饲料工业对玉米的数量需求和质量要求

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1  玉米生产概况

玉米是世界上分布最广的作物之一，从北纬58度到南纬35～40度的地区均有大量栽培。北美洲种植面积最大，亚洲、非洲和拉丁美洲次之。种植面积最大、总产量最多的国家依次是美国、中国、巴西、墨西哥。从栽培面积和总产量看，玉米仅次于小麦和水稻居第3位。

玉米在我国发展已经有四百多年的历史。我国现在的玉米种植面积和总产量仅次于美国，居世界第3位。玉米在我国分布很广，南自北纬18度的海南岛，北至北纬53度的黑龙江省的黑河以北，东起台湾和沿海省份，西到新疆及青藏高原，都有一定面积。但是主要集中在东北、华北和西南地区，大致形成一个从东北到西南的斜长形玉米栽培带。种植面积最大的省份是山东、吉林、河北、黑龙江、辽宁、河南、四川7省。

我国幅员辽阔，玉米种植形式多样。其中，春玉米主要分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、宁夏全部玉米种植区；河北、陕西两省的北部、山西省大部和甘肃省的部分地区；西南诸省的高山地区，及西北地区。大部分春播区玉米生长期较长，单产水平也比较高。夏玉米主要集中在黄淮海地区，包括河南全省、山东全省、河北省的中南部、陕西省中部、山西省南部、江苏省北部、安徽省北部，西南地区也有部分面积。

随着育种技术的进步、耕种水平的提高以及养殖业、加工业大量需求的拉动，我国的玉米种植面积迅速扩大，产量急剧增长。1950年，我国玉米种植面积、总产量和单产分别是1258万/hm2、1685万t和1335kg/hm2，到1992年分别为2109万/hm2、9743万t和4622kg/hm2，增长幅度分别是67.6%、236.1%和465.8%。其发展速度高于小麦、水稻等其它作物。

2   饲料工业对玉米的需求

2.1  数量需求

我国的饲料工业是在70年代后期开始的，1982年全国饲料的年产量仅为400万t左右，1985年我国的饲料产量就达到了I500万t，l995年为4858万t，2000年达到7000万t以上。目前我国已经成长为继美国之后的世界第二大饲料生产国。200l年由于国家投资力度的加大、政策扶持、扩大内需推动等因索的作用，我国的饲料工业继续保持良好的发展势头。据统计，全国饲料产品总产量突破8000万t，达到8050万t。猪配合饲料从l99l年的1157.6万t，增加到l999年的2118.3万t，翻了将近一番，年均增长率为9.12%。猪料占饲料产量的比例基本在40%上下浮动。禽料总产量由I991年的l266.2万t，增加到l999年的2782.2万/t.禽料的比例稳定在48%～51%。水产动物配合饲料产量也是呈逐年增加的趋势，l99l年鱼虾配合饲料产量为74.67万t，占全国配合饲料总产量的3%，到l999年达到493.82万t，占配合饲料总产量的9%。反刍动物饲料也呈发展趋势，且潜力巨大。在l999年中国饲料添加剂和动物保健品市场研讨会上，我国饲料工业新世纪发展目标己经确定：到2010年，我国肉类产量要达到7000万t，禽蛋产量2000万t，奶类产量1400万t；配合饲料产量l亿t，浓缩饲料1200万t，预混合饲料300万t，饲料添加剂300万t。

如此大数量的饲料产量需要有充足的原料供应才能够实现。其中，玉米作为饲料的主要原料需求量急剧增加，这就对我国的玉米种植也提出了更高的要求。1979年我国玉米总产量为6003.5万t，到1989年增加到804l万t，l999年玉米总产量为12808.59万t，今年我国玉米总产量预计将达到1.2亿t，这将是玉米产量继2001年后连续第二年出现增产。根据预测，作为重要的饲料原料，玉米消费需求将会有较大增长。“十五”期间需求量年递增率将为3.46%，2006～2010年问需求量年递增率将为3.26%，2010～2015年间需求量年递增率将为2.88%。以1996年玉米总产量与全国饲料粮的比例0.6 ：1计算，2030年玉米总产量应达到2.1亿t，如果我国玉米面积稳定在0.23亿hm2，2030年玉米总产量应达到1.85亿t，虽然超过了占粮食1/4的比例，但与饲料的比例仅达到0.25：1。这仍难以满足市场需求。从技术上说，有效种质资源的贫乏成为当前约束玉米生产进一步发展的制约因素。针对我国玉米育种工作中这一产业化问题，育种专家和经济专家们提出玉米种子产业化发展的“3＋1”创新模式。其中，三个技术创新对满足今后我国的玉米需求和提高玉米品质有很高的参考价值。这三个方面分别是（1）种质扩增、改良和创新利用，全世界300多个玉米种族，我国生产上大量使用的只有34个种族，因此种质扩增，改良和创新就成为玉米生产发展的一个主要方面。(2)应用生物技术。这种方法可培育出抗虫、抗病毒的转基因玉米，以减少玉米生产的投入，提高玉米种植的经济效益。(3)农产品的品质改良。各国农业生产日趋产业化，这必然要求良好的商品品质，加工品质，营养品质和卫生品质(即食物的安全性)。因此，玉米的品质改良也是玉米生产中不可忽视的一面。

2.2  质量的要求

通过育种学和耕作技术的改良，我国玉米种植水平有了显著地提高，单产和总产量都屡创新高。但是，不容忽视的问题是我国毕竟耕地面积不足，而人口基数相当大，当产量提高到一定程度以后再提高幅度必然受限。因此增加动物产品的产量和质量，一味依靠提高产量会有一定的困难，更有甚者还会造成人畜争粮争地的现象。但是，如果通过品种品质改良，培育出适合动物养殖业和饲料加工业的专用玉米，提高玉米在动物体中的利用效率，减少营养素的浪费，增加养殖效果，使有限的资源最大程度地发挥作用则对解决我国实际问题会很有帮助。

不同种类家畜对饲料的具体营养要求是有差别的。这种差异同样也反映到对专用玉米的不同要求上。在家禽生产中，特别是肉禽生产对能量的要求往往被放在第一的位置，肉鸡的采食量是根据日粮中能量密度而定，呈现出“为能而食”的特征。几乎所有的家禽都可以充分利用高能量(蛋鸡除外，因为高钙的需要量降低了能量上升的空间)。因此，对玉米需要可以排列为较高能量，高蛋白和高蛋氨酸含量；其次是低植酸含量。对于猪来说，首先是较高的真蛋白含量，其中包括比例协调的赖氨酸、蛋氨酸，色氨酸和苏氨酸，接下来才是较高的能量，低植酸也同样也很重要。在反刍动物中，由于瘤胃微生物的发酵作用，对不同发酵类型的淀粉有特定的需要。在高产奶牛中，对玉米的要求是重新设计淀粉结构，使其2/3在瘤胃中发酵成挥发性脂肪酸，1/3作为葡萄糖源在小肠中被消化；其次是增加蛋白质含量特别是增加过瘤胃蛋白的量，同时增加其赖氨酸含量；玉米子粒的油含量最好能够增加至10%以利于提供能量和乳脂。而在肉牛中，对玉米的理想需要是含有大量的淀粉和较高的脂肪，因为其他非蛋白氮和天然蛋白源可以通过购买而进行补充。淀粉主要由支链淀粉所组成，不含有坚硬果皮以及牢固的淀粉－蛋白质结合体，减少加工程度；同时玉米种皮应易于在瘤胃中溶解，提高淀粉的消化利用。

另外一个饲料加工业对育种者提的要求是专用玉米最好能够具有从感官上易于辨别出来的生物学标记，这样就能够在原料的收购，运输和使用过程中准确分辨出原料的专一性。这些特征必须独特，一种颜色或是一种商业标志。这一标志可以使其在通过市场－生产－使用的整个过程中保证对其纯度的控制。最理想的情况是通过生物或遗传育种学手段建立一个标志并且成为该种新玉米遗传组成的一部分。动物生产和饲料加工除了对玉米营养因素的不同要求以外，另外一些对玉米品质的共性要求有： (1)应该在贮存和运输途中能抗真菌且不含微生物毒素；(2)尽可能消化掉全部的营养物以减少浪费和对环境的污染；(3)应该具有与其他商品玉米相近的单产结果并包含诸如抗菌，抗虫和抗除草剂之类的特征；(4)具备独特的生物学标记。

3  下面我们来讨论几个特用玉米品种

3.1  高油玉米

能量是动物养殖者非常关心的一个指标，是决定动物生长潜能能否充分发挥的一个重要因素，如何提高饲料的能量含量一直是饲料业一个孜孜以求的题目。饲料加工企业通过在饲料中添加油脂来提高全价料的能量水平。但是与之而来的是油脂添加过程中的混合均匀度，储存和运输过程中的抗氧化作用，饲料加工过程中工艺的控制问题(如制粒)以及相应的油脂喷涂设备运转和维护，还有，就是油脂的品质和价格。

高油玉米是一种高附加值玉米类型，其突出特点是子粒含油量高。普通玉米含油量为3.0%～4.5%，高油玉米含油量都在7%以上。高油玉米比普通玉米子粒平均含油量提高80%～100%，造成这一差别的原因主要是高油玉米胚比普通玉米胚大的多。胚还集中了玉米中大部分的营养成分，其中包括玉米子粒中油含量的85%和相当的必需氨基酸。此外，普通玉米胚的千物质含油量为35%左右，而高油玉米胚含油量可超过50%。高油玉米与普通玉米相比有许多优越性。高油玉米一般具有较高的蛋白质、赖氨酸和色氨酸，普通玉米粗蛋白含量在7%～9%之间，高油玉米大部分可达到10%以上，甚至可达12%(干基)。除此之外，高油玉米的维生素E含量也高于普通玉米。这些能量和各种营养成分，对人类和家禽具有重要价值。Parsons等(1998)评价了4种粗脂肪含量为3.8%～8.6%，粗蛋白含量为8，9%～9.5%的高油玉米在成年公鸡中的代谢能以及氨基酸利用率。发现赖氨酸水平随粗脂肪含量的升高而升高，每单位粗蛋白中的天冬氨酸、胱氨酸和蛋氨酸含量随着粗脂肪水平的升高也有所提高。TMEn(氮校正真代谢能)随玉米中含油量升高而升高，含油量高的玉米(>5.00%)中大多数氨基酸的真消化率显著高于含油量低的玉米(<5.00%)。国内研究显示(宋国隆，2000)高油玉米(高油115)的真代谢能(TME)比普通玉米高6.4%，显著高于(P<0.05)普通玉米。氨基酸真消化率略高于普通玉米。Adeola等(1997)发现用高油玉米喂猪其促生长作用非常明显：日增重有提高的趋势(比普通玉米组高9%)，饲料转化效率显著高于普通玉米组(P<0.05)，氮和能量的存留率也优于普通玉米组。

高油玉米的油主要存在于胚中，是一种内源成分，分布均匀。这种特性与在饲料加工过程中添油相比有显著差别，对于一些能量密度要求较高的饲料，仅仅依靠玉米、豆粕型饲粮很难达到要求，需要添加一部分油脂以提高能量，但随之而来的问题是混合均匀度不好而且易于氧化变质。利用高油玉米内源供油的特点可以有效减少外源添加油脂时所造成的混合不均现象，而且可以提高饲料在料仓中的流动性。与普通玉米相比，高油玉米在粉碎过程中能有效地控制粉尘，在热加工如制粒过程中还可以减少喷油，而且均匀度更好，加工性更强。作为一种饲用型作物，高油玉米(高油115)还有一个非常突出的农艺学特点，即普通玉米在成熟时大多秸秆干枯，许多水溶性的维生素和氨基酸、矿物质都随秸秆干枯而损失，而高油玉米在果实成熟时仍能保持秸秆青绿多汁，粗蛋白含量比普通玉米秸秆高30%(8.5/6.6)，利于青贮，对于反刍动物意义十分重大。

3.2  低植酸磷玉米

随着饲料及饲养科学技术的普及，我国畜禽生产量迅速增加，与之而来的就是大量的排泄废物及对周边环境的污染。Sweeten(1992)报道美国的养猪业每年产生1500万t粪便，其中大约含有46万t的磷；据张子仪(1997)统计发现存栏小猪(20～40kg)每头年产粪尿约1500kg，中猪(50～75kg)则为3000kg，大猪(75～100kg)排泄量达到4500kg/头。以此基础推算，一个年产一万头商品猪的猪场每年将向周围排出3万t粪尿，其中粪占1.26万t，尿约1.74万t。以中等饲养水平的饲料计算，全年将向猪场周围排放大约107t氮(相当于75t尿素)和31t的磷(相当于118t的过磷酸钙)。如此巨大的排放量需要相当规模的污水处理设施，运输设施以及大量的农田才能够消化。而且还会产生很大污染(气味，水源及土壤)。要解决过量营养物质的污染，必须通过调整饲料组成以降低动物的营养物质排出量。要减少磷对环境的污染，可以通过三个途径实现：微生物植酸磷的应用；精确研究及根据需要量配制不同阶段日粮营养浓度；应用低植酸磷玉米。需要提到的是玉米中植酸磷对动物体营养物质吸收的影响。一般植物中植酸磷含量占曾、磷的60%～80%，动物体由于缺乏植酸酶因此对其利用效率相当低，玉米/豆粕中大约70%磷不能被猪利用(NRC，1998)。此外，植酸盐还可以通过螯合作用影响其他必需营养成分(钙)和蛋白质的利用，在酸性和中性环境下与氨基酸和蛋白质结合(De  Rham和Jost，1979)，甚至和胰蛋白酶结合，减低肠道中蛋白酶的作用(Singh和Kridorian，1982)。美国已经培育出了两个低植酸磷玉米，其中的植酸含量比普通玉米子实低33%～66%。根据试验结果显示(Spencer等，2000)低植酸磷玉米中有效磷含量为0.17%，磷的利用率(在猪中)大约为普通玉米的5倍，显著降低粪便中磷的排出数量。而且，饲料中必须添加无机磷以满足动物对磷的需要，无机磷是饲料成本中非常重要的成分之一，如果玉米中的磷有更多的量可被利用，那么总磷的用量就可以减少。同时也降低了饲料磷对环境的污染。

3.3  优质蛋白玉米

玉米作为饲料工业中的主要原料，大多用于能量的补充。因为玉米的氨基酸平衡性比豆粕和大多数的动物蛋白要差。特别在赖氨酸，蛋氨酸，色氨酸等必需氨基酸的含量和组成。但是，如果能够提高玉米子粒中的真蛋白和氨基酸含量，并且改善玉米中清蛋白、球蛋白，醇溶蛋白和谷蛋白的比例，特别是减少醇溶蛋白的比例，调整玉米中氨基酸的组成和平衡性，那么，玉米中的蛋白质和氨基酸就可以被动物更好地吸收和利用。进而达到提高养殖效率，节约粮食，充分发挥营养效应的目的。近年来有不少关于优质蛋白玉米的报道，玉米子粒中赖氨酸和色氨酸的含量明显提高：全子粒赖氨酸含量在0.40%以上、胚乳硬质度在2.0级以上的高营养玉米。与普通玉米相比，胚乳中非醇溶蛋白(优质蛋白)和赖氨酸含量有显著提高。Burgoon等(1992)使用硬质胚乳型OPAQUE-2优质蛋白玉米(QPM)在仔猪和生长猪中做了研究，结果显示优质蛋白玉米的必需氨基酸的回肠消化率略高于普通玉米，而且在生长试验中表明使用优质蛋白玉米可以减少豆粕的需要量。但是，如果仅考虑优质玉米中赖氨酸和色氨酸的含量作为配制日粮的基础则效果就不够理想。显然，除了赖氨酸等几个主要限制性氨基酸以外，氨基酸的平衡和其他氨基酸的缺乏也是不容忽视的(Sullivan等，1989)。在使用优质蛋白玉米中还有一个关于玉米对霉菌毒素和昆虫啮咬的抗性问题也不容忽视，在饲料加工过程中同样需要对玉米贮存及运输过程  中品质的保证提出了要求。总之，提高玉米中蛋白质和氨基酸含量，优化氨基酸平衡结构和蛋白质组成，同样可以提高谷物的养殖效率，促进畜禽养殖及饲料加工业时快速、健康发展。

3.4  青饲玉米

青饲玉米是指鲜嫩茎叶可用作饲料的玉米。随着畜牧业的发展，青贮玉米作为畜禽饲料来源愈来愈受到重视。青贮玉米营养丰富，非结构性碳水化合物(主要是淀粉和可溶性碳水化合物)含量高，木质索含量低，单位面积产量高，收获时具有较多的干物质产量(高于200g/kg)，和其它青贮饲料相比具有较高的能量和良好的吸收率。随着人们生活水平的提高，以粮食为主发展畜牧业已经愈来愈不经济，植物的茎秆、叶等部分不能很好的利用，有的农民收获完果穗后其余部分被焚烧掉。不仅浪费了大量的营养物质，而且污染了环境。因此发展青贮玉米可以很好的解决玉米秸秆的利用问题，从根本上消除农民焚烧秸秆的现象，改善大气环境。青贮饲料玉米可以作青贮饲料直接喂养反刍动物，还可以晒制干草备用。无论是青贮还是晒制干草，其贮存条件和设施都比较简单，而且其营养物质可以保存很长一段时间，节省大量的建库资金。此外，青贮玉米易于机械化栽培，连作危害小，能充分发挥机械化水平高的优势。随着北京地区农业种植结构调整力度加大，畜牧业的加快发展，选育专用型玉米青贮饲料新品种已是当务之急。选育推广专用型青贮玉米新品种对于推进我国农业种植结构调整和大幅度提高农牧民收入，实现农业由数量型增长向优质高效方向转变，改善我国大气环境，都具有重要意义。

4   结语

随着动物养殖业及饲料加工业发展的日趋完善，对养殖、加工技术和生产原料的要求进一步专业化，各个门类都需要相应的配套技术和产品要求。这就对原料生产和育种提出了更高、更专门的要求。不仅有数量的保证和质量的提升，而且在充分发挥动物生长水平的前提下要考虑对环境的污染、畜产品的无公害化以及合理的畜产品结构组成。这需要在生产和研究理念上有所创新，引进和创造先进的种质，建立和完善生产流通渠道，保证产品质量的均一性和稳定性。特别需要和产品的终端客户建立起良好的沟通反馈机制，以市场需要为导向，针对专门需要和用途开展相应的理论研究和实践改良，在反复循环的市场运行和生产过程中改良和完善，使研究，开发，生产，应用形成一条完整的供需及转化渠道，焕发出勃勃生机，大力推进玉米产业化的发展进程，迎接进入WTO后所面临的挑战和机遇。

hahachina

现在一些发酵工业对玉米的需求量也很大。