门中收集来的。食糜比粪便还要臭,气味冲鼻,用肥皂洗都难以洗净。有一年夏天,因他们实验室的猪粪造成整个办公大楼从1楼到5楼都充满了臭味,有人提意见,所领导原准备找他们交涉一下,但见到他们把门窗紧闭,顶着炎热和腥臭在工作,便没忍心打扰他们……2007年元月,印遇龙的祖父去世,按照当地的传统,身为长孙的他应当守灵3至7天,但他只是看了祖父最后一眼,在家呆了3个小时后,便又急忙赶到单位继续带领研究生作试验。

  谭支良现任中国科学院亚热带农业生态研究所副所长,同时也是畜牧健康养殖中心的骨干研究员之一。主要从事动物营养生理方面的研究工作,曾获中国科学院科技进步奖二等奖、中国科学院科技进步奖三等奖、湖南省科技进步奖一等奖、国家科技进步奖二等奖等奖励。2000年7月至2001年7月,谭支良在美国伊利诺伊大学动物科学系做高级访问研究,从事了“奶牛日粮中脂类物质对基因表达的影响研究”,并取得了较为突出的科研成果。2002年以来,谭支良参与印遇龙主持的“仔猪肠道健康及功能性饲料研究与应用”研究项目。该项目于2009年9月获得了湖南省科技进步奖一等奖。

  黄瑞林、李立丽和李铁军长期以来从事畜禽营养生理、饲料资源开发与评价体系研究以及畜禽生态养殖方面的研究。其参与研究的项目曾获国家科技进步奖二项、湖南省科技进步奖一等奖二项、中国科学院科技进步奖二等奖等多项奖励。同时,他们还主持和参加编写了7个国家标准、国家行业标准及湖南省地方标准;申请了6项发明专利,其中4项已获授权;发表100余篇论文,主编出版2部专著。

  “在浮躁的社会氛围中,能静下心来搞科研的人实在太少了。而在我们所里,有很多像印老师这样不计个人得失,投身科研事业的前辈。”该中心博士生吴信谈到,“他们的精神一直激励着我。而这正是我想留下来的主要原因,希望能像他们那样踏踏实实地做点事情。”

  该中心现有研究员6名(“百人计划”获得者2人),副研究员5名,在读博士、硕士生20名,国内外客座研究员10名,海外评审专家3名。此外,通过与企业合建研发中心的形式,畜禽健康养殖研究中心与广州天科科技有限公司、湖南广安生物技术有限公司、北京大北农饲料长沙分公司和湖南百宜饲料科技有限公司等共建了博士工作站4个,培养了博士后、博士、硕士共60余名,为企业培养技术总监20余名,为行业培训技术人员超过56000人次。与此同时,该中心与德国家畜生物学研究所、美国康乃尔大学、美国得克萨斯农工大学、加拿大农业部食品营养研究所、加拿大Guelph大学和新西兰Massey大学等国际著名高校和科研机构建立了密切的合作关系,陆续输送青年人才去国外进行实质性合作研究,从而培养了一批既了解我国畜禽养殖业现状和政策,又具有国际视野和一流科研水平的中青年科研人员。

  有耕耘就有收获。在国家知识创新工程的推动下,中国科学院亚热带农业生态研究所畜禽健康养殖研究中心团结一致,创新进取,共计完成了60多种饲料营养物质消化与吸收的测定项目,取得了几十万个科研数据,得到国内外同行的一致认可。国际知名畜牧知名专家Moughan、Souffrant、Sauer和 McCracken等人多次来华与印遇龙进行交流,对印遇龙所带领的科研团队给予了高度的评价,认为该中心在中国所做的有关猪氨基酸营养研究与应用工作,达到了世界一流水平。印遇龙也多次受国际学术会议的邀请作报告。

  作为中国科学院唯一一个从事动物营养与环境安全研究的专业团队,畜禽健康养殖研究中心以满足国民需求、推进畜禽健康养殖和保护生态环境安全三重目标为己任,不仅实现了社会效益、经济效益与生态效益的统一,适应了国家农业和农村产业政策的战略性调整,同时也积极推动了畜牧业向环境友好与资源节约型行业的转变,为加快我国畜牧业产业化、集约化、规模化进程作出了重要的贡献。

  亚热带农业生态所所长王克林认为:“国家的战略需求是我们研究所定位的根本,面对社会目前所面临的生态环境挑战,积极参与中科院生态与环境科技创新基地和现代农业科技创新基地建设,建立亚热带区域畜禽健康养殖与环境安全技术体系成为新时期研究所发展的重大举措。畜禽健康养殖是农业生态领域一个独具特色的研究方向,畜禽养殖研究中心的创新性工作表明,科学健康的畜禽养殖研究对我国农业生态环境的保护和食品安全有着重要意义。与此同时,其科研成果的推广应用显示出良好的经济效益和广阔的市场前景。这支极具创新活力的年轻队伍,为我国农业、畜牧业的健康发展探索了一条可持续发展的道路。”

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