“玉米是保障糧食安全的重要作物。如何確保玉米自給率在90%以上，意義重大?！苯眨袊?guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱農(nóng)科院）黨組書記張合成在該院聯(lián)合攻關(guān)重大科研任務(wù)“高蛋白玉米新品種培育”啟動(dòng)會(huì)上指出，玉米聯(lián)結(jié)著種植業(yè)和畜牧業(yè)，影響著糧食和畜禽產(chǎn)品的高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。

該科研任務(wù)首席專家張春義告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，玉米是動(dòng)物飼料的主要組成原料，其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)直接影響畜禽產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量，是畜牧業(yè)發(fā)展水平的重要關(guān)鍵因素。

然而，目前我國(guó)飼料專用玉米新品種缺乏、支撐畜牧養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展能力不足。為此，中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究所聯(lián)合相關(guān)團(tuán)隊(duì)，圍繞高蛋白玉米新品種培育合力攻關(guān)。這對(duì)提高飼料營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、降低飼料中豆粕使用量、提升我國(guó)種業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、推動(dòng)我國(guó)飼料業(yè)和畜牧養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。

飼料之王的軟肋

玉米是飼料之王。2019年，我國(guó)玉米產(chǎn)量達(dá)到2.61億噸，其中近70%的玉米用于畜禽飼料加工，其余用于工業(yè)原料加工、食用消費(fèi)和種用等。

在普通飼料中，蛋白需要達(dá)到11%~18%才能滿足畜禽的營(yíng)養(yǎng)需求。因此，盡管畜禽精飼料中50%以上為玉米，但由于其蛋白質(zhì)含量?jī)H為8.5%左右，所以必須在飼料中添加蛋白質(zhì)含量高的豆粕等進(jìn)行蛋白補(bǔ)充。

而我國(guó)大豆等飼料蛋白嚴(yán)重依賴于進(jìn)口。張春義說，從2019年飼料蛋白進(jìn)口數(shù)據(jù)來(lái)看，大豆進(jìn)口8800多萬(wàn)噸，每噸大豆金額均在3000元以上。此外還有豆粕、豆餅以及苜蓿進(jìn)口，主要用于滿足我國(guó)飼料工業(yè)、畜牧養(yǎng)殖業(yè)的需要。

農(nóng)科院北京畜牧醫(yī)學(xué)研究所研究員卜登攀說，當(dāng)前，我國(guó)畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展過程中面臨著飼料資源短缺，尤其是蛋白質(zhì)飼料資源短缺的重大需求問題。

根據(jù)一些國(guó)際研究，在動(dòng)物型蛋白需求增大的背景下，從畜產(chǎn)品每生產(chǎn)單位蛋白質(zhì)所需的土地面積來(lái)看，奶牛養(yǎng)殖被公認(rèn)為是最節(jié)糧、最經(jīng)濟(jì)和最高效的畜牧業(yè)。

我國(guó)奶牛養(yǎng)殖規(guī)?；潭仍诓粩嗵嵘瑔萎a(chǎn)水平也由2014年的全國(guó)平均單產(chǎn)約5噸半上升到2019年底的約8噸?！耙虼耍膛ｐB(yǎng)殖業(yè)對(duì)優(yōu)質(zhì)畜草料的需求是非常大的?！辈返桥收f。

“實(shí)際上，玉米在飼料中不僅依靠淀粉提供能量，也提供一部分蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)也能提供約10%的能量?！辈返桥收f，普通玉米有40%~45%為籽粒，剩余部分為秸稈。如果玉米全株可飼用，既能提供蛋白質(zhì)和能量，還能提供纖維素，維持奶牛健康?！皩?lái)是解決優(yōu)質(zhì)飼草不足的主要方面，也可以支撐奶牛養(yǎng)殖的重要發(fā)展。”

高蛋白玉米的開發(fā)是降低豆粕等傳統(tǒng)蛋白質(zhì)飼料用量的有效手段。

因此，“這個(gè)任務(wù)是以滿足動(dòng)物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)需求為出發(fā)點(diǎn)、以培育高蛋白玉米新品種為技術(shù)核心，構(gòu)建包括種質(zhì)資源篩選創(chuàng)制到飼料配方研制在內(nèi)的一個(gè)完整技術(shù)創(chuàng)新鏈。目的就是要提高我國(guó)飼料蛋白的供給能力，針對(duì)不同情況實(shí)現(xiàn)全部或者是部分的玉米蛋白替代，從而促進(jìn)我國(guó)的畜牧養(yǎng)殖業(yè)健康快速發(fā)展。”張春義說。

據(jù)農(nóng)科院飼料研究所研究員刁其玉介紹，如果玉米蛋白水平從8.5%提高到12%，奶牛日糧可以降低30%豆粕用量，肉羊日糧可降低50%豆粕用量。這對(duì)保證我國(guó)畜牧業(yè)安全發(fā)展具有重要意義。

而卜登攀估計(jì)，如果玉米蛋白質(zhì)含量從8.5%提升到12%，全株青貯玉米的評(píng)價(jià)指數(shù)能夠提高1.26%，這將大大提升牛奶質(zhì)量。

蛋白質(zhì)含量的目標(biāo)

在這樣一個(gè)總體思路指導(dǎo)下，該科研任務(wù)確立了兩類攻關(guān)目標(biāo)。

張春義介紹，在突破性品種方面，第一代玉米產(chǎn)品的蛋白含量有望達(dá)到12%左右。再經(jīng)過兩年努力，有望提高到13%左右。

在關(guān)鍵性技術(shù)方面，要形成針對(duì)不同玉米主產(chǎn)區(qū)、品種的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化高效豐產(chǎn)栽培模式；要提出低豆粕或無(wú)豆粕的日糧配置方案，從而有效實(shí)現(xiàn)蛋白替代。

張春義強(qiáng)調(diào)，有三個(gè)重要關(guān)鍵問題需要加以解決：要建立高效精準(zhǔn)高蛋白飼料專用玉米的分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)體系，創(chuàng)制優(yōu)良的骨干自交系并培育新型雜交種；要明確蛋白營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)提升與環(huán)境因素、資源效率的協(xié)同機(jī)制，并建立起針對(duì)我國(guó)玉米主產(chǎn)區(qū)的豐產(chǎn)栽培標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系；要建立高蛋白飼料專用玉米動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)技術(shù)體系，并開發(fā)反芻動(dòng)物或者單胃動(dòng)物的新型飼料配方及飼喂技術(shù)。

因此，針對(duì)資源篩選創(chuàng)制、遺傳育種、高效栽培、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)以及新型飼料配方研制五個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)，分別有五支創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開展聯(lián)合攻關(guān)。

“我們有信心完成上述既定任務(wù)，主要是基于已經(jīng)取得的前期工作進(jìn)展。”張春義團(tuán)隊(duì)在海南南繁基地長(zhǎng)期研究玉米功能基因組和優(yōu)異種質(zhì)資源創(chuàng)制。

目前，他們已經(jīng)選育出一些蛋白水平達(dá)12%左右的新組合，篩選創(chuàng)制出幾十份蛋白含量達(dá)13%~17%的玉米種質(zhì)材料，開發(fā)出一系列可用于精準(zhǔn)育種的分子標(biāo)記。同時(shí)，他們?cè)谌珖?guó)玉米主產(chǎn)區(qū)建立了150多個(gè)試驗(yàn)示范點(diǎn)，綜合開展玉米高產(chǎn)、資源高效利用及機(jī)械籽粒機(jī)收的系統(tǒng)性工作。在動(dòng)物飼料配方研制方面也有較好的基礎(chǔ)，已經(jīng)配置了可以節(jié)省豆粕使用的新飼料配方及飼喂技術(shù)。