2019年度国家科学技术进步奖二等奖饲草优质高效青贮关键技术与应用

主要完成人：

杨富裕，玉 柱，张建国，徐春城，许庆方，刘忠宽，丁武蓉，徐智明，李存福，谢建将

主要完成单位：

中国农业大学，华南农业大学，兰州大学，山西农业大学，河北省农林科学院农业资源环境研究所，全国畜牧总站，四川高福记生物科技有限公司

提名单位：中国农学会

中国农业大学动物科技学院教授杨富裕团队牵头的“饲草优质高效青贮关键技术与应用”项目获2019年度国家科学技术进步奖二等奖。项目从国家草食畜牧业发展的战略需求入手，围绕饲草青贮过程中微生物和代谢产物演变规律、青贮菌剂、调制技术与工艺等开展基础科学和关键技术研究，建立了优质青贮调制技术体系，取得了系列创新性成果。

一、项目简介

实施粮改饲、振兴奶业、发展草牧业是国家农业供给侧结构性改革和保障食物安全的重大战略需求。优质青贮饲料是4亿多头牛羊等草食动物的主要粗饲料来源，是支撑粮改饲政策落地生根、全面提升奶业发展水平、实现草牧业高质量发展的重要抓手。

目前，我国青贮饲料年需求量近2亿吨，缺口约1亿吨。长期以来，我国青贮基础研究薄弱、青贮调制工艺技术落后、区域技术需求差别大，导致青贮营养损失大、品质不高和青贮饲料优质率低，严重制约了草食畜牧业高效发展。

2002年以来，项目围绕青贮微生物和代谢产物演变规律、国产青贮菌剂开发、调制技术与工艺等方面开展系统研究，取得了系列创新性成果，极大地提升了我国青贮饲料生产水平，有效缓解了优质青贮饲料短缺局面，有力促进了奶业和草食畜牧业的高质量发展。

1.揭示了青贮过程中对发酵品质和有氧稳定性起决定作用的乳酸菌、梭菌、酵母等主要微生物演替规律、好氧变质和蛋白质降解机理，为优质青贮饲料调制提供了重要理论基础。从微生物组学和代谢组学角度，系统揭示了青贮过程中促进发酵的乳酸菌、劣化品质的梭菌、引起变质的酵母等种群演替规律，发现发酵产物中含有4-氨基丁酸等益生物质和酚酸等抑菌物质，明确了乳酸菌优选方向；探明类谷糠乳杆菌通过产生十六烷酸等抑制青贮饲料有氧变质机理；确定了Pichia kudriavzevii是导致饲草型发酵TMR好氧变质的主要酵母；首次明确5种肽链外切酶和4种肽链内切酶对蛋白质降解的作用机制。

2.创建了以乳酸菌高效富集与定向优选、快速产酸抑制梭菌和酵母等有害微生物及蛋白降解抑制等为核心的青贮发酵品质调控关键技术体系，有效降低了营养损失。首次研发出青贮原料田间碳氮调控富集乳酸菌技术，数量增加100倍以上；从原料、青贮料、土壤、动物胃肠道和排泄物等分离的6000余乳酸菌株中优选出快速产酸、抑制有氧变质、促进高低温发酵等登记菌株18株，为产品开发提供了材料；发明美拉德产物包埋乳酸菌技术，半年常温存活率达50%以上；高水分苜蓿青贮添加植物乳杆菌L20JPL65，100%抑制梭菌发酵，降低氨态氮92%；玉米青贮添加类谷糠乳杆菌ZH1，酵母减少99%，有氧稳定时间延长2倍以上。

3.研发出具有自主知识产权的特色乳酸菌剂，制定了主推饲草青贮调制国家、行业等标准，优化了从原料到产品的青贮生产技术和工艺，有力支撑了草食畜牧业提质增效。采用优选的乳酸菌株开发出3种青贮菌剂，节约成本1/3～1/2，市场占有率20%以上；研究提出玉米、苜蓿等青贮原料和产品质量分级参数；开发出含水量75%以上高水分苜蓿青贮和添加富含肉桂酸等果渣抑制蛋白降解新工艺，实现青贮成功率100%，蛋白降解率下降46%～55%；研制出专用饲草型发酵TMR产品，奶牛产奶量提高5%以上，肉羊日增重提高20%以上；以上成果在安徽、河北、甘肃、内蒙古等地进行了规模化应用。

项目获专利20件（发明10件）；制订国标等标准15项；登记软件著作权1件；获批饲料添加剂许可证1个；开发青贮菌剂产品3个；登记菌株18株；发表论文231篇（SCI、EI论文66篇）；出版著作10部。部分成果获神农中华农业科技奖一等奖。

二、应用情况

项目技术和产品成果在我国华北、西北、东北和南方地区等全国饲草主产区进行示范推广，累计加工全株玉米、苜蓿、燕麦等优质青贮饲料2656万吨，近3年产生了19.6亿元的新增利润，累计产值80亿元。培养博士及硕士研究生46名，举办多元化饲草料生产技术体系培训班77次，培训人员达2.6万人次。