动物营养学的发展趋势及对我国动物营养学未来发展的建议

动物营养学的发展趋势及对我国动物营养学未来发展的建议

发布时间：2010-09-02 浏览量：77 次

摘要：本文对动物营养学的概念及作用、发展趋势及前沿和我国动物营养学的研究现状及存在的问题做了概要分析，并对我国动物营养学的未来发展和推动其发展的政策措施提出了初步建议，仅供同行参考。

关键词：动物营养学发展趋势建议

1 前言

动物营养学是一门主要以动物生理学和动物生物化学为基础，揭示营养物质在动物体内的代谢机理、规律及功能、研究发挥最大遗传潜力对各种营养素的适宜需要量以及评定饲料对动物的营养价值的应用基础科学，是沟通动物饲养学与动物生理生化这些主要基础学科的桥梁，最终目标是为畜禽饲养中科学配制全价平衡高效饲料等，以改善动物健康和促进动物高效生产，用最少的饲料投入向人类提供量多、质优且安全的畜产品，同时减少畜牧生产对环境的污染，保护生态平衡，奠定理论基础。饲料是畜牧业赖以持续稳定发展的物质基础，饲料成本占整个畜牧业生产成本的70%左右。因此，动物营养学的科研水平直接关系到饲料工业和畜牧业的生产水平和可持续发展，在畜牧业乃至整个国民经济发展中起着十分重要的作用。

2 动物营养学的发展趋势及前沿

动物营养科学，如从拉瓦希(Lavoisier)1777年提出生物氧化学说为起点，迄今已逾220年。它和其它科学一样，是在人类活动中知识积累的基础上随着其它相关科学的进展而发展起来的。十九世纪为营养学的草创年代，主要反映在能量代谢与饲料的能值评定方面，同时也萌发了对蛋白质与矿物元素的研究。二十世纪为营养科学之盛世。这一个世纪以来，营养科学突飞猛进，揭开了新的篇章。营养研究由粗到细、由浅入深、由表及里，正向着更深入、更全面和更系统的方向发展，具体主要表现在以下几个方面：

2.1 营养代谢机理研究正向分子水平深入

纵观动物营养学的研究历史，50年代以前，人们多在表观水平上研究营养素的作用，如对生长、饲料效率和发病的影响；50年代以后，人们从表观深入到血液、组织和组织中酶等生物活性物质以及细胞形态、亚细胞超微结构，即深入到了细胞和亚细胞水平上研究营养素的作用。近年来，人们已开始研究营养素在动物体内的分子水平代谢机理，即研究营养素对特异生物活性物质基因表达各环节的作用。微量元素锌对鸡等动物的组织中金属巯因蛋白(Metallothionein)基因表达影响的研究，就是一个典型例子。有研究表明，动物体内有许多功能基因尚未得到充分表达，其中一个重要原因是饲料中供给的营养物质的量与质的问题。研究营养对基因表达作用的时代已经到来，这是当今动物营养学的发展趋势和研究前沿，对于更深入地阐明营养素在动物体内的确切代谢机理、寻找评价动物营养状况更为灵敏的方法以及调控养分在体内的代谢路径等，都具有划时代的重要科学意义。

2.2 营养物质在消化道中的消化吸收机理研究日趋活跃

营养消化机理研究已取得大量成果，如已基本阐明蛋白质、碳水化合物、脂类、矿物元素和维生素在消化道中的主要消化过程，小肠是体内养分消化吸收的主要部位等。由于消化道是一个十分复杂的动态变化体系，目前对许多养分的确切消化吸收形态和机理仍然不清。近年来的研究进一步显示，小肽也是蛋白质在肠道中的消化吸收形态之一，且比游离氨基酸吸收快，这就对游离氨基酸是蛋白质在肠道中的消化吸收形态的传统学说提出了挑战。这一研究成果对于建立畜禽饲料蛋白质营养价值评定新体系以及饲料工业生产中研制开发新型氨基酸添加剂提出了新思路。营养工作者们正在进一步研究蛋白质和其它养分(如矿物元素和维生素)在消化道中的消化吸收机理，以补充和丰富动物营养学的现有理论和知识，并为饲料工业生产中研制开发新型高效添加剂提供了新的理论依据。

2.3 反刍动物营养研究仍以瘤胃营养代谢为重心，并逐渐向肠道营养代谢扩展

瘤胃是反刍动物的特有消化器官，反刍动物营养仍主要集中于研究瘤胃微生物对饲料养分的消化代谢机理和对各种营养的适宜需要量及需要形态上，其目标是最大程度地发挥瘤胃微生物对饲料纤维的消化利用潜力及对饲料蛋白质尤其是非蛋白氮的利用效率，以向体组织提供量足且比例适宜的挥发性脂肪酸以及增加流入小肠的微

生物物质，特别是要含可消化氨基酸丰富而平衡的微生物蛋白质。但是，反刍动物机体生长和生产所需要的氨基酸、脂类、矿物元素和维生素营养仍象单胃动物一样，最终主要取决于肠道，尤其是小肠能否消化吸收量足且平衡的营养上。因此，近年来，反刍动物营养研究逐渐向肠道营养代谢扩展，如研究小肠可消化蛋白或小肠可代谢蛋白营养需要量、不同条件下过瘤胃保护的氨基酸、淀粉和脂肪或采用这些养分的肠道灌注法研究对反刍动物，尤其是高产反刍动物性能的影响，目的是建立反刍动物小肠营养(主要为可消化氨基酸)评价新体系。

2.4 营养物质的生物学新功能在不断被发现

以动物生理学、动物生物化学、免疫学等学科为基础，人们不断发现营养物质的生物学新功能，如微量元素硒除作为谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)的必需组分外，近期还发现是某些脱碘酶的必需组分，因而在碘和甲状腺激素代谢中起重要作用；微量元素铬除对人有重要营养作用外，近期还发现可增强应激畜禽的免疫功能，具有抗应激作用，提高猪、鸡的瘦肉产量和种母猪的繁殖效率；碳水化合物传统是供能养分，但最近发现寡糖可结合排出消化道中的有害微生物和饲料中的毒素物质，还可增强机体的免疫功能。可以预见，随着相关学科，尤其是分子生物学的发展和在动物营养学中的应用，营养物质的更多深入的代谢新功能将不断被揭示。

2.5 营养需要量和饲料营养价值评定研究正向养分有效性方向转变

确定动物营养需要量和饲料营养价值评定，是动物营养学的两大基础性研究工作。人们已在这两大方面做了大量研究，取得了丰硕成果。营养工作者的最终目标，是实现以饲料养分的有效含量来准确满足动物对养分的有效需要量，因为养分总量不能确切反映饲料实际可利用养分的含量及动物对养分的准确需要量。我国及其他各国的畜禽营养需要量推荐标准中除能量已实现以有效能、磷以有效磷表示外，其余养分均以总量表示，目前仅见美国NRC最新版猪营养需要量(1998)中已列出猪的回肠可消化氨基酸需要量建议水平及猪常用饲料中氨基酸的回肠消化率数值。人们已对猪、鸡饲料氨基酸消化(利用)率做了大量研究，目前可以消化(利用)氨基酸代替总氨基酸表示猪、鸡可消化(利用)氨基酸需要量的条件已基本具备，人们正在总结和完善。以往对畜禽能量、蛋白质、氨基酸(单胃动物)和钙、磷等常量元素的营养需

要量和生物学利用率研究较多，而对反刍动物饲料氨基酸消化(利用)率、畜禽微量元素和维生素这些微量养分的营养需要量及生物学利用率研究很少，故加强上述方面的研究工作，正愈来愈受到人们的高度重视。

2.6 营养物质间的互作与平衡是动物营养学的研究热点之一

各种营养物质在消化、吸收和利用方面存在着错综复杂的协同与拮抗关系，要理顺这些复杂关系，必须进行大量的试验研究，逐一弄清，因为这对了解养分的代谢规律和保持养分在动物体内的相对平衡，十分重要。以往的工作侧重于定性方面，以后的研究应向定量方面深入，以便建立养分互作的定量关系模型，准确配制全价平衡高效饲料。营养平衡性的专门研究，以理想氨基酸平衡模式研究最为突出，已经取得一定进展，目前正在继续深入，这是营养需要量研究的一种有效方法。今后目标是以养分的生物学利用率为基础研究所有营养素间的理想可利用平衡模式，对于最大程度地提高动物对饲料养分的利用效率，充分发挥动物的基因表达和最大遗传生产潜力，同时减少粪便养分排出对环境的污染，发展可持续畜牧业和农业，有十分重要的意义。

2.7 营养研究中更注意与环境的相互关系

这里的环境指内部环境和外部环境两大方面。营养与内部环境的关系包括与微生物、抗氧化体系和免疫系统的相互关系等。在外部环境中，一方面包括温、湿等各种环境应激因子对动物营养代谢和营养需要量的影响，另一方面包括动物营养代谢对周围环境产生的不良影响。主要指动物过量的和未被消化吸收利用的养分随粪便排出而对周围环境产生臭味、磷、氮等的污染，以及反刍动物瘤胃发酵所释放的甲烷对大气温室效应的影响，这些在当今畜禽集约化养殖条件下更易发生。因此，加强营养代谢机理、养分生物学利用率和营养平衡模式的研究，对于准确满足动物对养分的需要量，尽可能减少养分的过量供应，以及提高饲料养分的利用效率，均非常重要。以上所有营养与环境相互关系的研究也是当前动物营养学的研究热点，并在不断取得进展。

3 我国动物营养学的研究现状及存在的问题

动物营养学家王栋教授是我国动物营养学的奠基人之一，由他编著的《动物营养学》(1943年)综述了50年代以前营养学的研究进展，对我国动物营养学的发展起到了先导作用。但总的来讲，我国动物营养学的研究起步晚，发展速度慢。改革开放以来，在老一辈动物营养学家的带动下，通过老、中、青三代动物营养学工作者的共同努力，尤其对猪、鸡能量代谢、蛋白质氨基酸营养及矿物元素、维生素营养等方面都进行了大量的研究，取得了显著成就，如于1986年制订颁布了我国第一个鸡的饲养标准，并制订了奶牛专业标准，1987年又颁布了我国瘦肉型猪的饲养标准。这些标准反映了我国当时畜禽的生产水平，但随着畜禽品种的改进和生产力水平的提高，已远远不能适应当今畜禽生产的需要，急待总结最新研究成果对其进行修订。另一方面，我国反刍动物、水产动物和水禽类的营养研究一直相对薄弱，至今不尚未颁布肉牛、羊、鱼类及鸭等的饲养标准。

九十年代以来，在国家科委、农业部的领导和支持下，已建成农业部动物营养代谢重点开放实验室1个，从事动物营养学人才培养的硕士点30多个、博士点7个，专门从事动物营养学研究的人员达2000多人，其中有副高以上职称人员约600人。基本具备从事动物营养学研究的基础设施，如动物营养代谢实验室，概略养分系列分析仪，分析氨基酸、维生素和脂肪酸的色谱仪(高效液相色谱仪、气相色谱仪)及分析酶和矿物元素的光谱仪(紫外分光光谱仪、原子吸收光谱仪、等离子体光谱仪)等等。在动物氨基酸消化(利用)率、矿物元素营养代谢、维生素营养代谢、反刍动物瘤胃营养代谢、抗营养因子研究等方面接近或达到国际先进水平，少数方面处于国际领先水平。 但是，我国动物营养研究条件和总体水平与发达国家相比，仍有较大差距，主要表现在：①科研体制僵化落后，是造成科研人员内耗严重、积极性远未得到充分发挥、学术气氛淡、科学素质差的重要原因；②国家对科研的投入少，加上人员雍肿，一方面使科研人员的待遇很低，无法潜心研究，另一方面实际用于科研的经费很少，科研基础设施严重不配套，如缺乏标准实验动物房舍和专用于科学研究的原料储存库及配料车间等，严重影响研究结果的科学性和准确性；③科研人员因待遇低而普遍重视动物饲养应用开发研究，追求短期效益，使动物营养应用基础研究不能很好地开展，许多研究仅局限于表面现象的观察测定，对作用机理的深入研究很少，不少研究重复国外或国内研究，缺乏创新；④不少科研人员因科学素质差，试验设计不合理，统计分析方法不正确，导致许多试验结果不能科学地说

明问题；⑤研究人员研究范围过宽，涉及面广而专一性不强，很难在某一方面有所突破。

4 我国动物营养学未来发展建议

4.1 学科发展目标

为畜禽饲养中科学配制全价、平衡、高效、安全和低污染的饲料等，提供充分的理论依据。

4.2 学科发展方向

采用多学科交叉结合的研究思路，全面揭示营养物质在动物体内的代谢(消化、吸收、利用)机理、规律和生物学功能，以及更科学、更准确地研究畜禽的营养需要量和评定饲料的营养价值。

4.3 学科前沿

研究营养对基因表达的作用，在分子水平上揭示营养物质在动物体内的代谢机理、规律和生物学新功能。

4.4 学科优先领域

深入研究营养物质在动物体内的代谢(消化、吸收、利用)机理、规律和生物学新功能、营养对基因表达的作用、以养分生物学利用率为基础的营养需要量和饲料营养价值评定及各种影响因素。

5 推动我国动物营养学发展的政策措施建议

改革开放以来，在国家科委、农业部的直接领导和关怀下，我国动物营养学发展较快，大批中青年科研工作者已成为本学科的中坚力量，老、中、青三结合的科研梯队已经形成。但科研体制僵化落后、科研经费紧张、基础研究不受重视及科研基础设施严重不配套等，正在很大程度上阻碍着动物营养学科的进一步发展。为进一步推动我国动物营养学的发展，提高我国动物营养学的科研水平，建议采取如下政

策措施：

5.1 改革现行科研体制，真正贯彻落实“稳住一头，放开一片”的政策，充分发挥每一科研人员的积极性。具体如：学习借鉴西方先进国家的科研体制，各级主管部门的主要领导实行公开招聘制；根据国家需要设立科研岗位，实行公开招聘上岗制；对科研管理人员及科研人员进行定期考核，优胜劣汰，人员自由流动；学习借鉴先进发达国家主要依据所发表的科学论文的质量与水平来评价科研人员学术业绩的方法体系，取消现行在过去计划体制下形成的由国家组织的科研成果评奖制度等。

5.2 大力增加科研投入。这一方面可提高科研人员的待遇和收入，使他们能潜心科研，另一方面可增加对动物营养研究的投入，切实改善科研基础配套设施条件，如加强环境控制的标准实验动物房舍和试验专用配料间的建设等。

5.3 通过严格研究生培养、论文发表和举办专题讲座等途径，全面提高科研人员的科研基本功和科学素质。

5.4 加强对动物营养学基础研究的立项和资金投入，创建以生理生化、分子营养研究为主要特征的国家动物营养代谢重点开放实验室。

5.5 制订政策措施，鼓励动物营养与人营养学科间以及与其它不同学科间的合作与交流。

5.6 促进与国际发达国家的合作与交流，一方面学习借鉴发达国家的先进技术和研究思路，以利提高我国在本领域的科研水平，另一方面向他们宣传我国的科研成就。