国家科学技术进步奖公示
( 2019年度)?
一、项目基本情况
项目名称 提名者 主要完成人 反刍家畜营养代谢调控及饲料高效利用技术研究与应用 湖南省科技厅 谭支良，汤少勋，刘建新，高民，周传社，肖文军，李启明，孙志洪，王佳堃，任国谱 中国科学院亚热带农业生态研究所 浙江大学 完成单位 内蒙古自治区农牧业科学院 湖南农业大学 新希望乳业控股有限公司 湖南亚华乳业控股有限公司
二、提名意见
针对我国反刍家畜营养代谢研究与饲料资源利用领域存在的营养评价方法滞后、营养吸收代谢基础认识不足及营养调控技术缺乏创新等问题，该项目从基础理论与技术创新及产品研发入手，经21余年的艰苦探索，取得以下重要成果：创建了5个评价反刍家畜饲料营养价值及研究营养吸收代谢的技术方法。揭示了瘤胃内短链脂肪酸及铵盐促进肝脏糖异生与尿素吸收转运的营养生理机理；明确了典型日粮条件反刍家畜后肠道氨基酸限制性顺序，发现后肠道限制性氨基酸不平衡是影响机体蛋白周转及机体免疫功能的关键因素；发现反刍家畜血液红细胞参与门静脉引流组织氨基酸转运过程，修正了动物机体主要依靠血浆转运氨基酸的传统营养学理论；通过整合分析研究反刍家畜不同层次体液代谢组首次明确了表征高产高效的潜在靶标指示物。建立了我国主要精粗饲料营养价值与营养特性数据库，提出了以日粮碳水化合物和蛋白质结构优化技术、瘤胃可消化碳水化合物和可消化能技术及营养与非营养性添加剂高效利用技术为核心的反刍家畜营养调控技术体系。通过该项目关键技术在我国重要反刍家畜（奶牛、肉牛、肉羊）养殖区域的规模化应用与示范，奶牛产奶量提高5%-10%，粗饲料利用率提高15%以上，肉牛增重平均提高18%。整体提升了反刍家畜产业的技术水平、竞争能力和系统创新能力，并有效促进了区域产业结构的调整和优化。经审阅该项目提名书及附件材料，确认材料真实有效，相关栏目均符合填写要求。我单位和项目完成单位都已对该项目的拟提名情况进行了公示无异议。 1 / 9
经审阅该项目推荐书及附件材料，确认材料真实有效，相关栏目均符合填写要求。我单位和项目完成单位都已对该项目的拟推荐情况进行了公示无异议。特推荐该项目为国家科学技术进步二等奖。 三、项目简介
改革开放40年来，我国奶牛、肉牛和山羊的饲养规模分别增长了5倍、3倍和2倍以上；未来15年，我国居民对肉的消费需求将提增35%以上，而对奶的消费需求将提增3倍以上；农业农村部因此将牛羊生产作为畜牧业发展的重中之重。机体健康与饲料营养高效利用是反刍家畜高效生产的关键。但饲料营养评价方法滞后、营养吸收代谢理论认识不足及营养调控技术缺乏创新，已成为制约反刍家畜饲料（草）资源高效利用、动物生产性能发挥及产品品质提升的瓶颈。本项目通过优化、建立关键营养代谢评价方法，针对蛋白质、氨基酸、碳水化合物等关键养分的消化吸收与转运开展系统研究，通过提高饲料利用效率及改善动物健康的技术与产品研发，并集成创新和产业化推广应用，为我国反刍家畜安全、高效生产提供关键技术支撑。 1．基于组织和细胞层次建立了5个研究反刍家畜营养代谢的方法。以咀嚼综合指数为指标的肉用反刍家畜日粮有效纤维需要量评价方法，以GI2008为指标的粗饲料品质分级指数法和以量化饲料降解参数为主体的评价饲料消化特性的生物数学方法，以及基于稀土元素镨测定粗饲料阳离子交换量化学测定法的建立，为系统研究评价粗饲料营养品质与高效利用提供了技术手段。建立的以非线性回归法测定反刍家畜消化道内源氮、磷排泄量及饲料氮、磷真消化率的方法；以胰蛋白酶和Ⅳ型胶原酶消化，以及以循环灌流技术结合胶原酶原位两步灌注法为关键的消化道和肝脏细胞分离培养方法，为从组织与细胞层次研究反刍家畜营养代谢规律提供了技术支撑。 2．系统研究了蛋白质（氨基酸）、碳水化合物、脂肪酸等关键营养素的吸收转运与代谢调控机理。揭示日粮过瘤胃蛋白比例通过影响机体氨与尿素再循环进而调控氮利用率的营养学机理；确定了反刍家畜典型日粮氨基酸限制性顺序，揭示后肠道限制性氨基酸的平衡是调控动物机体蛋白质周转、瘤胃微生物氨基酸组成模式及机体免疫功能的关键因素；揭示了儿茶素与L-茶氨酸等非蛋白类饲料调控机体抗氧化能力与葡萄糖及氨基酸吸收的作用机理。阐明了日粮支链淀粉结构调控氨基酸的吸收与转运规律；阐明了瘤胃可消化碳水化合物提供的可消化能不足是低质粗饲料日粮引发乳蛋白产量低下的根本原因。阐释了短链脂肪酸及铵盐调控瘤胃上皮脂肪酸吸收、肝脏糖异生与尿素吸收转运的作用机理；发现日粮能量和蛋白营养限制通过降低消化道抗氧化能力及肠道吸收能力抑制幼龄反刍家畜发育的作用机理。 3.技术集成与应用方面，优化了日粮结构与非结构性碳水化合物以及过瘤胃蛋白质比例结构技术参数。获得了豆科、禾本科、蓼科及农作物秸秆粗饲料优化组合比例参数。研发了纤维素酶、氨基酸、酵母培养物及非离子表面活剂等提高饲料营养利用及改善瘤胃功能的技术与产品，以及儿茶素、茶皂素植物功能成份调控反刍家畜能量利用效率及产品品质的技术与产品。 4.获得授权发明专利28个，发表研究论文194篇(SCI收录118篇)。反刍家畜系列饲料及营养调控添加剂产品，以及营养代谢调控与饲料高效利用技术成果已在全国9个 2 / 9
省市进行推广应用。应用项目技术成果奶牛奶产量整体提高5%-10%，粗饲料利用率提高15%以上，肉牛和肉羊增重平均提高16%以上，饲料利用率提高12%以上。制定国家标准1项，地方标准3项。
四、客观评价
（1）亚热带农业生态研究所畜禽健康养殖研究中心在中国科学院“十二五”任务验收和研究所“一三五”国际诊断评估中获得“优秀重大突破”，其中反刍动物营养与饲料高效利用研究是主要代表性成果，相关研究成果“反刍动物营养调控与饲料高效利用技术研究与应用”获得2013年度湖南省科技进步一等奖。 （2）本项目已通过湖南省科学技术厅组织的科技成果鉴定，专家鉴定委员会一致认为：本项目成果整体上达到同类研究的国际先进水平，其中反刍动物消化道氨与尿素吸收转运的调控机理和红细胞参与PDV 组织氨基酸的转运过程及其营养调控研究居国际领先水平。 本项目关于利用系统组合营养技术提高粗饲料利用效率的研究内容，经内蒙古自治区科学技术委员会组织专家鉴定认为：该成果为制定提高秸秆利用率和采食量的营养调控技术提供了重要理论依据。为今后我国在大量利用低质粗饲料日粮条件下推广和利用其系统组合型营养技术奠定了基础，成果达到国际先进水平，并获得内蒙古自治区科技进步二等奖。 本项目关于植物源性奶牛生理免疫调节剂及优质奶制品开发内容，经湖南省科学技术厅组织专家鉴定认为：项目所取得的成果对于解决当地奶牛业存在的问题、促进我国南方亚热带地区奶牛业的健康和可持续发展，具有重要的应用价值，鉴定认为项目整体成果达到国际先进水平。并获得湖南省科技进步三等奖。 （3）项目制定的粗饲料分级评定技术，已列为饲草营养品质评定GI法国家标准（GB/T23387－2009）。 （4）项目研究中克隆的19个与山羊磷、葡萄糖、氨基酸及尿素吸收转运有关的转运蛋白载体基因序列在Genbank 注册，为反刍动物关键营养素吸收与转运的机理研究提供了分子基础。 （5）项目SCI研究论文总引用次数达到616次，有关茶皂素在调控瘤胃发酵方面应用研究的单篇论文他引用次数达到60次。 3 / 9
（6）本项目有关反刍家畜瘤胃温室气体排放模型的研究论文，被列为动物饲料科学技术领域2011年度最热门文章的第7位。美国著名营养生物化学家Ahn教授在《Meat Science》2010年度综述中评价认为：茶叶提取物制剂是改善反刍家畜肉质的有效措施。美国动物营养学家Hristov教授在《Journal of AnimalScience》2013年度综述中评价认为：有关茶皂素的研究是有效减少甲烷排放，提高饲料利用率的重要方法。 （7）与国内外同类技术相比，研制的全自动体外瘤胃模拟在线监测系统实现了样品的连续在线检测，可实时表征养分消化与微生物的动态变化过程；建立的测定内源氮磷多元回归法比同位素法更经济适用；建立的双循环灌注及双酶联合消化技术，解决了活性细胞获得率低的难题，与国际同类水平接近。建立的肉用反刍动物有效纤维评定方法体系，克服了国际通行的奶牛日粮有效纤维需要量评价“分析筛体系”明显忽视动物生理指标的缺陷；建立的以分级指数(GI)为核心的粗饲料分级方法对牧草及秸秆类粗饲料的品质分级比饲料的相对值(RFV)指标更敏感。 （8）关于《饲料中氨基酸和纤维素营养价值评价及其组合调控的新技术研究》项目的验收意见认为：建立的粗饲料阳离子交换量测定方法可以在评估粗饲料纤维物质营养特性及其在瘤胃中缓冲性能量广泛使用；利用本研究成果能够合理配制反刍动物日粮中营养物质的比例，尽量减轻负组合效应的发生，充分发挥其正组合效应，提高反刍动物对粗饲料的利用效率。项目形成的新型粗饲料组合及营养添补技术、抗热应激剂添加技术、TMR 日粮配制技术等在新希望乳业控股有限公司应用，奶牛产奶量年均提高650kg/头，奶牛饲料利用率显著提高，奶牛生产性能明显改善，原料奶质量明显提高。 五、推广应用情况
1.推广应用情况 经湖南、四川、内蒙等省10多年来的应用推广，大范围采用所研发的反刍家畜饲料配方技术、饲料产品、瘤胃生理调控技术、植物提取物产品及提制技术、功能性饲料添加剂产品、营养与生理调控产品与技术，奶牛奶产量整体提高5%-10%，粗饲料消化利用率提高15%以上，肉牛平均增重提高18%。成果完成单位新希望乳业控股有限公司将项目研发的新型粗饲料组合及营养添补技术、抗热应激剂添加技术、TMR日粮配制技术等应用在11个奶源基地，10个直属奶牛场。近三年累计推广至奶牛养殖26.1万头，产奶量年均提高650kg/头，奶牛饲料利用率显著提高，奶牛生产性能明显改善。公司应用项目技术成果后，原料奶质量明显提高，为利用优质奶源，公司开发了城市记忆、活润、24小时等系列牛奶新产品，公司下属9家加工厂年生产40万吨牛奶，年平均每吨产品溢价1600元。成果完成单位湖南亚华乳业控股有限公司自2009年开始应用“反刍家畜营养代 4 / 9
谢调控与饲料高效利用技术研究与应用”项目研究的相关科研成果，在养殖户中推广采用新型牧草组合技术、粗饲料营养添补技术、抗热应激添加技术、TMR日粮配制技术，奶牛养殖用户效益显著提高，奶牛生产性能显著提升，创造了很大的经济效益，奶牛产奶量整体提高10%以上。饲料成本明显下降，奶制品产品效益提升显著。取得了显著的经济与社会效益。 主要应用单位情况表 应用单位名称 新希望乳业控股有限公司 湖南亚华乳业控股有限公司 湖南天华实业有限公司 内蒙古博瑞饲料有限公司 应用技术 配方技术及添加剂技术 数据库、配方技术及添加剂技术 配方技术及添加剂技术 应用的起止时间 2009年至今 2009年至今 应用对象及规模 将饲料配方技术应用在11个奶源基地及10个直属奶牛场，产奶量年均提高650kg/头 将粗饲料营养添补技术、抗热应激添加技术应用在湖南5个奶源基地，奶牛产奶量整体提高10%以上 应用单位联系人/电话 向松涛/18980705026 袁灵芝/13808468976 2009年至今 将日粮能氮平衡技术和饲料整体营养调控技术应用于2.8万头肉牛，饲料利用率提高15%以上，肉牛增重显著提高。 祝远魁/13723818019 反刍家畜奶牛整体营养调控料与瘤胃生理调控技术产品 2011年至今 应用项目反刍家畜奶牛整体营养调控料与瘤胃生理调控技术新增饲料4.5万吨以上，养殖户奶牛产奶量明显提高 段宏波/18647385550 长沙三福生物科技有限公司 湖南天下康生物科技有限公司 上海光明荷斯坦牧业有限公司 植物提取物提制技术与产品 植物提取物提制技术与产品 青贮饲料的制作技术 2007年至今 开发出不同种类规格的厚朴酚、和厚朴酚、飞机草等提取物及其功能产品，取得了显著的社会经济效益。 张盛/13548952658 2013年至今 开发出不同纯度规格的茶氨酸及儿茶素等茶叶提取物及其功能产品，经济效益显著 高居广/13307366886 2015年至2017年 青贮饲料的制作及奶牛养殖技术 苏衍菁/15221477486 5 / 9